Redes de Telecomunicações

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Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 1
Redes Telecomunicação 
Introdução
Telemedicina e e-Saúde
2009/10
Pedro Brandão
Referências
Estes slides são baseados nos slides de 
TeleMedicina e e-Saúde 08/09 do Prof. Rui 
Prior
Por sua vez ele baseou-se nos slides 
fornecidos com o livro “Computer
Networking: A Top Down Approach 4th 
edition. Jim Kurose, Keith Ross
Addison-Wesley, April 2007”
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 2
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 2
DIGITAL, ANALÓGICO
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Analógico  Digital
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Amostragem
Quantificação das amostras
Imagens da Wikipedia
4
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 3
Algumas palavras sobre compressão 
audio
 Amostragem do sinal audio 
a uma taxa fixa
o telefone: 8,000 amostras/seg
o CD: 44,100 amostras/seg
 Cada amostra quantificada, 
arredondada:
o Ex.:, 28=256 valores possíveis
 Cada nível/valor 
representado por bits
o 8 bits para 256 valores
 exemplo: 8,000 
amostras/seg, 256 valores 
 64,000 bps
 Receptor reconverte para 
analógico:
o Alguma perda de qualidade
Taxas exemplo
 CD: 1.411 Mbps
 MP3: 96, 128, 160 kbps
 Internet telephony: 5.3 kbps 
ou mais
5Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Algumas palavras sobre compressão 
vídeo
 vídeo: sequência de 
imagens a uma taxa 
constante
o e.g. 24 imagens/seg
 Imagem digital: array de 
pixéis
o Cada pixel representado por 
bits
 redundância
o Espacial (na imagem)
o temporal (de uma imagem 
para a seguinte)
Exemplos:
 MPEG 1 (CD-ROM) 1.5 
Mbps
 MPEG2 (DVD) 3-6 Mbps
 MPEG4 (often used in
Internet, < 1 Mbps)
Investigação:
 Por camadas (“escalável”) 
vídeo
o Adaptar as camadas à largura 
de banda disponível
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 6
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 4
INTRO
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Introdução
Objectivos:
 ganhar sensibilidade e 
conhecer a terminologia
 aprofundamento e detalhes 
mais tarde
 abordagem:
o uso da Internet como 
exemplo
Tópicos:
 o que é a Internet?
 o que é um protocolo?
 extremidade da rede: 
terminais, rede de acesso, 
meio físico
 núcleo da rede: comutação 
de pacotes/circuitos, 
estrutura da Internet
 desempenho: perdas, 
atrasos, débito
 camadas protocolares, 
modelos de serviço
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Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 5
Sumário
1.1 O que é a Internet?
1.2 Extremidade da rede (edge)
 terminais, redes de acesso, ligações
1.3 Núcleo da rede (core)
 comutação de circuitos, comutação de pacotes 
estrutura da rede
1.4 Atrasos, perdas e débito em redes de 
comutação de pacotes
1.5 Camadas protocolares, modelos de serviço
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 9
O que é a Internet: debaixo do capô
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
 milhões de dispositivos ligados: 
terminais (hosts)
o a correr aplicações em 
rede
Rede doméstica
Rede institucional
Rede móvel
ISP global
ISP regional
router
PC
servidor
portátil
wireless
telemóvel
ligações
cabladas
pontos de
acesso
 ligações (links)
 fibra, cobre, rádio, satélite
 taxa de transmissão 
(capacidade)
 routers: reenvio de pacotes 
(“pedaços” de dados)
10
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Introdução às Redes de Telecomunicação 6
O que é a Internet: debaixo do capô
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Algum equipamento de rede
Concentrador (hub)
(em desuso)
Comutadores LAN
(switches) Ponto de acesso
Router
Router
11
O que é a Internet: debaixo do capô
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Algum equipamento de rede
Firewall
Servidor modular de
grande capacidade
Servidor
12
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Introdução às Redes de Telecomunicação 7
O que é a Internet: debaixo do capô
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Aspecto dum data center
13
O que é a Internet: debaixo do capô
 os protocolos controlam o 
envio e a recepção de 
mensagens
o e.g., TCP, IP, HTTP, Skype, 
Ethernet
 Internet: “rede de redes”
o vagamente hierárquica
o Internet pública vs. intranets 
privadas
 Normas da Internet
o RFC: Request for Comments
o IETF: Internet Engineering
Task Force
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Rede doméstica
Rede institucional
Rede móvel
ISP global
ISP regional
14
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Introdução às Redes de Telecomunicação 8
O que é a Internet: perspectiva de serviços
 a infra-estrutura de 
comunicação possibilita 
aplicações distribuídas:
o Web, VoIP, email, jogos, 
e-comércio, partilha de 
ficheiros, telemedicina
 serviços de comunicação de 
dados às aplicações:
o entrega fiável de dados 
da origem ao destino
o entrega de dados não-
fiável (best effort)
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Rede doméstica
Rede institucional
Rede móvel
ISP global
ISP regional
15
O que é um protocolo?
protocolos humanos:
 “que horas são?”
 “tenho uma questão”
 apresentações
… são enviadas mensagens 
específicas
… são efectuadas acções específicas 
na recepção de mensagens ou em 
resposta a outros eventos
protocolos de rede:
 máquinas em vez de pessoas
 toda a comunicação na Internet 
está condicionada por protocolos
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
os protocolos definem o formato das 
mensagens, a ordem de envio e 
recepção das mensagens entre as 
diferentes entidades da rede e as 
acções a efectuar na transmissão ou 
recepção de mensagens
16
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Introdução às Redes de Telecomunicação 9
O que é um protocolo?
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
um protocolo humano e outro de redes de computadores:
Olá
Olá
Tens
horas?
São 2:00
Pedido de
ligação TCP
GET http://www.awl.com/kurose-ross
<ficheiro>
tempo
Resposta de
ligação TCP
17
Sumário
1.1 O que é a Internet?
1.2 Extremidade da rede (edge)
terminais, redes de acesso, ligações
1.3 Núcleo da rede (core)
 comutação de circuitos, comutação de pacotes 
estrutura da rede
1.4 Atrasos, perdas e débito em redes de 
comutação de pacotes
1.5 Camadas protocolares, modelos de serviço
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Introdução às Redes de Telecomunicação 10
Uma visão mais próxima da estrutura da rede:
 extremidade da rede:
terminais e aplicações
 redes de acesso, meio 
físico: ligações cabladas
e sem fios (wireless)
 núcleo da rede:
 routers interligados
 rede de redes
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 19
Extremidade da rede:
 terminais:
o correm aplicações (programas)
o e.g. Web, email
 modelo cliente/servidor:
 terminal cliente faz pedidos e 
recebe serviços de um servidor 
sempre ligado
 ex.: browser/servidor web; 
cliente/servidor de email
 modelo peer-to-peer
(p2p):
 uso mínimo ou ausência total 
de servidores dedicados
 Ex.: Skype, eMule, BitTorrent
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p2p
c/s
20
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Introdução às Redes de Telecomunicação 11
Redes de acesso e meio físico
P: Como ligar os terminais ao 
router na extremidade?
 redes de acesso residenciais
 redes de acesso 
institucionais (escola, 
empresa)
 redes de acesso móveis
Atenção: 
 capacidade (bits por 
segundo) da redede 
acesso?
 partilhada ou dedicada?
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 21
Acesso residencial: ponto-a-ponto
 Ligação por modem
o acesso directo ao router até 
56kbps (normalmente menos)
o não permite navegar e telefonar ao 
mesmo tempo: não pode ser “always on”
DSL: Digital Subscriber Line
o fornecido pelo operador telefónico (geralmente)
o até 1 Mbps na transmissão (geralmente ≤ 512 kbps)
o até 24 Mbps na recepção (geralmente ≤ 6 Mbps)
o linha física dedicada até à central telefónica
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Introdução às Redes de Telecomunicação 12
Acesso residencial: cabo
HFC: hybrid fiber coaxial
o ligação assimétrica: até 30Mbps na recepção e 
2Mbps na transmissão
o rede de cabo coaxial e fibra liga clientes ao router 
do ISP
o acesso partilhado até ao router
o normalmente fornecido pelas companhias de TV 
por cabo
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Acesso residencial: cabo
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 24
Canais
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
D
A
T
A
D
A
T
A
C
O
N
T
R
O
L
1 2 3 4 5 6 7 8 9
FDM:
cliente
central
rede de distribuição
por cabo (simplificada)
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Introdução às Redes de Telecomunicação 13
Acesso residencial: fibra óptica
Activas (AON) ou passivas (PON)
Oferta comercial desde dezenas de Mbps até 
1Gbps
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Fonte: Imagens da Wikipedia
Acesso empresarial: redes locais 
(LANs)
 a rede local (LAN) da 
empresa ou 
universidade liga os 
terminais ao router
 Ex.: Ethernet: 
o 10 Mbs, 100Mbps, 
1Gbps, 10Gbps
o configuração moderna: 
terminais ligam-se ao 
switch Ethernet
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Introdução às Redes de Telecomunicação 14
Redes de acesso sem fios (wireless)
 rede de acesso wireless partilhada liga 
os terminais ao router
o através da estação base (ponto de acesso)
 LANs sem fios:
o 802.11b/g (WiFi): 11 ou 54Mbps
o 802.11n: até 600Mbps
 redes de acesso WAN sem fios
o operadores de telecomunicações
o ~1Mbps nas redes 3G (EVDO, HSDPA)
o brevemente: WiMAX (dezenas de Mbps) 
numa área mais alargada
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 27
Redes domésticas
Componentes típicos de uma rede doméstica: 
 modem ADSL ou por cabo
 router/firewall/NAT
 rede Ethernet
 ponto de acesso wireless
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
modemde/para
a central
router/
firewall
Ethernet
ponto de
acesso
wireless
portáteis
wireless
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Introdução às Redes de Telecomunicação 15
Meio Físico
 Bit: propaga-se entre pares 
emissor/receptor
 ligação física: o que está 
entre o emissor e o receptor
 meio guiado:
o sinal propaga-se num meio 
sólido: par de cobre, fibra 
óptica, cabo coaxial
 meio não guiado :
o sinal propaga-se livremente 
(e.g., ondas rádio)
Par entrançado
 dois fios de cobre isolados
o Categoria 3: linhas telefónicas 
tradicionais, Ethernet a 10 
Mbps 
o Categoria 5: Ethernet a 
100Mbps 
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Meio Físico: cabo coaxial, fibra óptica
Cabo coaxial:
 dois condutores de cobre 
concêntricos
 bidireccional
 banda-base:
o um único canal no cabo
o Ethernet antiga
 banda larga:
o múltiplos canais no cabo
o HFC
Cabo de fibra óptica:
 fibra de vidro transporta 
impulsos de luz, um por bit
 opera a alta velocidade:
 transmissão ponto-a-ponto de alta 
velocidade (e.g., 10’s-100’s Gps)
 baixa taxa de erros: 
repetidores muito 
espaçados; imune a ruído 
electromagnético
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 30
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Introdução às Redes de Telecomunicação 16
Meio Físico: rádio
 sinal transportado no espectro 
electromagnético
 sem fios
 bidireccional
 efeitos da propagação no meio 
ambiente:
o reflexões 
o obstrução por objectos
o interferência
 taxa de erros elevada
Tipos de ligação rádio:
 microondas terrestres
 canais até 45Mbps
 LAN (e.g., Wifi)
 11Mbps, 54Mbps, até 600Mbps
 wide-area (e.g., rede móvel)
 rede 3G: ~ 1 Mbps
 satélite
 canal entre alguns kbps e 45Mbps 
(ou múltiplos de menor 
capacidade)
 270ms de atraso extremo-a-
extremo
 geosíncrono ou de baixa altitude
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Sumário
1.1 O que é a Internet?
1.2 Extremidade da rede (edge)
 terminais, redes de acesso, ligações
1.3 Núcleo da rede (core)
comutação de circuitos, comutação de pacotes 
estrutura da rede
1.4 Atrasos, perdas e débito em redes de 
comutação de pacotes
1.5 Camadas protocolares, modelos de serviço
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Introdução às Redes de Telecomunicação 17
O Núcleo da Rede
 rede emalhada de 
routers interligados
 transferência de dados 
através da rede:
o comutação de circuitos: 
um circuito dedicado por 
chamada: rede 
telefónica
o comutação de pacotes: 
dados enviados através 
da rede partidos em 
“pedaços”
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 33
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos
 Caminho reservado entre 
dois terminais
o Sequência de ligações pré-
estabelecida entre vários nós 
(e.g., rede telefónica)
 A comunicação envolve 
três fases distintas
o Estabelecimento do circuito.
o Transferência de dados.
o Desconexão do circuito.
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Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 18
Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos
 Desenvolvidos para a 
transmissão de voz
 “Inteligência” da comu-
nicação reside na rede
 Recursos dedicados para 
cada chamada
o Não há partilha (desperdí-cio 
de capacidade)
o Desempenho garantido
 Boas taxas de utilização 
para voz
o Alguém fala durante a maior 
parte do tempo…
 Para dados
 Linha inactiva durante a 
maior parte do tempo
 Capacidade de 
transmissão de dados 
constante
Divisão da 
capacidade em 
parcelas
 No domínio dos tempos 
(TDM)
 No domínio das 
frequências (FDM)
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Comutação de Circuitos : FDM e TDM
FDM
frequência
tempo
TDM
frequência
tempo
4 utilizadores
Exemplo:
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Introdução às Redes de Telecomunicação 19
Exemplo numérico
Quanto demora a enviar um ficheiro de 640000 
bits do terminal A para o terminal B numa rede 
de comutação de circuitos?
o Todas as ligações são de 1,536 Mbps
o Cada ligação usa TDM com 24 slots/s
o 500 ms para estabelecer o circuito extremo-a-
extremo
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
10s + 500ms = 10,5s
* Na prática, há que somar a este 
atraso o tempo de propagação
37
kbps
Mbps
64
24
1536
 s
kbps
bits
10
64
640000

Núcleo da Rede: Comutação de Pacotes
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Dados da aplicação
Dados da aplicação
Rede de comuta-
ção de pacotes
Pacote = pedaço de dados + informação de controlo (cabeçalho)
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Introdução às Redes de Telecomunicação 20
Núcleo da Rede: Comutação de Pacotes
ideia: dividir o fluxo de dados 
extremo-a-extremo em pequenos 
pedaços (pacotes)
 pacotes de diferentes utilizadores 
partilham os recursos de rede
 cada pacote usa a capacidade 
totalda ligação
 recursos usados conforme a 
necessidade
contenção no acesso aos recursos:
 a procura de recursos não pode 
exceder a oferta disponível
 congestionamento: pacotes 
colocados em filas à espera de 
poder usar a ligação
 store and forward: os pacotes são 
transferidos salto-a-salto
 Cada nó recebe o pacote completo 
antes de o reenviar
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Divisão fixa da capacidade da rede
Afectação de recursos a fluxos
Reserva de recursos
39
Núcleo da Rede: Comutação de 
Pacotes
Cada Pacote é tratado de forma inde-pendente:
 Não existe relação com os pacotes que o 
precedem
 Cada nó escolhe para cada pacote o 
próximo salto
 Pacotes para o mesmo destino não seguem 
necessariamente a mesma rota (embora 
normalmente sigam)
 Podem chegar fora de ordem
 A máquina de destino repõe a ordem original
 Podem perder-se ou danificarem-se 
pacotes em trânsito
 As máquinas de origem e de destino 
encorregam-se de detectar e corrigir estas 
situações
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 40
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 21
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Comutação de Pacotes: Multiplexagem Estatística
A sequência de pacotes de A e B não tem um padrão fixo, a capacidade é distribuída 
consoante a necessidade no momento multiplexagem estatística.
Por comparação, no TDM cada emissor usa sempre a mesma fatia da trama, e a 
sequência de fatias repete-se consecutivamente
A
B
C
Ethernet
100 Mb/s
1.5 Mb/s
D E
multiplexagem estatística
fila de pacotes
à espera de poder
ser enviados
41
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Comutação de Pacotes: store-and-forward
 um pacote de L bits demora L/R 
segundos a ser transmitido 
(inserido) numa ligação de R bps
 store and forward: cada pacote 
tem de ser recebido na sua 
totalidade pelo router antes que 
este o possa transmitir na 
ligação seguinte
 atraso = 3L/R (assumindo atraso 
de propagação nulo)
Exemplo:
 L = 7.5 Mbits
 R = 1.5 Mbps
 atraso de transmissão = 
15 sec
R R R
L
42
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 22
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Comutação de pacotes vs. comutação de circuitos
 ligação de 1 Mb/s
 cada utilizador: 
o 100 kb/s quando “activo”
o activo 10% do tempo
 comutação de circuitos:
o 10 utilizadores
 comutação de pacotes:
o com 35 utilizadores, a 
probabilidade de ter > 10 
activos em simultâneo é 
< 0.0004
A comutação de pacotes permite ter mais utilizadores na rede!
N utilizadores
1 Mbps
43
Pacotes vs. Circuitos
 óptima para dados em 
rajadas (bursty)
o partilha de recursos
o simples, sem 
estabelecimento prévio 
de chamada
 congestionamento: atrasos 
e perdas de pacotes
o são necessários 
protocolos para 
conseguir transmissão 
de dados fiável e 
controlar o 
congestionamento
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 44
Será a comutação de pacotes uma panaceia?
P: Como obter desempenho semelhante 
aos circuitos?
• garantias de capacidade para fluxos audio/vídeo
• problema ainda por resolver…
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Introdução às Redes de Telecomunicação 23
Internet: uma rede de redes
A Internet é constituída por
 Backbones: infraestruturas de interligação de redes, como o 
NSFNET, nos EUA, GÉANT na Europa, bem como backbones
de operadores comerciais como a PT
 Redes regionais, ligando, por exemplo universidades e 
institutos de investigação, e.g., FCCN
 Redes comerciais, por exemplo, para uso interno ou para 
fornecimento de serviços a assinantes, com ligações à 
Internet, e.g., PT, CLIX, NETCABO…
 Redes locais
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 45
RCTS (Rede Ciência, Tecnologia e Sociedade)
 Rede de investigação e 
ensino nacional
 Plataforma de comunicação 
para que investigadores, 
professores e alunos 
portugueses tenham acesso 
a uma rede capaz de fazer 
face às exigentes 
necessidades desta 
comunidade
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 46
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 24
GÉANT
 Rede pan-Europeia de 
investigação e educação
 Interliga a RCTS e as 
congéneres de 30 países 
europeus
 Núcleo a 10Gbps, ligações a 
partir de 155Mbps
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 47
Internet: uma rede de redes
 Um fluxo de pacotes 
atravessa muitas redes
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Rede doméstica
Rede institucional
Rede móvel
ISP global
ISP regional
48
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Introdução às Redes de Telecomunicação 25
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Sumário
1.1 O que é a Internet?
1.2 Extremidade da rede (edge)
 terminais, redes de acesso, ligações
1.3 Núcleo da rede (core)
 comutação de circuitos, comutação de pacotes 
estrutura da rede
1.4 Atrasos, perdas e débito em redes de 
comutação de pacotes
1.5 Camadas protocolares, modelos de serviço
49
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Como ocorrem os atrasos e perdas?
os pacotes são colocados em filas de espera nos 
routers
 taxa de chegada de pacotes à ligação de saída excede a sua 
capacidade
 os pacotes ficam na fila, à espera da sua vez
A
B
pacote a ser transmitido (atraso)
pacotes na fila de espera (atraso)
espaço livre na fila: se não existir espaço livre
quando chega um pacote, ele é eliminado (perdas)
50
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 26
Quatro Fontes de Atraso
1. Processamento nos 
nós:
o verificação de erros
o determinação da ligação 
saída
2. Filas de espera
o tempo de espera pela 
transmissão na ligação 
de saída
o depende do nível de 
congestionamento do 
router
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 51
A
B
processamento
nos nós filas de espera
Quatro Fontes de Atraso
3. Atraso de transmissão:
 R= capacidade da ligação 
(bps)
 L= comprimento do 
pacote (bits)
 tempo para colocar os 
bits no link = L/R
4. atraso de propagação:
 d = comprimento do meio 
físico (distância)
 s = velocidade de 
propagação no meio 
(~2x108 m/s)
 atraso de propagação = 
d/s
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 52
A
B
Nota: s e R são coisas 
muito diferentes!
propagação
transmissão
Exemplo
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 27
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Atraso nos nós
 dproc = atraso de processamento
o tipicamente alguns microssegundos (ou menos)
 dfila = atraso na fila de espera
o depende do congestionamento
 dtrans = atraso de transmissão
o = L/R, significativo em ligações de baixa capacidade
 dprop = atraso de propagação
o desde alguns microssegundos a centenas de milissegundos
proptransfilaprocnó ddddd 
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Mais sobre o atraso na fila de espera
 R=capacidade da ligação (bps)
 L=comprimento do pacote (bits)
 a=taxa média de chegada de pacotes
intensidade de tráfego = L x a/R
(tráfego oferecido)
 La/R ~ 0: tempo médio de espera pequeno
 La/R  1: o tempo de espera aumenta muito
 La/R > 1: mais “trabalho” a chegar do que se consegue 
despachar  tempo médio de espera infinito *!
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Introdução às Redes de Telecomunicação 28
Perdas de pacotes
 fila de espera tem capacidade finita
um pacote que chegue e encontre a fila cheia é 
eliminado (perde-se)
um pacote perdido pode ser retransmitido pelo 
nó anterior ou pelo nó de origem, ou não ser 
retransmitido
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A
B
pacote a transmitir
um pacote que encontra a
fila cheia vai perder-se
fila de
espera
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Débito
débito: taxa (bits/unidade de tempo) à qual 
os bits são transferidos entre o emissor e o 
receptor
o instantâneo: débito num instante específico
omédio: débito ao longo de períodos de tempo 
mais alargados
capacidade da ligação
Rs bits/s
capacidade da ligação
Rc bits/s
“tubo” capaz de transportar 
fluido com débito Rc (bits/s)
servidor com ficheiro 
de F bits a enviar ao 
cliente
servidor envia bits 
(fluido) através do
“tubo” 
“tubo” capaz de 
transportar fluido com 
débito Rs (bits/s)
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Introdução às Redes de Telecomunicação 29
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Débito
Rs < Rc Qual é o débito médio?
Rs bits/s Rc bits/s
 Rs > Rc Qual é o débito médio?
Rs bits/s Rc bits/s
ligação ao longo do caminho que limita o débito do fluxo
ligação de estrangulamento
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Débito: um cenário na Internet
10 conexões partilham (de forma justa) a 
capacidade da ligação de backbone, R
bits/s
Rs
Rs
Rs
Rc
Rc
Rc
R
P: débito por conexão? 
omin(Rc,Rs,R/10)
na prática: Rc ou Rs são 
frequente/ as ligações 
de estrangulamento
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Introdução às Redes de Telecomunicação 30
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Sumário
1.1 O que é a Internet?
1.2 Extremidade da rede (edge)
 terminais, redes de acesso, ligações
1.3 Núcleo da rede (core)
 comutação de circuitos, comutação de pacotes 
estrutura da rede
1.4 Atrasos, perdas e débito em redes de 
comutação de pacotes
1.5 Camadas protocolares, modelos de serviço
59
Camadas Protocolares
As redes são complexas! 
muitas “peças”:
o terminais
o routers
o ligações de diferentes tipos
o aplicações
o protocolos
o hardware, software
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Introdução às Redes de Telecomunicação 31
Envio de Correspondência
Cada camada usa a anterior acrescentando algo:
o Precisão endereço
o Serviços extras (fiável, aviso de recepção)
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Registo
Rua, Número
Código Postal
Aviso Recepção
Rua, Número
Código Postal Código Postal
Registo
Rua, Número
Código Postal
Aviso Recepção
Dist. Regional Dist. Local
Porquê estruturar em camadas?
Lidar com sistemas complexos:
Uma estrutura explícita permite a 
identificação e o relacionamento de 
diferentes peças do sistema
omodelo de referência para discussão
A modularização facilita a manutenção e 
actualização do sistema
o Alterações na implementação de uma camada 
são transparentes para o resto do sistema
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Introdução às Redes de Telecomunicação 32
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Pilha protocolar da Internet
 aplicação: aplicações em rede
o FTP, SMTP, HTTP
 transporte: transferência de dados entre 
processos
o TCP, UDP
 rede: encaminhamento dos data-gramas
entre a origem e o destino
o IP, protocolos de encaminhamento
 ligação lógica: transferência de dados 
entre elementos de rede adjacentes
o PPP, Ethernet
 ligação física: bits no “cabo”
Física
Lógica
Rede
Transporte
Aplicação
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Sessão
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Modelo de referência ISO/OSI
 apresentação: permite às aplicações 
interpretar o significado dos dados, e.g., 
compressão, cifragem, convenções 
específicas da máquina
 sessão: autenticação, sincronização, 
checkpointing, recuperação de sessões
 a pilha da Internet não tem estas duas 
camadas!
o estes serviços, se necessários, têm de 
ser implementados na camada de 
aplicação
Física
Lógica
Rede
Transporte
Aplicação
Apresentação
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Introdução às Redes de Telecomunicação 33
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origem
aplicação
transporte
rede
lig. lógica
lig. física
CtCn M
segmento
datagrama
destino
CtCnCl M
CtCn M
Ct M
M
network
link
physical
link
physical
CtCnCl M
CtCn M
CtCn M
CtCnCl M
router
switch
Encapsulamento
messagem M
CtCt M
Cn
trama
aplicação
transporte
rede
lig. lógica
lig. física
65
FIM DA INTRODUÇÃO ÀS
REDES DE COMUNICAÇÃO DE DADOS
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