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Conceitos Básicos 1
Arquitetura de Redes de Computadores
Luiz Paulo Maia Adaptado por Fretz Sievers Junior
Conceitos Básicos
Conceitos Básicos 2
Motivação • Necessidade de troca e compartilhamento de
informações de forma rápida e de baixo custo.
• Universidades podem disponibilizar em seu site notas, boletos e informações institucionais para os seus alunos;
• Um Empresa pode colocar informações que podem ser compartilhadas com seus funcionários, parceiros, acionistas e clientes em geral.
• Um banco pode utilizar a internet para realizar transações eletrônicas. Como consulta de Saldo e aplicações financeiras;
• Compartilhamento de hardware e software
Conceitos Básicos 3
Problemas nas redes de computadores • Segurança da informação;
• Distribuição de vírus;
• Invasão de sites;
• Pedofilia;
• Chantagens;
• Difamação;
• Crimes financeiros;
• Utilização indevida de livros, filmes e arquivos digitais
Conceitos Básicos 4
Redes de Computadores
PC
Servidor
Telefone
celular
1 2 3
4 5 6
7 8 9
* 8 #
Telefone
Laptop
Terminal
ImpressoraSupercomputador
Conceitos Básicos 5
Transmissor, receptor e canal de comunicação
Transmissor
ou Origem Receptor
ou Destino
RS CS TR RD TD CDTALK / DATA
TALK RS CS TR RD TD CDTALK / DATA
TALK
Interface Interface
Canal deComunicação
Dado
Canal de comunicação:
Cabo Coaxial;
Par trançado;
Fibra Óptica;
Micro – ondas
Satélite
Conceitos Básicos 6
Transmissor, receptor e Canal de Comunicação
• Os dispositivos são conectados ao canal de
comunicação utilizando uma interface de rede. A
interface tem a função de colocar o dado no
circuito na origem e retirá-lo no destino. Para ser
transmitido o dado precisa ser codificado em um
sinal que percorra o meio de transmissão até
chegar ao destino, onde será decodificado. Um
exemplo e o telefone que seus sinais são
transformados em pulsos eletricos
Conceitos Básicos 7
Protocolo e modelo de camadas
• Para garantir que a comunicação ocorra com sucesso, os
dispositivos devem utilizar protocolos de comunicação, que
são regras predefinidas que devem ser seguidas pelos
dispositivos. Os protocolos utilizados em uma rede devem
ser compatíveis, caso contrário a comunicação não se dará
de forma efetiva, ou simplesmente não ocorrerá. Os
protocolos da rede são semelhantes as regras de transito,
que devem ser respeitadas pelos motoristas para que
cheguem com segurança ao destino.
Conceitos Básicos 8
Protocolo e modelo de camadas
Protocolo Descrição
V.92 Utilizado por modens para conexão discada
PPP Utilizada para comunicação ponto a ponto
IP Utilizado para transportar a informação da origem para o destino
TCP Utilizado para manter confiabilidade da conexão
HTTP Utilizado para transportar páginas na Internet
Conceitos Básicos 9
Modelo de Cinco Camadas
Camada de
Aplicação
Camada de
Transporte
Camada
de Rede
Camada
de Enlace
Camada
Física
HTTP
TCP
IP
PPP
V.92
Conceitos Básicos 10
Serviço de Telefonia • A maioria dos usuários, quando utiliza a rede,
desconhece os detalhes de seu funcionamento. Detalhes
como o canal de comunicação, interfaces e protocolos,
são completamente transparentes. Os usuários estão
interessados em usufruir dos serviços oferecidos pela
rede. Um serviço é uma funcionalidade da rede
disponível de forma transparente para os seus usuários
e aplicações. As redes oferecem inúmeros serviços,
como acesso a Web, correio eletrônico, transferência de
arquivos, terminal remoto e videoconferência
Conceitos Básicos 12
Parâmetros de Avaliação
• Existem diferentes tipos de redes, e cada um
possui vantagens e desvantagens . Para poder
compará-los, é importante definir certos
parâmetros . A seguir apresentamos alguns
parâmetros, para avaliar vantagens e
desvantagens e comparar diversos tipos de redes:
Conceitos Básicos 13
Custo
• Um dos parâmetros mais importantes quando
analisamos uma rede é o seu custo. O custo
envolve basicamente, o projeto, a aquisição de
equipamentos, instalação, operação e manutenção
da rede. Como relação a esse último, o custo de
manutenção envolve, além dos equipamentos de
rede, os custos dos canais de comunicação e da
equipe de suporte. Além do hardware, uma rede
necessita de software para monitoração,
gerenciamento e segurança, por exemplo.
Conceitos Básicos 14
Desempenho • Um desempenho de uma rede pode ser medido de
diversas formas, utilizando diferentes métricas. A
métrica mais simples para especificar o
desempenho de uma rede é a taxa de transmissão.
A taxa de transmissão, vazão (throughput) ou
banda específica o número de bits por segundo
(bps) ou número de bytes por segundo
transmitidos pelo canal de comunicação. Uma
conexão que apresenta uma taxa de 48 Kbps
transmite 48000 bits por segundo ou 6000 bytes
por segundo
Conceitos Básicos 15
Desempenho
Unidade (bits)
Descrição Unidade (bytes)
Descrição
1bps 1 bit por segundo 1 bps 8 bits por segundo
1 Kbps 1000 bps 1 Kbps 8000 bps
1 Mbps 1000000 bps 1 Mbps 8000000 bps
1Gps 1000000000 bps 1Gbps 8000000000 bps
1 Tbps 1000000000000 bps 1Tbps 8000000000000bps
Conceitos Básicos 16
Desempenho
Unidade Descrição Unidade Descrição
1 Kbps 103 ou 1000 bps 1 KB 210 ou 1024 bytes
1 Mbps 106 ou 1000000 bps
1 MB 220 ou 1048576 bytes
1 Gbps 109 ou 1000000000 bps
1 GB 230 ou 1073741824 bytes
1 Tbps 1012 ou 1000000000000 bps
1 TB 240 ou 1099511627776 bytes
Conceitos Básicos 17
Desempenho
• A partir da taxa de transmissão é possível calcular
o tempo necessário para transferir um arquivo na
rede. Para isso basta dividir o tamanho do
arquivo a ser transferido pela taxa de
transmissão, tomando cuidado com as unidades
utilizadas. Por exemplo, um arquivo com 1MB e
uma conexão de 48 Kbps levaria 2,9 minutos
para a transferência conforme o cálculo a seguir:
Conceitos Básicos 18
Desempenho
• Tempo =1MB/48 Kbps
• Tempo =1048576Bytes/48000 bps
• Tempo =8388608 bits/48000 bps
• Tempo=174 segundos ou 2,9 minutos
• A taxa de transmissão nem sempre e constante é varia em
função do tempo. Dependendo das características físicas
da conexão e do trafego de rede, a taxa pode ficar bem
abaixo do valor máximo permitido. Conexões discadas
utilizam o padrão V.90/V.92 e estão limitadas a taxas de
transmissão de 56 Kbps
Conceitos Básicos 19
Escalabilidade
• É a capacidade de adicionar novos dispositivos ou usuários à rede com o menor impacto possível. Por exemplo, a tarefa de adicionar um novo dispositivo à rede não deve gerar alterações significativas dos protocolos, interfaces e canais de comunicação já utilizados na rede. Além disso, a entrada de um novo dispositivo da rede não deve exigir a reconfiguração dos demais elementos.
Conceitos Básicos 20
Escalabilidade
• O melhor exemplo de escalabilidade e a Internet, que
inicialmente era formada por poucos hosts e hoje possui
milhões de usuários. A Arquitetura da Internet permite que
novos hosts sejam agregados apenas com pequenas
mudanças que não afetam a maior parte da rede. Além
disso, é possível conectar dispositivos com diversos
sistemas operacionais utilizando diferentes canais de
comunicação. Novos serviços são agregados a internet,
sem a necessidade de mudança nos principais protocolos
do modelo.
Conceitos Básicos 21
Disponibilidade
• É o tempo em que a rede permanece em
funcionamento de forma ininterrupta, incluindo
possíveis falhas de hardware ou software, manutenções
preventivas e corretivas. Redes que necessitam de alta
disponibilidade são utilizadas em aplicações de missões
críticas, como sistema de trafego aéreo e de comercio
eletrônico na internet. Uma alta disponibilidade é obtida
utilizando dispositivos com maior tolerância a falhas e
redundância de recursos. Em geral quanto maior a
disponibilidade, maior e o custo da rede.
Conceitos Básicos 22
Segurança
• A segurança de redes visa preservar quesitos como a
confidencialidade, autenticidade, controle de acesso,
integridade e disponibilidade das informações. A segurança
tornou-se um grande problema em função do crescimento e
da interconexão das redes, principalmente com a Internet.
Existem diversas técnicas que permite implementar a
segurança em uma rede, como a utilização de criptografia,
certificados digitais, firewalls e proxies. O nível de
segurança a ser aplicado em uma rede está relacionado
aos bens da informação que circulam pela rede.
Conceitos Básicos 23
Padronização • A rápida evolução das redes de computadores leva,
em determinados momentos, ao surgimento de
diversas tecnologias para resolver um mesmo
problema e, geralmente, incompatíveis entre si. Por
exemplo, diversas tecnologias foram desenvolvidas
ou adaptadas para implementação de redes locais,
como Token Ring, Token Bus, ATM LAN, 100VG-
AnyLAN, porém a tecnologia Ethernet, tornou-se
um padrão utilizado na maioria das empresas .
Outro padrão bem sucedido e o padrão TCP/IP.
Conceitos Básicos 25
Rede Metropolitana
Área metropolitana
Rede local
Rede local
Rede local
Rede local
Rede local
Rede local
Conceitos Básicos 26
Rede Distribuída
Rede localBrasil - SP
Rede localEUA - CA
Rede localArgentina
Rede localBrasil - RJ
Rede localEUA - TX
Rede localItália
Rede localPortugal
Rede localJapão
Rede localInglaterra
Conceitos Básicos 29
Conexão ponto a ponto
AB
RS CS TR RD TD CDTALK / DATA
TALK RS CS TR RD TD CDTALK / DATA
TALK
Interface Interface
Conceitos Básicos 30
Rede de interconexão
AB
RS CS TR RD TD CDTALK / DATA
TALK
RS CS TR RD TD CDTALK / DATA
TALK
Interface Interface
Rede deInterconexão
Conceitos Básicos 33
Comutação por Pacote
F
G
D
E
H
Rede de interconexão
A
C
B
Mensagem
P1P2P3P4
Mensagem
P1P2P3P4P1
P4
P3
P2