Redes de Computadores e a Internet

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1 Redes de Computadores e a Internet Magnos Martinello Universidade Federal do Espírito Santo - UFES Departamento de Informática - DI Laboratório de Pesquisas em Redes Multimidia - LPRM

2 Agenda 1.1 O que é a Internet? 1.2 Borda da Rede Sistemas finais, redes de acesso, enlaces 1.3 Núcleo da Rede Comutação de circuito, comutação de pacote, estrutura da Internet e ISPs 1.4 Atraso, perda e vazão em redes de comutação de pacotes 2

3 O Núcleo da REDE Malha de roteadores interconectados A questão fundamental: como os dados são transferidos através da rede? Comutação de circuitos: usa um canal dedicado para cada conexão Ex.: rede telefônica Comutação de pacotes: dados são enviados em blocos discretos 3

4 Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos Recursos fim-a-fim são reservados por chamada Taxa de transmissão, capacidade dos comutadores Recursos dedicados: não há compartilhamento Desempenho análogo aos circuitos físicos (QoS garantido) Exige estabelecimento de conexão 4

5 Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos Recursos de rede (e.g., banda) dividida em pedaços Pedações alocados às chamadas Pedaço do recurso é desperdiçado se não for usado pela dono da chamada (nenhum compartilhamento) Formas de dividir a banda (capacidade de transmissão) em pedaços Divisão em frequência Divisão em tempo 5

6 Comutação de Circuitos: FDM e TDM 6

7 Exemplo Numérico Quanto tempo leva para enviar um arquivo de bits do hospedeiro A para o hospedeiro B numa rede de comutação de circuitos? Todos os links possuem Mbps Cada link utiliza TDM com 24 slots 500 mseg para estabelecer um circuito fim-a-fim Calcule! 7

8 Núcleo da Rede: Comutação de Pacotes Cada fluxo de dados fim-a-fim é dividido em pacotes Os recursos da rede são compartilhados estatisticamente Cada pacote usa toda a banda disponível ao ser transmitido Recursos são usados sob demanda Contenção de recursos: A demanda agregada por recursos pode exceder a capacidade disponível Congestionamento: filas de pacotes, espera para uso do link Armazena e reenvia: pacotes se movem um salto por vez O nó recebe o pacote completo antes de encaminhá-lo Banda passante é dividida em slots Alocação fixa Reserva de recursos 8

9 Núcleo da Rede: Comutação de Pacotes A seqüência de pacotes A e B não possui padrão específico banda é compartilhada sob demanda (multiplexação estatística) No TDM, cada hospedeiro adquire o mesmo slot dentro do frame TDM 9

10 Comutação de pacotes permite que mais usuários usem a mesma rede! Enlace de 1 Mbit/s Comutação de Pacotes x Cada usuário: 100 Kbits/s quando ativo Ativo 10% do tempo Circuitos Comutação de circuitos: 10 usuários comutação de pacotes: Qual é a probabilidade de um usuário estar transmitindo? Suponha que haja 35 usuários, qual N usuários 1 Mbps link a probabilidade de i usuários estarem transmitindo simultanea mente? Determine a probabilidade de haver 11 ou mais usuários transmitir simultaneamente. 10

11 Comutação de Pacotes x Circuitos A comutação de pacotes é melhor sempre? Ótima para dados com comportamente em rajadas Melhor compartilhamento de recursos Não há estabelecimento de chamada Congestionamento excessivo: atraso e perda de pacotes Protocolos são necessários para transferência confiável, controle de congestionamento Como obter um comportamento semelhante ao de um circuito físico? Garantias de taxa de transmissão são necessárias para aplicações de áudio/vídeo Problema ainda sem solução (capítulo 6) 11

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