12 - Protocolos

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Introdução 
 
 
 
Protocolos e Divisão em 
Camadas 
Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 
Introdução 
 Porque os Protocolos são necessários? 
 
 
 Detalhe: o hardware permite a transferência pura e simples dos 
bits no meio 
 
 
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Introdução 
 Os aplicativos não trabalham diretamente com o hardware para 
transmitir dados; 
 
 Eles contam com a ajuda de um software especial para tratar dos 
problemas de comunicação: ex: erros, correção, recuperação, 
tradução, atrasos, etc. 
 
 Os protocolos para comunicação, geralmente são divididos em 
vários camadas. 
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Introdução 
 Os objetivos são: 
 
– Garantir a eficiência; 
– Ter uma camada que trata especificamente de um problema; 
– Facilidade de projetar, analisar e testar; 
– Flexibilidade; 
– Interface simplificada entre aplicação e o hardware. 
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Modelo de camadas 
 Modelo de camadas ISO: 
– Define 7 camadas: 
 
 
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As setes camadas 
 Atualmente, o modelo ISO é pouco usado, mas serve para fornecer 
explicações de funcionamento e as relações existentes entre a 
aplicação e a complexidade do hardware numa comunicação de 
dados; 
 
 Cada camada representa o nível mais baixo até o nível mais alto de 
um componente de protocolo de uma rede. 
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As setes camadas 
 Camada 1, Físico: Corresponde ao hardware básico; 
 Camada 2, Link de Dados: Organiza os dados em quadros e especifica com os 
dados devem ser transmitidos: Ex: checksum, byte stuffing; 
 Camada 3, Rede: Especifica como são atribuídos os endereços e como são 
encaminhados os dados ao longo da rede; 
 Camada 4, Transporte: Trata de como tornar a transferência confiável, é parte 
mais complexa da camada; 
 Camada 5: Sessão: Define como estabelecer uma sessão de comunicação com 
um sistema remoto: ex: como fazer Login, saber quem é o usuário; 
 Camada 6: Apresentação: é necessário para traduzir as diferentes representações 
de números e caracteres; 
 Camada 7, Aplicativo: Especifica como um aplicativo em particular usa a rede; Ex: 
Como definir o nome do arquivo; 
 
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Pilhas de protocolo 
 
 Em geral, o nome pilha de protocolo refere-se ao conjunto de protocolos que compõe 
o software de protocolo; 
 
 Muitos empresas fornecem suas pilhas que projetam seus protocolos baseados nos 
conceitos de pilhas ou camadas, mas apesar disto, são incompatíveis entre sí por 
diferirem em alguns detalhes; 
 
 Novell NETWARE 
 Banyam System Corp. VINES 
 Apple Computer Corp. Apple Talk 
 Digital Equipament Corp. DECNET 
 IBM SNA 
 Outros TCP 
 
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Pilha de protocolo 
 Ex: 
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Múltiplos cabeçalhos aninhados 
Normalmente cada camada insere um cabeçalho antes de passar os dados 
para a camada inferior: 
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Técnicas usadas por protocolos 
 Verificação de Bit de paridade, CRC, Checksum (Link de 
Dados); 
 Detecção de erros e correção de erros (Transporte); 
 
 Controle para sequenciamento para as entregas fora de 
ordem; 
– Para sistemas sem conexão; 
– Que mudam de rota; 
– O lado remetente inclui um numero sequencial que informa ao receptor a 
ordem correta dos pacotes; 
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Técnicas usadas por protocolos 
 
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Técnicas usadas por protocolos 
 
 Sequenciamento para eliminar pacotes duplicados 
– O algoritmo de sequenciamente já trata desse problema; 
 
 
 Retransmitindo Pacotes Perdidos; 
– Normalmente quando um transmissor envia pacotes, eles sempre 
aguardam uma confirmação de recebimento por parte receptor, 
caso não receba a confirmação no devido tempo (temporização) 
ele re-envia novamente os dados. 
– Esta técnica gera o problema de introduzir pacotes duplicados; 
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Técnicas usadas por protocolos 
 Evitando Repetições Causadas por Atrasos Excessivos; 
 
– Uma fonte de atraso típico num sistema de comutação é switch de pacotes; 
– Atrasos extraordinários podem levar a erros de replays; 
 Ex: Dois computadores concordam em se comunicar as 13:00; 
 Um computador envia uma sequencia de dez pacotes para o outro; 
 Um problema de hardware faz com que o pacote 3 sofra um atraso; 
 Algumas rotas mudam para evitar o problema de hardware; 
 Software de protocolo remetente retransmite o pacote 3, e os pacotes 
restantes são transmitidos sem erros; 
 As 13:05 os dois computadores concordam em transmitir outros dados; 
 Depois que o segundo pacote chega, o terceiro pacote da comunicação 
anterior chega logo em seguida causando um problema que não será 
detectado; 
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Técnicas usadas por protocolos 
 Controle de Fluxo para prevenir Atropelamento de Dados 
– Nem todos os computadores trabalham na mesma velocidades; 
– A técnica de confirmação após o envio evita o problema, mas gera 
atrasos; 
 
 Janela Deslizante: 
– Consistem em ambos os computadores, remetente e receptor 
combinarem um tamanho fixo de uma janela deslizante; 
– A idéia básica é que o remetente envie na sequencia sem perda de 
tempo vários pacotes de uma vez. O receptor por sua vez deve enviar 
uma confirmação a medida que ospacotes chegam intactos; 
– Por questões de segurança, os quadros na janela só são descartados 
após a chegada da confirmação do receptor 
 
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Técnicas usadas por protocolos 
 A janela Deslizante pode 
aumentar muito o 
throughput! 
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Técnicas usadas por protocolos 
 Tw=TgxW 
 
 Tw=min(B,TgxW) 
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Técnicas usadas por protocolos 
 Mecanismos para evitar congestionamentos: 
– Alternativas: 
 switch com bufferização; 
 retransmissões; 
 O swicth avisar o transmissor; 
 Adicionar um bit nos pacotes transmitidos para que no acknowledment o 
receptor avise o transmissor para ir mais devagar;