Redes de Computadores - 02 - Introdução

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Prof. ArthurRedes de Computadores Introdução
Redes de Computadores
Prof. Arthur
arthur@unip.br
2013
Introdução
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Redes de Computadores
Modelo computacional no qual um grande número de
computadores, separados e independentes entre si, mas
interconectados, realizam tarefas autônomas ou
cooperativas.
Introdução
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Redes de Computadores
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Rede
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Redes de Computadores
Introdução
Uma sub-rede é composta de:
• Roteadores
• Meios de comunicação
 Cabos de cobre
 Cabos de fibra óptica
 Micro-ondas
 Canais de satélites
 Etc.
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Host
Uma rede é composta de:
• Sub-rede (geralmente a operação é concedida a uma
empresa operadora: Telefonica, Embratel, etc.)
• Hosts
Sub-rede
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Roteador:
É um computador especializado que, ao receber
dados por uma linha de entrada, deve encaminhá-los a
determinada linha de saída. É um equipamento de
comutação.
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• Links de difusão (broadcasting)
• Links ponto a ponto (peer to peer)
Introdução
Principais Tecnologias de Transmissão
Hardware de Rede
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Topologias de Redes
Hardware de Rede
Topologia Barramento
Topologia Anel Anel
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Topologias de Redes
Hardware de Rede
Topologia de Anéis que se interceptam
Anel Anel
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Topologias de Redes
Hardware de Rede
Topologia Estrela
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Topologias de Redes
Hardware de Rede
Topologia Árvore
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Topologias de Redes
Hardware de Rede
Topologia
Completa
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Topologias de Redes
Hardware de Rede
Topologia
Irregular
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No início da era das redes o hardware era a principal
preocupação. O software ficava em segundo plano.
Atualmente o software de rede é altamente estruturado,
criando hierarquias de protocolos.
Para reduzir a complexidade do projeto do software, a
maioria das redes é organizada como uma pilha de
camadas (ou níveis), colocadas uma sobre as outras.
Software de Rede
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
O objetivo de cada camada é oferecer determinados
serviços às camadas superiores, isolando essas
camadas dos problemas a serem resolvidos por ela.
De certo modo, cada camada pode ser entendida como
uma máquina virtual que oferece serviços à camada
acima dela.
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
A camada N da máquina transmissora somente se
comunica com a camada N da máquina receptora. Ambas
“falam a mesma língua”, isto é, seguem o mesmo
protocolo.
A camada contém um conjunto específico de funções
bem definidas que minimiza a quantidade de informações
que deve ser passada para a camada seguinte.
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
• Um protocolo é um conjunto de regras e convenções
para a comunicação entre camadas equivalentes em
máquinas diferentes.
• Os processos parceiros comunicam-se entre si (em
máquinas diferentes) utilizando-se de protocolos.
• A interface define quais operações e serviços a camada
inferior oferece à camada superior.
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
Arquitetura de Rede é o conjunto de 
camadas e protocolos que a compõe.
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Camada 7
Camada 2
Camada 3
Camada 4
Camada 5
Camada 6
Camada 1
Camada 7
Camada 2
Camada 3
Camada 4
Camada 5
Camada 6
Camada 1
Host A Host B
Meio de Comunicação
Protocolo da camada 7
Protocolo da camada 6
C
o
m
u
n
ic
a
çã
o
 v
ir
tu
a
l
Comunicação física
Interface 1/2
Interface 2/3
Interface 6/7
Interface 5/6
Interface 4/5
Interface 3/4
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
Nenhum dado é transferido diretamente de
uma camada de uma máquina para a
camada correspondente em outra
máquina.
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
Transmitindo Recebendo
Camada 3 Camada 3
Camada 2 Camada 2
Camada 1Camada 1
Protocolo 3 
Protocolo 2 
Protocolo 1 
Como ocorre 
o fluxo das 
informações 
pelas 
camadas?
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
Camada 3
H3 M1 H3 M2
Mensagem M
H = Header (cabeçalho)
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
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T = Trailer
(fim de bloco)
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
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Hierarquias de Protocolos
Software de Rede
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Introdução
Questões de projeto relacionadas às camadas
Software de Rede
1. Cada camada deve ter um mecanismo para estabelecer
conexões.
2. Cada camada deve ter um mecanismo para encerrar
conexões.
3. Cada camada deve ter regras para a transferência dos
dados:
• Comunicação simplex
• Comunicação half-duplex
• Comunicação full-duplex
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Questões de projeto relacionadas às camadas
Software de Rede
Comunicação simplex:
Exemplo:
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Questões de projeto relacionadas às camadas
Software de Rede
Comunicação half-duplex: bidirecional não simultânea
ou
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Questões de projeto relacionadas às camadas
Software de Rede
Comunicação half-duplex:
Exemplo:
ou
Introdução
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Questões de projeto relacionadas às camadas
Software de Rede
Comunicação full-duplex:
Exemplo:
Introdução
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Questões de projeto relacionadas às camadas
Software de Rede
4. Quantidade de canais lógicos que cada conexão
compreende, e quais suas prioridades.
5. Controle de erros. Os circuitos físicos não são
perfeitos, portanto as camadas equivalentes devem
utilizar o mesmo algoritmo.
6. O receptor deve informar ao transmissor quais as
mensagens recebidas corretamente. Aquelas recebidas
com erro deverão ser retransmitidas.
7. Um transmissor rápido não pode “afogar” um receptor
lento.
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Introdução
Questões de projeto relacionadas às camadas
Software de Rede
8. Deve haver mecanismos para desmontar e remontar 
mensagens longas.
9. Deve haver mecanismos para agrupar mensagens 
muito curtas antes da transmissão, e desagrupá-las 
após a recepção.
10.Deve haver mecanismos para multiplexar, e 
desmultiplexar, conversações múltiplas (não 
relacionadas entre si), numa única conexão.
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Introdução
Tipos de Serviços
Software de Rede
• Serviços orientados a conexões
• Serviços sem conexões
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Introdução
Tipos de Serviços – Orientados a conexões
Software de Rede
• É baseado no sistema telefônico:
Conectar (teclar o número desejado)
Transmissão (conversa)Desconexão (colocar o fone no gancho)
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Tipos de Serviços – Orientados a conexões
Software de Rede
• O mesmo processo ocorre na utilização de uma
rede cujo serviço seja orientado a conexão.
• Exemplo: ligação discada para o provedor de
Internet:
 Conectar
 Transmitir
 Desconectar
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Introdução
Tipos de Serviços – Orientados a conexões
Software de Rede
• Este tipo de conexão funciona como um tubo,
ou seja, o transmissor “empurra” os bits
sequencialmente em uma extremidade e o
receptor os recebe na outra extremidade.
• Como a transmissão é sequencial, a ordem de
entrega dos pacotes de bits é garantida.
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Tipos de Serviços – Sem conexões
Software de Rede
• Este tipo de conexão é análogo ao sistema
postal:
Cada pacote de bits (carta) contém o
endereço completo de destino.
Cada pacote é roteado através da rede
independentemente dos outros.
A ordem de entrega dos pacotes não é
garantida.
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Introdução
Tipos de Serviços – Qualidade
Software de Rede
• Serviços confiáveis
• Serviços não confiáveis
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Introdução
Tipos de Serviços – Qualidade
Software de Rede
Serviços confiáveis:
• Nunca perdem dados.
• O receptor confirma para o transmissor o 
recebimento de cada pacote de bits. Caso não 
haja a confirmação, o transmissor retransmite o 
pacote não confirmado.
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Introdução
Tipos de Serviços – Qualidade
Software de Rede
Serviços confiáveis:
• Este processo introduz retardos e aumento de 
tráfego na sub-rede, mas valem a pena.
• Exemplo: transmissão de arquivos.
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Tipos de Serviços – Qualidade
Software de Rede
Serviços não confiáveis:
• É apropriado para transmissões onde retardos 
não são admissíveis.
• Exemplos: áudio, vídeo e aplicações multimídia.
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Introdução
Tipos de Serviços
Software de Rede
Datagramas:
• O nome vem da analogia com “telegrama”.
• O serviço de datagramas pode ser confiável ou 
não confiável.
• Este tipo de serviço está vinculado às 
transmissões sem conexões.
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Introdução
Relacionamento entre Serviços e Protocolos
Software de Rede
Em resumo:
Os serviços estão relacionados às interfaces entre
camadas.
Os protocolos se relacionam aos pacotes enviados
entre entidades pares de máquinas diferentes.
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Introdução
Interfaces e Serviços
Software de Rede
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Interfaces e Serviços
Software de Rede
IDU
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Interfaces e Serviços
Software de Rede
IDU SAP – Service Access Points
• São locais onde a camada N+1 
pode acessar os serviços da 
camada N.
• É necessário conhecer os 
endereços dos SAPs, da mesma 
forma que é necessário conhecer o 
número dos telefones das pessoas.
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Interfaces e Serviços
Software de Rede
IDU
IDU – Interface Data Unit
Representa um conjunto de regras 
sobre a interface para permitir que 
duas camadas possam trocar 
informações.
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Interfaces e Serviços
Software de Rede
IDU
ICI – Interface Control Information
São informações complementares 
para permitir à camada inferior 
realizar o seu trabalho.
Por exemplo: a quantidade de bytes 
da SDU.
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Interfaces e Serviços
Software de Rede
IDU
SDU – Service Data Unit
É a informação passada pela rede.
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Prof. Arthur
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