Redes de Computadores I

Introdução a Redes de Computadores

Prof. Esbel Tomás Valero Orellana

   

Usos de Redes de Computadores

Uma  rede  de  computadores  consiste  de  2  ou  mais  computadores e/ou  dispositivos  conectados  entre  si  de  modo  a  poderem compartilhar seus recursos. 

Por que as pessoas estão interessadas em redes de computadores?

Com que finalidades estas redes podem ser usadas?

1. Aplicações comerciais

2. Aplicações domésticas

3. Usuários móveis

4. Questões sociais envolvidas

   

Usos de Redes de Computadores

Inicialmente  os  computadores  utilizados  em  empresas  trabalhavam de forma isolada. Para que as redes?  1.  Compartilhamento  de  recursos:  tornar  todos  os  programas, equipamentos  e  dados  ao  alcance  de  todas  as  pessoas  na  rede, independentemente da localização física do recurso e do usuário.2­ Meio de comunicação­ Correio eletrônico (E­mail)­ Trabalho em equipe­ Videoconferência3­ Realizar negócios eletronicamente: Pedidos em tempo real4­ Comercio eletrônico (e­commerce)

   

Usos de Redes de Computadores

Para que usamos computadores em casa?

Inicialmente  para  processamento  de  texto,  jogos.  No  entanto  o principal motivo hoje é o acesso à Internet.

1.  Acesso  a  informações  remotas:    Jornais  digitais,  Bibliotecas digitais on­line.

2.  Comunicação  entre  pessoas:    Correio  eletrônico  (e­mail), Mensagens  instantâneas  (messengers)  e  salas  de  bate­papo  (chat room),    Newgroups,  Comunicação  não­hierárquica  (peer­to­peer  ou p2p), VoIP e outras formas de telefonia utilizando Internet

3. Entretenimento interativo:  Vídeo por demanda,  Jogos on­line

4. Comércio eletrônico

   

Usos de Redes de Computadores

Quem precisa de redes móveis?

Escritório portátil. 

Redes nas universidades.

Funcionários  que  precisam  manter­se  em  contato  com  a  base  de 

operações da empresa quando em trabalho de campo.

Aplicações militares

Destacar a diferença entre redes sem fio e computação móvel .

Surgimento  acelerado  de  aplicações  envolvendo  redes  sem  fio, 

muitas vezes associada a computação móvel.

   

Usos de Redes de Computadores

Questões sociais

Novos  problemas  sociais,  éticos  e  políticos  associados  à  ampla 

introdução de redes de computadores.

Liberdade  de  expressão  vs  responsabilidade  pelo  conteúdo 

publicado. (Orkut) 

Direito do empregado e do empregador. (e­mail empresarial)

Censurar  conteúdo  específicos,  em  Universidades  por  exemplo. 

(Orkut na UESC)

Relação governo ­ cidadão 

   

Hardware de rede

Tecnologias de transmissão

1. Links de difusão: Canal de comunicação compartilhado por todas as  máquinas  da  rede.  Os  mecanismos  utilizados  permitem  que  a informação  possa  estar  direcionada  a  um  único  destino,  a  um conjunto  de  máquinas  ou  a  todas  as  maquinas  na  rede.  Modos  de operação:

 Difusão (broadcasting): Quando um pacote é enviado e recebido por todas as máquinas. 

  Multidifusão  (multicasting):  Quando  um  pacote  é  enviado  e recebido por um conjunto de máquinas as máquinas. 

2.  Links  ponto  a  ponto:  Muitas  conexões  entre  pares  de  máquinas individuais. Redes ponto a ponto com um receptor e um transmissor às vezes é chamada de unicasting.

   

Hardware de rede

Escala da Rede

Distância entre processadores

Processadores localizados no(a)

mesmo(a)Exemplo

1 m Metro quadrado Rede Pesoal

10 m Sala

Rede Local100 m Edifício

1 km Campus

10 km Cidade Rede Metropolitana

100 km PaísRede geograficamente distribuída

1.000 km Continente

10.000 km Planeta A Internet

   

Hardware de rede

Redes Locais

Também conhecidas como LANs.

1.  Tamanho  restrito  o  que  permite  conhecer  qual  o  pior  tempo  de transmissão. 

2. Tecnologia de  transmissão utilizando  ,  fundamentalmente, cabos. Baixo retardo e poucos erros de transmissão

3. Topologias diversas 

­  Rede  de  barramento  (cabo  linear):  Necessidade  de  crair mecanismo  de  arbitragem  para  definir  que  máquina  pode  ou  não transmitir, padrão IEEE 802.3 (Ethernet). 

­ Redes em anel: padrão IEEE 802.5 (Token Ring) 

Forma de alocação do canal

   

Hardware de rede

Redes geograficamente distribuidas ( WAN )

Máquinas  de  usuários  (hosts),  encarregadas  de  executar  as aplicações,  conectadas por uma sub­rede de comunicação. 

Sub­rede = linhas de transmissão + elementos de comutação

   

Hardware de redeWAN

Sub­rede  stores­and­forward  ou  de  Comutação  de  pacotes:  sub­redes em que os pacotes, quando enviados de um roteador a outro via terceiros, são totalmente recebidos pelos intermediários e depois armazenados até a linha de saída ficar disponível .Divisão de mensagens em pacotes. ­ Pacotes roteados individualmente  ­ Algumas redes roteian todos os pacotes pelo mesmo caminhoAlgoritmo  de  roteamento:  Forma  utilizada  em  cada  roteador  para escolher  qual  caminho  devem  seguir  os  pacotes  para  atingir  seu destino.Algumas WAN não utilizam sub­redes de comutação de pacotes, em alguns casos é mais interessante utilizar um sistema de  satélite. 

   

Hardware de redeRedes sem fio

As redes sem fio podem ser divididas inicialmente em:

1­  Interconexões  de  sistemas:  Tecnologia  Bluetooth  :  Arquitetura mestre­escravo

2­  LANs  sem  fios:  O  colegiado,  o  NBCGIB  e  a  propria  UESC  tem LANs sem fios. Quando usar?

3­ WANs sem fios: As redes de radio utilizadas para telefonia celular. 

   

Modelos de Referência

Análise de duas importantes arquiteturas de rede:

Arquitetura de Redes?Composto  por  um  conjunto  de  camadas  e  protocolos  cuja especificação  deve conter as informações que permitam que um  implementador  desenvolva  o  programa  ou  construa  o hardaware  de  cada  camada,  de  forma  que  ele  obedeça corretamente ao protocolo adequado. 

 Modelo de Referência OSI: Os protocolos associados a este modelo não sou muito utilizados mas o modelo é bastante geral e ainda valido  Modelo de Referência TCP/IP: O modelo não é muito 

utilizado mas os protocolos têm uso geral

   

Modelo de Referência OSI

   

Modelo de Referência OSI

Princípios para se chegar às sete camadas1.Criar  camada  onde  houver  necessidade  de  um  grau  de abstração adicional.2. Cada camada deve executar funções bem definidas3.A função de cada camada deve ser escolhida considerando os protocolos já padronizados.4.Os  limites  das  camadas  devem  minimizar  o  fluxo  pelas interfaces.5.O número de camadas deve ser grande o bastante para não ter  que  colocar  funções  diferentes  numa  mesma  camada  e pequena  o  suficiente  para  não  perder  o  controle  da arquitetura.

   

Modelo de Referência OSI

1. A camada física: Trata da transmissão de bits por um canal de comunicação.  O  projeto  desta  camada  lida  com  interfaces mecânicas, elétricas e de sincronização, e com o meio físico que se encontra logo abaixo.  2. A camada de enlace de dados: Trata o canal de comunicação como uma linha de transmissão livre de erros não detetados pela camada  de  rede.    Nesta  camada  se  faz  tratamento  de  erros, controle  do  fluxo  e  o  controle    de  acesso  ao  canal  de comunicação. 3.  A  camada  de  Rede:  Trata  a  operação  da  sub­rede  (o roteamento dos pacotes), do controle dos congestionamentos no tráfego e da interconexão de redes heterogêneas.

   

Modelo de Referência OSI

4. A camada de transporte: Se encarrega de aceitar os dados da camada acima, processar os mesmos e repassar para a camada de rede, alem de se certificar de que chegarão corretamente. 5.  A  camada  de  sessão:  Permite  que  se  estabeleçam  sessões entre  usuários  de  diferentes  máquinas.  Entre  as  funções  desta camada está o controle de diálogo, o gerenciamento de token e a sincronização 6.  A  camada  de  apresentação:  Se  ocupa  da  sintaxe  e  da semática das informações transmitidas. 7.  A  camada  de  aplicação:  Contem  os  protocolos  necessários para os usuários. 

   

Modelo de Referência TCP/IP

O projeto  teve desde o  início desenvolver uma arquitetura com 

habilidade  para  conectar  várias  redes  de  maneira  uniforme. 

Definiu­se  também  que  a  rede  devia  funcionar  também 

independentemente da possível perda de hardware no sub­rede 

e a arquitetura devia ser flexível. 

   

Modelo de Referência TCP/IP

1.  A  camada  inter­redes:  A  função  desta  camada  é  muito semelhante à da camada de redes do protocolo OSI. Sua função é  permitir  que  os  hosts  inhetem  pacotes  em  qualquer  rede  e garantir  que  eles  trafegarão  independentemente  até  o  destino. Esta camada define um formato de pacote oficial e um protocolo chamado IP (Internet Protocol). 2. A camada de transporte: Sua função é permitir que entidades pares  dos  hosts  de  origem  e  destino  mantenham  uma conversação  (camada  de  transporte  OSI).  Aqui  foram  definidos dois protocolos importantes:

­ TCP, Transmission Control Protocol­ UDP, User Datagram Protocolo

3. A camada de aplicação

   

Modelo de Referência TCP/IP

Protocolos e redes no modelo TCP/IP

O modelo de referência TCP/IP

   

Comparação entre os modelos

Semelhanças Se baseiam no conceito de pilha de protocolos independentes Protocolos com as mesmas funções

O modelo OSITorna clara a distinção entre serviços, interfaces e protocolosO modelo foi definido antes dos protocolos.Os protocolos são melhor encapsuladosNão  se  tinha  uma  noção  clara  das  funcionalidades  de  cada camada O modelo TCP/IPO modelo  foi criado como uma descrição dos protocolos que  já existiam.Ele  não  permite  descrever  outras  pilhas  que  não  usem  o protocolo TCP/IP

   

Comparação entre os modelos

O modelo OSI1. Momento ruim2. Tecnologia ruim3. Implementações ruins4. Politica ruim

O modelo TCP/IPDeixa muitos pontos sem esclarecer em várias camadas. Apesar de  que  os  protocolos  IP  e  TCP  terem  sido  cuidadosamente projetados,  o  mesmo  não  aconteceu  com  outros  protocolos produzidos pela comunidade acadêmica.  

   

Comparação entre os modelos

Neste  curso  utilizaremos  o  modelo  híbrido  proposto,  por Tanenbaum,  que  pode  ser  entendido  como  um  modelo  OSI modificado.  No  entanto  nos  concentraremos  no  TCP/IP  e protocolos afins.

5 Camada de aplicação

4 Camada de transporte

3 Camada de rede

2 Camada de enlace da dados

1 Camada física