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REDES DE COMPUTADORES REDES DE COMPUTADORES AULA 2 – VISÃO GERAL DE CONCEITOS FUNDAMENTAIS Aula 2 - Redes de Computadores REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 2 • Aprender sobre a topologia de redes OSI e TCP/IP. • Identificar interfaces, protocolos e serviços. • Entender os modos de transmissão. • Aprender sobre os fatores que podem degradar o desempenho de uma rede OBJETIVOS DESTA AULA: REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 3 • Uma arquitetura de rede de computadores se caracteriza por ter um conjunto de camadas que auxilia o desenvolvimento de aplicações para redes. • Inicialmente o modelo de referência foi o OSI, que foi criado em meados dos anos 70 e inspirou a criação do modelo TCP/IP. • O Modelo OSI tem como característica ser um modelo teórico, onde é muito bem definida a função de cada uma das sete camadas. ARQUITETURA DE REDES DE COMPUTADORES REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 4 • Cada camada tem uma função, que pode ou não interferir na sua camada anterior ou posterior. • O princípio fundamental do modelo em camadas é permitir que cada protocolo possa funcionar na sua camada, respeitando apenas as ligações com as camadas adjacentes e a equivalência com a aplicação na máquina de destino. O QUE É UMA DISTRIBUIÇÃO EM CAMADAS? REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 5 • Modelo postal MODELO EM CAMADAS - ANALOGIA Escrever carta Ler carta Remetente Destinatário Envelopar Abrir envelope Endereçar Ler endereço Entregar no correio Receber do carteiro Remessa postal Recebimento postal REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 6 Quadro Aplicação Transporte Rede Física Modelo TCP/IP Mensagem Segmento Pacote Cabeçalho de transporte Mensagem Cabeçalho de enlace Cabeçalho de redeCabeçalho de transporte Mensagem Cabeçalho de redeCabeçalho de transporte Mensagem Camadas Conteúdo da camada MODELO TCP/IP Aula 2 - Redes de Computadores Função da Camada Interação do usuário com o sistema Controle de conexões fim a fim Endereçamento de pacotes Gerenciamento e uso do canal REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 7Aula 2 - Redes de Computadores E Quadro Aplicação Transporte Rede Física Modelo TCP/IP Mensagem Segmento Pacote Cabeçalho de transporte Mensagem Cabeçalho de enlace Cabeçalho de redeCabeçalho de transporte Mensagem Cabeçalho de redeCabeçalho de transporte Mensagem Camadas Encapsulamento REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 8 • Open System Interconnection • Modelo com sete camadas muito mais descritivo e detalhado do que o TCP/IP. • Modelo teórico com a descrição funcional de cada uma das camadas. Aula 2 - Redes de Computadores Aplicação Transporte Rede Física Modelo OSI Enlace Apresentação Sessão REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 9Aula 2 - Redes de Computadores Aplicação Transporte Rede Física Modelo TCP/IP Aplicação Transporte Rede Física Modelo OSI Enlace Apresentação Sessão REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 10 • O OSI foi criado para garantir que cada camada tivesse uma função bem específica e fundamentada. Desenhado para padronizar as aplicações que iriam trafegar na rede. • O Modelo TCP/IP foi desenvolvido utilizando como base o modelo OSI. Por ser mais enxuto e utilizar dois protocolos centrais (TCP e IP) , tornou-se, em pouco tempo, um padrão para as redes de computadores. DOIS PADRÕES DE ARQUITETURA? REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 11 Camada Física A camada física tem a finalidade de receber e transmitir bits através de um canal de telecomunicações. VISÃO GERAL DA CAMADA FÍSICA REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 12 Camada de Enlace A camada de enlace tem algumas funções que tentam fazer com que o tráfego de dados da camada física pareça livre de erros. Para isto a camada realiza: • Sincronização entre receptor e transmissor • Detecção e correção de erros • Formatação e segmentação dos dados • Gerenciamento de transmissões em uma ou em duas direções simultâneas • Controle de acesso a um canal compartilhado VISÃO GERAL DAS CAMADA DE ENLACE REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 13 • Dispositivo físico conectado entre o dispositivo transmissor e o meio de transmissão, responsável por desempenhar as funções das camadas física e de enlace. • Os dispositivos de interface mais utilizados atualmente são os modems e as placas de rede. INTERFACE REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 14 • Meio a partir do qual trafegam os dados. • Num mesmo meio podemos estabelecer vário canais. Exemplo: TV a cabo (vários canais e o seu aparelho receptor é responsável por sintonizar um deles). • O meio físico pode ser um cabo metálico ou de fibra ótica, pode ainda ser uma onda eletromagnética trafegando pelo ar (wireless). CANAL REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 15 Modulação MODEM MODEM Sinal Portadora Si na l t ra ns m itid o Sinal Si na l r ec eb id o Sinal + REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 16 • Tipo de onda contínua que varia em função do tempo, onde possui infinitos estados entre o seu máximo e seu mínimo. Vantagens: não necessita de conversor, a transmissão é fácil. SINAL ANALÓGICO Aula 2 - Redes de Computadores Modulação em amplitude Amplitude Frequência Modulação em frequência Amplitude Frequência Modulação em fase Amplitude Frequência REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 17 • Tipo de onda contínua com apenas dois estados (máximo 1 e mínimo 0 ). • Vantagens: maior imunidade a ruídos, transmissão mais rápida e processamento direto do sinal recebido. Sinal de TV digital – ou está perfeito ou não sintoniza. SINAL DIGITAL Aula 2 - Redes de Computadores Modulação digital Amplitude constante Frequência REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 18 • Também chamada de “largura de banda”, é o conjunto de valores de frequência que compõem o sinal. • Na prática a banda passante é a onda portadora. • As características da portadora (frequência, amplitude, modulação e alcance) vão definir a capacidade de transmissão de dados no canal. BANDA PASSANTE Aula 2 - Redes de Computadores REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 19 • Durante a transmissão e a recepção o sinal pode sofrer algum tipo alteração. • Ruído, Atenuação e Eco são os fatores que podem degradar a qualidade de uma transmissão: FATORES QUE DEGRADAM O DESEMPENHO REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral deConceitos Fundamentais - 20 • Ruído térmico – também chamado de ruído branco, é provocado pelo atrito dos elétrons nos condutores. • Intermodulação – sinais de frequências diferentes no mesmo meio físico. • Crosstalk – linha cruzada, é a interferência que ocorre entre condutores próximos que induzem sinais mutuamente. • Ruído impulsivo – pulso irregular de fontes externas RUÍDO Aula 2 - Redes de Computadores REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 21 • Perda de energia por calor e radiação, degradando a potência de um sinal devido à distância percorrida no meio físico. ATENUAÇÃO REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 22 • Ocorrem devido à mudança na impedância em uma linha de transmissão, em que parte do sinal é refletido e parte transmitido. • Quando o receptor recebe o mesmo sinal duas vezes não é possível separar um do outro e a conexão fica impedida. ECO REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 23 • Como resultado das características das transmissões e dos fatores de degradação podem ocorrer Atrasos e Perdas de pacote. ATRASOS E PERDAS DE PACOTE. REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 24 • Um pacote, durante uma transmissão, trafega por vários segmento de rede, e pode passar por diversos roteadores e por vários tipos de meio de transmissão. Durante este percurso são somados os tempos necessários à recepção, à leitura e à retransmissão em todos os pontos intermediários. A soma dos tempos se chama atraso. Os atrasos podem ser: – atraso de transmissão, – atraso de fila, – atraso de processamento e – atraso de propagação. ATRASO REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 25 • Durante uma transmissão, os comutadores mais complexos organizam filas de pacotes recebidos, classifica-os, organiza-os em filas de entrada, processa um a um • Essa organização de pacotes de entrada é feita e armazenada num espaço de memória. Caso o espaço de memória atinja o seu limite de armazenamento, os próximos pacotes a entrarem serão perdidos. PERDA DE PACOTE REDES DE COMPUTADORESRedes de Computadores Aula 2 – Visão Geral de Conceitos Fundamentais - 26 Nesta Aula, você: • Aprendeu sobre a topologia de redes OSI e TCP/IP. • Identificou interfaces, protocolos e serviços. • Entendeu os modos de transmissão. • Aprendeu sobre os fatores que podem degradar o desempenho de uma rede RESUMO DA AULA 2:
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