No projeto das primeiras redes de computadores, o hardware foi a principal preocupação e o software ficou em segundo plano.

Transcrição

1

2 No projeto das primeiras redes de computadores, o hardware foi a principal preocupação e o software ficou em segundo plano. Essa estratégia foi deixada para trás. Atualmente, o software de rede é altamente estruturado

3 Para reproduzir a complexidade de projeto, a maioria das redes é organizada como uma pilha de camadas ou níveis, colocadas umas sobre as outras.

4 Em certo sentido, cada camada é uma espécie de máquina virtual, oferecendo determinados serviços à camada situada acima dela.

5 A camada N de uma máquina se comunica com a camada N de outra maquina. Coletivamente, as regras e convenções usadas nesse diálogo são conhecidas como protocolo da camada N.

6 Na realidade, os dados não são transferidos diretamente da camada N de uma maquina para camada N de outra maquina. Entre cada par de camadas adjacente existe uma interface. A interface define as operações e os serviços que a camada inferior tem a oferecer à camada que se encontra acima dela. Protocolo da Camada 4 Camada 4 Camada 4 Interface entre as camadas 3 e 4 Protocolo da Camada 3 Camada 3 Camada 3 Interface entre as camadas 2 e 3 Protocolo da Camada 2 Camada 2 Camada 2 Interface entre as camadas 1 e 2 Protocolo da Camada 1 Camada 1 Camada 1 Meio físico

7 Um conjunto de camadas e protocolos é chamado de arquitetura de rede. A especificação de uma arquitetura deve ser suficiente para que a implementação seja possível.

8 Uma lista de protocolos usados por um determinado sistema, um protocolo por camada, é chamada de pilha de protocolos.

9 Algumas questões fundamentais de projeto que ocorrem em redes de computadores estão presentes em diversas camadas. Transmissores e Receptores Transferência de Dados Controle de Erros Ordem de Fragmentos Controle de Fluxo Multipliexação e Demultiplexação Roteamento

10 As camadas podem oferecer dois tipos diferentes de serviços às camadas situadas acima delas: Serviços orientados a conexão Serviços sem conexão

11 Baseia no sistema telefônico. Para que aja comunicação em um serviços orientado a conexão o primeiro passo é estabelecer a conexão.

12 Baseia no sistema postal. Cada mensagem carrega o endereço de destino completo e cada uma delas é rateada através do sistema independentemente de todas as outras.

13 Os serviços podem ser caracterizado por uma qualidade de serviço. Em geral um serviço confiável é implementado para que um receptor confie nas mensagem recebidas de tal serviço.

14 O serviço orientado a conexão confiável tem duas pequenas variações secundárias: Seqüência de mensagens Fluxo de bytes

15 Quando duas mensagem de 1024 bytes são enviadas, elas chegam como duas mensagens distintas de 1024 bytes e nunca como uma única mensagem de 2048 bytes.

16 Quando um usuário se conecta a um servidor remoto. Só é necessário um fluxo de byte do computador do usuário para o servidor. Os limites d mensagem não são relevantes.

17 No quadro a baixo é mostrado alguns tipos de serviço com exemplificação pratica do seu funcionamento Orientado a Conexão Sem Conexão SERVIÇOS EXEMPLO Fluxo de mensagem confiável Seqüência de paginas Fluxo de bytes confiável Logon remoto Conexão não-confiável Voz digitalizada Datagrama não confiável Lixo de correio eletrônico Datagrama confirmado Correspondência registrada Solicitação/Resposta Consulta a banco de dados Seis diferentes tipos de serviços

18 Um serviço é especificado formalmente por um conjunto de primitivas(operações) disponíveis para que um processo do usuário acesse o serviço.

19 O conjunto de primitivas disponíveis depende da natureza do serviço que está sendo fornecido. PRIMITIVAS SIGNIFICADO LISTEN Espera bloqueada por uma conexão de entrada CONNECT Estabelece uma conexão com um par que está à esperar RECEIVE Espera bloqueada por uma mensagem de entrada SEND Envia uma mensagem ao par DISCONNECT Encerra uma conexão Cinco primitivas de serviço para uma implementação de uma conexão simples

20 A primitiva LISTEN é o primeiro passo que o servidor executa para indicar que está preparado para aceitar conexões de entrada.

21 A primitiva CONNECT é o segundo passo executado para estabelecer uma conexão com o servidor.

22 A próxima etapa é a execução da primitiva RECEIVE pelo servidor, a fim de se preparar para aceitar a primeira solicitação.

23 A primitiva SEND é executada para que o cliente transmita uma solicitação, seguida pela primitiva RECEIVE para receber a resposta.

24 Esta primitiva é executada sempre que a transferência de informação é finalizada e a conexão precisa ser fechada.

25 Máquina cliente (1)Solicitação de conexão Máquina Servidor Processo Cliente (2)ACK (3)Solicitação de dados Chamadas do Sistema (4)Resposta (5)Desconexão Processo Servidor Sistema operacional Núcleo Pilha de protocolos Drivers (6)Desconexão Núcleo Pilha de protocolos Drivers Pacotes enviados em uma interação cliente/servidor simples, em uma rede orientada a conexão

26 Serviços e protocolo são conceitos diferentes, embora sejam confundidos com freqüência. Serviço é um conjunto de primitivas que uma camada oferece à camada situada acima dela. Protocolo é um conjunto de regras que controla o formato e o significado dos pacotes ou mensagem que são trocadas pela entidades pares contidas em uma camada.

27

28 A idéia da construção de uma rede de computadores que pudessem trocar informações surgiu no Advanced Research Projects Agency'', ARPA, do Departamento de Defesa dos EUA quando, em 1962, a Agência contratou J.C.R. Licklider para liderar as suas novas iniciativas através do Information Processing Techniques Office'', IPTO, da Agência.

29 As ligações da ARPANET usavam linhas telefônicas dedicadas à velocidade de 56 Kbps. Seus elementos ativos, chamados de Interface Message Processors (IMP) eram constituídos de computadores comercialmente disponíveis, cuidadosamente escolhidos para esta finalidade.

30 Este modelo se baseia em uma proposta desenvolvida pela ISO(Internacional Standards Organization) como um primeiro passo à padronização internacional.

31 O modelo de Referência OSI se trata da interconexão de sistemas aberto ou seja, sistemas que estão aberto para comunicação com outros sistemas.

32 A imagem a seguir ilustra o modelo OSI e suas camadas.

33 A camada física está relacionada com o meio físico usado para conectar diferentes sistemas numa rede.

34 A camada de enlace de dados é usada para definir como a informação é transmitida através da camada física, e certificar se a camada física está funcionando corretamente.

35 A camada de rede é usada para identifcar os endereços dos sistemas na rede, e para a transmissão dos dados entre os sistemas.

36 A camada de transporte fornece serviços de verificação de integridade da informação preenchendo a lacuna da camada anterior. Entretanto este tratamento só se aplica para serviços de transmissão, e não para qualquer aplicação ou funções de serviços específicos.

37 A camada de sessão é a responsável pelo estabelecimento da conexão entre sistemas, aplicações ou usuários. A camada de sessão pode receber solicitações de qualquer camada de nível mais alto, e enttão negociará uma conexão usando as camadas inferiores.

38 A camada de apresentação fornece um conjunto de interfaces consistentes que serão utilizadas pelas aplicações e serviços, quando se estabelece uma conexão através da camada de sessão.

39 Finalmente, a camada de aplicação disponibiliza a interface de rede às aplicações a nível de usuário final, tais como serviços de impressão ou compartilhamento de arquivos. Esta camada também disponibiliza alguns serviços de gerenciamento que certificarão se as interfaces estão sendo endereçadas e usadas corretamente.

40 O TCP/IP baseia-se em um modelo de referência de quatro camadas. Todos os protocolos que pertencem ao conjunto de protocolos TCP/IP estão localizados nas três camadas superiores desse modelo.

41 Conforme ilustrado a seguir, cada camada do modelo TCP/IP corresponde a uma ou mais camadas do modelo de referência de sete camadas de interconexão dos sistemas abertos (OSI)

42 Todas essas necessidades levaram à escolha de uma rede de computação de pacotes baseada em uma camada de interligação de redes sem conexões. Essa camada chamada de Inter-rede, integra toda a arquitetura.

43 A finalidade desta camada é permitir que as entidades pares dos hosts de origem e de destino mantenham uma conversação, exatamente como acontece na camada de transporte OSI.

44 Na camada de aplicação é onde se encontra todos os protocolos de níveis mais altos, como TELNET, FTP entre outros.

45 Abaixo da camada de inter-rede, encontra-se um grande vácuo. O modelo de referência TCP/IP não especifica muito bem o que acontece ali, excecto o fato de que o host tem que se conectar à rede utilizando algum protocolo para que seja possível enviar os pacotes IP.

46 Os dois se baseia em uma pilha de protocolo independentes. Alem disso as camadas executam praticamente o mesmo papel.

47 Apesar das semelhanças citadas anteriormente estes dois modelos tem algumas características bem diferentes.

48 Nem o modelo OSI e seus respectivos protocolos nem o modelo TCP/IP e seus respectivos protocolos são perfeitos. A seguir serão descritos algumas criticas sobre estes dois modelos de referência.

49 Em 1989 muitos especialistas tinham a impressão que o modelo OSI controlaria todo o mundo atropelando tudo que viesse pela frente. Isso não aconteceu e os motivos são: Momento ruim; Tecnologia ruim; Implementação ruim; Política ruim.

50 O momento em que um padrão é estabelecido é de fundamental importância para seu sucesso. Para se estabelecer um padrão deve-se aplicar muito esforço em pesquisa e captação de fundos para manter tais pesquisas.

51 A segunda razão para que o OSI não vingasse estava nas falhas do modelo e dos protocolos. A escolha de sete camadas foi mais política do que técnica.

52 Devido à enorme complexidade do modelo e dos protocolos, ninguém ficou surpreso com o fato de as implementações iniciais serem lentas, pesadas e gigantescas.

53 Devido à implementação inicial, muitas pessoas, em particular no universo acadêmico, pensaram que o TCP/IP era parte do UNIX e, na década de 1980, as universidades tinham verdadeira adoração pelo UNIX.

54 O protocolo e o modelo TCP/IP também tiveram seus problemas.

55 Em primeiro lugar, o modelo não diferencia com clareza os conceitos de serviço, interface e protocolo.

56 Em segundo lugar, o modelo TCP/IP não é nem um pouco abrangente, e não consegue descrever outras pilhas de protocolo que não a pilha TCP/IP.

57 Em terceiro lugar, a camada de host/rede não é realmente uma camada no sentido em que o termo é usado no contexto dos protocolos hierarquizados.

58 Em quarto lugar, o modelo TCP/IP não faz distinção entre as camadas física e de enlace de dados. (nem se quer menciona)

59 Apesar do protocolo IP e TCP terem sido cuidadosamente projetados e bem implementando, o mesmo não aconteceu com muitos outros protocolos produzido pela comunidade acadêmica.