Capítulo 5. A camada de rede

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1 Capítulo 5 A camada de rede slide slide 1 1

2 slide 2 Questões de projeto da camada de rede Comutação de pacote: store-and-forward Serviços fornecidos à camada de transporte Implementação do serviço não orientado à conexão Implementação do serviço orientado à conexão Comparação entre redes de circuitos virtuais e redes de datagramas

3 slide 3 Comutação de pacotes: store-and-forward Ambiente dos protocolos da camada de rede.

4 slide 4 Serviços oferecidos à camada de transporte 1. Serviços independentes da tecnologia presente nos roteadores 2. Camada de transporte deve ser isolada, do número, do tipo e da topologia de roteadores 3. Disponibilizar sistema de endereçamento uniforme e universal

5 Implementação do serviço não orientado à conexão Roteamento em uma rede de datagramas. slide 5

6 slide 6 Implementação do serviço orientado à conexão Roteamento em uma rede de circuitos virtuais.

7 slide 7 Comparação entre redes de circuitos virtuais e redes de datagramas Comparação entre as redes de datagramas e circuitos virtuais.

8 slide 8 Algoritmos de roteamento (1) O princípio da otimização O algoritmo do caminho mais curto Flooding (inundação) Roteamento por vetor de distâncias Roteamento de estado de enlace Roteamento em redes ad hoc

9 slide 9 Algoritmos de roteamento (2) Roteamento broadcast Roteamento multicast Roteamento anycast Roteamento para hosts móveis Roteamento em redes ad hoc

10 slide 10 Equidade versus Eficiência Disputa em rede: equidade e eficiência.

11 slide 11 Princípio da otimização (a) Uma rede. (b) A árvore de escoamento para o roteador B.

12 Algoritmo do caminho mais curto (1) Os cinco primeiros passos do algoritmo do caminho mais curto de A até D. As setas indicam os nós em cada etapa. slide 12

13 Roteamento de vetor de distância (a) Topologia da rede. (b) Entrada em A, I, H, K, e nova tabela de roteamento de J. slide 13

14 slide 14 O problema da contagem ao infinito Contagem ao infinito.

15 slide 15 Roteamento de estado de enlace 1. Descoberta de vizinhos, aprende os endereços da rede 2. Uso da métrica distância/custo para cada vizinho 3. Pacotes contendo todas as informações aprendidas 4. Envio de pacotes e recebimento de pacotes de outros roteadores 5. Determinar o caminho mais curto para cada roteador

16 slide 16 Pacotes de estado de enlace (a) Rede. (b) Pacotes de estado de enlace para rede (a).

17 Roteamento hierárquico Roteamento hierárquico. slide 17

18 slide 18 Algoritmos de controle de congestionamento (1) Abordagem ao controle de congestionamento Roteamento baseado em tráfego Controle de acesso Regulação de tráfego Corte de carga

19 Algoritmos de controle de congestionamento (2) Quanto maior o tráfego, mais pontos de congestionamento e redução drástica de desempenho. slide 19

20 slide 20 Abordagem ao controle de congestionamento Escala temporal e o controle de congestionamento.

21 slide 21 Roteamento baseado no tráfego Rede interligada em que o leste e o oeste são conectados por dois links.

22 slide 22 Regulação de tráfego (1) (a) Rede congestionada. (b) Parte da rede sem congestionamento. Circuito virtual existente entre A e B.

23 slide 23 Regulação de tráfego (2) Notificação explícita de congestionamento.

24 Corte de carga (1) (a) Um pacote regulador que afeta apenas a origem. (b) Um pacote regulador que afeta cada hop pelo qual passa. slide 24

25 slide 25 Corte de carga (2) (a) Um pacote regulador que afeta apenas a origem. (b) Um pacote regulador que afeta cada hop pelo qual passa.

26 slide 26 Qualidade de serviço Exigência das aplicações Característica do tráfego Controle de admissão

27 Exigência das aplicações Quanto mais rigorosa a qualidade de serviço maiores as exigências. slide 27

28 Categorias de QoS e exemplos 1. Taxa de bits constante Telefonia 2. Taxa de bits variável on-line Video-conferência 3. Taxa de bits variável off-line Assistir a um vídeo por demanda 4. Taxa de bits disponíveis Transferência de arquivos slide 28

29 slide 29 Modelagem de tráfego (1) (a) Modelagem de pacotes. (b) Leaky bucket. (c) Token bucket.

30 Modelagem de tráfego (2) (a) Tráfego a partir de um host. Saída modelada por um token bucket de 200 Mbps e capacidade de (b) KB e (c) 0 KB. slide 30

31 Modelagem de tráfego (3) Nível no token bucket para o modelo de 200 Mbps e capacidade de (d) KB, (e) KB e (f) 0 KB. slide 31

32 slide 32 Detalhando pacotes (1) Diferentes tipos de recursos reservados para diferentes tipos de fluxos: 1. Largura de banda 2. Espaço no buffer 3. Ciclos de CPU

33 slide 33 Detalhando pacotes (2) Rodízio de filas round-robin.

34 slide 34 Detalhando pacotes (3) (a) Rodízio de filas ponderado. (b) Tempo final dos pacotes.

35 slide 35 A camada de rede da Internet A Internet é um conjunto de várias redes interconectadas.

36 slide 36 O protocolo IP versão 4 (1) O cabeçaiho IPv4 (Internet Protocol).

37 slide 37 Endereçamento IP (1) Prefixo IP.

38 slide 38 Endereçamento IP (2) Dividindo um prefixo IP em redes e sub-redes.

39 slide 39 Endereçamento IP (3) Conjunto de atribuições de endereços IP.

40 slide 40 Endereçamento IP (4) Prefixos IP agregados.

41 slide 41 Endereçamento IP (5) Roteamento pelo prefixo mais longo no roteador de Nova York.

42 slide 42 Endereçamento IP (6) Classes de IP.

43 slide 43 Endereçamento IP (7) Classes especiais de endereços IP.

44 slide 44 Endereçamento IP (8) Disposição e operação de um NAT.

45 slide 45 Protocolo de controle da Internet (1) Os principais tipos de mensagens ICMP.

46 slide 46 Protocolo de controle da Internet (2) Duas LANS Ethernet unidas por um roteador.

47 Fragmentação de Pacotes Causas: Hardware (Ex.: Tamanho do quadro Ethernet). Sistema Operacional (Ex.: Buffers pequenos). Protocolos (Ex.: Número de bits no campo Packet Length). Adequação à padrão (inter)nacional. Buscar redução de retransmissões devido a erros. Previnir a ocupação do canal por tempo excessivo. slide 47

48 Fragmentação de Pacotes MTU (Maximum Transmission Unit). MTU varia de acordo com a tecnologia. MTU do caminho é o menor suportado. Os próprios caminhos podem variar durante um fluxo. Solução: Fragmentar! Tecnologia MTU (bytes) Ethernet v IEEE PPPoE 1492 slide 48

49 Fragmentação de Pacotes slide 49

50 Fragmentação de Pacotes Fragmentação Não-Transparente (IP) slide 50

51 Fragmentação de Pacotes Fragmentação Transparente Não é usada em redes IP. slide 51

52 Fragmentação de Pacotes Fragmentação no protocolo IP. É uma forma não-transparente de fragmentação. Utiliza-se de três campos: Id, Packet Number (16 bits) O mesmo em todos os fragmentos. Offset (13 bits) Posição do byte (dividida por 8) Flaga (MF) More Fragments, and Don t Fragment. MF é zero apenas no ultimo fragmento. slide 52

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