Prof. Manuel A Rendón M

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1 Prof. Manuel A Rendón M

2 Kurose Redes de Computadores e a Internet Uma Abordagem Top-Down 5ª. Edição Pearson Cap.: 1 até

3 Como funciona uma rede? Existem princípios de orientação e estrutura? Conceitos importantes: Terminologia e conceitos fundamentais Componentes básicos de HW e SW Serviços de transporte Enlaces e comutadores de dados Redes de acesso e meios físicos Arquiteturas de Rede

4 Antigamente: PCs, estações Linux, servidores, etc. Sistemas modernos: TVs, laptops, consoles, telefones, webcams, automóveis, dispositivos de sensoriamento ambiental, quadros de imagens, sistemas de segurança. SISTEMAS FINAIS (SF) Redes de computadores

5 Enlaces de comunicação pacotes Meios físicos: cabos coaxiais, fios de cobre, fibras óticas, rádio. Taxas de dados diferentes Medida em bits por segundo SF envia a outro SF: Segmentar Byte de cabeçalho a cada segmento No SF destino são reagregados

6 Comutadores encaminham pacotes Mais comuns: roteadores e comutadores de camada de enlace (switches) Sequencia de enlaces: Rota ou caminho da rede

7 Redes rodovias, estradas e cruzamentos Fábrica carga caminhões Depósito carga descarregada e agrupada Pacotes caminhões Enlaces rodovias Comutadores cruzamento Sistemas prédios

8 Para estender uma rede depende de: Repetedor: Aumenta os limites Ponte: Isola o tráfego entre as redes Roteador: Liga duas ou mais redes, direciona e filtra dados Gateway: Conecta duas ou mais redes de tipos diferentes e traduz protocolos

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13 ISP: Provedor Serviço de Internet Fornecem acesso à comunicação Corporativos De Universidades De Aeroportos De Hotéis De Cafés Cada um é um rede de comutadores Acessos de rede: Discado, banda larga, modem cabo coaxial, DSL, LAN e wi-fi

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15 Acesso aos provedores de conteúdo ISP s de nível baixo e alto Roteadores de alta velocidade fibra ótica Cada rede ISP e gerenciada independente Executa o protocolo IP e obedece certas convenções de nome e endereço SF s executam o TCP envio e recebimento; e o IP nome e endereço

16 Serviços a aplicações: correio eletrônico, navegação na Web, msg instantânea, VoIP, video em tempo real, jogos, P2P, tv, etc. Aplicações distribuidas vários SF s As aplicações são executadas nos SF s e não nos comutadores

17 Ideia aplicação executada nos SF s Criar componentes de software para SF s Java, C, Python Troca de dados entre diferentes SF Como um componente em um SF orienta a rede a enviar dados a outro SF? Interface de Programação de Aplicação (API) regras do emissor para que a rede seja capaz de enviar ao SF destino

18 Exemplo uma pessoa enviar uma carta a outra O serviço postal necessita que a primeira pessoa coloque a carta em um envelope, escreva o nome completo, endereço, CEP na parte central do envelope, feche, colocar um selo no canto superior direito e colocar o envelope em uma caixa de correio API do correio postal

19 Exemplo de protocolo humano: Cumprimentar Resposta Preguntar a hora A hora é dada Finalizar Porém podem ter falhas na comunicação: Negativa, resposta rude, línguas diferentes, ou nenhuma resposta É preciso de dois SF executem o mesmo protocolo

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21 Protocolos de hardware controlam o fluxo de bits no cabo entre duas placas Protocolos controle congest. Em SF s taxa de transmissão origem destino Protocolos em roteadores caminho Um protocolo define o formato e a ordem das mensagens trocadas entre dois SF s, bem como as ações realizadas na transmissão/ recebimento da mensagem ou outro evento

22 Definição cliente (solicita o serviço) servidor (executa o serviço) Programa cliente roda em um SF e o prog. servidor em outro aplicações distribuídas Outras aplicações são P2P (programas executam ações de cliente e servidor), p. ex. compartilhamento de arquivos

23 Muitas tecnologias usam infr. Telefônica Dial-up linha telefônica 56 kbps transmissão analógica o acesso bloqueia a linha DSL linha digital de assinante cabo acesso fornecido pela mesma empresa do telefone envio de dados e sinais telefônicos - canis de alta velocidade (50kHz-1MHz); velocidade média (4kHz-50kHz) e bidirecional (até 4kHz)

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26 Cabo HFC (híbrida fibra-coaxial) tv a cabo fibra ótica para conexão entre terminais de distribuição modens a cabo - ETHERNET FTTH Fiber-To-The-Home fibra direta da central à residência serviço de telefone e tv fibra compartilhada Ethernet Usada pela rede LAN par de fios conectar comutador Ethernet até 10 Gbps Wi-Fi Rede LAN sem fio distância alguns metros Redes de acesso sem fio, pacotes enviados a estação-base (kms) (até 54Mbps)

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31 Acesso sem fio longa distância celular (até 10 km) até 1 Mbps internet 3G WiMAX Tecnologia em desenvolvimento para transmissão de 5 até 10 Mbps e distâncias superiores a 10 km

32 É um tipo de arquitetura de aplicação Há um hospedeiro sempre em funcionamento Com endereço fixo (IP) Ex: aplicação Web Os clientes não se comunicam Um único servidor pode não ser suficiente Data Centers

33 Comunicação direita entre pares hospedeiros Pares controlados por usuários Se comunicam se passar p/ servidor dedicado Exemplos: Bit Torrent emule, LimeWire Telefonia na internet (Skype) IPTV Cada par gera carga de trabalho, mas acrescenta capacidade de serviço ao sistema

34 O problema na Internet: tentar conectar diferentes tecnologias de forma transparente Linguagem comum independente da tecnologia de rede O TCP/IP fornece total transparência aos usuários finais (LAN, MAN, WAN) mascarando os detalhes da tecnologia de hardware (camada de transmissão/enlace de dados) Sistemas abertos (OS) Aplicações: SMTP ( ), HTTP (WWW), DNS (nomes), FTP, TELNET, SNMP

35 IP: Função básica rotear pacotes de uma máquina a outra Baseado no endereço Tecnologia de chaveamento de pacotes IP não verifica entrega dos pacotes, ficando essa responsabilidade para o TCP Cada máquina precisa endereço IP Conjunto de 32 bits (X varia 0-255): X.X.X.X DNS associa um nome ao IP No Brasil FAPESP: instituição responsável IP

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37 Aplicações: pares de processos (programas) comunicantes passam p/ redes subjacentes Um processo envia e recebe mensagens da rede através de interface chamada socket Analogia do socket com a porta da casa Processo (porta) processo Assume mecanismo de transporte do outro lado da porta Socket: interface entre camadas de aplicação e transporte (API) Interface de Programação da Aplicação

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39 Dois protocolos de transporte TCP e UDP O criador da aplicação deve decidir qual protocolo usar serviços diferentes Serviços do TCP Orientado à conexão: Cliente e servidor trocam informação camada de transporte antes de fluir mensagens camada de aplicação Confiável de transporte: Processos podem confiar entrega dados sem erro e na ordem correta Controle de congestionamento: Pode limitar a capacidade de transmissão quando congestionam.

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41 O cliente e o servidor trocam informações de controle da camada de transporte antes de fluir as mensagens da camada de aplicação Alerta o cliente e o servidor - se preparam para receber os pacotes Após a fase de apresentação - Conexão TCP entre os sockets Conexão full-duplex (simultânea) Ao terminar o envio a aplicação interrompe a conexão conexão em modo muito solto

42 Processos comunicantes confiar no TCP entrega todos os dados sem erro e em ordem Um lado da aplicação envia um conjunto de bytes dentro de um socket Pode contar com o TCP para entregar os dados no socket receptor sem falta de bytes nem duplicados

43 O TCP também inclui mecanismo de controle de congestionamento Limita a capacidade de transmissão (cliente ou servidor) quando rede está congestionada Tenta limitar a conexão do TCP à sua justa porção de largura de banda da rede Pode ter efeito prejudicial em aplicações de áudio e vídeo em tempo real, pois são tolerantes à perda e não precisam serviço de transporte totalmente confiável usam UDP

44 Protocolo simplificado Não orientado para conexão Não há apresentação Não confiável de transferência de dados Não tem controle de congestionamento Utilizado em aplicações em tempo real garante taxa mínima na transferência evita cabeçalhos de pacotes TCP Aplicado em telefonia por Internet

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