Introdução a Redes de Comunicação

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Aula 01 – Redes de 
Comunicação 
Tema 01 – Introdução a
Redes
Valter Castelhano de Oliveira
Introdução a Redes 
• Rede não é um sistema, mas sim uma ferramenta
que permite o melhor compartilhamento de
recursos computacionais, quer sejam de
hardware ou de software.
• Rede é muito mais do que sistema, é uma
filosofia.
Redes
• Necessidade de informação.
• Propagação (capilaridade).
• Validade.
• Velocidade.
Organização e Pilha de Protocolos
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Inter-rede
Meio Físico
Modelo OSI Modelo TCP/IP
Aplicação
Por que camadas?
Convivendo com sistemas complexos:
• A estrutura explícita permite identificação, o
relacionamento das partes de um sistema complexo.
• Um modelo de referência em camadas permite a
discussão da arquitetura.
• Modularização facilita a manutenção, atualização do
sistema.
• As mudanças na implementação de uma camada
são transparentes para o resto do sistema.
Pilha de Protocolos da Internet
Aplicação: suporta as aplicações de rede.
• ftp, smtp, http.
Transporte: transferência de dados host-
host.
• tcp, udp.
Rede: roteamento de datagramas da
origem ao destino.
• ip, protocolos de roteamento.
Enlace: transferência de dados entre
elementos vizinhos da rede.
• ppp, ethernet.
Física: bits “nos fios dos canais”.
Aplicação
Transporte
Rede
Enlace
Física
Divisão em Camadas: comunicação 
lógica
Cada camada:
• Distribuída.
• “Entidades”
implementam as
funções da camada
em cada nó.
• Entidades realizam
ações, trocam
mensagens entre
pares.
Aplicação
Transporte
Rede
Enlace
Física
Aplicação
Transporte
Rede
Enlace
Física
Aplicação
Transporte
Rede
Enlace
Física
Aplicação
Transporte
Rede
Enlace
Física
Rede
Enlace
Física
Ex.: transporte.
• Apanha dados da
aplicação.
• Acrescenta endereço,
verificação de erros e
outras informações para
montar um “datagrama”.
• Envia datagrama ao
parceiro.
• Espera pelo
reconhecimento do
parceiro.
• Analogia: correio.
aplicação
transport
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
aplicação
transport
rede
enlace
física
rede
enlace
física
dados
transporte
transporte
ack
Divisão em Camadas: comunicação 
lógica
dados
dados
aplicação
transporte
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
rede
enlace
física
dados
dados
Divisão em Camadas: comunicação 
física
Camadas de Protocolos e Dados
• Cada camada recebe dados de cima.
• Acrescenta um cabeçalho de informação para criar uma nova
unidade de dados.
• Passa a nova unidade de dados para a camada abaixo.
Aplicação
Transporte
Rede
Enlace
Física
Aplicação
Transporte
Rede
Enlace
Física
Fonte Destino
M
M
M
M
Ht
HtHn
HtHnH l
M
M
M
M
Ht
HtHn
HtHnHl
Mensagem
Segmento
Datagrama
Quadro
Tema 2
OSI e TCP/IP
Valter Castelhano de Oliveira
OSI e TCP/IP
Redes de “Comunicação”
Organização e Pilha de Protocolos
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Inter-rede
Meio Físico
OSI
Open Systems Interconnection
TCP/IP
Transmission Control Protocol
/Internet Protocol
Aplicação
Elementos de um Sistema de 
Comunicação
Transdutor de entrada Sistema de comunicação Transdutor de saída
Fonte Destino
Transmissor
Canal de transmissão
(par de fios, FO, rádio)
Receptor
Fonte
Sinal de entrada Sinal de saídaSinal transmitido Sinal recebido
Sinal de entrada
Sinal 
recebido
Teorema de Nyquist
A frequência de amostragem de um sinal
analógico, para que possa posteriormente ser
reconstituído com o mínimo de perda de
informação, deve ser igual ou maior a duas vezes
a maior frequência do espectro desse sinal.
Elementos de um Sistema de 
Comunicação
Ruído, interferência e distorção
Transdutor de entrada Sistema de comunicação Transdutor de saída
Fonte Destino
Transmissor
Canal de transmissão
(par de fios, FO, rádio)
ReceptorFonte
Sinal de entrada Sinal de saídaSinal transmitido Sinal recebido
Sinal de entrada
Sinal 
recebido
Capacidade de um Canal







R
S
LogBC Hz 12
Lei de Shannon
Conclusão
Quanto maior a relação sinal ruído, maior é a
capacidade do canal, sendo necessária uma
menor banda para transmitir a mesma
quantidade de informação.
OSI e TCP/IP
Rede de “Transporte”
Organização e Pilha de Protocolos
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Inter-rede
Meio Físico
Modelo OSI Modelo TCP/IP
Aplicação
Um Pouco de História...
• Computação baseada em mainframes.
• Terminais e dispositivos interligados ao
mainframe.
• Terminais espalhados em salas e andares.
• Custo do hardware elevado.
História da Internet
1961: Kleinrock – teoria das filas
mostra a efetividade da comutação
de pacotes.
1967: ARPAnet concebida pela
Advanced Research Projects Agency.
1969: primeiro nó da ARPAnet
operacional.
1972: ARPAnet é demonstrada
publicamente.
1970: ALOHAnet rede via satélite
no Havaí.
1973: tese de PhD de Metcalfe
propõem a rede Ethernet.
1974: Cerf and Kahn – arquitetura
para interconexão de redes.
1979: ARPAnet cresce para 200
nós.
1961-72: primeiros princípios da comutação de pacotes
1972-80: Inter-redes, redes novas e proprietárias
História da Internet
1983: desenvolvimento do 
TCP/IP.
1982: smtp é definido.
1983: DNS definido para 
translação de nomes em 
endereços IP.
1985: ftp é definido.
1988: controle de 
congestionamento do TCP.
1980-90: novos protocolos, uma proliferação de redes
anos 1990: comercialização, a WWW
Início dos anos 1990: 
• ARPAnet descomissionada.
• WWW:
• hypertext [Bush 1945, 
Nelson 1960’s].
• HTML, http: Berners-Lee.
• 1994: Mosaic, depois 
Netscape.
Final dos anos 1990: 
comercialização da WWW.
Tema 3
Redes de Comunicação
Valter Castelhano de Oliveira
Classificação das Redes
Pode-se classificar as tecnologias em função de
sua área de cobertura/aplicação:
• WAN (wide area networks).
• MAN (metropolitan area networks).
• LAN (local area networks).
LAN (Local Area Network)
• Altas taxas de transmissão.
• Baixas taxas de erros.
• Propriedade privada.
• Geograficamente limitadas.
• Topologias mais utilizadas: estrela, anel e
barra.
LAN (Local Area Network)
• Processamento distribuído.
• Acesso à base de dados corporativa.
• Suporte a ferramentas de trabalho cooperativo.
• Correio eletrônico local.
• Automação industrial: uso de CLPs, manipuladores,
robôs etc.
• Redes Back-end: universidades, centros de pesquisa
– interligação de multiprocessadores etc.
LAN (Local Area Network)
MAN (Metropolitan Area Network)
• Restrita a uma área metropolitana.
• Meios de transmissão: cabos ópticos, coaxiais
e wireless.
• Taxas de transmissão: tipicamente médias.
MAN (Metropolitan Area Network)
• Finalidade: para distâncias intermediárias, tais
como escritórios ou prédios em uma mesma
cidade ou em um campus universitário.
• Nesse caso, redes comutadas (WAN) não
apresentam uma boa relação custo/benefício.
• Oferecem uma possibilidade de crescimento
estruturado.
MAN (Metropolitan Area Network)
• Interligação entre as LANs nos escritórios de
uma empresa e a WAN nas centrais de
roteamento.
• Interligação de LANs com uma distância que
cobreuma cidade, por exemplo.
MAN (Metropolitan Area Network)
WAN (Wide Area Network)
• Conecta redes locais geograficamente
distantes.
• Meios de transmissão (satélite, linhas
telefônicas, micro-ondas) custo elevado.
• Altas taxas de transmissão.
• Geralmente são redes públicas.
WAN (Wide Area Network)
• Infraestrutura da rede mundial: internet.
• Comércio eletrônico e marketing (B2B, B2C).
• Correio eletrônico (mundial).
• Interligação de universidades e centros de
pesquisa ao redor do mundo.
• Interligação das filiais de uma empresa.
• Novas aplicações baseadas em serviços
integrados.
WAN (Wide Area Network)
LAN, MAN e WAN
Tema 4
Sistemas Generalizados
Valter Castelhano de Oliveira
Sistemas Generalizados
É um conceito novo de sistemas de informação que se apoia no uso da internet e 
na abertura da empresa para o cliente através do acesso externo.
(*) Em muitas empresas o CPD desapareceu, noutras passou a
desempenhar um papel de administrador da terceirização.
Ondas de Tecnologia
$
t
70 80 90 2000
Como você imagina uma rede de 
telecomunicações?
Internet
Usuários
Roteador
Firewall
Web Server
Internet
Usuários
Roteador
Firewall
Web Server
MUDANÇA !
Como você imagina uma rede de 
telecomunicações?
E isto? O que parece?
Isto parece um simples telefone?
Resumindo: qual é a grande mudança 
mesmo?
Mobilidade e Taxa de Dados
Divisão de Redes Hoje
Redes Complementares
Fonte: www.intel.com
Sistemas como WiFi, WiMAX, UMTS, LTE, entre
outros, tendem a seguir um padrão de
interoperabilidade.
Redes Interoperáveis!
Laptops
PDAs
Mobile
phones
Wireless
Networks
TV
WSN
Desempenho?
Rastreabilidade?
Segurança?
Handover?
Redes de Dados x Estruturas 
Organizacionais
Redes de dados não solucionam problemas de
fluxo de informações dentro de empresas
desorganizadas.
O melhor caminho é organizar!
Como gerenciar tudo isso?
• Gerência de desempenho.
• Gerência de acesso.
• Gerência de falhas.
• Gerência de segurança.
• Gerência de configuração.
Perspectivas
• Convergência das telecomunicações/computador/multimídia,
com utilização intensa das redes IP, fibras ópticas, satélites e
serviços wireless.
• O celular de 4ª geração poderá tornar-se a porta de acesso a
um grande número de serviços de banda larga, como
videoconferência e acesso a bancos de dados.
• A internet de alta velocidade será um serviço de âmbito
mundial, em qualquer país.
• Como subproduto da internet, a telefonia de voz será
praticamente de graça. O cliente pagará apenas pela
transmissão de dados e de imagem.
Perspectivas
• O crescimento das telecomunicações poderá ultrapassar 
17% ao ano, praticamente duplicando nos próximos 
cinco anos. 
• O crescimento do celular será ainda maior, acima dos 
50% na América Latina. 
• As comunicações ópticas crescerão à impressionante 
taxa de 21% ao ano. 
• Os transponder (transmitter + responder) tornarão a 
informática mais transparente e mais difundida. 
• Os serviços baseados na informação e na comunicação 
assumem a liderança do desenvolvimento econômico.
Perspectivas
• Superchips: 
• Miniaturização – menores, mais rápidos e mais 
baratos. 
• Versatilidade – mais funções em uma única 
pastilha.
• Inteligência – software cada vez mais importante.
• Satélites e celulares por toda parte. 
• Fibras Ópticas – WDM (Wave-length Division Multiplex) e 
DWDM. 
• Microcomputadores cada vez menores e mais potentes. 
• TV Digital.