Revisão Aplicações, Hardware e Software da Rede e Modelos de Referência e Camada Física

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1 Alan Menk Santos Revisão Aplicações, Hardware e Software da Rede e Modelos de Referência e Camada Física Modelos de Referência OSI OSI - Open System Interconection (Sistema de Interconexão Aberto). Aplicação 7 Apresentação 6 Sessão 5 Transporte 4 Rede 3 Enlace 2 Física 1 1

2 Modelos de Referência OSI OSI - Open System Interconection (Sistema de Interconexão Aberto). Aplicação Aplicação Apresentação Apresentação Sessão Sessão Transporte Transporte Rede Rede Rede Rede Enlace Enlace Enlace Enlace Físico Físico Físico Físico Meio Físico Meio Físico A Camada Física O sinal chega à camada física em formato de bits (0 e 1) e a camada fisica transforma-os em sinais elétricos. Como no cabo navega apenas sinais elétricos de baixa freqüência, a camada física identifica como 0 sinal elétrico com 5 volts e 1 como sinal elétrico com +5 volts. Modelo OSI Aplicação 7 Apresentação 6 Sessão 5 Transporte 4 Rede 3 Enlace 2 Física 1 Envia uma cadeia de bits sem se preocupar com o seu significado 2

3 Camada de Enlace de Dados Esta camada tem como principal tarefa a detecção e, opcionalmente, correção de erros que possam acontecer no nível físico. Modelo OSI Aplicação 7 Apresentação 6 Sessão 5 Transporte 4 Rede 3 Enlace 2 Física 1 Camada de Rede A camada de rede controla a operação da sub-rede. Uma questão fundamental de projeto é determinar a maneira como os pacotes são roteados da origem até o destino. Quando há muitos pacotes na sub-rede o controle desse congestionamento também pertence à camada de rede. De modo mais geral, a qualidade do serviço fornecido (retardo, tempo em trânsito, instabilidade etc.) também é uma questão da camada de rede. Modelo OSI Aplicação 7 Apresentação 6 Sessão 5 Transporte 4 Rede 3 Enlace 2 Física 1 3

4 Camada de Transporte A função básica da camada de transporte é aceitar dados da camada acima dela, dividilos em unidades menores (pacotes), repassar essas unidades à camada de rede. No receptor, a camada de Transporte realiza o processo inverso, ou seja, recebe os pacotes da camada de Rede e junta os segmentos para enviar à camada de Sessão. Modelo OSI Aplicação 7 Apresentação 6 Sessão 5 Transporte 4 Rede 3 Enlace 2 Física 1 Camada de Sessão A camada de Sessão permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação. Definindo como será feita a transmissão de dados, pondo marcações nos dados que serão transmitidos. Se porventura a rede falhar, os computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da última marcação recebida pelo computador receptor. Modelo OSI Aplicação 7 Apresentação 6 Sessão 5 Transporte 4 Rede 3 Enlace 2 Física 1 4

5 Camada de Apresentação A camada de Apresentação, converte o formato do dado recebido pela camada de Aplicação em um formato comum a ser usado na transmissão desse dado, ou seja, um formato entendido pelo protocolo usado. Um exemplo comum é a conversão do padrão de caracteres (código de página) quando o dispositivo transmissor usa um padrão diferente do ASCII. Pode ter outros usos, como compressão de dados e criptografia. Modelo OSI Aplicação 7 Apresentação 6 Sessão 5 Transporte 4 Rede 3 Enlace 2 Física 1 Camada de Aplicação A camada de aplicação contém uma série de protocolos comumente necessários para os usuários. Um protocolo de aplicação amplamente utilizado é o HTTP, que constitui a base da internet. Quando um navegador deseja uma página da Web, ele envia o nome da página desejada ao servidor, utilizando o HTTP. Então, o servidor transmite a página de volta. Modelo OSI Aplicação 7 Apresentação 6 Sessão 5 Transporte 4 Rede 3 Enlace 2 Física 1 5

6 Modelo de Referência Modelo de Referência TCP/IP Aplicação 4 T ransporte 3 I Internet (Inter) 2 Rede (Acesso) 1 Camada de Rede Especifica os detalhes de como os dados são enviados fisicamente pela rede, inclusive como os bits são assinalados eletricamente por dispositivos de hardware que estabelecem interface com um meio da rede, como cabo coaxial, fibra óptica ou fio de cobre de par trançado. Modelo TCP/IP Aplicação 4 Transporte Internet (Inter/Rede) 3 2 Rede/Acesso 1 6

7 Camada de Internet (Inter/Rede) Empacota dados em datagramas IP, que contêm informações de endereço de origem e de destino usadas para encaminhar datagramas entre hosts e redes. Executa o roteamento de datagramas IP. Modelo TCP/IP Aplicação 4 Transporte 3 Internet (Inter/Rede) 2 Rede/Acesso 1 Camada de Transporte Fornece gerenciamento de sessão de comunicação entre computadores host. Define o nível de serviço e o status da conexão usada durante o transporte de dados. Modelo TCP/IP Aplicação 4 Transporte Internet (Inter/Rede) 3 2 Rede/Acesso 1 7

8 Camada de Aplicação Define os protocolos de aplicativos TCP/IP e como os programas host estabelecem uma interface com os serviços de camada de transporte para usar a rede. Modelo TCP/IP Aplicação 4 Transporte 3 Internet (Inter/Rede) 2 Rede/Acesso 1 Comparação entre o modelos OSI x TCP/IP Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Físico Aplicação Transporte Internet Int. de Rede Intra-Rede 8

9 Momento Ruim Tecnologia Ruim Implementações Ruins Política Ruim Crítica ao modelo de referência OSI Tecnologia Ruim O Modelo em 7 camadas foi mais política do que técnica; As camadas Implementações sessão Política e apresentação, RuimRuins estão Devido praticamente a sua vazias, complexidade, enquanto suas enlace e rede Linux encontram-se implementações (livre) X Governo sobrecarregas; eram pesadas (imposição) e lentas. É de difícil implementação; Controle de fluxo e controle de erros, aparecem repetidamente em cada camada; Crítica ao modelo de referência TCP/IP Não Diferencia cin clareza os conceitos de serviço, interface e protocolo. (Cadê a boa prática de engenharia de software?) Não serve como exemplo, como descrever o Bluetooth usando o modelo TCP/IP? A camada host/rede na verdade não é uma camada no sentido em que o termo é usado no contexxto dos protocolos hierarquizados. Ele é uma interface (entre as camadas de rede e enlace de dados). O TCP/IP não faz distinção (nem sequer menciona) entre as camadas físicas e enlace de dados. 9

10 Porque estudar eles então? O modelo OSI é excepcionalmente útil para a discussão das redes de computadores. O modelo TCP/IP é praticamente inexistente, mas os protocolo são utilizados em larga escala. Melhor forma de aprender redes é atraves de modelos (receitas de bolo). Alan Menk Santos alanmenk@hotmail.com X.25, Frame Relay, ATM, Ethernet, Orgãos Reguladores 10

11 X.25 e Frame Relay X.25, exemplo de rede orientada a conexão Primeira Rede Publica de Dados; Primeiro computador estabelecia uma conexão com o computador remoto e fazia uma chamada telefônica Os pacotes de dados eram muito simples (cabeçalho de 3 bytes a até 128 bytes de dados) Operaram por cerca de 10 anos com relativo sucesso. Na decada de 80 elas foram substituidas por um novo tipo de rede chamados Frame Relay. Frame Ralay Rede orientada a conexões sem controle de erros e nenhum controle de fluxo. Os pacotes eram entregues em ordem (quando entregues) Ainda utilizado em alguns lugares ATM (Asynchonous Transfer Mode) Rede orientada a conexões (uma das mais importantes da história); Surgiu como promessa de resolver todos os problemas de redes e telecomunicações do mundo; Prometia mesclar voz, dados, televisão a cabo, telégrafo, pombo correio, lates conectadas por barbantes, sinais de fumaça e todos os meios de comunicação em um único sistema integrado. ISSO NÃO ACONTECEU! Mesmos problemas do modelo OSI; Hoje é muito utilizada pelas empresas telefônicas (de forma transparente) 11

12 ATM (Asynchonous Transfer Mode) Placa ATM IBM Turboways ATM 155 ATM (Asynchonous Transfer Mode) Circuitos virtuais do ATM Passo a Passo Após estabelecido a conexão, pode-se iniciar a transmissão de dados; A transmissão em tamanho de pacotes fixos chamados de células (53 bytes, sendo 5 bytes para cabeçalho e 48 bytes da carga útil); Uma parte do cabeçalho é o identificador da conexão, assim os hosts transmissão e receptor e todos os roteadores intermediários podem saber quais células pertencem a cada conexão; O roteamento é feito em Hardware (Ethernet é feito por software); Todos os pacotes seguem pelo mesmo caminho; Celulas são pequenas e não congestionam o meio (aumento da qualidade); Chegam em ordem; Alta velocidade; 12

13 ATM (Asynchonous Transfer Mode) Modelo ATM X Modelo de Referência ATM (Asynchonous Transfer Mode) Circuitos virtuais do ATM Caminhos Virtuais (VPIs) Caminhos Virtuais Caminho de Transmissão Canais Virtuais (VCIs) As redes ATM são organizadas como WANs tradicionais, com swits, com velocidades entre 155 Mbps e 622 Mbps; 13

14 ATM (Asynchonous Transfer Mode) Para os concurseiros e interessados; Ethernet Placa Ethernet 14

15 Ethernet Hubs X Switches (TI X Patrão) Switch Ethernet "aprende" quais são as pontas associadas a cada porta, e assim ele para de enviar tráfego não-broadcast para as demais portas a que o pacote não esteja endereçado; Hub, a chance de colisão é proporcional ao número de transmissores e ao volume de dados a serem enviados, a rede pode ficar extremamente congestionada, em torno de 50% da capacidade nominal, dependendo desses fatores; Quem é quem no mundo das telecomunicações IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos) - Sua principal função é estabelecer padrões para formatos de computadores e dispositivos. (Sem Fins Lucrativos); Como também promover conhecimento no campo da engenharia elétrica, eletrônica e computação. 15

16 Quem é quem no mundo das telecomunicações ITU (União Internacional de Telecomunicações) - Agência da ONU especializada em tecnologias de informação e comunicação. Destinada a padronizar e regular as ondas de rádio e telecomunicações internacionais. Radiocomunicações (UIT-R), Resp. pela gestão do espectro de radiofrequência internacional e recursos de órbita de satélite mediante a elaboração de normas para o uso eficaz do espectro de radiofrequências. Normatização (UIT-T) Responsável pela elaboração, a partir do diálogo com o setor industrial, de padrões e normas consensuais sobre tecnologia que garantam o funcionamento, a interoperabilidade e a integração dos sistemas de comunicação em todo mundo. Desenvolvimento (UIT-D) Responsável por ajudar a difundir o acesso equitativo, sustentável e barato à infraestrutura e aos serviços de tecnologias de informação e comunicação, com a finalidade de garantir a todos os habitantes do planeta o direito à comunicação. Quem é quem no mundo das telecomunicações ISO (Organização Internacional para Padronização) Entidade que congrega os grémios de padronização/normalização de 170 países. Normas Técnicas, como por exemplo as da ABNT; Classificações, como por exemplo, os códigos de países (PT / PRT / 620 para Portugal; BR / BRA / 076 para Brasil); Normas de Procedimento, como por exemplo as de gestão da qualidade, de acordo com a ISO Alguns Padrões em TIC ISO/IEC 12207: define processo de desenvolvimento de software. ISO/IEC 17799: código de conduta para a gestão da segurança da informação. ISO (ISO/IEC): define processos de gerenciamento de serviços de TI. 16

17 Quem é quem no mundo das telecomunicações Anatel (Agencia Nacional de Telecomunicações) Regulamentar, outorgar e fiscalizar. Em suma são as principais atribuições da Anatel, desenvolvidas para cumprir a missão de promover o desenvolvimento das telecomunicações do País de modo a dotá-lo de uma moderna e eficiente infraestrutura de telecomunicações, capaz de oferecer à sociedade serviços adequados, diversificados e a preços justos, em todo o território nacional. Além de ser um grande cabide de cargos dos mais próximos do governo. Alan Menk Santos alanmenk@hotmail.com Camada Física: Meios de transmissão guiados Cabo Ethernet e Coaxial 17

18 Meios de transmissão guiados Meios Magnéticos Par Trançado (Categoria do Cabo) CAT1: Cabos finos telefônicos; CAT2: Pares de fios blindados (para voz) e pares de fios não blindados (para dados); CAT3: Usado para dados de até 10Mbits; CAT4: Transmissão de dados de até 20 Mbps; CAT5: Taxa de 100 Mbps; CAT5e: Melhoria da categoria 5, usado para redes 1000BASE-T gigabit ethernet; CAT6: Usado em redes gigabit ethernet a 1Gbps; CAT7: Permitir a criação de redes de 40Gbps; CAT7a: Permitir a criação de redes de 100Gbps; Meios de transmissão guiados Meios Magnéticos Par Trançado (Categoria do Cabo) Cat1 Cat3 Cat5 Cat6 Cat7 18

19 Meios de transmissão guiados Meios Magnéticos Conectores Fêmea Meios de transmissão guiados Meios Magnéticos Sequencia de fios cat5 Alicate de crimpagem Conector Macho RJ45 19

20 Meios de transmissão guiados Meios Magnéticos Testando e Encontrando um cabo de rede Testador de cabo RJ45 e RJ11 Localizador de Cabos (Zumbidor) Meios de transmissão guiados Meios Magnéticos Cabo Crossover Permite a ligação de 2 (dois) computadores pelas respectivas placas de rede sem a necessidade de um concentrador (Hub ou Switch) ou a ligação de modems. Apenas porque invertem os fios da cor verde pelos laranja 20

21 Cabo Coaxial; Meios de transmissão guiados Meios Magnéticos Existem dois tipos de cabos: 50 ohms: Empregado nas transmissões digitais; 75 ohms: Transmissões analógicas, tv a cabo, e atualmente sendo empregado na internet a cabo; Meios de transmissão guiados Meios Magnéticos Aplicações: Ligações de áudio; Ligações de rede de computadores; Ligações de sinais de radiofrequência para rádio e TV - (Transmissores/receptores); Ligações de radioamador; 21

22 Cabos Coaxiais Meios de transmissão guiados Meios Magnéticos Bibliografia BOAVIDA, Fernando; BERNARDES, Mário. TCP/IP - Teoria e Prática: Lidel-Fca-Etep- Pactor, KUROSE, JAMES F.; ROSSA, KEITH W. Redes de Computadores e a Internet: Uma Abordagem Top-Down - 5ª Edição. Rio de Janeiro: Pearson Education, TANENBAUM. Andrew, S.; STEEN, Maarten Van. Sistemas Distribuídos - Princípios e Paradigmas. São Paulo: Pearson Education, BRITO, Samuel H. B. Laboratórios de Tecnologias Cisco em Infraestrutura de Redes. São Paulo: Novatec, TANENBAUM, Andrew S.; WETHERALL, David. Redes de Computadores - 5ª Edição: Rio de Janeiro. Pearson Education,

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