Redes de Computadores. Tipos de Ligação. Redes. Sistema de Comunicação. Topologias Comutação de Circuitos Comutação de Mensagens Comutação de Pacotes

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1 Redes de omputadores Redes Topologias omutação de ircuitos omutação de Mensagens omutação de Pacotes Sistema de omunicação 1 Prof. Sérgio olcher colcher@inf.puc-rio.br 2 Redes Geograficamente istribuídas: WNs - Wide rea Networks. Redes Locais: LNs - Local rea Networks. Redes Metropolitanas: MNs - Metropolitan rea Networks. Outras: SNs - Storage rea Networks. Ns - ampus rea Networks. Sistema de omunicação Ponto a Ponto Tipos de Ligação Multi-Ponto 3 4

2 Formas de Utilização do Meio (Sentido da Transmissão) Topologias: WNs Simplex Half-duplex Full-duplex ou Qual a melhor forma de interligar os módulos processadores considerando que eles estão a centenas ou milhares de quilômetros uns dos outros? 5 6 Topologia Totalmente Ligada Topologias Totalmente Ligada e Parcialmente Ligada nlace 7 8

3 Topologia Parcialmente Ligada Rede Telefônica nlace entral 9 Rede Telefônica Rede Telefônica entral entral

4 Rede Telefônica Rede Telefônica entral entral Rede Telefônica omutação de ircuitos entral Fases stabelecimento da onexão (Roteamento) Transferência de Informação esconexão Um caminho permanece dedicado entre origem e destino durante todo o tempo de conexão

5 omutação de ircuitos omutação de ircuitos T Tempo de Propagação stabelecimento da onexão Necessidade de estabelecimento e rompimento de conexões roteamento apenas no momento do estabelecimento da conexão endereçamento necessário apenas para o estabelecimento da conexão stabelecimento e Rompimento de conexões são conhecidos como procedimentos de sinalização Um canal permanece dedicado durante todo o tempo da conexão onexão = chamada = ligação Tempo de Transmissão Mensagem Transmissão da Mensagem Retardo de transferência das informações através da conexão é constante Pergunta: Término da onexão É uma boa opção para transporte de dados convencionais entre computadores? Para tráfego contínuo como voz e vídeo sem compressão ados produzidos continuamente comutação de circuitos preserva a continuidade pois o retardo é constante omutação de ircuitos Para tráfego de dados convencionais Tranferência de arquivos, correio eletrônico, emulação de terminal, recuperação de páginas web, etc. ados produzidos em Rajadas comutação de circuitos representa um grande desperdício lternativas para Tentar iminuir o esperdício da omutação de ircuitos para o Tráfego de ados onvencionais omutação de Mensagens Hoje em dia, não é utilizada na prática mas é a base para a comutação de pacotes omutação de Pacotes Utilizada na prática 19 20

6 omutação de Mensagens omutação de Mensagens omutação de Mensagens omutação de Mensagens Não existe fase de estabelecimento de chamada nem de desconexão abeçalho T Mensagem ada mensagem possui cabeçalho com informações necessárias ao seu encaminhamento Store-and-Forward m cada nó tem que armazenar, escolher rota e encaminhar Tempo de processamento + tempo de espera na fila Mensagem Introduz grandes atrasos nas mensagens Na origem, tem que esperar toda a mensagem ser produzida para transmitir Mensagem m cada nó, tem que esperar toda a mensagem chegar antes de encaminhá-la

7 omutação de Pacotes omutação de Pacotes É necessário um cabeçalho em cada pacote para identificação de endereço de origem e de 2 destino 1 ada pacote pode ser roteado de forma independente omutação de Pacotes omutação de Pacotes Os pacotes podem chegar fora de seqüência no destino Necessidade de seqüenciar no destino

8 Tempo de Processamento e nfileiramento aracterísticas: omutação de Pacotes Não há necessidade de estabelecimento de conexão anal compartilhado ndereçamento necessário em todos os pacotes Retardo de transferência é uma variável aleatória. Rota pode mudar ao longo da conversação. É boa para tráfegos sensíveis a atrasos? omutação de ircuitos omutação de Pacotes anais dedicados durante o tempo de existência da conexão Utilização do meio de acordo com a demanda Retardo onstante vita desperdícios da omutação de ircuitos para tráfego em rajadas ontinuidade da Informação Retardo é uma variável aleatória esperdícios se o tráfego não é onstante Na presença de tráfego contínuo, torna-se difícil manter a continuidade da informação (necessita controles especiais) 31 32

9 Formato do Pacote Rede Geograficamente istribuída estino Origem Seq Informação abeçalho ou Overhead Parte útil ou Payload Poderia haver mais overheads: Segurança, prioridade, deteção e correção de erros Roteamento rmazenamento etecção de erros de transmissão Retransmissão Seqüenciação Rede Geograficamente istribuída Rede Geograficamente istribuída SP SP MG xemplos RNP X s RJ RS 35 36

10 Rede Geograficamente istribuída e 1950 a 1970 vários estudos foram conduzidos sobre redes geograficamente distribuídas de computadores. O mais significativo em termos de impacto foi, provavelmente, a RPNT, colocada em funcionamento em setembro de Inicialmente, a RPNT se utilizava de linhas diretas, ponto a ponto, convencionais entre equipamentos internos da rede (chamados roteadores). Redes Geograficamente istribuídas o longo da das décadas de 1970 e 1980, surgiram várias outras redes importantes baseadas na idéia de comutação de pacotes. Passou a se tornar então interessante, ao invés de se fazer ligações diretas entre os roteadores, aproveitar essas redes já existentes para interligar esses equipamentos Rede Geograficamente istribuída: Inter-redes Rede Geograficamente istribuída Host Roteador Rede 40 41

11 Rede Geograficamente istribuída omínios, Redes e Inter-redes estações comutadores gateways Redes Geograficamente istribuídas Topologias: LNs usto de omunicação levado ircuitos para satélites nlaces de microondas abos de longa distância RS PÚLIS Qual a melhor forma de interligar os módulos processadores considerando que eles estão a, no máximo, alguns poucos quilômetros uns dos outros? 44 45

12 LNs Redes Locais e Metropolitanas Procuram evitar os problemas mais complexos das topologias que demandam grandes investimentos em operação e manutenção vitam, por exemplo, roteamento arra nel strela arra arra 48 49

13 arra Fisicamente opera em roadcast (ifusão) ndereçamento criado (em um nível superior de abstração) para permitir Unicast xiste Modo spião ou Modo Promíscuo Possibilidade de olisão Necessidade ontrole de cesso ao Meio (Medium ccess ontrol M) nel nel nel com Repetidor Interno Interface do nel 52 53

14 nel com Repetidor xterno Relés de ypass Interface do nel stação em Falha stação tiva Interface do nel nel o nel Para o nel o nel Para o nel o nel Para o nel Fisicamente opera em roadcast (ifusão) ndereçamento criado (em um nível superior de abstração) para permitir Unicast xiste Modo spião ou Modo Promíscuo Possibilidade de transmissão em momentos inoportunos Necessidade ontrole de cesso ao Meio (Medium ccess ontrol M) Modo ypass Modo scuta Modo Transmissão 56 57

15 oncentrador Passivo oncentrador tivo uplo nel com oncentradores tivos uplo nel com oncentradores tivos nel Secundário Repetidor nel Primário Repetidor 60 61

16 uplo nel com oncentradores tivos uplo nel com oncentradores tivos nel Secundário nel Secundário FLH FLH nel Primário nel Primário strela strela F 64 65

17 strela strela F F strela Private utomatic rach exchange entrais privativas para telefonia Tradicionais operam com comutação de circuitos F 68 69

18 strela nel-strela: oncentrador F arra-strela: HUS Hub = Repetidor Mutiporta Sinal transmitido em uma porta qualquer gera repetição em todas as demais Ligação entre stação e Hub é half-duplex Modelo de uma barra: somente uma única transmissão válida por vez Possibilidade de colisões Pela sua simplicidade, normalmente hubs são plug-and-play e dispensam qualquer configuração (ou até mesmo qualquer software embarcado)

19 Múltiplos oncentradores Hubs, oncentradores e Switches Hub ou Switch Switch Hubs e Switches Veremos mais sobre a evolução e diferenças entre esses equipamentos quando discutirmos os vários equipamentos de interconexão Repetidores, pontes, hubs, roteadores, switches, gateways etc. Múltiplos caminhos internos e buffers Possibilidade de várias transmissões simultâneas nlaces full-duplex entre estação e switch ostumam permitir configuração e gerência têm software para uma série de funções importantes m muitos casos (fabricantes), contêm SO e comandos próprios de configuração 76 77