arquitetura de redes

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Arquitetura de Redes
Redes de Computadores
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
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Arquitetura de Redes
Agenda Geral
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Aula 1 – Introdução
• Aula 2 – Camada física
• Aula 3 – Camada de enlace
• Aula 4 – Sub camada MAC
• Aula 5 - Camada de rede
• Aula 6 – Camada de transporte
• Aula 7 – Camada de aplicação
• Aula 8 – Outros
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de computadores
• Conjunto de computadores autônomos interconectados
– Comunicação
– Compartilhamento de recursos
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de computadores
• Modelo cliente-servidor
– Servidor web
– e-commerce
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de computadores
• Modelo peer-to-peer (T. 1.3)
– Redes sociais
– Computação ubíqua e RFID
– Programas de troca de mensagens
– Programas para compartilhamento de arquivos (torrent)
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de computadores
• Computação móvel
– Notebooks
– Smartphones
– Redes de sensores
– m-commerce
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de computadores
• Tecnologias de transmissão
– Enlaces de broadcast (espalhamento)
• O canal de comunicação é compartilhado
• Todos os nós do canal recebem
– Enlaces ponto a ponto
• Conectam nós individuais diretamente (unicast)
• Conectam nós individuais por meio de nós intermediários
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de computadores
• Tecnologias de transmissão
– Linhas de transmissão
• Transportam bits entre os nós (com ou sem fios)
– Elementos de comutação
• Conectam várias linhas de transmissão. Ex: roteadores
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de computadores
• Tipos
Distância
Até 1 m Pessoal: PAN Bluetooth
Até 100 m Local: LAN Redes locais
Até 10 km Metropolitana: MAN TV a cabo, WIMAX
Até 1.000 km Longa distância: WAN Estados ou países
Acima de 1.000 km Internet ou redes de satélites
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de computadores
• Gateway
– Local para onde é enviado um pacote destinado a uma rede 
desconhecida
– Equipamento que faz a comunicação entre redes (roteador)
– São distinguidos pela camada que operam hierarquia de 
protocolos
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Hierarquia de protocolos
• Redes são organizadas em pilhas de camadas
• Cada camada ou nível tem funções específicas
• Cada camada oferece serviços à camada superior
• Detalhes sobre a operação de cada camada não são repassados
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Hierarquia de protocolos
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Características necessárias em uma rede
• Confiabilidade
• Solicitação/resposta
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Características necessárias em uma rede
• Detecção de erros
– Mecanismos que detectem erros e solicitem reenvio de mensagens
• Correção de erros
– Mecanismos que recuperam erros
• Roteamento
– Mecanismos que permitem a determinação automática de rotas
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Características necessárias em uma rede
• Endereçamento
– Mecanismos que permitem a identificação de transmissores e receptores
• Interligação de redes
– Mecanismos que permitem que mensagens enviadas sejam:
– Divididas: quando passam por redes com recursos reduzidos de espaço
– Juntadas: quando passam por redes com recursos maiores de espaço
• Controle de fluxo
– Mecanismos que controlem o envio de tráfego excessivo a um receptor lento
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Características necessárias em uma rede
• Congestionamento
– Mecanismos que controlem o excesso de carga na rede, como exigências de
diminuição de fluxo dos hosts
• Qualidade de serviço (QoS)
– Mecanismos que garantem prioridade a um determinado tráfego
• Segurança
– Mecanismos que controlem os serviços de confidencialidade, autenticação,
integridade e disponibilidade
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Definições
• Protocolo
– Conjunto de regras que controla os pacotes trocados entre as
camadas
• Serviços
– Conjunto de primitivas (operações) que uma camada oferece à
outra
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Serviços oferecidos em uma rede
• São executados por meio de primitivas
• Serviços orientados a conexão
– Uma conexão usuário -> destinatário é estabelecida antes da
comunicação. Ex. telefone
• Serviços não orientados a conexão
– Uma conexão usuário -> destinatário não precisa ser
estabelecida antes da comunicação. Ex. correio
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Serviços oferecidos em uma rede
• Serviços orientados à conexão
– Circuito
• É um caminho reservado de um ponto a outro
• Ex. telefone
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelos de referência
• Modelo Open System Interconnection (OSI)
– Criação ISO: 1983
– Revisão: 1995
– 7 camadas
• Modelo TCP/IP
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo OSI
– Cada camada é um grau diferente de abstração
– Cada camada executa uma função bem definida
– As camadas usam protocolos padronizados
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo OSI – camada física
– Trata da transmissão de bits (sinais elétricos) pelo canal de
comunicação
• Tempo que um bit deve durar
• Estabelecimento das conexões
• Se a transmissão pode ser realizada nos dois sentidos
• Pinagem dos conectores de rede
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo OSI – camada enlace
– Elimina (mascara) os erros do canal de transmissão
• Divisão dos dados de entrada em quadros
• Transmissão sequencial
• Recepção confirmada
• Regulagem de tráfego (informa quando o receptor pode
aceitar mais dados)
– Controle de acesso ao meio
• Subcamada MAC
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo OSI – camada rede
– Controla como os pacotes são roteados da origem ao destino
• Controle de congestionamento (em conjunto com camadas
mais altas)
• Interligação entre redes diferentes
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo OSI – camada transporte
– Divide os dados em unidades menores e garantir que cheguem
corretamente ao destino
• Entrega os bytes na ordem enviada
• Liga realmente um ponto à outro
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alvesda Silva – Aula 1
• Modelo OSI – camada sessão
– Permite que diferentes máquinas estabeleçam conexão
• Controle de diálogo (quem transmite antes)
• Gerenciamento de tokens (impede que uma operação crítica
seja acionada duas vezes ao mesmo tempo)
• Sincronização (verificação periódica da transmissão)
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo OSI – camada apresentação
– Relacionada à sintaxe e à semântica das informações
transmitidas
• Comunicação entre hosts de diferentes estruturas
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo OSI – camada aplicação
– Relacionada à aplicações dos usuários
• Programas de conexão, e-mail, páginas WEB
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo TCP
– 4 camadas
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo TCP
– Comparação com modelo OSI e modelo híbrido
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo TCP
– Principais protocolos de cada camada
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo TCP
– Comparação com modelo OSI e modelo híbrido
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo TCP – camada enlace
– Descreve como os enlaces (linhas seriais, Ethernet) realizam a
interconexão de redes
• Serviços não orientados à conexões
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo TCP – camada rede
– Garante que o trafego chegue até o destino (roteamento)
• Caminhos diferentes
• Redes diferentes
• Ordem diferente
• Envolve os protocolos IP e ICMP
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo TCP – camada transporte
– Divide os dados em unidades menores e garantir que cheguem
corretamente ao destino
• Pode não entregar os bytes na ordem enviada
• Liga realmente um ponto à outro
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo TCP – camada transporte
– TCP
• Orientado à conexões (confiável)
• Controle de erros (reenvio)
• Controle de fluxo
– UDP
• Não orientado à conexões (não confiável)
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Modelo TCP – camada aplicação
– Relacionada à aplicações dos usuários
• Programas de conexão, e-mail, páginas WEB, DNS, FTP
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de telefonia móvel
• Células
– Conceito criado por causa da escassez do espectro
– Baixa interferência entre canais dentro de uma mesma célula
– Reutilização da frequência nas células vizinhas
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de telefonia móvel
• Handoff ou handover
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes sem fio 802.11
• Padrões de rede sem fio
– IEEE 802.20 WAN 3GPP (GSM)
– IEEE 802.16 WirelessMAN
– IEEE 802.11 WirelessLAN
– IEEE 802.15 BluetoohPAN
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes sem fio 802.11
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Protocolo Frequência (GHz) Larg. Banda (MHz) Velocidade (MB/s)
Alcance (m)
Indoor Outdoor
802.11g 2.4 20 6,4 MB/s 38 140
802.11n 2.4/5
20 8,6 MB/s 70 250
40 17,8 MB/s 70 250
802.11ac 5
20 10.4 MB/s ‒ ‒
40 23.8 MB/s ‒ ‒
80 51.6 MB/s ‒ ‒
160 103.3 MB/s ‒ ‒
802.11ad 60 2160 823.97 MB/s ‒ ‒
Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes sem fio 802.11ac
• Opera em faixa de 5GHz (menos interferência)
• Velocidade de até 1 Gbps
• Propaga as ondas de modo uniforme para todas as direções
• Roteadores reforçam o sinal onde há computadores
• Padrão "AC" ou "AD" conversam simultaneamente com
diversos aparelhos conectados ao roteador sem qualquer
interrupção (economiza energia)
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes sem fio 802.11
• Operam em dois modos:
– Infraestrutura (Point Coordinator Function PCF);
– ad hoc (Distributed Coordinator Function).
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes sem fio 802.11
• Infraestrutura
– Access Point ligado à rede cabeada
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Arquitetura de Redes
Introdução
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes sem fio 802.11
• Ad hoc
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Arquitetura de Redes
Referências
Anderson Aparecido Alves da Silva – Aula 1
• Redes de computadores – Tanenbaum e Wetherall – Pearson - 5ª
edição – 2011 – 582 p.
• Slides do prof. Edmar José do Nascimento - http://pt.slideshare.net/
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