Introdução às Redes de Computadores Generalidades, noções e classificações de redes. Redes de Computadores

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1 Introdução às Redes de Computadores Generalidades, noções e classificações de redes Instituto Superior de Engenharia de Lisboa Departamento de Engenharia, Electrónica, Telecomunicações e Computadores Redes de Computadores

2 Necessidades de comunicação Uso generalizado de computadores Comunicação entre utilizadores Mail, USENET news, irc (internet relay chat) Partilha de informação Bases de dados, transferência de ficheiros, WWW (documentos hipermédia): multimédia estática ou multimédia dinâmica(isócrona ou com relações temporais fixas entre as componentes (vídeo, áudio) Partilha de recursos físicos Impressoras, discos, computadores Redes de Computadores - Introdução 2

3 Necessidades das aplicações Débito binário das aplicações: Ritmo binário constante áudio ou vídeo não comprimido. Ritmo binário variável de tempo real ou virtual dependendo das especificações de parâmetros de atraso. Ritmo disponível variável é aproveitado a largura de banda disponível adaptando-se às condições de tráfego. Bit rate não especificado (best-effort) para dados não prioritários Redes de Computadores - Introdução 3

4 O tipo de redes varia com: Natureza (necessidades) das aplicações. Velocidade de comunicação exigida-débito binário. Largura de banda necessária. Ex.: Cópia de ficheiros entre dois PCs (sem garantia de qualidade de serviço, ou seja sem características de tempo real). Vídeo conferência à escala mundial (com características de tempo real). Número de computadores ligados. Distância entre computadores. Evoluções tecnológicas, e coexistência de diferentes tecnologias de diferentes épocas Redes de Computadores - Introdução 4

5 Redes Locais LAN/Rede Local Grupo de computadores e outros dispositivos (impressoras, servidores, Switches, Hubs...) Ethernet protocolo utilizado pelos equipamentos de um tipo de LANs para comunicarem entre si Redes de Computadores - Introdução 5

6 Internet Uma rede é um grupo de dispositivos que estão ligados e comunicam entre si. Uma internet são duas ou mais redes que comunicam entre si. A Internet é a maior e mais notável internet existente. A Internet interliga milhões de utilizadores. A Internet como é conhecida actualmente nasceu em 1969 como a ARPANET.

7 Rede global - Internet Uma rede de routers interligados, àescala global, que encaminham pacotes de dados de redes privadas (redes empresariais, redes domésticas, redes governamentais,...) Internet vs Intranet Redes de Computadores - Introdução 7

8 Internet - rede de redes Rede local Tier 3 ISP Tier-2 ISP Rede local Rede local Tier-2 ISP Rede local Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP Rede local Tier-2 ISP Rede local Tier-2 ISP Rede local Rede local Redes de Computadores - Introdução 8

9 Internet - Fornecedores de redes Fornecedores Tier-1 : ISPs que fornecem interligações nacionais e internacionais. (Verizon, Sprint, AT&T, NTT, etc..) Fornecedores Tier-2 : ISPs que fornecem ligações regionais e interligam a outras regiões por tier-1s. Fornecedores Tier-3 : ISPs locais que fornecem serviços directamente aos clientes e ligam-se À rede internet através dos Tier Redes de Computadores - Introdução 9

10 Internet - Tier-1 Nome da ISP Tier-1 Nº AS AOL Transit data network 1668 AT&T 7018 Global Crossing (GBLX) 3549 Level Verizon Business 701 NTT Communications 2014 Nota: As Tier-1 têm sede nos EUA com excepção da NTT (Japão) e da Global Crossing (Bermudas) Sprint Redes de Computadores - Introdução 10

11 Internet - Tier-2 (Exemplos) PCCW Global AS3491 (Trânsito por Global Crossing AS3549) Cogent Communications AS174 (Trânsito por Verio, AS2914) France Télécom AS5511 (Trânsito por Sprint, AS1239) Tiscali International AS3257 (Trânsito por Sprint, AS1239) Tele2 AS1257 (Trânsito por Sprint, AS1239) Telecom Italia Sparkle AS6762 (Trânsito por Sprint, AS1239) HopOne Internet Corp AS14361 (Trânsito por Level3/AS3356, GBLX/AS3549, AT&T/AS7018, e France Telecom/AS5511) nlayer AS4436 (Trânsito por GBLX/AS3549) Deutsche Telekom AS3320 (Trânsito por Sprint Nextel Corporation/AS1239 transit) British Telecom AS5400 (Trânsito por Global Crossing/AS3549 and Sprint Nextel Corporation/AS1239 transit) Redes de Computadores - Introdução 11

12 Necessidades das aplicações Caracterização das aplicações em função dos requisitos de débito e variação do atraso. Variação do atraso Débito Redes de Computadores - Introdução 12

13 Taxas de transmissão de sinais áudio digitalizados Redes de Computadores - Introdução 13

14 Taxas de transmissão de vídeo full-motion Redes de Computadores - Introdução 14

15 Topologias de ligação das redes Ponto a ponto (meio é exclusivo dos 2 routers, nos extremos de um link, embora possam transportar mensagens de vários utilizadores ) Anel (Ring) (embora a mensagem seja atrasada apenas 1 bit por estação) Estrela (Star) Hub (switch ou computador central) Árvore (Tree) Hubs (ou switch) Malha (Mesh) ou irregular ou parcialmente ligada Difusão (Broadcast) (qq. estação acede ao meio=> partilha do meio) ou Multiponto Segmento (Bus) Terminadores estrela (Star) Hub (repetidor bus passivo) Espacial Satélite (nas ligações uplink) Espacial Satélite VSAT (very small aperture satellite) Redes de Computadores - Introdução 15

16 Topologias: bus- Multiponto Bus com terminadores (adaptadores) Bus de um repetidor (do ponto de vista físico é uma estrela) Redes de Computadores - Introdução 16

17 Topologias: ponto a ponto, anel Redes de Computadores - Introdução 17

18 Topologias: ponto a ponto Ligação total Malha Redes de Computadores - Introdução 18

19 Ex. de redes locais privadas Escritórios Fábrica Redes de Computadores - Introdução 19

20 Qualidade da comunicação O sucesso da comunicação depende de: factores externos, como: - Complexidade da rede e do número de equipamentos que a mensagem tem de passar; - Qualidade do caminho entre a origem e o destino; - Do número de vezes que a mensagem muda de forma; - Do número de vezes que a mensagem tem de ser reencaminhada; - Do número de outras mensagens transmitidas simultaneamente na rede; - Do intervalo de tempo reservado para a comunicação. factores internos, como: - Dimensão da mensagem; - Compexidade da mensagem; - Importância da mensagem Redes de Computadores - Introdução 20

21 Qualidade da comunicação Atraso de trânsito Parâmetro de QoS importante para aplicações isócronas. Há que distinguir o tempo de propagação, tempo de atraso de trânsito e variação do tempo de atraso de trânsito (jitter) O ITU-t Rec. G114 define atrasos até 150ms como aceitáveis para a maioria de aplicações. Taxa de erros ou perdas Até 10-4 aplicações de voz Até 10-6 transferências de dados interactivos Até 10-7 transferência de imagem Qualidade de serviço (QoS) Redes de Computadores - Introdução 21

22 Falhas na Segurança de rede e de conteúdos Podem implicar: - Avarias de rede que impedem as comunicações e as transacções; - Encaminhamento errado com consequente perda de negócios e dados pessoais; - Propriedades intelectuais (dados de investigação, patentes, projectos,...) das empresas, que são desviadas e utilizadas pelos concorrentes; - Detalhes de contratos de clientes que passam ao conhecimento público, resultando numa perda de confiança no negócio; Redes de Computadores - Introdução 22

23 Sumário e Bibliografia Sumário Necessidades de comunicações Tipo de redes Redes Locais e topologias Estrutura da Internet QoS Segurança na rede Bibliografia Data Communications and Computer Networks; Fred Halsall Cap 1.1, Redes de Computadores - Introdução 23

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