Internet, Cliente-Servidor, Tecnologias de Acesso e Protocolos de Rede

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1) O que é a Internet? 
Existem várias maneiras de responder a essa pergunta. Em primeiro lugar, 
podemos descrever em detalhes os principais aspectos da Internet, ou seja, os 
componentes básicos de software e hardware que a constituem. Em segundo lugar, 
podemos descrever a Internet em termos da infraestrutura de rede que fornece 
serviços para aplicativos distribuídos. A Internet é o maior sistema de engenharia 
criado pela humanidade, com centenas de milhões de computadores conectados. 
Bilhões de usuários conectados por meio de laptops, tablets e smartphones e 
conectados a muitos dispositivos, como sensores, webcams, consoles de jogos, e 
até mesmo máquinas de lavar. 
2) O que é um programa cliente? O que é um programa servidor? 
Na computação, o modelo cliente-servidor é uma estrutura de aplicações 
distribuídas que distribui tarefas e cargas de trabalho entre o recurso ou provedor de 
serviço designado como servidor e o buscador de serviço designado como cliente. 
Geralmente, o cliente e o servidor se comunicam por meio de uma rede de 
computadores em computadores diferentes, mas o cliente e o servidor podem estar 
localizados no mesmo computador. 
No contexto de um sessão de comunicação entre um par de processos, 
aquele que inicia a comunicação é denominado ​cliente​, aqueles que solicita à um 
servidor algum tipo de informação e/ou serviço e o que espera ser contatado para 
iniciar a sessão é o ​servidor​, aqueles que fornecem as informação e/ou serviços ao 
cliente. 
3) Cite 3 tecnologias de acesso? 
Acesso doméstico: Linha digital de assinante (DSL) Fiber to the home (FTTH) 
Acesso na empresa (e na residência): Ethernet e Wi-fi 
Acesso sem fio a longa distância: 3G e LTE 
4) Qual é a vantagem de uma rede de comutação de circuitos em 
relação a uma de comutação de pacotes? 
As redes de comutação por circuito tem que os recursos necessários ao 
longo de um caminho (buffers, taxa de transmissão de enlaces) para oferecer 
comunicação entre os sistemas finais são reservados pelo período da sessão de 
comunicação entre os sistemas finais (alocando previamente os recursos) gerando 
menos atraso fim a fim variáveis e imprevisíveis, atraso esse que pode ser causado 
pela comutação de pacotes devido adotarem o tipo de transmissão por demanda, e 
como consequência, poderão ter de esperar (gerando fila para conseguir acesso a 
um enlace de comunicação) Como simples analogia, considere dois restaurantes — 
um que exige e outro que não exige nem aceita reserva. Se quisermos ir ao 
restaurante que exige reserva, teremos de passar pelo aborrecimento de telefonar 
antes de sair de casa. Mas, quando chegarmos lá, poderemos, em princípio, ser 
logo atendidos e servidos. No segundo restaurante, não precisaremos nos dar ao 
trabalho de reservar mesa, porém, quando lá chegarmos, talvez tenhamos de 
esperar para sentar. 
A rede de comutação de pacotes oferece melhor compartilhamento de banda do que 
a comutação de circuitos e sua implementação é a mais simples, mais eficiente e 
mais barata do que a comutação de circuitos. Ela aloca utilização de enlace por 
demanda, diferente da comutação de circuitos. 
5) Qual a diferença entre um serviço orientado a conexão e um 
serviço não orientado à conexão 
O Serviço Orientado a Conexão (​TCP​) faz o cliente e o servidor trocarem 
informações de controle de camada de transporte antes que as mensagens de 
camada de aplicação comecem a fluir. Quando um lado da aplicação passa uma 
cadeia de bytes para dentro de um socket, pode contar com o TCP para entregar a 
mesma cadeia de dados ao socket receptor, sem falta de bytes nem bytes 
duplicados. 
O Serviço Não Orientado a Conexão (​UDP​) não há apresentação antes que 
os dois processos comecem a se comunicar. O UDP provê um serviço não confiável 
de transferência de dados - isto é, quando um processo envia uma mensagem para 
dentro de um socket UDP, o protocolo não oferece garantias de que a mensagem 
chegará ao processo receptor. Além do mais, mensagens que chegam de fato ao 
processo receptor podem chegar fora de ordem. 
 
6) Quais são as diferenças e as semelhanças entre os modelos 
ISO/OSI para o modelo TCP/IP 
Como semelhança temos que os dois são divididos em camadas, os dois são 
protocolos de rede que servem para comunicação entre dispositivos e ambos 
supõem que os pacotes sejam comutados (comutação em pacotes). Uma das 
diferenças entre os modelos, é que são divididos em camadas diferentes. O modelo 
ISO/OSI é dividido em 7 camadas: 
● Física 
● Enlace 
● Rede 
● Transporte 
● Sessão 
● Apresentação 
● Aplicação 
E o modelo TCP/IP é dividido em 4 camadas: 
● Host/Rede 
● Internet 
● Transporte 
● Aplicação 
Podemos notar algumas diferenças entre as camadas, a camada Rede do modelo 
ISO/OSI é a camada Internet do modelo TCP/IP, as camadas Aplicação, 
Apresentação e Sessão do modelo ISO/OSI juntas é a camada Aplicação do modelo 
TCP/IP. O modelo TCP/IP combina as camadas Física e de Enlace do modelo 
ISO/OSI na sua camada de Host/Rede. 
7) Defina o que é um protocolo? 
O protocolo define o formato e a seqüência das mensagens trocadas entre 
duas ou mais entidades comunicantes, bem como as ações a serem realizadas no 
envio e / ou recebimento de mensagens ou outros eventos. 
8) Quais são as 5 camadas da pilha de protocolo da internet? Quais 
as principais responsabilidades de cada uma dessas camadas? 
As 5 camadas pilha e suas principais responsabilidades são: 
● Física​: A tarefa da camada de enlace é mover o quadro inteiro de um 
elemento da rede para um elemento adjacente, enquanto a tarefa da camada 
física é mover cada bit no quadro de um nó para o próximo nó. 
● Enlace​: A camada de rede depende dos serviços da camada de enlace. Em 
particular, em cada nó, a camada de rede passa o datagrama para a camada 
de enlace e, em seguida, passa-o ao longo da rota para o próximo nó, onde o 
datagrama é passado da camada de enlace para a camada de rede. 
● Rede​: A camada de rede da Internet é responsável por mover pacotes de 
dados (chamados datagramas) na camada de rede de um host para outro. 
● Transporte​: A camada de transporte da Internet carrega mensagens da 
camada de aplicação entre os lados do cliente e servidor de uma aplicação 
(a partir dos protocolos TCP e UDP). 
● Aplicação​: A camada de aplicação é onde residem aplicações de rede e 
seus protocolos (HTTP, SMTP, e FTP). 
9) Defina o que é controle de fluxo? 
Controle de fluxo é a compatibilização das velocidades do remetente e do 
receptor. Existe dois tipos, um baseado em feedback, o receptor envia de volta ao 
transmissor informações que permitem ao transmissor enviar mais dados, ou que 
pelo menos mostram ao transmissor qual a situação real do receptor. O segundo 
tipo, chamado de controle de fluxo baseado na velocidade, o protocolo tem um 
mecanismo interno que limita a velocidade com que os transmissores podem enviar 
os dados, sem usar o feedback do receptor. 
 
10) Defina o que é controle de congestionamento? 
Um TCP remetente também pode ser estrangulado por causa do 
congestionamento dentro da rede IP. Esse modo de controle do remetente é 
denominado controle de congestionamento, ele faz ocontrole do congestionamento 
entre a taxa com que os pacotes são transmitidos entre a origem e o destino. 
11) Qual a diferença entre o FDM e o TDM? 
O FDM divide a largura de banda em bandas de frequência menores e cada 
usuário transmite dados simultaneamente através de um canal comum nesta faixa 
de frequência. O TDM aloca um intervalo de tempo fixo para cada usuário enviar 
sinais através de um canal comum. 
12) O que é um protocolo? Para que serve? 
O protocolo define o formato e a seqüência das mensagens trocadas entre 
duas ou mais entidades comunicantes, bem como as ações a serem realizadas no 
envio e / ou recebimento de mensagens ou outros eventos. 
13) Explique com suas palavras, como funciona um sistema de 
comunicação. 
O próprio sistema de comunicação é um mecanismo de distribuição usado 
para trocar dados e controlar informações entre dois pontos (para isso usa-se 
protocolos). Eles podem ser transparentes para o usuário final ou podem ser claros 
o suficiente para saber qual rede fornece a interconexão de recursos. Em qualquer 
caso, a comunicação entre os pontos é essencial, e uma rede física é necessária 
para estabelecer conexões com todos os pontos interativos. 
14) Qual a diferença em multicast e broadcast? 
● Multicast​: Transmissão de um remetente para vários receptores na rede 
● Broadcast ​(difusão): É a transmissão de um transmissor para todos os 
receptores da rede. 
Assim, usamos endereço/enlace/roteamento/transmissão/rede “por difusão” 
(​broadcast​), “para um grupo” (​multicast​). 
15) Qual a diferença entre MAN, PAN, WAN e LAN? Explique cada 
uma delas. 
A rede pode ser definida pelo seu tamanho, topologia, meio físico e protocolo 
utilizado. 
● MAN​: significa “Metropolitan Area Network”, ou seja, Rede de Área 
Metropolitana. Elas são projetadas especificamente para interconectar 
sistemas em cidades próximas ou áreas metropolitanas, como uma rede de 
farmácias nas cidades, onde todos podem acessar um banco de dados 
público. 
○ As MAN elas fornecem altas taxas de transmissão, baixas taxas de 
erro e, em geral, os canais de comunicação pertencem a empresas 
de telecomunicações que alugam serviços para o mercado. 
● PAN​: Rede de área pessoal (em inglês: personal area network),É uma rede 
doméstica que conecta diferentes recursos em toda a residência. Via 
tecnologia Bluetooth e / ou cabo USB. Alguns exemplos de dispositivos 
usados ​​no PAN são computadores pessoais, impressoras, aparelhos de fax, 
telefones, PDAs, scanners e até mesmo consoles de videogame. 
● WAN​: Uma rede de longa distância ou rede de área alargada (em inglês: 
wide area network, sigla WAN), é uma rede de computadores que cobre uma 
grande área geográfica (geralmente um país ou continente). 
○ Um exemplo típico de uma rede WAN típica é a própria Internet, 
porque cobre a área geográfica global conectando países e 
continentes. 
○ 
● LAN​: Uma rede de área local (em inglês: local area network, sigla LAN) Na 
computação, consiste em uma rede de computadores utilizada para 
interconexão de equipamentos de processamento, cuja finalidade é a troca 
de dados. 
○ Uma rede que conecta computadores e dispositivos em uma área 
geográfica limitada, como uma casa bem localizada, escola, prédio 
comercial ou complexo de edifícios 
 
As LANs abrangem um edifício e operam em altas velocidades. As 
MANs abrangem uma cidade, por exemplo, o sistema de televisão a cabo, 
que é utilizado hoje por muitas pessoas para acessar a Internet. As WANs 
abrangem um 138 país ou um continente. As PANs são de uso pessoais, 
bem perto. LANs e MANs são redes não comutadas (ou seja, não têm 
roteadores); as WANs e PANs são comutadas. As redes sem fios estão se 
tornando extremamente populares, em especial as LANs sem fios. As redes 
podem ser interconectadas para formar inter redes. 
 
Parte 2 
1) Dois computadores, A e B, se comunicam a uma distância de 800 
Km através de um enlace de 100 Mbits/seg. A propagação do 
sinal no enlace é de 200.000 Km/seg 
a) Qual o tempo de transmissão de um pacote de 1000 bytes pelo 
computador A? 
Pacotes são transmitidos por cada enlace de comunicação a uma taxa igual 
à de transmissão total. Assim, se um sistema final de origem ou um 
comutador de pacotes estiver enviando um pacote de L bits por um enlace 
com taxa de transmissão de R bits/s, então o tempo para transmitir o pacote 
é L/R segundos. 
Comprimento do pacote L = 1000bytes = 1000*8 = 8000 bits 
Enlace R = 100Mbits/s 
Dtrans-a-b = Tempo = (L/R) = 8000/100000000 = 0,00008 = 0μs8 
b) Qual o tempo de transmissão de um pacote de 100 bytes pelo 
computador B? 
Comprimento do pacote L = 100bytes = 100*8 = 800 bits 
Enlace R = 100Mbits/s 
Tempo = (L/R) = 800/100000000 = 0,0008 = μs8 
c) Quanto tempo leva para o último bit de um pacote ser propagado 
do computador A para o computador B? 
Assim que é lançado no enlace, um bit precisa se propagar do computador A 
até o computador B. O tempo necessário para propagar o bit desde o início 
do enlace até o computador B é o atraso de propagação, no qual é dado pela 
distância entre os dois computadores dividida pela velocidade de 
propagação, isto é, D/S. 
D = distância entre A e B 
S = Velocidade de propagação do enlace 
Dprop = Tempo do último bit = 800[Km]/200000[Km/s] = 0,004 = ms4 
d) Quanto tempo leva para o primeiro bit de um pacote ser 
propagado do computador B para o computador A? 
O mesmo que o anterior, isto é, , ​pois nem a distância nem ams4 
velocidade de propagação do enlace se alterou. 
e) Qual o número máximo de pacotes de 1000 bytes que pode estar 
no enlace A-B em um dado momento? 
O número máximo de pacotes é dado pela seguinte relação: 
n = largura de banda / tamanho dos arquivos = B/L = 100*10^6/8*1000 = 
12500 pacotes 
2) Considere um ficheiro de 30 Mb a ser enviado entre uma origem e 
um destino. Todas as ligações entre a origem e o destino têm 
uma capacidade de 10 Mb/s. A velocidade de propagação no 
meio que constitui as ligações físicas é de 2*10^8 m/s e a 
distância entre a origem e o destino é de 10 000 Km. 
a) Considere que a origem e o destino estão ligados diretamente e 
que o ficheiro é transferido numa única mensagem. Calcule o 
atraso. 
Atraso de propagação: 
● dprop = D/S = 10000[Km]/200000[Km/s] = .05s0 
Tempo de transmissão: 
● dtrans = Tempo = (L/R) = 30000000[b]/10000000[b/s] = s3 
Atraso total: 
● dprop + dtrans = .05s3 
b) Quantos bits foram transmitidos pela origem, quando o primeiro bit 
chega ao destino? 
(atraso total / dtrans) - 1 = (3.05/3) - 1 = 0.0166 
0 bits. 
c) Considere que existe um router equidistante da origem e do destino. 
Suponha que não existe congestão, o que significa que o router envia 
a mensagem para a segunda ligação, assim que tenha recebido a 
mensagem completa. Calcule o atraso. 
● dprop = D/S = (10000/2)[Km]/200000[Km/s] = .025s0 
● dtrans = Tempo = (L/R) = 30000000[b]/10000000[b/s] = s3 
Atraso total = atraso a soma dos atrasos dprop e dtrans multiplicados 
pelo número de roteadores mais um: 
● dprop + dtrans = ( +​ )*2 = 6,05s.0s3 .025s0 
 
3) Repita o problema anterior considerando que o ficheiro é partido 
em três pacotes de 10Mb cada. Despreze o tempo de 
processamento nos routers e os cabeçalhos dos pacotes. 
Atraso total = dprop + M*dtrans 
● M = 3 
● dprop = D/S = 10000[Km]/200000[Km/s] = .05s0 
● dtrans = 10000000[b]/10000000[b/s] = s1 
● Atraso total = 0.05 + 3*1 = 3.05s 
bits transmitidos pela origem logo quando o primeiro bit chega ao destino​? 
● (atraso total / dtrans) - 1 = (3.05 /1) - 1 = 2.05 
2 bits. 
Com o roteador 
● dprop = D/S = (10000/2)[Km]/200000[Km/s]= .025s0 
● dtrans = Tempo = (L/R) = 10000000[b]/10000000[b/s] = s1 
Atraso total = (M-1)dtrans + N(dtrans + dprop) ​? 
M = 3 = pacotes e N = 2 (número do roteador mais um) 
atraso total = 2*1 + 2*1.025 = 4.05s 
4) Considere dois computadores A e B, conectados por um único 
enlace de taxa R bps. Suponha que esses computadores estejam 
separados por m metros e que a velocidade de propagação ao 
longo do enlace seja s metros/segundo. O computador A tem de 
enviar um pacote de L bits ao computador B. 
a) Expresse o atraso de propagação, dprop, em termos de m e s 
dprop = m/s [s] 
b) Determine o tempo de transmissão do pacote, dtx, em termos de L e R 
dtx = L/R [s] 
c) Ignorando os atraso de processamento e de fila, obtenha uma 
expressão para o atraso fim a fim. 
Uma vez que o atraso da fila e o atraso de processamento são zero, e os 
hosts estão conectados por um único enlace, o atraso total do nó ponta a 
ponta será apenas a soma do atraso de propagação e do atraso de 
transmissão, então temos 
dfim-a-fim = dprop + dtx = (m/s) + (L/R) (s) 
5) A sonda Phoenix foi enviada ao espaço pela agência espacial 
norte-americana em 4 de agosto de 2007 e, desde que pousou em 
Marte, no dia 25 de maio de 2008, envia fotos para a Terra. Uma 
foto transmitida tinha o tamanho de 8x10^6 bytes e, quando 
enviada, a distância entre os dois planetas era de 60 bilhões de 
metros (60x10^9m). Assumindo que o enlace de comunicação 
entre a sonda e a base da missão na Terra é de 128 kbps, que 
não há elementos intermediários, e que a velocidade de 
propagação do sinal é a velocidade da luz (3x10^8m/s), quanto 
tempo, em segundos, se passou entre o início do envio da foto até 
ela ser recebida completamente na Terra? 
a) 62,5 
b) 200 
c) 500 
d) 700 
e) 1.200 
8*10^6 bytes = 8*8*10^6 bits 
dprop = d/s = (60*10^9)/(3*10^8) = 600/3 = 200s 
dtrans = L/R = (8*8*10^6)/(128*10^3) = (64*10^3)/128 = 500s 
Tempo total = 500+200 = 700s 
6) Considere dois hosts X e Y, conectados por um único enlace 
com taxa de 50 Mbps.Estes dois hosts estão separados por 300 
quilômetros, e a velocidade de propagação neste enlace é de 2,5 
x 108 metros por segundo. O host X tem que enviar um pacote de 
3Mbits ao host B. Pede-se: 
a) Qual o atraso de propagação? 
dprop = d/s = 300*10^3/2.5*10^8 = 1.2ms 
b) Qual o atraso de transmissão? 
dtrans = L/R = 3*10^6/50*10^6 = 60ms 
c) Ignorando os atrasos de processamento e de fila, qual é o atraso 
fim-a-fim neste caso? 
dfim-a-fim = sprop + dtrans = 61.2 ms 
d) Que tamanho de pacote seria necessário para que o atraso de 
transmissão fosse igual ao atraso de propagação? 
dtrans = dprop = L/R = d/s => L = R*(d/s) = 50*10^6*1.2*10^-3 = 60kbit 
e) Para qual distância d temos d_prop igual a d_trans? 
dtrans = dprop = L/R = d/s => d = s*(L/R) = 2.5*10^8*60*10^-3 =15*10^3km 
f) Se o enlace fosse substituído por um enlace de 1Gbps, qual seria o 
atraso total(desconsiderando fila e processamento)? 
dtrans = L/R = 3*10^6/1*10^9 = 3*10^-3 = 3ms 
dtotal = dprop + dtrans = 1.2ms + 3ms = 4.2 ms 
7) Considere dois computadores A e B, conectados por um único 
enlace de taxa 4 Mbps. Suponha que esses computadores 
estejam separados por 100 metros e que a velocidade de 
propagação ao longo do enlace seja 2*10⁸ metros/segundo. O 
computador A tem de enviar um pacote de 1024 bits ao 
computador B. 
a) Expresse o atraso de propagação, dprop, em termos de m e s 
dprop = d/s = 100/2*10^8 = 50*10^-8 = .5μs 0 
b) Determine o tempo de transmissão do pacote, dtx, em termos de L e R 
dtx = L/R = 1024/4*10^6 = 0.256ms 
c) Ignorando os atraso de processamento e de fila, obtenha uma 
expressão para o atraso fim a fim. 
dfim-a-fim = dprop+dtx = 0.5us + 0.256ms = 0.2565ms 
8) Considere a topologia e Responda 
 
2 roteadores -> N = 3 
dfim-a-fim = N*dtrans 
dtrans = L/R = 200*(8*1500/600*10^3) = 4s 
dfim-a-fim = 3*4s = 12s