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Redes de Computadores I - RC1
Emerson S. Oliveira
E-mail: es_oliveira@yahoo.com.br
Site: www.emersonoliveira.eti.br
Graduação: Redes de Computadores – FAT
Pós-Graduado: Criptografia e Segurança de Redes – UFF
Pós-Graduado: Gestão de Sistema de Informação com Ênfase em Redes e Desenvolvimento Web – FSSS
Mestrando em Computação Aplicada – UEFS 
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Redes de Computadores
Introdução às Redes
Princípios de comunicações em redes
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Metodologia
Aulas expositivas
Atividades práticas em laboratório
Abordagem Top-Down
Assuntos amplos
Leitura de Artigos 
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Prof. Emerson Oliveira
Concorrência e Conectividade – Daniel G. Costa
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Bibliografia
Redes de computadores 1
 
KUROSE, James F. Redes de Computadores e a Internet :uma abordagem top-down, 5ed. São Paulo. Pearson, 2010.
TANENBAUM, Andrew S. Redes de Computadores. 5.ed. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2011. 
SOARES, L. F. G. Redes de Computadores: das LANs, MANs, WANs às redes ATM. Rio de Janeiro: Campus, 1995.
COMER, D. E. Interligação em Redes TCP/IP : Projeto, Implementação e Estrutura, v. 2. Rio de Janeiro: Campus, 1998.
 
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Redes de Computadores
“Conjunto de computadores autônomos interconectados por uma única tecnologia”
					 Tanenbaum, 2003
“A internet é uma rede de computadores que interconecta milhares de dispositivos computacionais ao redor do mundo.” 
 Kurose, 2010
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Redes de Computadores
IETF – Internet Engineering Tak Force
Força de trabalho de engenharia na internet
RFCs
Ex: IP (RFC 791)
	
IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
Padrões para componentes de rede
Exe: 802 LAN e MAN
IANA -Internet Assigned Numbers Authority
Responsável pela coordenação global do DNS raiz, endereçamento IP, protocolos e outros recursos da Internet.
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Introdução às Redes
Sistema de comunicação
Composto por uma combinação de hardware e software.
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Prof. Emerson Oliveira
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Introdução às Redes
Sistemas de comunicação - a eficácia depende de:
Entrega
Os dados devem ser entregue APENAS ao destino correto.
Precisão
Os dados devem ser recebidos da forma como foram enviados.
Sincronização
Os dados devem ser entregues no momento certo.
Jitter
Variação no tempo da entrega de pacotes deve ser tolerável.
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Introdução às Redes
Componentes do Sistema de comunicação
Mensagem: dados a serem transmitidos.
Emissor: dispositivo que envia a mensagem.
Receptor: dispositivo que recebe a mensagem.
Meio: caminho físico por onde trafega a mensagem do emissor ao receptor.
Protocolo: conjunto de regras que controla a comunicação de dados.
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Redes de Computadores
Classificação “Tamanho”
Classificação Tradicional - Necessidade de classificar
as redes de acordo com a sua dimensão e distribuição geográfica.
LAN – Local Area Network
MAN – Metropolitan Area Network
WAN – Wide Area Network
WLAN – Wireless Local Area Network
WPAN – Wireless Personal Area Network 
WWAN – Wireless Wide Area Network
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Classificação das Redes
Rede Local (LAN)
Cobre uma área geográfica menor que 10km (IEEE).
Topologias mais comuns: barramento, estrela e anel.
Administrada privativamente.
Tecnologias de Rede Local (LAN)
São projetadas para permitir o compartilhamento de recursos.
Os links estão localizados dentro de uma sala, escritório, edifício ou campus.
Ethernet
Wi-Fi
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Redes Metropolitanas (Metropolitan Area Network - MAN)
Projetada para se estender por toda uma cidade.
Uma rede de TV a cabo.
Uma empresa pode utilizar uma MAN para conectar as LANs de todos os escritórios distribuídos numa cidade.
Administrada por uma empresa privada ou provida por uma empresa pública.
ATM
Frame Relay
WiMax
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Rede Geograficamente Distribuída (Wide Area Network - WAN)
Pode compreender um país, um continente ou até mesmo o mundo.
Podem utilizar as redes públicas, redes sob concessão ou alugadas.
Equipamentos privados de comunicação ou combinações destes para atingir uma superfície ilimitadas na superfície do planeta.
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Personal Area Network (PAN)
Originado da computação pessoal
Comunicação geralmente com raio menor que 10m
Bluetooth é uma tecnologia PAN
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Redes Wireless
Um W é adicionado como prefixo
WPAN, WLAN e WMAN
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Conceitos Base
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Sistemas finais, clientes e servidores;
Dispositivos de borda – Estão na periferia da Internet;
Computadores, Servidores, dispositivos portáteis, eletrodomésticos, equipamentos de piso de fábrica e outros.
Denominados como hospedeiros;
Clientes e Servidores;
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Sistemas finais, clientes e servidores;
No contexto de software:
Programa cliente;
Programa Servidor;
Aplicações distribuídas.
Nem todas as aplicações da Web puramente cliente/servidor:
KaZaA, e-mule e outros.
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Tipos de Serviços
Dispositivos intermediários e enlaces fornecem meios e serviços para transportar dados pela Internet.
Serviço não Orientado a Conexão;
Serviço Orientado a Conexão.
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Serviço Orientado para Conexão
Apresentação: Pacotes de Controle são trocados previamente entre os dispositivos finais; -> Conexão foi estabelecida;
Semelhante a comunicação entre seres humanos;
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Serviço Orientado para Conexão
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Serviço Orientado para Conexão
	Uma conexão na Internet nada mais é do que buffers alocados e variáveis de estado nos sistemas finais.
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Serviço Orientado para Conexão
Serviços orientados a conexão na Internet estão conjugados a serviços como:
Transferência de Dados confiável;
Controle de Fluxo;
Controle de Congestionamento;
Transmission Control Protocol – TCP.
Telnet, SMTP, FTP,HTTP;
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Serviço não Orientado para Conexão
Não existe o processo de apresentação entre os dispositivos finais;
Os dados são entregues de maneira mais rápida;
Geralmente utilizado para aplicações simples orientadas a transação;
O remetente não sabe se os dados chegaram aos destinatário.
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Serviço não Orientado para Conexão
Não prove controle de fluxo ou controle de congestionamento;
User Datagram Protocol – UDP
Geralmente é utilizado em aplicações de multimídia.
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Comutação de Circuitos 
X 
Comutação de Pacotes
Comutação de Circuitos e Comutação de Pacotes
Ligadas diretamente ao núcleo da rede;
Os recursos necessários ao longo de um caminho para prover a comunicação são reservados pelo período da sessão de comunicação.
Os recursos não são reservados; as mensagens de uma sessão usam os recursos por demanda.
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Comutação de Circuitos e Comutação de Pacotes
Rede de telefonia – Comutação de Circuitos;
Processo de envio de fax – Estabelecimento de uma conexão;
No mundo da tecnologia é conhecido com circuito;
Circuito montado – Garantia de Banda disponibilizada.
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Comutação de Circuitos e Comutação de Pacotes
O pacote é transmitido por uma série de enlaces de comunicação;
Os recursos são utilizados sob demanda;
Buffers são utilizados nos momentos de congestionamento;
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Multiplexação – Comutação de Circuitos
FDM – Frequency-Division Multiplexing;
TDM – Time-Division Multiplexing;
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Multiplexação – Comutação de Circuitos
FDM – Espectro de frequência de um enlace é compartilhado entre as conexões estabelecidas;
4 KHz
4 KHz
Frequência
Enlace
FDM
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Exemplo ADSL
O sinal de voz utiliza frequências baixas, de 300 Hz a 3.4 kHz, a mesma faixa onde operam os modems discados. 
O ADSL utiliza frequências mais altas, entre 26 kHz e 1100 kHz, de forma a não interferir com o sinal de voz.
Fonte:http://www.teleco.com.br/
Multiplexação – Comutação de Circuitos
TDM 
O tempo é divido em quadros de duração fixa;
A rede dedica à conexão um compartimento de tempo em cada quadro;
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Tempo
TDM
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Multiplexação – Comutação de Circuitos
Períodos de Silêncio;
Estabelecer circuitos fim-a-fim e reservar larguras de banda de faixas de fim-a-fim é complicado e exigem software complexo de sinalização.
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Comutação de Pacotes
Aplicações trocam mensagens ao desempenhar uma tarefa;
O originado fragmenta a mensagem mensagens longas em porções de dados de dados menores -> Pacotes;
Os pacotes percorrem por diferentes enlaces e passam por diferentes comutadores de pacotes;
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Comutação de Pacotes
Transmissão ocorre a uma faixa igual a velocidade do enlace;
Armazenar e enviar pacotes nas entradas do enlaces;
Os Comutadores devem receber o pacote inteiro antes de retransmitir o primeiro bit;
São introduzido atrasos ao longo da transmissão do enlace.
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Comutação de Pacotes
Cada comutador de pacotes pode esta ligado a vários enlaces;
Cada comutador possui um buffer de saída (fila de saída);
O buffers evitam a perda de pacotes;
Os pacotes sofrem atraso da fila;
Buffers quando lotados não podem evitar a perda de pacotes;
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Redes de Datagramas e Redes de Circuitos Virtuais
Comutadores podem utilizar endereços e destino ou números de circuitos virtuais;
Qualquer rede que transmita pacotes segundo endereços de sistemas finais de destino – Rede de Datagrama;
Qualquer rede que transmita pacotes segundo números de circuitos virtuais – Rede de Circuito Virtual;
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Redes de Circuitos virtuais
Imaginado como uma conexão virtual entre um sistema final de origem e um sistema final de destino;
Envolve cada um dos comutadores ao longo do caminho;
Cada Circuito possui um ID CV (Virtual-circuit indentifier);
Os pacotes possuem um identificador em seu cabeçalho.
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Redes de Circuitos virtuais
Possui uma pequena tabela de tradução;
Os comutadores mantém informação de estado para suas conexões em curso;
A entrada do ID DV é removida quando a conexão em desativada.
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Redes de Datagramas
Análogas, em muitos casos, ao serviço postal;
Cada pacote possui um endereço de destino;
O comutador faz a leitura de parte do endereço e o encaminha rota de destino;
Cada comutador possui uma tabela de transmissão que mapeia endereços de destino;
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Redes de Datagramas
Redes de Datagramas não mantêm informação de estado da conexão comutadores.
Cada comutador de pacotes tem uma tabela de transmissão que mapeia endereços de destino para um enlace de saída.
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Taxonomia de Rede
Exercicio
Qual a diferença entre Serviço não Orientado a Conexão e Serviço Orientado a Conexão?
Qual a diferença entre FDM e TDM?
Explique o funcionamento da comutação de pacotes? 
 
TOPOLOGIAS
 Topologias
A topologia física de uma rede local compreende os enlaces físicos de ligação dos elementos computacionais da rede;
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Topologias
Topologia em Estrela
 Cada nó interligado ao nó central.
 Este nó é o centro de controle (Comutador)
 Podem haver comunicação simultânea
 Vantagens da rede estrela:
Instalação e configuração simples;
Permite a expansão da rede;
Falha de uma estação não afeta a rede;
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Prof. Emerson Oliveira
Topologias
Topologia em Barramento.
Semelhante ao barramento de dados
Todas as estações se ligam ao mesmo meio
Facilita a difusão de mensagens (broadcasting)
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Redes de Computadores - Topologias
Topologia em Anel.
Mensagem entra no anel e circula até ser retirada
pelo emissor ou receptor.
Os nós são conectados e se 
comunicam num círculo.
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Topologias
Topologia em Árvore.
A topologia em árvore é basicamente uma série de barras interconectadas. 
É equivalente a várias redes estrelas interligadas entre si através de seus nós centrais. 
Esta topologia é muito utilizada na ligação de Hub’s e repetidores.
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Prof. Emerson Oliveira
Meios de Transmissão
Cabo Coaxial;
Par Trançado;
Fibra Óptica;
Transmissão sem fio.
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