Redes De Computadores

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REDES DE COMPUTADORES
�
ÍNDICE
Rede local - definição .........................................................................	03
Protocolo - definição .........................................................................	05
Classes de redes locais .........................................................................	07
Comutação de circuito x mensagem x pacote .......................................	08
Topologia de redes ..............................................................................	11
Conexão de redes ................................................................................	14
Características de comunicação de dados ..............................................	18
Codificação banda base x broadband ...................................................	21
Controle de erros na comunicação .......................................................	23
Técnicas de multiplexagem ..................................................................	27
Padrão RM/OSI-ISO .........................................................................	30
Protocolo TCP/IP ................................................................................	33
Serviços de rede em Unix .....................................................................	38
Arquitetura IEEE 802.x ........................................................................	40
Rede Aloha ..........................................................................................	44
Padrão IEEE 802.3 .............................................................................	51
Padrão IEEE 802.4 ..............................................................................	52
Padrão IEEE 802.5 ..............................................................................	53
Estrutura de codificação .......................................................................	56
Serviços RENPAC ...............................................................................	57
Protocolo de enlace BSC .....................................................................	60
Protocolo de enlace SDLC ..................................................................	64
Protocolo de enlace LLC .....................................................................	68
Arquitetura TOP/MAP .........................................................................	69
Modem – conceitos ..............................................................................	71
�
REDE LOCAL - DEFINIÇÃO
É um suporte de comunicação que permite interligar várias máquinas dispostas e limitadas em uma determinada área, para que haja compartilhamento de recursos computacionais. A função principal da existência de redes de computadores é o compartilhamento de informações e/ou hardware.
-conceito de redes geograficamente distribuídas:
 	custo elevado
 	baixa velocidade (maior que 100 km)
 	taxa erro alta
-conceito de redes localmente distribuídas:
 	custo baixo
 	alta velocidade (( 100 km)
 	taxa de erro baixa
 
Exemplos:
 antena
 parabólica
 canal internacional
 gateway ponte 
 R
 RENPAC
 modem
 modem
 LAN WAN LAN
 
* LAN = LOCAL AREA NETWORK
*WAN = WIDE AREA NETWORK
�
 	Para formar-se uma rede devem existir 3 elementos: 
-estações de trabalho, 
-servidores, 
-ligação entre eles 
( estes três itens para modelo client-server).
CARACTERÍSTICA DE UMA REDE LOCAL:
-distâncias específicas
-alta taxa de transmissão 
-via de comunicação de custo reduzido
-pequenos atrasos de comunicação
-alta confiabilidade
-aplicações:
 .processamento de dados:
 -entrada/saída
 -transferência de arquivos
 .automação industrial:
 -CAD/CAM
 -controle de fluxo de material
 -controle de processos
 .automação de escritórios:
 -processamento de textos
 -correio eletrônico
 -teleconferência (integração dados ( voz ( vídeo)
-recursos:
 . armazenamento de dados
 . impressão de relatórios
 . processamento
 . programas aplicativos ( planilhas, editores, jogos, ... )
COMPONENTES DE UMA REDE LOCAL:
 Elementos físicos:
 -meio de transmissão
 -controladores de linha
 -interface de rede
 -usuários da rede
 Elementos lógicos:
 -protocolos
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 PROTOCOLO
 Protocolo: conjunto de regras que ordenam e viabilizam a comunicação entre entidades cooperantes em sistemas abertos, possivelmente heterogêneos.
 -protocolo de baixo nível de acesso ao meio: 
controla as transmissões no meio.
 -protocolo de baixo nível de enlace: 
regulamenta a comunicação entre interfaces.
 -protocolo de baixo nível de acesso a rede:
 		especifica e policia as interações entre interface ( usuário.
 -protocolos de baixo nível: 
definem e policiam comunicação entre usuário.
 exemplo: BSC, SDLC, HDLC, X.25, LLC
 CONTROLE DE COMUNICAÇÃO ENTRE ELEMENTOS:
 Hierárquico (década de 60)
 -acessos passam pelo controle central
 -facilidade de encaminhamento das informações
 -arquiteturas proprietárias com soluções criadas pelos fabricantes
 mainframe
 (controle central)
 (controle local)
 
 (pontos de acesso)
�
Distribuído(década de 70)
-criação de caminhos alternativos para troca de informações
-necessidade de encaminhamento mais elaborado(roteamento)
-mais resistente a falhas
-vantagem: interligação entre mainframes compartilhando recursos
 nós de comutação
 
 canais de 
 comunicação pontos de acesso
CLASSES DE REDES LOCAIS:
 -LAN (LOCAL AREA NETWORK)
 -redes localmente distribuídas-baixo custo
 -compartilhamento de recursos
 -redes integradas
-HSLN (HIGH SPEED LOCAL NETWORK)
 -redes locais de alto desempenho
 -interligação de computadores de grande porte e unidades de massa
 -confinamento em salas próximas
 -alta taxa de transmissão
 -CBX (COMPUTER BRANCH EXCHANGE)
 -redes locais de comutação de circuitos
 -ligações ponto a ponto
 -transmissão de voz/dados
�
 CARACTERÍSTICAS LAN HSLN CBX
 meio transmissão . par trançado CATV coaxial par trançado 
 . cabo coaxial
 . fibra ótica
 topologia . barramento barramento estrela
 . árvore
 . anel
 . híbrido 
 
 velocidade de
 transmissão 1 - 20MBPS 50MBPS 9,6 - 64KBPS
 máxima distância 100 km 1 km 1 km
 técnica chaveamento pacote pacote circuito
 número de nós 10 a 100 10 10 a 100 
COMUTAÇÃO DE CIRCUITOS:
 Linha de comunicação dedicada entre computadores
 A D
 C B 
COMUTAÇÃO DE PACOTES:
 Informação é dividida em pacotes (menor unidade de informações que pode ser transferida através de redes. Contém todas informações necessárias para ser convenientemente encaminhado)
�
COMPARAÇÃO:
 comutação comutação chaveamento
 de circuito x de mensagens x de pacotes 
 B
 B B
 A A
 A 
 
 
 problema: a locação do canal
 problema: rajadas de informação problema no roteamento problema: sequenciamento 
 vão manter o canal de
 de comunicação ocupado 
 
COMUTAÇÃO DE CIRCUITOS:
 pedido de 
 conexão
 					 estabelecimento da
								 comunicação 
 tempos de 
 transmissão
 
 mensagem
								 recebimento
								 da mensagem
 tempo
 nó nó nó nó
 1 2 3 4
�
COMUTAÇÃO DE MENSAGENS:
 cabeçalho
 dados
 							 tempo de espera na fila
									 +
									 tempo de escolha da rota
 tempo
 
 1 2 3 4
COMUTAÇÃO DE PACOTES:
 cabeçalho 
 dados
										 recebimento
 de pacotes
 
 1 2 3 4 
�
TOPOLOGIA DE REDES:
 É o padrão de interconexão utilizado entre diferentes nós (host) da rede.
 ESTRELA: 
 A 
 B
 
 nó central
 C
 
CARACTERÍSTICAS:
-utilizado em aplicações centralizadas
-problema de confiabilidade e alto custo no nó central
-nó central pode realizar funções de processamento/gerência de comunicação
-aplicação típica em redes de telefonia privada (CBX)
-ligação ponto a ponto
-manutenção centralizada
-pode-se: acrescer/alterar o número de estações sem perturbar o sistema
-protocolos de acesso:
 demanda: mensagens vindas de várias estações são recebidas simultaneamente e chaveadas a seus destinos quando estiverem disponíveis.
 varredura: cada estação é inquirida ciclicamente pelo nó central para saber se há mensagem. Quando existir, esta é recebida e enviada ao destino.
�
REDE EM BARRAMENTO:
 ligação passiva
 (
 terminador
 
ou
 
 HUB
 
 
CARACTERÍSTICAS:
-nós passivos
-ligação multiponto
-cada nó possui alimentação independente
-manutenção requer inspeção global
-número de nós pode ser alterado sem perturbar o sistema
-distância limitada
�
REDE EM ANEL:
 token
 
 interface 
 ativa
CARACTERÍSTICAS:
-unidirecional
-nós ativos (retransmitem mensagens)
-comunicação interrompida quando se da :inserção/remoção de nós
-vantagens: maior extensão da rede
 melhor desempenho
-desvantagens: interfaces com maior custo
 baixa confiabilidade
 (uma interface fora do ar derruba a rede)
Compromisso:
 -o anel imita o barramento em desempenho
 -o barramento imitao anel em distância
CONFIGURAÇÕES HÍBRIDAS:
 Com associação das topologias: anel, barramento e estrela consegue-se superar algumas limitações, como:
 -dificuldade de manutenção
 -limitação no número de estações e no alcance
 -confiabilidade
 -interconexão de redes
EXEMPLO:
	LABORATÓRIOS DO CCI�
CARACTERÍSTICAS DE COMUNICAÇÃO DE DADOS:
-Ligação física
 A transmissão de bits é feita através de um suporte de transmissão formado pela ligação física entre fonte-destino. Podendo ser do tipo:
 simplex A B
 
 half-duplex A B 
 full-duplex 
 A B
 FONTE DESTINO ponto a ponto
 
 A B 
 
 MULTIPONTO
 C
 computador de micro
 grande porte computador 
 interconexão
 micro
 computador
 
 terminais vídeo
�
MODOS DE TRANSMISSÃO
-SÉRIE
 Com um único suporte físico, existe transmissão de 1 bit por vez.
-PARALELO
 Com vários suportes físicos, existe transmissão de vários bits, compondo um caracter, ao mesmo tempo. Utilizado em distâncias físicas pequenas, tem como característica alta velocidade.
TRANSMISSÃO SÉRIE ASSÍNCRONA
 Cada caracter é precedido por um bit 0 (start) e seguido por um ou mais bits 1 (stop). Estes bits são usados para separar os caracteres e sincronizar as estações transmissoras/receptora. Esta forma de transmissão exige equipamento com circuito simples e econômico, com a desvantagem da linha ficar ineficiente.
 ( (
 start stop
TRANSMISSÃO SÉRIE SÍNCRONA
 Transmite uma série de bits sem a necessidade de bits de start/stop. Este tipo de transmissão exige uso de equipamento mais complexo e custoso. É um sistema baseado em um relógio para manter o sincronismo entre os bits serialmente transmitidos e bits recuperados na recepção. Opera sobre linhas de alta velocidade.
 clock 
 t
 código NRZ 
												t
 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 
�
SINCRONIZAÇÃO DE DADOS SERIAIS
 Para transmissão síncrona:
clock único
 TX RX
 dado
 digital
 
 clock central
Clock independente sincronizado
 TX RX
 dado digital
 clock TX clock RX
Clock independente com recuperação de sincronismo
 TX RX
 circuito PLL 
 clock TX clock RX
�
CODIFICAÇÃO BANDA BASE X TRANSMISSÃO BROAD BAND
BANDA BASE ( transmissão de dados digitais sem modulação
BROAD BAND ( transmissão de dados digitais sobre portadora
 BANDA BASE dado TX sinal RX
 ((
 digital digital
 BROAD BAND dado TX sinal RX 
 ((
 digital analógico
 COMPARAÇÃO VANTAGEM DESVANTAGEM
 BANDA BASE .não precisa modem .único canal
 .tecnologia simples .capacidade limitada
 .fácil instalação .distância limitada
 BROAD BAND .alta capacidade .custo do modem
 . utilização em .instalação complexa 
 longa distância .atrasos de propagação
 
TIPOS DE MODULAÇÃO (analógico)
EXEMPLOS:
			ASK - amplitude shift keying
			FSK - frequency shift keing
			PSK - phase shift keying
			Codificação TRIBIT
�
CODIFICAÇÃO BANDA BASE 
dado digital 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 
 
clock
sinal NRZ
sinal manchester
 transmissão
 
clock recepção
 		 		 	 sinal manchester 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 	 			
recepção
									
 
 
sinal manchester
diferencial
código MILLER
 bit 1 - transição no meio do intervalo significativo do bit
 bit 0 - transição no fim do intervalo significativo do bit se o próximo 
 bit for zero; caso o próximo bit for um, não há transição. 
�
CONTROLE DE ERROS NA TRANSMISSÃO / RECEPÇÃO
PARIDADE VERTICAL / HORIZONTAL:
 BIT P AR I D A D E LRC
 27 0 0 0 0 0 0 0 0 0
 26 1 1 1 1 1 1 1 1 0
 25 0 0 0 0 0 0 0 0 0
 24 1 0 1 0 0 0 0 0 0 BCC
 23 0 0 0 1 0 0 0 0 1
 22 0 0 0 0 1 0 1 1 1 
 21 0 0 1 0 0 0 0 0 1
 20 0 1 0 1 0 1 0 1 0
 VRC 0 0 1 1 0 0 0 1 1 
VRC = VERTICAL REDUNDANCY CHECK (PARIDADE VERTICAL)
LRC = LONGITUDINAL REDUNDANCY CHECK(PARIDADE HORIZONTAL)
BCC = BLOCK CHARACTER CHECK
 (OPERAÇÃO OU EXCLUSIVO DOS CARACTERES TRANSMITIDOS)
 
IMPLEMENTAÇÃO POR HARDWARE 
 MEMÓRIA
 
 50 P
 41 A
 52 R USART
 49 I (8051)
 44 D INTEL
 41 A
 44 D 
 45 E 
 . 
 . 
 . 01010000 0 01000001 0 ..... 01000101 1
 
 ( ( (
 VRC VRC VRC 
�
 USART ( MODO: -SÍNCRONO
 -ASSÍNCRONO 
 ( DETECÇÃO ERROS: -PARIDADE: PAR / ÍMPAR
 -OVER RUN
 -FRAMMING
IMPLEMENTAÇÃO POR SOFTWARE
 50 ( 01010000
 00000000 +
 01010000 
 50 P 41 ( 01000001 + 
 41 A 00010001 
 52 R 52 ( 01010010 + 
 49 I 01000011 
 44 D 49 ( 01001001 +
 41 A 00001010
 44 D 44 ( 01000100 +
 45 E 01001110
 41 ( 01000001 +
 00001111
 44 ( 01000100 + 
 01001011
 45 ( 01000101 +
 00001110 ( BCC
DADOS A SEREM TRANSMITIDOS:
 P A R I D A D E BCC
 50 0 41 0 52 1 49 1 44 0 41 0 44 0 45 0E 1
 VRC
�
CRC- CYCLICAL REDUNDANCY CHECK - (REDUNDÂNCIA CÍCLICA)
 Na transmissão:
a informação é dividida, em módulo 2, por um número pré-determinado. 
O resto da divisão é acrescentado à mensagem como bits de verificação.
 Na recepção: 
a mensagem recebida é dividida pelo mesmo número e o resto é comparado com o que foi recebido. Se não coincidir, houve erro na transmissão.
 
Circuitos integrados VLSI realizam funções de codificação/decodificação dos polinômios geradores padronizados do tipo:
X16 + X12 + X5 +1 
ESTABELECIDO PELO CCITT
 
 X32 + X26 + X2 3+ X22 + X16 + X12 + X10 + X8 + X7 + X 5 + X4 + X2 + X1 +1 
 ESTABELECIDO PELA ISO
CIRCUITO CODIFICADOR:
 								 + V
 
 
 1
 ch2
 2 
 CÁLCULO DO CRC 
 2 
 saída
 1 ch1 
 
�
 CHAVE CH1 CH2
 posição1 transmissão dos bits cálculo dos bits 
 de informação do CRC
 posição2 transmissão dos transmissão dos
 bits de CRC bits de informação
CIRCUITO DECODIFICADOR: 
 DETETOR DE ERROS ERRO
 
 CÁLCULO DO CRC 
 ++ 
 entrada 
�
TÉCNICAS DE MULTIPLEXAGEM
 É a divisão da capacidade do canal de comunicação em posições, onde cada uma destas porções transmite informações de origens diferentes.
 multiplexação
 
 TDM FDM
 ( TEMPO ) ( FREQÜÊNCIA )
 STDM ATDM
 (síncrona) (assíncrona)
 CBX 
 acesso acesso
 aleatório controlado
 CSMA/CD
 distribuído centralizado 
 token polling
FDM - FREQUENCY DIVISION MULTIPLEX:
 É possível transmitir, dentro de um único canal de onda portadora, sinais advindos de vários equipamentos, cada qual de uma linha de baixa velocidade. Cada linha de baixa velocidade ocupará sua faixa individual. Isso permite a transmissão simultânea de cada faixa de freqüência embutida dentro da larga faixa do espectro da ondaportadora. 
 Aplicações:
 -telegrafia
 -sistemas de televisão
 -em redes locais: inadequado
 -desvantagem: custo de implementação
 -possibilidades para comutação de circuito:
 .ponto a ponto dedicado (só um usa)
 .ponto a ponto chaveado (mais de um usuário pode usar, dispensando o canal quando não necessitar)
�
EXEMPLO:
 canal 1
 8-12khz portadora
 200 khz 
 canal 2 canal 1
 12-16khz 
 modulação alta freq. demodulação canal 2
 canal 3 208-224khz
 16-20khz canal 3
 
 canal 4 canal 4 
 20-24 khz
 fonte modem linha modem receptor 
TDM - TIME DIVISION MULTIPLEX
É a divisão do uso do canal em trechos ao longo do tempo (slots), onde cada um deles é capaz de transportar sinais de origens distintos. Isto resulta numa grande ineficiência no compartilhamento de capacidade de transmissão, visto que redes locais caracterizam-se por um tráfego de comunicação irregular e intermitente, não justificando a alocação permanente de tempo às estações que não tenham o que transmitir. Esta técnica é útil quando existe um trafego contínuo.
STDM: técnica utilizada quando existe tráfego contínuo (síncrono) 
 estação 1
 estação 2
 
 estação 3 tempo
 M1 M2 M3 M4 M1 M2 M3 M4 
 
 estação 4 estações inativas 
 mensagem
 da estação 1 
�
ATDM: é a divisão dinâmica do tempo de utilização do meio físico. Permite um compartilhamento mais eficiente da capacidade de transmissão da rede para tráfego irregular. O quadro necessita de identificação de sua origem.
 estação 1
 estação 2 
 m1 m2 tempo
 estação 3 delimitador de campo
 campo de identificação
 mensagem de duração variável da estação 1
 estação 4
PADRÕES USUAIS DE INTERFACEAMENTO
 interface serial: RS 232 C, RS 422, RS423, RS 429
 interface paralela: IEEE - 488 (GPIB)
 DTE DCE DCE DTE
 usuário modem modem usuário 
 DTE = DATA TERMINAL EQUIPAMENT
 DCE = DATA COMMUNICATION EQUIPAMENT 
NORMA AREA DE INTERFACE CARACTERÍSTICA
 EIA RS232 C DTE DCE não balanceada
 EIA RS422 DTE DCE BALANCEADA
 EIA RS423 DTE DCE generalização RS 232 C
 CCITT X.26
 EIA 429 DTE DCE completa normas
 RS 422 e RS423
 IEEE 488 instrumentação balanceada
 GPIB 
�
PADRÕES: 
 	Com necessidade de padronização para a interconexão de sistemas heterogêneos o órgão ISO-( INTERNACIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION ) criou através do comitê técnico 97, o subcomite SC16 que no período de 1977 a 1979, desenvolveu o modelo de referência para interconexão de sistemas abertos, o qual foi oficializado em 1984 pela norma internacional RM/OSI - ( REFERENCE MODEL FOR OPEN SYSTEMS INTERCONEXION ) sob o código ISO/TC97/SC16 7498/1, acatado pelo CCITT.
 DP ( DRAFT PROPOSAL
 DIS ( DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
 IS ( INTERNATIONAL STANDARD
 Representantes no Brasil: TELEBRAS ( CCITT
 EMBRATEL ( ISO
 A arquitetura é formada por 7 camadas onde cada uma delas fornece serviços de comunicação com confiabilidade à camada imediatamente superior. Só existe transferência de dados diretamente de uma camada para a outra na camada física. Para as demais, cada camada passa dados e informações de controle para a camada imediatamente inferior, até chegar na camada física, onde há a transferência, através dos meios físicos de transmissão. É a chamada comunicação virtual.
 sistema aberto sistema aberto
 A B
 7 7 application layer
 6 6 presentation layer
 5 5 session layer
 4 4 transport layer
 3 3 network layer
 2 2 link layer
 1 1 phisical layer
 meio físico (( de transmissão
 sistema aberto sistema aberto
 A B
 7 7
 6 6
 5 5
 4 4
 3 3 
 2 2
 1 1
 ((
�
CAMADA FÍSICA - PHISICAL LAYER (CAMADA 1)
 Representa as conexões da rede (cabos, interfaces das estações). Descreve conectores mecânicos, impedâncias elétricas, freqüências, voltagens.CAMADA DE ENLACE DE DADOS - LINK LAYER (CAMADA 2)
 Define como a informação é colocada na rede e como erros de transmissão são detectados. Controla a transferência de informação através de uma ligação do meio físico.
CAMADA DE REDE - NETWORK LAYER (CAMADA 3)
 Controla a comutação e o estabelecimento da rota na conexão para troca de informações de uma rede para outra. Assegura a prioridade de recebimento de mais de uma mensagem transmitida.
CAMADA DE TRANSPORTE - TRANSPORT LAYER (CAMADA 4)
 Responsável pela transmissão confiável da informação de um nó da rede para outro. Garante a integridade na troca de informações, dividindo uma mensagem longa em trechos que os níveis inferiores possam manipular.
CAMADA DE SESSÃO - SESSION LAYER (CAMADA 5)
 Organiza e sincroniza o diálogo entre dois nós da rede com a finalidade de troca de dados. No caso de uma interrupção numa mensagem por falha na rede, a atuação desta camada faz continuar a transmissão a partir do ponto que parou.
CAMADA DE APRESENTAÇÃO - REPRESENTATION LAYER CAMADA 6)
 Responsável pela conversão do formato ou código, preservando o conteúdo da informação, enquanto soluciona problemas de diferenças de sintaxe entre fonte/destino.
CAMADA DE APLICAÇÃO - APPLICATION LAYER (CAMADA 7)
 Tem finalidade de “janela” por onde as informações dos processos entram e saem do ambiente OSI. É onde existem os programas aplicativos que utilizam a rede. 
 Exemplos:
 FTAM ( FILE TRANSFER ACCESS AND MANAGEMENT
 X400-MHS ( MESSAGE HANDLING SYSTEM
ATUALMENTE: “CAMADA 8” ( BUSINESS CONTROLS
 Protocolos de padronização de documentos transmitidos eletronicamente utilizando as 7 camadas do modelo OSI. Exemplos:
			ODA - OPEN DOCUMENT ARCHITECTURE
			CGM - COMPUTER GRAPHICS METAFILE
			EDI - ELETRONIC DOCUMENT INTERCHANGE
�
Resumo:
 APPLICATION APLICATIVOS
 7
 PRESENTATION SINTAXE
 6
 SESSION SINCRONIZAÇÃO
 5
 TRANSPORT PACOTEAMENTO ( MENSAGENS
 4 
 NETWORK ROTEAMENTO ( PACOTES
 3 
 DATA LINK CONTROLE DE ERROS ( FRAMES
 2 
 PHYSICAL TRANSMISSÃO ( BITS
 1 
CONEXÃO DE REDES
REPEATER ( REPETIDOR )
 Operam na camada física (1) do modelo OSI. Este toma um sinal de uma LAN, recondiciona-o, ajusta o seu tempo e envia-o para outra LAN. O recondicionamento amplifica e aumenta o nível do sinal. O repetidor não tem conhecimento do significado dos bits e não pode ser endereçado individualmente, não existe nenhum campo de endereço no pacote para o repetidor. Este detecta o sinal, regenera e repete para todas as portas. A ele conectado, exceto naquela que o sinal foi captado.
 R
 “copia tudo” 
�
BRIDGE ( PONTE )
 Operam na camada de enlace de dados (2). Copiam frames de uma rede para outra Contém lógica para copiar somente um subconjunto dos frames que recebe. Tem a capacidade de segmentar uma LAN em sub-redes com o objetivo de reduzir tráfegos ou conveter diferentes padrões.
 Suas propriedades são:
 -filtrar mensagens de forma que somente aquelas endereçadas a ela 			 sejam tratadas.
 -armazenar mensagens, quando o tráfego é intenso 
 -é mais rápido que o roteador 
 Exemplo:
 BRIDGE
 ETHERNET
 TOKEN RING
SWITCH ( CHAVEADOR )
 É análogo a bridge, porém, permite que vários hubs possam comunicar-se ao mesmo tempo, podendo efetuar várias linhas simultaneamente. Funciona como uma matriz de comutação e alta velocidade, onde a comutação é feita a nível de hardware, enquanto a brigde é feita por software, a switch pega o pacote de dados, lê o endereço e envia. É mais rápido que o roteador, pois não precisa analisar o protocolo.
 Tipos:
 - frame switch = opera com tipos Ethernet ou Token ring a 10 Mbps e 100 Mbps
 - cell switch = opera com frame-relay e ATM a 155 Mbps
ROUTER (ROTEADOR )
 Operam na camada da rede (3), não somente movem pacotes de uma rede para outra, mas também tomam decisões sobre como encaminhar (rotear) os pacotes. Decide qual o melhor caminho que a mensagem deve seguir, baseado em protocolos de roteamento (RIP,OSPF). Podem comprimir e compactar dados. Permite que a LAN tenha acesso a WAN.
 Pacote: menor unidade de informação que pode ser transferida através das redes. Contém todas as informações necessárias para ser convenientemente encaminhado.
�
 Exemplo:
 router A
 ligação remota ponto a ponto
 
 router B
roteador só se preocupa em transmitir os pacotes para as redes certas e não para a estação final certa. A entrega ao nó da rede específica fica ao encargo do servidor da rede específica. Exemplo de interface do equipamento:
 ENTRADAS
 ETHERNET TOKEN FDDI WAN
 RING
HUB
 Isola problemas que ocorrem nos nós da rede. Os nós são ligados ao HUB em topologia estrela isolarão nós entre si. O HUB realiza broadcasting para todas portas. Com HUB central pode-se ter gerenciamento sobre a rede.
�
 HUB
 RJ45 BNC
GATEWAY
 É um dispositivo que pode operar em qualquer campo de modelo OSI, fornecendo tradução entre dois protocolos incompatíveis. Um gateway que opera na camada 7 é um gateway de camada de aplicação. Exemplo: gateway x.400-mhs. Os dispositivos conectados às redes SNA da IBM geralmente são denominados gateways, pois os protocolos SNA são proprietários e uma tradução geral é necessária para conectar redes SNA a outras redes. É o termo genérico para designar a entidade usada para interconectar duas ou mais redes. É um conversor de protocolo.
 GATEWAY
 7 7
 6 6
 REDE A 5 5 REDE B
 4 ROUTER 4
 3 3 BRIDGE 3 3
 2 2 2 REPEATER 2 2 2 
 1 1 1 1 1 1 1 1meio (( físico
 segmento da segmento da
 rede A rede B
�
PROTOCOLO TCP/IP
 TCP - TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL
 IP - INTERNET PROTOCOL
 É um conjunto de protocolos padronizados que surgiram na década de 70, cerca de 10 anos antes do trabalho da OSI, criadora do modelo RM/OSI.
 Estes protocolos foram sendo aperfeiçoados ao longo dos anos, servindo como ferramenta de interligação de redes de mainframes e PC’s, sendo ideal para redes de múltiplos fabricantes. Foram desenvolvidos pela ARPA ( ADVANCED RESEARCH PROJECT AGENCY ) do órgão americano DOD ( DEPARTAMENT OF DEFENSE ).
 Foi criada a rede Arpanet em 1968 para interligar institutos de pesquisa e órgãos do governo americano espalhados pelo país com características computacionais totalmente diferentes. Foram investidos milhões de dólares no decorrer destes anos para aperfeiçoamento deste protocolo, sendo utilizado atualmente para a “comunicação global” através da INTERNET. 
-COMPARAÇÃO DAS ARQUITETURAS OSI x DOD
 OSI DOD
 APPLICATION FTP
 REPRESENTATION SMTP
 TELNET
 SESSION TCP
 TRANSPORT 
 IP
 
 NETWORK
 DATA LINK NETWORK
 PHYSICAL ACESS
 
 FTP - FILE TRANSFER PROTOCOL
 SMTP - SIMPLE MAIL TRANSFER PROTOCOL
 TELNET - Protocolo usado para linkar terminais ao host através de uma rede
�
 MODELO SIMPLIFICADO: 
 USER PROCESS USER PROCESS PROCESS LAYER
 
 TCP UDP TRANSPORT LAYER
 IP NETWORK LAYER
 HARDWARE DATA-LINK LAYER
 INTERFACE
MODOS DE SERVIÇO:
				com conexão - circuito virtual
				sem conexão - DATAGRAMA
				sequenciamento - ordem de chegada dos pacotes
				controle de erro - verificação de duplicação de mensagem
				controle de fluxo - garantia que não ocorra over-run
				byte-stream - fluxo contínuo de dados
				full - duplex
				half - duplex
PROTOCOLOS INTERNET
 .TCP - TRANMISSION CONTROL PROTOCOL com conexão, full-duplex, byte-stream
 .UDP - USER DATAGRAM PROTOCOL sem conexão, falível ( não garante ordem de 	 
chegada, nem que datagramas cheguem ao destino ).
 .IP - INTERNET PROTOCOL sem conexão, falível, com serviço de entrega de 	 		datagramas( efetua checagem, caso ocorra erro ( descarta )
 .ICPM - INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL manipula informações de 
controle de erro entre gateways e hosts. 
Somente relata condições de erro para a fonte original ( não tenta corrigir )
 .ARP - ADRESS RESOLUTION PROTOCOL 
Mapeia endereços Internet para endereço físico ETHERNET
�
 CONHECIDO ENDEREÇO OBTENÇÃO DO
 INTERNET DO DESTINO ARP ENDEREÇO ETHERNET
 .RARP - REVERSE ARP
 Converte em endereço físico em endereço Internet
 OBTENÇÃO DO ENDEREÇO CONHECIDO
 INTERNET DA ESTAÇÃO RARP ENDEREÇO ETHERNET
 DISKLESS
 ENDEREÇOS INTERNET
 3 níveis: - endereço da rede
 - endereço do host da rede
 - endereço identificador de processo ( PORT )
 Identificam redes de computadores, formado por 32 bits, onde cada host possui um endereço único atribuído pelo NIC - NETWORK INFORMATION CENTER
 Formatos:
CLASSE A 0 NET ID HOST ID
 7 BITS 24
CLASSE B 1 0 NET ID HOST ID
 14 16
CLASSE C 1 1 0 NET ID HOST ID
 21 8 
CLASSE D 1 1 1 0 MULTICAST ADRESS
 28
 32 BITS
�
CONCEITO:
		UNICAST - de 1 host para outro 
		BROAD CAST - de 1 host para todos outros
		MULTICAST - de 1 host para um grupo de hosts
Exemplos de endereços INTERNET:
1.2.255.4 - REDE CLASSE A
 IDENTIFICADOR DE REDE: 01
 IDENTIFICADOR DA MÁQUINA: 2.255.4
128.3.0.5 - REDE CLASSE B
 NET ID = 3
 HOST ID = 0.5 
192.43.235.6 - REDE CLASSE C
 NET ID = 43
 HOST ID = 235.6
ENCAPSULAMENTO UDP - ETHERNET
 DATA
 UDP DATA
 HEADER
 IP UDP DATA
 HEADER HEADER
 ETHERNET IP UDP DATA ETHERNET
 HEADER TRAILER
 14 BITS 20 8 4
 ETHERNET FRAME
�
ENCAPSULAMENTO TCP-ETHERNET
 DATA
 TCP DATA
 HEADER
 IP TCP DATA
 HEADER
 ETHERNET IP TCP DATA ETHERNET
 HEADER TRAILER
 14 20 20 4 BITS
 ETHERNET FRAME 
CONEXÕES:
 
 LINK de comunicação entre processos
 . Associação quíntupla formada por:
 {Protocolo, end. local, processo local, end. parceiro, processo parceiro}
 .Soquete ( endereço de transporte ) formado por:
 {Protocolo, end. local ou end. parceiro, processo local ou processo parceiro }
 .Número de PORT
 PORT - canal lógico de comunicação de um host, processos recebem mensagens da 		rede através de um PORT.TCP e UDP 
 Usam números inteiros de 16 bits para identificar os “PORTS”
 Para ser possível a comunicação é necessário especificar:
 SOQUETE: 1) protocolo
 2) endereço internet fonte
 3) número do PORT FONTE associação quíntupla
 4) endereço internet destino
 5) número PORT DESTINO 
�
Exemplo:
 { TCP, 128, 10.03, 1500, 128.10.0.7, 21 } 
 
 1 2 3 4 5 
 PEDIDO DE SERVIDOR
 PROCESSO PROCESSO
 CLIENTE SERVIDOR
 RESPOSTA
 
 PORT
 MÁQUINA A MÁQUINA B
-Alguns números de PORT são reservados para serviços conhecidos. 
 Exemplo:
 FTP - FILE TRANSFER PROTOCOL ( 21
 TFTP - TRIVIAL FTP ( 69
-Alguns números de PORT são dinâmicos (efêmeros) criados por TCP/UDP na chamadas da função BIND - são válidos somente durante uma sessão.
-Valores de PORT:
 1 a 255 - reservados
 maior ou igual a 256 - efêmeros
SERVIÇOS DE REDE ( MUNDO UNIX)
 
-Implementadas normalmente sob a forma de “DEMÔNIOS” 
(DAEMONS: é o processo do processo)
-Principais serviços:
RPC - ( REMOTE PROCEDURE CALL )
Biblioteca de funções as quais permitem que um processo (chamador) solicite a execução de uma subrotina por um outro processo (servidor). Tudo se passa, do ponto de vista do chamador, como se a chamada de subrotina tivesse sido executada em seu próprio espaço de endereçamento, mesmo que estejam em máquinas distintas.
XDR - ( EXTERNAL DATA REPRESENTATION )
Padrão de representação de dados, utilizado por RPC.
�
NFS - ( NETWORK FILE SYSTEM )
Permite a montagem de diretórios através da rede. Os usuários podem acessar os diretórios montados (remotos) como se fossem locais.
- PORT MAPPER
. serviço do sistema utilizado por outros serviços baseados em RPC.
. mantém uma tabela com a correspondência entre “ports” e serviços oferecidos por uma máquina.
- NIS ( NETWORK INFORMATION SERVICE )
. base de dados distribuída, somente para consulta (leitura) tipo “páginas amarelas”.
. contém informações de interesse geral de todas as máquinas da rede (password, groups, networks, hosts, etc...).
- RCP ( REMOTE COPY )
. copia arquivos de uma máquina para outra, sendo necessário especificar o nome da máquina remota. É interessante quando o usuário tem acesso de login, mas não de NFS na máquina remota.
- RLOGIN ( REMOTE LOGIN )
. permite ao usuário logar-se em uma máquina remota, para acessar seus recursos. Permite execução remota de comandos/programas.
- RSH ( REMOTE SHELL )
. permite ao usuário executar um comando em uma máquina remota. Se nenhum comando é especificado, RSH é equivalente a RLOGIN.
- FTP ( FILE TRANSFER PROTOCOL )
. permite a transferência de arquivos através da rede. Não restrito a ambiente UNIX.
- TELNET
. permite ao usuário logar-se em máquina remota ( não restrito a ambiente UNIX ).
�
ARQUITETURA IEEE 802.X
 Com o intuito de adequar o modelo RM-OSI/ISO para o desenvolvimento de redes locais, o órgão IEEE elaborou uma arquitetura adaptando, particularmente, as duas camadas inferiores da arquitetura original.
 
 aplicação
 apresentação
 sessão
 transporte
 rede LLC LLC
 enlace de dados MAC MAC
 
 física PHY PHY
 
 (( meio físico de transmissão ((
	obs:	LLC - LOGICAL LINK CONTROL
		MAC - MEDIUM ACCESS CONTROL
 Pela necessidade de atender o maior número possível de aplicações, foram criados vários padrões:
 802.1 demais camadas
 do modelo OSI
 802.2 camada de
 enlace de dados
 
 
 802.3 802.4 802.5 802.6 camada física 
�
PADRÃO IEEE 802.1
 É um documento que descreve o relacionamento entre os padrões 802.x e o modelo RM/OSI
PADRÃO IEEE 802.2
 Protocolo de controle de enlace lógico
PADRÃO IEEE 802.3
 Barramento com controle de acesso CSMA-CD
PADRÃO IEEE 802.4
 Barramento com controle de acesso TOKEN-BUS
PADRÃO IEEE 802.5
 Anel com controle de acesso TOKEN-RING
PADRÃO IEEE 802.6
 Método de controle de acesso para redes metropolitanas
Atualmente:
PADRÃO 802.7: consultivo técnico de banda larga
 802.8 : consultivo técnico de fibra ótica
 802.9: integração voz/dados
 802.10: segurança de LAN
 802.11: LAN sem fios
SUB CAMADA MAC - ( MEDIUM ACCESS CONTROL)
 Especifica mecanismos de gerenciamento a comunicação a nível de enlace de dados e disciplina o compartilhamento de um meio de transmissão comum aos usuários da rede.
SUB CAMADA LLC - ( LOGICAL LINK CONTROL)
 Determina as camadas superiores os serviços que permitem uma comunicação confiável entre usuários da rede. Existem dois serviços: datagrama e circuito virtual.
�
 datagrama circuito virtual
 1 2 3 4 1 2 3 4 
 pacote de conexão
 pacote 1 
 conexão aceita 
 pacote 2 
 reconhecimento
 dos pacotes 
COMPARAÇÃO PADRÃO ETHERNET X IEEE802.3
 preâmbulo preâmbulo
 8 octetos 7 octetos
 end. destino delimitador
 6 octetos de início de quadro 
 1 octeto
 end. origem end.destino
 6 octetos 2 ou 6 octetos 
 
 tipo end. origem
 2 octetos 2 ou 6 octetos
 unidade de comprimento
 dados 2 octetos
 40 a 1500 
 octetos dados LLC 
 seqüência de
 verificação
 de quadros
 4 octetos 
�
COMPARAÇÃO ENTRE PROTOCOLOS DE REDE:
 7
 6 NCP netware control protocol
 5
 4 SPX TCP UDP ipx-internet packet exchange
 spx- sequenced packet exchange
 3 IPX I D link suport larger
 
 2 LSL 
 
 MLID MLID MLID multiple link interface driver
 TCP- transmission control protocol
 UDP- user diagram protocol
 IP-internet protocol 
 1 ETHERNET TOKEN ARCNET
�
REDE ALOHA
-Desenvolvida na universidade do Havaí, em 1970, para interligar estações de RX/TX (nós de comunicação) com canais de radio-frequência distintas entre ilhas do arquipélago do Havaí. 
Ex :		{um canal ( central ( remota
 		{outro canal ( remota ( central
-Mensagens são transmitidas, por qualquer estação remota sem restrição, na forma de quadros que contém um campo de controle de erros de transmissão.
-Existe sempre uma comunicação unidirecional. Quando 2 estações remotas transmitem ao mesmo tempo, o pacote (quadro) é destruído pela colisão e a central não devolve mensagem de recepção com sucesso (sem erros).
-A estação remota que transmitiu seu pacote aguarda um intervalo de tempo (considerando tempo de propagação de ida e volta da mensagem). Se não recebe resposta da central ( volta a retransmitir até obter sucesso.
-SLOTTED ALOHA : aperfeiçoamento da rede Aloha, onde uma base de sincronismo centralizada divide o tempo em intervalos de duração fixa. As estações remotas só transmitem se recebem o sinal de início de intervalo.
-Rede Aloha é exemplo de método de contenção, ou seja, disputa pelo meio físico com eventuais colisões.
-Os sistemas de contenção do tipo Aloha, podem ser melhorados se as estações “ouvirem” o meio de comunicação antes de transmitirem. Isto dá origem ao mecanismo de controle de acesso ao meio CSMA.
-A rede local ETHERNET, desenvolvida na década de 70 pelas empresas Xerox, Intel, Digital Equipament, popularizou a técnica CSMA/CD.
�
REDE ALOHA
 estação transmissora 
							 estação receptora	
 arquipélago Hawai
 SLOT
�
 Características dos métodos de acesso:
PADRÃO 10 BASE 5 ( ETHERNET )
 Características:
 -usa cabo de ligação com a MAU ( medium attachment unit ) com 15 fios e 
conector tipo “vampiro” (penetra no cabo sem necessidade de cortar).
 -comprimento do cabo: ( 500 metros (1640 pés) (sem repetidor).
 -pares trançados com blindagem individual e coletiva.
 -impedância característica: 78 ( ( 5 (.
 -atenuação de cada par : 3 Db.
 -atraso de propagação em um sentido: 257nseg.
 -taxa de transmissão: 10 MBPS
 -taxa de erros no nível físico: 108 BITS/1 ERRO
 -funções previstas na MAU:
 		 *transmissão(com teste de detecção de colisão)
 		 *recepção
 		 *monitoração
 			*”JABBER” function ( (impede transmissão contínua)
 -atraso de transmissão: < 1/2 bit
 -tempo de detecção de colisão: 9 bits
 -velocidade de propagação: 0,77 c = 2165 nseg, onde c = velocidade da luz
 -número de estações/segmento: 100
PADRÃO 10 BASE 2 ( CHEAPERNET )
 Características:
 -utiliza transmissão em banda-base
 -taxa de transmissão: 10 MBPS
 -comprimento do cabo: ( 185 metros (sem repetidor)
 -cabo coaxial
 -a MAU é incorporada ao DTE (data terminal equipament) da rede
 -a MAU opera apenas no modo simples (não há condicionamento nem modo monitor)
 -atraso de propagação no cabo: 0,65 c = 950 nseg
 -número de estações/segmento: 30
 -número máximo de segmentos: 5
�
PADRÃO 10 BROAD 36
 Características:
 -utiliza sistema de transmissão modulada em cabos tipo CATV
 -pode utilizar configurações com 1 ou 2 cabos
 -taxa de transmissão: 10 MBPS
 -extensão do cabo: 3600metros
 -faixa de freqüência: 14 Mhz + 4Mhz
 (reforço de colisão)
 (156,25 Mhz --- 192,25Mhz)
 -modulação: PSK binária
 -vantagem de poder transmitir outros sinais no mesmo meio físico com outros protocolos devido a faixa de freqüência utilizada.
EVOLUÇÃO DO MÉTODO DE ACESSO CSMA
# Método CSMA - 1 - PERSISTENTE
Se a estação possui dados a transmitir: 
-escuta o canal
-se está livre, transmite a mensagem imediatamente 
-se está ocupado, espera que o canal fique livre e transmite 
-se ocorre colisão, espera tempo aleatório e recomeça o processo 
-desvantagem:é mais vulnerável a colisões quando 2 ou mais estações querem transmitir.
�
 
 estação ativa
 
 meio
 linear ? nãosim
 transmite 
 
 
 sim
 colisão ?
 
 não
 término da transmissão
#Método CSMA-NÃO-PERSISTENTE
Se a estação possui dados a transmitir:
-escuta o canal
-se está livre, transmite o pacote 
-senão, espera período aleatório e repete algoritmo (a estação não espera o canal ficar livre)
-se ocorre colisão, reinicia o algoritmo
-vantagem:diminui probabilidade de 2 ou mais estações que detectaram o meio ocupado venham a transmitir ao mesmo tempo, provocando colisão, imediatamente após o término de uma transmissão
�
estação ativa
			 r
 e não
 t meio atraso aleatório
 r livre?
 a 
 n sim 
			 s
 m transmite
 i
			 s
			 s
		 ã 		
 o sim colisão
 ?
 não
 término da transmissão
 
#Método CSMA-( ( ) -PERSISTENTE
- tempo de transmissão é dividido em pequenos compartimentos
-a estação escuta o canal
-se o canal está livre, então a estação transmite com probabilidade ( ( ) 
-se não conseguiu transmitir, então espera o próximo compartimento e recomeça o processo
-se houver colisão espera por um tempo aleatório até reiniciar o processo
-se ao escutar o canal, este estava ocupado, a estação espera pelo próximo compartimento e reinicia o algoritmo
-vantagem:otimiza a probabilidade global de colisões, portanto consegue-se transmitir maior número de BPS num período de tempo.(torna mínimo o tempo de meio livre entre 2 transmissões sem conflitos) 
�
 estação ativa
 
 meio livre? não
 transmite? não atraso de meio não atraso 
 (1-() segundos livre? aleatório
 retransmissão
 (() sim
 transmite
 sim
 colisão 
 ? 
 não
 término da transmissão
�
PADRÃO IEEE 802.3 
 (Método de acesso CSMA/CD )
-é um método de acesso 1-persistente no qual a estação escuta ao mesmo tempo que transmite, permitindo reduzir o tempo de detecção de colisão.
EX:
 
 estação ativa retransmissão
 meio atraso aleatório de ( binary exponential
 livre? não acordo com colisões backoff
 a cada colisão o
 sim intervalo de distri- 
 buição e´dobrado
 transmite
 sim
 colisão jam-reforço de colisão contador de 
 e colisões 
 suspende transmissão 
 não (
 jam-geléia se ultrapassa um determinado limite
 existe para que outra estação tenha tempo desiste da transmissão
 término de transmissão de perceber que houve transmissão (caso de 
 estações de extremidades)
 a b
 colisão
 se b pára de transmitir