Protocolo de rede

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12/04/2018
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PROTOCOLOS DE REDES
AULA 01
Danilo C. Pereira
Apresentação
Objetivo
• Expor uma visão geral das redes de
computadores e da Internet
• Observe ao redor
• Perceba que o mundo está conectado.
– Computadores (sejam eles desktops, laptops, e-
readers, smartphones, smartwatches, tablets,
etc);
Por Yash Mehta sob a licença Creative Commons
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• Todos podem ser conectados, sincronizados,
ou mesmo, atuar em conjunto
colaborativamente.
Como chegamos aqui?
Como chegamos aqui?
Adaptado de Nick McKeown
Como chegamos aqui? Como chegamos aqui?
Marc Andreessen
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3.6B pessoas
~40%
Fonte: http://www.internetlivestats.com/internet-users/
Snapshot atualizado*
• E o que falar dos serviços?
• E-mail, mensagem instantânea, streaming,
P2P, VoIP, teleconferência, e-Commerce, etc...
• O que permite/possibilita a existência de tais
aplicações?
• A Internet!!!
• Segundo Kurose e Ross "é provavelmente o
maior sistema de engenharia já criado pela
humanidade, com centenas de milhões de
computadores conectados, enlaces de
comunicação e comutadores"
• Como a Internet funciona?
• Essa questão é o que motiva este curso.
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Classificação por Escala
Distância Localização no(a) 
mesmo(a)
Classificação
1 m Metro quadrado Personal Area Network
10 m Sala
Local Area Network100 m Edifício
1 km Campus
10 km Cidade Metropolitan Area Network
100 km País
Wide Area Network
1.000 km Continente
10.0000 km Planeta Internet
O que é a Internet? 
• Podemos descrevê-la em dois termos: 
– Seus componentes de software e hardware 
básicos; 
– Infraestrutura que fornece serviços de aplicações 
distribuídas.
Uma Visão Panorâmica
• Os dispositivos conectados à internet são
chamados hospedeiros ou sistemas finais;
• Sistemas finais se conectam entre si por meio
de enlaces (links) de comunicação e
comutadores (switchs) de pacotes;
– Os enlaces definem a taxa de transmissão;
– Roteadores e comutadores da camada de enlace;
• Rota ou caminho ao longo da rede;
Uma Visão Panorâmica
• Sistemas finais acessam a Internet por meio
de Provedores de Serviços de Internet
(Internet Service Providers – ISPs)
– Empresas de TV a cabo ou de telefonia
(residenciais)
– Corporativos
– Universidades
– ISPs que fornecem acesso wireless
– Hotéis, cafés e espaços públicos
Uma Visão Panorâmica
• Sistemas finais acessam a Internet por meio
de Provedores de Serviços de Internet
(Internet Service Providers – ISPs)
– Empresas de TV a cabo ou de telefonia
(residenciais)
– Corporativos
– Universidades
– ISPs que fornecem acesso wireless
• Hotéis, cafés e espaços públicos
Uma Visão Panorâmica
• Um ISP é uma rede de comutadores de
pacotes e enlaçes de comunicação
– Fornecem várias formas de acesso à rede:
• Banda larga com modem a cabo ou DSL (linha digital de
assinante)
• LAN de alta velocidade
• Wireless
• Modem discado de 56kbps
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Uma Visão Panorâmica
– Também se interconectam (hierarquia topológica)
• ISPs locais ou regionais (mais baixo nível)
• ISPs nacionais ou internacionais (mais alto nível)
– Ex.: Level 3 Communications, AT&T, Sprint e NTT
Uma Visão Panorâmica
• Os componentes da Internet se comunicam
por meio de protocolos
– TCP – Transmission Control Protocol
– IP – Internet Protocol
Uma Visão Panorâmica
• Os componentes da Internet se comunicam
por meio de protocolos
– TCP – Transmission Control Protocol
– IP – Internet Protocol
Padrões da Internet
• São desenvolvidos pela IETF – Internet
Engineering Task Force
• Criam documentos conhecidos como RFCs
(Request For Comments), que contêm a
descrição de cada padrão da Internet
– 6.000+ RFCs
– IP, TCP, HTML (Web), SMTP (email)
Em Termos de Serviços
• Aplicações distribuídas
• Interface de Programação de Aplicação (API)
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Exemplos de Conexão
• PPP – Point-to-Point Protocol
• Multiponto: tipo rede local Ethernet
Enlaces
• São suportados pelo meio físico, que pode ser:
– Cabo coaxial
– Fio de cobre
– Fibra óptica
– Ondas de rádio
– ...
• Roteadores (routers ou gateways) fazem
chaveamento intermediário
– Recebem mensagens em seus enlaces de entrada
– Armazena-as e encaminha-as aos enlaces de Saída
Store-and-Forward
– As mensagens seguem de roteador para roteador
até atingir seu destino
– Mensagens são fragmentadas e viajam
independentemente
Protocolo IP
• Responsável por estabelecer a rota pelo qual
cada pacote seguirá
• A Rota usa como base o endereço de destino
da mensagem – Endereço IP
• Endereço IP contém 4 octetos
– Ex: 200.135.233.1
• DNS associa nomes a endereços IPs
Arquitetura de Rede
• Conjunto de Camadas e Protocolos
• Pilha de Protocolos – lista de protocolos,
sendo um por camada
Exemplo do Filósofo
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Cliente-Servidor P2P
Serviços
• Redes TCP/IP – proveem canal de
comunicação lógico entre um processo cliente
(rodando numa máquina cliente) e um
processo servidor (rodando em uma máquina
servidora)
• Programas de Aplicação contém uma porta
cliente, através do qual o serviço é solicitado,
e uma porta servidora, que retorna o serviço
requisitado
Serviços
• Serviço solicitado pode ser:
– Request/Reply – Serviço tipo pedido/resposta
– Audio/Video Streaming – Serviço tipo fluxo de
dados em tempo real
• Tipos de Serviços de Transporte
– Serviço garantido e orientado a conexão
– Serviço não garantido e não orientado a conexão
Serviços
• Serviço Orientado a Conexão
– TCP – Transmission Control Protocol
• Estabelecem conexão – handshaking
• Dados trocados são livres de erros
– Mensagens de reconhecimento e retransmissão de pacotes
– UDP – User Datagram Protocol
• Não há handshaking
• Não há reconhecimento e a fonte nunca sabe se o dado
foi recebido
• Mais rápido que o TCP
Serviços
• TCP – Correio Eletrônico, Transferência de
Arquivos, WWW
• UDP – voz sobre internet, vídeo conferência,
streaming
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Núcleo da Internet
• Formado pela malha de roteadores
– Formam ligações inter-redes, Interligando as redes
entre si
• Datagramas percorrem essa malha
• Protocolo IP estabelece rotas para esses
datagramas
Comutação de Pacotes versus
Comutação de Circuitos
• Internet – usa comutação de pacotes como
tecnologia de comunicação no núcleo da rede
• Redes Telefônicas – usam comutação de
circuitos
Comutação de Circuitos
• Dois sistemas terminais desejam se comunicar
• Rede estabelece um circuito dedicado fim-a-
fim entre os dois sistemas
Comutação de Circuitos
• Caso ligação telefônica: número é discado,
rede estabelece um caminho entre os dois
interlocutores e reserva um circuito para a
conversação
• Circuito fica reservado até a conclusão
Comutação de Circuitos Comutação de Pacotes
• Recursos da rede não são reservados
• Dados podem aguardar em fila caso enlace
esteja ocupado
• Exemplo da clínica médica
– Hora marcada
– Ordem de chegada
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Best Effort
• A internet faz o melhor esforço (best effort)
para entregar os dados num tempo
apropriado
– Mas sem garantias
Roteamento em Redes de
Comutação de Pacotes
• Roteamento em redes baseada em circuito
virtual
– Rota é estabelecida a priori
– Estabelecido o circuito, todos os pacotes seguem a
mesma rota
– Cada pacote carrega a informação sobre qual
circuito virtual irá tomar
– Exemplos de redes: X.25, frame-relay, ATM
(Asynchronous Transfer Mode)
Roteamento em Redes de
Comutação de Pacotes
• Roteamento em redes baseadas em
datagramas
– Não há estabelecimento de conexão ou circuito
virtual
– Pacotes são enviados em função do endereço de
destino
Bibliografia
• Livro Texto: Redes de Computadores e a 
Internet – James Kurose – 5 ou 6 Edição• Livro Auxiliar – Redes de Computadores –
Andrew Tanenbaum – 4 ou 5 Edição
Links externos
• http://revistapesquisa.fapesp.br/2011/02/18/prim%C3%B3rdios-da-rede_/