Redes de Computadores Conceitos Básicos

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1 Redes de Computadores Conceitos Básicos Prof. Luís Rodrigo /

2 Conteúdo Programático UNIDADE 1: Contexto e aspectos gerais de redes de computadores O que é a Internet? Sistemas finais, clientes e servidores Serviços orientados e não orientados à conexão Comutação por Circuitos e por Pacotes. Multiplexação As Camadas de Protocolos: Modelo OSI e TCP/IP ISPs e backbones da Internet UNIDADE 2: Camada física Conceitos Básicos - redes de acesso Taxa de transmissão Atraso e Perda em Redes Principais meios físicos de transmissão Par trançado Cabo coaxial Fibra ótica Rádio celular e satélite Interface com o meio físico (placas de rede, modems, rádio)

3 Conteúdo Programático UNIDADE 3: Camada de enlace de dados Funções da camada de enlace de dados Detecção e correção de erros Protocolos de enlace de dados Protocolos de divisão de canal Protocolos de acesso aleatório Protocolos de revezamento Endereços LAN e ARP UNIDADE 4: Subcamada de acesso ao meio Protocolos de acesso múltiplo Padrão IEEE Hubs, Pontes e Comutadores Redes sem Fio (IEE ) FDDI Redes ATM X25, Frame Relay e PPP.

4 Bibliografia 1. KUROSE, James F.; ROSS, Keith W. Redes de computadores e a Internet: uma abordagem top-down. São Paulo: Pearson, TANENBAUM, Andrews S. Redes de computadores. 5. ed. Rio de Janeiro: Campus, COMER, Douglas E. Redes de computadores e Internet. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, SOARES, Luiz Fernando Gomes; LEMOS, Guido; COLCHER, Sérgio. Redes de computadores: das LANS MANs e WANS as redes ATM. 2. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2002.

5 Histórico das Redes de Computadores

6 Histórico Anos Computadores Grandes Porte Sistemas Batch Anos Time-sharing Terminais Burros ligados a um sistema central Histórico

7 Histórico Anos Processamento distribuído Surgimento dos micros Conceito de Rede de Computadores

8 Histórico Anos 90 até os dias atuais Redes de Alta Velocidade (ATM / FDDI / GigaEthernet) Internet Comercial - Brasil Internet Faixa Larga - Brasil (A)DSL - Telefonia HFC TV à cabo Radio

9 O que é a Internet

10 O que é a Internet - A internet é uma rede composta basicamente dos seguintes elementos roteador servidor estação móvel ISP local ISP regional rede corporativa

11 O que é a Internet - Milhões de elementos de computação interligados: hosts, sistemas finais pc s, estações de trabalho, servidores telefones digitais, torradeiras de pão, etc. roteador servidor estação móvel ISP local ISP regional - Cada um executando várias aplicações distribuídas rede corporativa

12 O que é a Internet Vários Enlaces de comunicação fibra, cobre, rádio, satelite roteador servidor estação móvel ISP local ISP regional Vários Roteadores: enviam pacotes (blocos) de dados através da rede rede corporativa

13 O que é a Internet Protocolos: controlam o envio e a recepção de mensagens IPv4, IPv6, ICMP, IGMP TCP, UDP PPP, PPPoE HTTP, FTP, SMTP, POP3 routeador servidor estação móvel ISP local ISP regional rede corporativa

14 O que é a Internet Internet standards RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force routeador servidor estação móvel ISP local ISP regional rede corporativa

15 O que é a Internet Internet: rede de redes fracamente hierárquica Internet pública e Internets privadas (intranets) routeador servidor estação móvel ISP local ISP regional rede corporativa

16 Aplicações IP quentes Moldura IP para retratos O menor servidor Web do mundo Torradeira e previsão do tempo pela Web

17 Serviços da Internet Infraestrutura de comunicação permite aplicações distribuídas: WWW, , games, ecommerce, database, chat Serviços de comunicação oferecidos: sem conexão orientado à conexão

18 O que é um protocolo? Protocolos humanos: Que horas são? Eu tenho uma pergunta Apresentações especificas msgs enviadas especificas ações tomadas quando msgs são recebidas ou outros eventos Protocolos de rede: máquinas ao invés de humanos toda a atividade de comunicação na Internet é governada por protocolos protocolos definem os formatos, ordem das msgs enviadas e recebidas pelas entidades de rede e ações a serem tomadas na transmissão e recepção de mensagens

19 O que é um protocolo? um protocolo humano e um protocolo de rede de computadores: Alô TCP pedido de conexão Alô TCP resposta de conexão Que horas são? Get 2:00 <arquivo> tempo

20 Uma visão mais de perto da estrutura da rede: Borda da rede: aplicações e hosts Núcleo da rede: roteadores rede de redes Redes de acesso, meios físicos: enlaces de comunicação

21 As bordas da rede Sistemas finais (hosts): executam programas de aplicação e.g., WWW, localizam-se nas extremidades da rede Modelo cliente/servidor o cliente toma a iniciativa enviando pedidos que são respondidos por servidores e.g., WWW client (browser)/ server; client/server Modelo peer-to-peer: Prevê simetria de comunicação e.g.: teleconferêcia

22 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, na base FIFO

23 Principais Classificações

24 Principais Classificações WAN Redes Geograficamente Distribuídas Longo Alcance Normalmente Publicas Grande quantidade de enlaces Custo elevado

25 Principais Classificações MAN - Redes Metropolitanas Surgiram com o padrão I EEE I nterligam várias redes Locais

26 Principais Classificações LAN - Redes Locais Origem em 1970 Altas Taxas de Transmissão Baixas Taxas de Erro Curtas Distancias

27 Parâmetros de Compração

28 Parâmetros de Comparação Custo I nterfaces de Rede Enlace de Dados Equipamentos Diversos Retardo Retardo de Acesso Retardo de Transmissão R. Transferência = (R. Acesso / R. Transm.)

29 Parâmetros de Comparação Desempenho (Capacidade Efetiva de Transmissão) Capacidade Efetiva Utilização Efetiva Confiabilidade Modularidade Compatibilidade

30 Topologias

31 Topologias Tipos de Ligação Física Ponto a Ponto Multiponto

32 Topologias Tipos de Comunicação

33 Topologias Topologia Totalmente Ligada (WAM) Todas os nós se conectam diretamente Ligações Ponto a Ponto Elevado Custo Elevada Confiabilidade Nº de Ligações = N (N-1) / 2 Onde: N = número de estações

34 Topologias

35 Topologias Topologia em Anel (WAM) Menor quantidade de Enlaces Menor Custo Baixa Confiabilidade Não possui caminhos alternativos

36 Topologias Topologia em Grafo (WAM) Menor quantidade de Enlaces Confiabilidade Aceitável Possui caminhos alternativos

37 Topologias Topologia em Estrela (LAN) Comunicação Centralizada; Modularidade e Expansibilidade relacionados ao nó central; Baixa Confiabilidade.

38 Topologias

39 Topologias Topologia em Anel (LAN) Caminho Circular Fechado; 2 formas de se manipular as mensagens; Uso de Repetidores (inteligentes ou não); Falha de um repetidos pode parar toda a rede.

40 Topologias Func dos Repetidores I nteligentes :

41 Topologias Topologia em Anel (LAN) Modos de Operação dos Repetidores

42 Topologias Topologia em Anel (LAN) Uso de Concentradores Uso de um Anel Simples Uso de um Anel Duplo Maior Confiabilidade

43 Topologias Topologia em Barra (LAN) Conexão Multiponto; Operam em modo Promíscuo; Mensagens por Difusão; Multiplexação do Tempo; Uso de transceptores (transmissor e receptor) ; Problema da Impedância

44 Topologias

45 Topologias Topologia em Barra (LAN) Uso de Concentradores.

46 Hub e Switches HUB Usados como Concentradores; Broadcast; Geram muita colisão; Sem isolamento de tráfego Não configurável.

47 Hub e Switches Switch Usados como Concentradores; Comunicação ponto-a-ponto ; Não gera colisão; Com isolamento de Trafego Configurável.

48 Hub e Switches

49 Comutação

50 Comutação Tipos de Comutação: De Circuitos: Dividido em Fases ( Estabelecimento, Transferência Desconexão); Alocação de uma canal dedicado; Gera desperdício. De Mensagens: Não há alocação de Canal; Geração de filas; Memória para armazenamento das mensagens

51 Comutação Tipos de Comutação: De Pacotes Divisão da mensagens em pacotes ; Sem alocação de canal; Menor necessidade de memória; Pacotes podem chegar fora de ordem.

52 Comutação Tipos de Comutação: De Circuitos Relacionamento das Fases:

53 Comutação Tipos de Comutação: De Circuitos Exemplo de Funcionamento

54 Comutação Tipos de Comutação: De Mensagens

55 Comutação Tipos de Comutação: De Pacotes

56 Multiplexação

57 Multiplexação Tipos de Multiplexação: Multiplexação na Freqüência (FDM): Filtrar Sinais; Modulação dos Sinais; Envio dos Sinais. Multiplexação no Tempo (TDM) Divisão do tempo em Slots; Só pode transmitir quando chegar o slot; O sinal é enviado sem ser alterado.

58 Multiplexação Multiplexação na Freqüência (FDM): Hz Hz Hz Sinal 2 Sinal 1 Sinal 3 94Hz 15Hz 02Hz.s.s Hz 02Hz 94Hz 15Hz Sinal Enviado.s.s

59 Multiplexação Multiplexação na Freqüência (FDM): Técnicas de Modulação de Sinais:

60 Multiplexação Multiplexação no Tempo (TDM): TDM Síncrono

61 Multiplexação Multiplexação no Tempo (TDM): TDM Assíncrono

62 RM/OSI e TCP/IP

63 Modelo OSI e TCP/IP.

64 ISPs e backbones da Internet

65 ISPs e backbones da Internet.