FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES AULA 1

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Aula 01:Histórico e Modelo OSI
Análise e Desenvolvimento de Sistemas/ Redes de Computadores
Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores
Professora: Emanoela Lopes
Histórico da evolução das redes
Classificação das Redes de Computadores: LAN, MAN, WAN, HAN, PAN
Arquiteturas de rede: O modelo de Referência OSI e O modelo TCP/IP
AGENDA
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História da Internet 
https://www.youtube.com/watch?v=yyY_392Tn7Q
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A evolução dos Sistemas de Computação
Década de 50
		Mainframes
		CPD
		Cartões perfurados
		Processamento em batch (lote)
Histórico da evolução das redes
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A evolução dos Sistemas de Computação
Década de 60
		Terminais “burros”
		Interação
		Processamento Time sharing
		
Histórico da evolução das redes
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A evolução dos Sistemas de Computação
Sistemas Compartilhados
		
Histórico da evolução das redes
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1961-1972: Primeiros princípios da comutação de pacotes
1961: Kleinrock - teoria das filas mostra a efetividade da comutação de pacotes
 1964: Baran - comutação de pacotes em redes militares 
 1967: ARPAnet concebida pela Advanced Research Projects Agency
 1969: primeiro nó da ARPAnet operacional
 1972: 
ARPAnet é demonstrada publicamente
NCP (Network Control Protocol) primeiro protocolo hospedeiro-hospedeiro 
Primeiro programa de e-mail 
ARPAnet cresce para 15 nós
História da Internet
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1972-1980: Inter-redes, redes novas e proprietárias
1970: ALOHAnet rede via satélite no Havaí
 1973: tese de PhD de Metcalfe propõe a rede Ethernet
 1974: Cerf e Kahn - arquitetura para interconexão de redes 
 Final dos anos 70: arquiteturas proprietárias: DECnet, SNA, XNA
 Final dos anos 70: comutação com pacotes de tamanho fixo (precursor do ATM )
 1979: ARPAnet cresce para 200 nós
História da Internet
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1990-2000: comercialização, a Web, novas aplicações
Início dos anos 90: ARPAnet descomissionada
Início dos anos 90: WWW; Hypertext [Bush 1945, Nelson 1960’s]; HTML, HTTP: Berners-Lee; 	1994: Mosaic, depois Netscape; Final dos anos 90: comercialização da Web
Final dos anos 90-2000:
 Mais aplicações “killer”: instant messaging, P2P file sharing segurança de redes à dianteira
 Est. 50 milhões de hospedeiros, 100 milhões de usuários
 Enlaces de backbone operando a Gbps
História da Internet
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Por que implementar uma rede de computadores ?
 Ambiente Autônomo
Definição de Redes de Computadores 
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“ Uma REDE DE COMPUTADORES é formada por um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema de comunicação.”
				Soares – Pág. 10
“Uma rede de computadores é uma coleção de computadores e outros dispositivos que usam um protocolo comum para compartilhar recursos uns com os outros.”
 Adaptado de Michael A. Galo – Pág. 04
Definição de Redes de Computadores 
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Benefícios de Uma Rede de computadores
Compartilhamento de informações
Compartilhamento de hardware e software
Administração
e suporte 
centralizados
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Tipos de Redes de computadores
Ponto a Ponto ( Peer –to-Peer)
Cliente Servidor
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Internet: Visão dos Componentes
milhões de dispositivos de computação conectados: hosts = sistemas finais
rodando aplicações de rede
enlaces (canais) de comunicação
fibra, cobre, rádio, satélite
Taxa de transmissão = largura de banda.
roteadores: encaminhamento
protocolos: controla o envio e recepção de mensagens
ex., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
Internet: “rede de redes”
Padrões Internet
RFC: Request for comments
IETF: Internet Engineering Task Force
ISP local 
Rede da
empresa
ISP regional 
roteador
servidor
móvel
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De acordo com a área de abrangência:
LAN - Local Area Network 
MAN - Metropolitan Area Network
WAN - Wide Area Network
Classificação de Redes de Computadores 
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LAN (Local área Network)- Rede Local: 
Redes privadas contidas em um único edifício ou áreas com até alguns quilômetros de extensão.
Características:
Meios que permitem altas taxas de transmissão (ex 1Gbps).
Em geral possuem distâncias entre 100 m e 10 Km.
Baixas taxas de erros.
Propriedade particular.
Classificação de Redes de Computadores 
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MAN (Metropolitan área Network) - Rede Metropolitana: 
Abrange normalmente uma cidade.
Características:
Restrita a uma área metropolitana: município.
Meios de transmissão: Cabos ópticos, coaxiais e ondas de rádio.
Em geral possuem distâncias entre 10 e 100 Km.
Classificação de Redes de Computadores 
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WAN (Wide área Network) - Rede Geograficamente Distribuídas (Longa Distância):
Abrange uma grande área geográfica, normalmente um país ou continente.
Características:
Baixas taxas de transmissão.
Em geral possuem distâncias acima de 100 Km.
Conecta redes locais geograficamente distantes.
Meios de transmissão (satélite, linhas telefônicas, microondas) custo elevado.
Classificação de Redes de Computadores 
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Outros tipos de redes quanto a abrangência:
PAN (Personal Area Network): Conexão entre PC´s próximos.
HAN (Home Area Network): Conexão entre PC´s próximos.
CAN (Campus Area Network): Interligação entre edifícios da mesma planta.
SAN (Storage Area Network): rede específica para trafegar informações de Backup.
Classificação de Redes de Computadores 
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PAN – Personal Area Network: Rede de computadores usada para comunicação entre dispositivos pessoais. 
 Conexão em geral sem fio ou com cabos USB. 
Classificação de Redes de Computadores 
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HAN – Home Area Network: O mesmo que LAN (ou WLAN) com as limitações de uma rede residencial. Conceito novo de classificação.
Classificação de Redes de Computadores 
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CAN – Campus Area Network: Abrange uma área mais ampla. Por exemplo, uma rede de universidade.
Classificação de Redes de Computadores 
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SAN – Storage Area Network: Rede utilizada para backup ou em ambientes onde é necessária altíssima performance. 
Classificação de Redes de Computadores 
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Padrões nascem da cooperação entre os comitês de criação de padrões, fóruns e em agências de regulamentação dos governos.
Protocolos, componentes de rede, interfaces, todas as tecnologias utilizadas precisam de padrões para que consigam operar entre elas. A seguir, você entrará em contato com os principais organismos da área de redes e comunicação de dados.
International Organization for Standardization (ISO): A ISO é formada por um corpo internacional cujos membros fazem parte dos comitês de criação de padrões dos vários países que compõem e aceitam a ISO.
 Site: http://www.iso.org/iso/home.html
Organizações de Padronização
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International Telecommunication Union – Telecommunication Standards Sector (ITU-T): Padrão nacional para as telecomunicações. Comitê voltado à pesquisa e ao estabelecimento de padrões para as telecomunicações em geral, telefonia e sistemas de comunicação de dados.
 http://www.itu.int/en/pages/default.aspx
American National Standards Institute (ANSI): Organização totalmente privada, sem fins lucrativos. Todavia, todas as atividades da ANSI são reconhecidas e contam com o apoio do governo americano.
 http://www.ansi.org
Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE): É a maior sociedade profissional de engenheiros no mundo. Auxilia no avanço da teoria, da criatividade e da qualidade dos produtos nos campos da engenharia elétrica e eletrônica. 
 http://www.ieee.org/index.htmlhttp://www.ieee.org.br/
Organizações de Padronização
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Electronics Industries Association (EIA): É uma organização sem fins lucrativos dedicada à promoção de qualquer item relacionado aos produtos eletrônicos. Dentre as atividades desenvolvidas por ela estão a educação/divulgação junto ao público e os esforços (lobby) junto ao governo para adoção depadrões da indústria. 
IETF (Internet Engineering Task Force): Comunidade internacional aberta de projetistas, usuários vendedores e pesquisadores interessados no desenvolvimento da interner. http://www.ietf.org/
TIA (Telecommunications Industries Association) http://www.tiaonline.org/
 RFCs (Request For Comments): relatórios técnicos.
Organizações de Padronização
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1) Cite e explique 1 benefício proporcionado pelas redes de computadores no seu cotidiano.
2) Explique a diferença entre processamento batch e processamento time sharing
3) Crie um conceito para Redes de Computadores, baseado nos estudos atuais.
4) Cite e explique 2 vantagens da existência de padrões internacionais para protocolos de rede.
5) Observe a figura a seguir: Ela esta correta ? Sim ou Não? Justifique sua resposta. 
Exercício de Fixação
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Analogia com uma viagem de avião
Modelo de Camadas 
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Os modelos: OSI e TCP/IP
Por que temos dois padrões de arquitetura?
Modelo OSI: criado para garantir que cada camada tivesse uma função bem específica e fundamentada.
Foi desenhado para padronizar as aplicações que iriam trafegar na rede “recém descoberta”, a ARPANET. 
Esse modelo foi incluído nos cursos de redes por exigência da ISO (International Organization for Standardization) e continua presente nos dias de hoje. 
O Modelo TCP/IP foi desenvolvido utilizando como base o modelo OSI.
É mais enxuto e considerado padrão para as redes de computadores. 
Modelo de Camadas
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O modelo OSI (Interconexão de sistemas abertos) é baseado na proposta desenvolvida pela International Standards Organization (ISO) como um primeiro passo em direção a padronização de protocolos usados nas várias camadas.
Início: uso da solução de um fabricante, devido a compatibilidade.
Início de 80: modelo de referência OSI, pela ISO, junto com diversos fabricantes, foi revisado em 1995.
Objetivo: padronizar a comunicação de dados e de permitir a compatibilidade, independente de marca (fabricante) ou sistema utilizado.
Foi mais além: padronizou a forma como os dados são formatados, organizados, transmitidos, recebidos, interpretados e utilizados.
Cada fase = “camadas”, com regras (protocolos) a serem seguidas.
Modelo OSI (Open Systems Interconnection)
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Vantagens do Modelo OSI
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Modelo OSI 
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Aplicação
Nesta camada é onde residem as aplicações de redes que mais se aproximam do usuário final. 
Nela incluem vários protocolos, como o HTTP (protocolo que provê requisição e transferências de arquivos pela WEB), SMTP( protocolo de transferências de mensagens na WEB), entre outros.
Apresentação
A função dessa camada é prover serviços que auxiliem as aplicações de comunicação interpretar o significado dos dados trocados.
Sessão
A função dessa camada é delimitar e sincronizar a troca de dados, incluindo um meio de construir uma forma de se obter pontos de verificação e de recuperação de dados.
FUNÇÕES DAS CAMADAS
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Transporte
Tem a função de controlar o transporte de mensagens das camadas acima, entre dois computadores que estão querendo estabelecer uma conexão.
Os dois protocolos mais importantes dessa camada são o TCP e o UDP.
A unidade de dados na camada de transporte é chamado de segmento.
Rede
A função dessa camada é prover o serviço de entrega do segmento ao destinatário. Como segmento é um pedaço da camada de transporte, a camada de rede faz a função de etiquetar os segmentos com endereços de origem e destino. 
Como um serviço de correios ao postar uma carta. Esses pedaços são chamados pacotes ou datagramas.
FUNÇÕES DAS CAMADAS
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Enlace
Tem a função de procurar o endereço de entrega do datagrama. O datagrama viaja entre os equipamentos da camada de rede ate encontrar o destinatário. Os pedaços desta camada são chamados quadros.
Física
Tem a função de movimentar os BITS de um lugar para outro. Essa camada representa os meios físicos de transmissão, como fios de cobre, cabos de fibra ótica.
FUNÇÕES DAS CAMADAS
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Todas as comunicações em uma rede têm uma origem e são enviadas para um destino, e as informações emitidas em uma rede são chamadas de dados ou pacote de dados (dependendo da camada). 
Se um computador desejar enviar dados para outro computador, os dados devem primeiro ser "empacotados" através de um processo chamado encapsulamento.
O encapsulamento empacota as informações de protocolo necessárias antes de passar pela rede. Assim, à medida que o pacote de dados desce ou sobe pelas camadas do modelo OSI ou TCP/IP, ele recebe cabeçalhos e outras informações.
ENCAPSULAMENTO
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ENCAPSULAMENTO
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Para que os pacotes de dados trafeguem da origem para o destino, cada camada do modelo OSI na origem deve se comunicar com sua camada par no destino. Essa forma de comunicação é chamada ponto-a-ponto. Durante este processo, os protocolos de cada camada trocam informações, denominadas unidades de dados de protocolo (PDUs). 
Cada camada de comunicação no computador de origem se comunica com uma PDU específica da camada, e com a sua camada correspondente no computador de destino
PDU – Protocol Data Unit
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PDU – Protocol Data Unit 
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Modelo OSI e TCP/IP 
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Modelo TCP/IP Kurose 
Aplicação: dá suporte a aplicações de rede
 FTP, SMTP, HTTP
Transporte: transferência de dados host-a-host
TCP, UDP
Rede: roteamento de datagramas da origem até o destino
 IP, protocolos de roteamento 
Enlace: transferência de dados entre elementos de rede vizinhos
PPP, Ethernet
Física: bits “no fio”
aplicação
transporte
rede
enlace
física
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Modelo OSI X TCP/IP CISCO 
O TCP/IP é formado por 4 camadas:
Aplicação -  corresponde as 3 camadas superiores do OSI, e que tem por função tratar questões de representação, codificação e controle de diálogo.  Ex de protocolos desta camada são: FTP, HTTP, Telnet, SMTP, POP3 e IMAP;
Transporte - corresponde à camada de transporte do OSI possui funções de transporte de dados fim-a-fim e 2 protocolos principais que são o UDP (User Datagram Protocol) e TCP (Transmission Control Protocol);
Inter-Rede -corresponde a camada de rede do OSI tem como finalidade enviar pacotes da origem de qualquer rede  e fazê-los chegar ao destino. O protocolo desta camada é chamado protocolo de Internet (IP). A determinação do melhor caminho e a comutação de pacotes acontecem nessa camada;
Intra-rede - É também chamada de camada host-rede ou rede de acesso. É a camada que se relaciona com o estabelecimento de um link físico. Isso inclui detalhes das camadas física e de enlace do OSI.  
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Responda:
 Complete: Uma empresa possui uma rede de computadores para os funcionários, com várias máquinas em um mesmo local, formando uma ____________. As filiais, em diferentes cidades da mesma região, são conectadas entre si através de uma rede __________. Já a matriz em outro país, conecta-se às filiais através de uma ___________. 
	Assinale a alternativa que preenche corretamente os espaços vazios do texto acima: 
a) HAM, LAN, TAM 
b) LAN, MAN, WAN 
c) PAN, NAN, LAN 
d) MAN, LAN, WAN
Responda:
O usuário envia um email e em seguida recebe uma mensagem de que o destinatário não existe. Fazendo uma analogia ao modelo OSI, em que camada do modelo OSI seria usada nesta operação?
a)Aplicação
b)Apresentação
c)Sessão
d)Transporte
e)Internet
SANTOS, Fabiano Gonçalves dos. Redes de Computadores. Rio de Janeiro: Universidade Estácio de Sá, 2014. 128 p.
TANENBAUM, A. Redes de Computadores. 4. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2003.
KUROSE, J. F. Redes de Computadores e a Internet: uma abordagem top-down. 3. ed. São Paulo: Pearson Addison Wesley, 2006.
FARREL, A. A Internet e seus Protocolos. 1. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2005.
COMER, D. E.. Redes de Computadores e Internet. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2007.
STALLINGS, W.. Redese Sistemas de Comunicação de Dados. Rio de Janeiro: Elsevier, 2005.
FARREL, A. A Internet e seus Protocolos. 1. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2005.
Behrouz A. Forouzan. Comunicação de Dados e Redes de Computadores.
BIBLIOGRAFIA
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https://www.youtube.com/watch?v=yyY_392Tn7Q
http://wps.aw.com/br_kurose_redes_3/40/10271/2629597.cw/index.html
https://www.youtube. com/watch?v=9iZmAq0Isl0
https://www.youtube.com/watch?v=O9tg_gr_iIY
https://www.youtube.com/watch?v=E4gcWJaw8aQ
https://www.youtube.com/watch?v=CU0mEufdExE
Indicação de leitura especifica:
Capítulo 1 do livro proprietário.
Capítulos 1 e 2 do Livro Behrouz A. Forouzan. Comunicação de Dados e Redes de Computadores. 4. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 2008
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