MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY SLOAN SCHOOL OF MANAGEMENT. Fatores Tecnológicos, Estratégicos e Organizacionais

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1 MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY SLOAN SCHOOL OF MANAGEMENT Integração de Sistemas de Informação: Fatores Tecnológicos, Estratégicos e Organizacionais Sistemas de Informação Global: Comunicações e Connectividade Entre Sistemas de Informação Primavera 2002 Aula 9 PROTOCOLOS DE REDE

2 COMPLEXIDADE DAS REDES DE COMUNICAÇÃO Fontes Receptor Web site Linha T1 Navegador Servidor Central de Arquivos Ligação por satélite Seus Arquivos Servidor de A Internet Programa de Seu PC 2

3 O PAPEL DOS PROTOCOLOS EXEMPLOS DE UMA CONVERSA NORMAL POR TELEFONE SUPONDO QUE O EMISSOR (E) E O RECEPTOR (R) FALAM INGLÊS UMA QUESTÃO DE PROTOCOLO PROPRIAMENTE DITA ESTABELECENDO A CONEXÃO: E: O JOHN ESTÁ? R: SIM, É ELE. VERIFICAÇÃO DE ERRO: E: VOCÊ OUVIU O QUE EU ACABEI DE DIZER? R: SIM. CONTROLE DE FLUXO (EX.: DITANDO UMA CARTA POR TELEFONE): E: ESTÁ PRONTA PARA A PRÓXIMA FRASE? R: pausa SIM. TANTO O EMISSOR QUANTO O RECEPTOR DEVEM SEGUIR AS MESMAS REGRAS. OUTROS EXEMPLOS? 3

4 DIVISÃO EM CAMADAS DOS PROTOCOLOS E COMUNICAÇÕES Questões: Abstrações e Substituições/Alternativas Exemplo: Enviar um fax Usuário Conceitos Para: Joe Para: Joe Papel Símbolos no Papel Aparelho de Fax Modem Padrão de Pontos 617/ / Sinais Elétricos Linha Telefônica Cabeamento 4

5 MODELO DE REFERÊNCIA ISO OSI ISO = INTERNATIONAL STANDARDIZATION ORGANIZATION OSI = OPEN SYSTEMS INTERCONNECTION MODELO DE REFERÊNCIA ISO OSI: -- É UMA ESTRUTURA E UM CONJUNTO DE TERMINOLOGIA -- NÃO É UM PADRÃO DE PROTOCOLO DESENVOLVEDORES-PADRÃO: CCITT, IFIP, ANSI, IEEE 5

6 MODELO DE REFERÊNCIA ISO PARA OSI 7. APLICAÇÃO : DEPENDENTE DE APLICAÇÃO (EX.: PROGRAMA DE USUÁRIO) 6. APRESENTAÇÃO: COMPACTAÇÃO E CONVERSÕES (EX.: BIBLIOTECA) 5. SESSÃO : PROCESS-TO-PROCESS (EX.: SOFTWARE DE SO) 4. TRANSPORTE: HOST-TO-HOST (EX.: SOFTWARE DE SO) 3. REDE : ROTEAMENTO (EX.: DRIVER DE DISPOSITIVO) 2. DADOS: FLUXO DE BITS CONFIÁVEL (EX.: CHIP ESPECIAL) 1. FÍSICO : FLUXO DE BITS BRUTOS (EX.: HARDWARE) HOST A PROTOCOLO DE CAMADA DE APLICAÇÃO PROTOCOLO DE CAMADA DE APRESENTAÇÃO PROTOCOLO DE CAMADA DE SESSÃO PROTOCOLO DE CAMADA DE TRANSPORTE REDE LINK DE DADOS FÍSICO REDE LINK DE DADOS FÍSICO NÓ HOST B 6 MODELO DE REFERÊNCIA ISO DE SETE CAMADAS

7 ANALOGIA SIMPLES DE ENTREGA DE CORRESPONDÊNCIAS 7. APLICAÇÃO : MANUSEIO ESPECÍFICO (Ex.: PAGAMENTO DE CONTAS, PESQUISA) 6. APRESENTAÇÃO: SERVIÇOS DE TRADUÇÃO DE LÍNGUAS 5. SESSÃO : GRUPOS NA EMPRESA (Ex.: A/P) ou PESSOA (Ex.: E53-321) 4. TRANSPORTE: EMPRESA FONTE PARA EMPRESA RECEPTORA 3. REDE : ROTEAMENTO DE CORREIO PARA CORREIO 2. DADOS: CONTROLE DO FLUXO E MANIPULAÇÃO DO TRÁFEGO NA REDE 1. FÍSICO : USO DE CAMINHÕES E AVIÕES DEVEM USAR OS MESMOS PADRÕES DE. PARA... PARA DE 7

8 1. CAMADA FÍSICA TIPOS DE SUB-REDES COMUTAÇÃO DE CIRCUITOS (CANAL DEDICADO) COMUTAÇÃO DE MENSAGENS COMUTAÇÃO DE PACOTES (CANAL COMPARTILHADO) TECNOLOGIAS DE COMUNICAÇÃO (ALGUNS EXEMPLOS) TELEFONE T1 = 1.544M bps (EUA E CANADÁ) OU 2.048M CABO COMPARTILHADO (ETHERNET) M bps (Típico) CSMA/CD (CARRIER SENSE MULTIPLE ACCESS/COLLISION DETECT) SATÉLITE 5-10 CANAIS, CADA UM COM 50M bps UP-LINK E DOWN-LINK = 270 MILISEGUNDOS VSAT FIBRA ÓPTICA 100M - 10G bps (Típico) INTERNET II (622M -> 2G) PROJETO OXYGEN = 1.28T bps (antes de 2003) 8

9 2. CAMADA DE LINK DE DADOS FOCO: TRANSMISSÃO CONFIÁVEL: TRATAMENTO DE ERROS E CONTROLE DE FLUXO TRATAMENTO DE ERROS: DETECÇÃO E CORREÇÃO SOMA DE VERIFICAÇÃO DA DETECÇÃO DE ERRO (E OUTRAS DETECÇÕES/ CORREÇÕES DE ERRO DE CÓDIGOS) INÍCIO DO CÓDIGO FIM DO CÓDIGO ENDEREÇO CONTROLE INFORMAÇÃO SOMA DE VERIFICAÇÃO ?

10 CONTROLE DE FLUXO PARA MANIPULAR O CONGESTIONAMENTO E O SEQÜENCIAMENTO O RECEPTOR INDICA DISPOSIÇÃO PARA RECEBER COMO RESERVA PARA JANTAR CONFIRMAÇÕES POSITIVAS E NEGATIVAS PARA RECEBER NÚMEROS SEQÜENCIAIS PARA AJUDAR A MANTER A COORDENAÇÃO RECICLA OS NÚMEROS SEQÜENCIAIS PODE HAVER VÁRIAS MENSAGENS PENDENTES ESPECIALMENTE POR SATÉLITE -- IDA E VOLTA EM 1/4 SEG TIPOS DE INFORMAÇÕES USADAS: SEQÜÊNCIA (ESTE FRAME) P/F (POLL OU FINAL) PRÓXIMA (CONFIRMAÇÃO RECEBIDA) 10

11 COMPARTILHAMENTO DE CANAIS DINÂMICOS SATÉLITE MULTIPLEX (TEMPO OU FREQÜÊNCIA) ALOHA SLOTTED (ETHERNET PRE-DATE) CADA SLOT, ENVIA OU NÃO SE ENVIAR, MONITORE A COLISÃO (270 MS) SE COLIDIR, TENTE NOVAMENTE MAIS TARDE -- MAS QUANDO? MELHOR UTILIZAÇÃO ALCANÇÁVEL, APROXIMADAMENTE 37% SEMELHANTE PARA LAN COMPARTILHADA (EX.: ETHERNET) PADRÕES IEEE 802 ACESSO DA MÍDIA: CSMA/CD E TOKEN RING LA SF HAVAÍ TÓKIO 11

12 3. CAMADA DE REDE DETERMINAÇÃO DA ROTA (A SER DISCUTIDO MAIS TARDE) CIRCUITO VIRTUAL vs DATAGRAMA EX.: PROTOCOLO DE 3 CAMADAS CCITT DE REDE X ORIGINALMENTE CIRCUITO VIRTUAL PROCEDIMENTO 1. CONFIGURAÇÃO DO CIRCUITO VIRTUAL (SOLICITAÇÃO DE CHAMADA) -- O RECEPTOR ACEITA OU REJEITA 2. SE ACEITAR, ENVIA PACOTES DE DADOS (FULL-DUPLEX) 3. FINALIZA POR QUALQUER UMA DAS PARTES EXTENSÕES -- DATAGRAMA -- SELEÇÃO RÁPIDA (MENSAGEM DE PACOTE ÚNICO) 12

13 4. CAMADA DE TRANSPORTE FORNECE TRANSPARÊNCIA DE USUÁRIO PARA USUÁRIO (END-TO-END) TRATAMENTO DE RECUPERAÇÃO ETC. DE FORMA TRANSPARENTE FUNÇÕES DE EXEMPLO: CONNUM = CONECTA (LOCAL, REMOTO) CONNUM = MONITORA (LOCAL) STATUS = ENCERRA (CONNUM) STATUS = ENVIA (CONNUM, BUFFER, BYTES) STATUS = RECEBE (CONNUM, BUFFER, BYTES) PADRÃO DE ENDEREÇAMENTO CCITT X.25 = 14 DÍGITOS -- 3 = PAÍS (TALVEZ VÁRIOS CÓDIGOS) -- 1 = REDE DO PAÍS = ESCOLHA DO OPERADOR DE REDE (EX.: 5 = HOST No., 5 = USUÁRIO No.) 13

14 QUESTÕES DE SINCRONIZAÇÃO E MULTIPLEXAÇÃO PROBLEMAS DE SINCRONIZAÇÃO: -- RECEBIMENTO DE MENSAGENS INESPERADAS -- PACOTES MÚLTIPLOS (DEVIDO A TIME-OUT E RETRANSMISSÃO) -- TÉRMINO DAS CONEXÕES (EX.: DOIS PROBLEMAS DE DIVISÃO DO EXÉRCITO: ATAQUE QUANDO RECEBER MINHA MENSAGEM ) -- ESTES CASOS PRECISAM SER TRATADOS MULTIPLEXAÇÃO DA CONEXÃO -- PARA COMPARTILHAR O CIRCUITO VIRTUAL POR RENDIMENTO/ECONOMIA DE CUSTOS (COMO A MULTIPLEXAÇÃO DE SOFTWARE) -- PARA USAR MÚLTIPLOS CIRCUITOS VIRTUAIS PELO AUMENTO DA CAPACIDADE DE TRANSMISSÃO 14

15 5. CAMADA DE SESSÃO POSSIBILITA A COMUNICAÇÃO PROCESS-TO-PROCESS (EX.: NAVEGADOR WEB VS. TRANSFERÊNCIA DE ARQUIVOS VS. -- SIMULTÂNEOS) 6. CAMADA DE APRESENTAÇÃO ATIVIDADES TÍPICAS -- COMPACTAÇÃO DE TEXTO E CRIPTOGRAFIA (FREQÜENTEMENTE NA CAMADA DE DADOS) -- CONVERSÃO PROTOCOLOS DE TERMINAIS VIRTUAIS -- MUITAS DIFERENÇAS DE TERMINAL -- TIPOS: ROLAGEM, PÁGINAS (CURSOR), FORMULÁRIO (EX.: ARPANET TELNET) -- EX.: X-WINDOWS PROTOCOLOS DE TRANSFERÊNCIA DE ARQUIVOS -- BIT-A-BIT OU CONVERTIDO? (EX.: ASCII - > EBCDIC, Nos. DE PONTOS FLUTUANTES) 7. CAMADA DE APLICAÇÃO , NAVEGADOR WEB E OUTROS 15

16 Camada ISO INTERNET SNA DECNET 7 Aplicação Usuário Usuário final Aplicação 6 Apresentação Telnet, FTP, Web Serviços NAU 5 Sessão Controle de fluxo de dados 4 3 Transporte Rede Controle de Transmissão Protocolo Internet Controle de transmissão Controle de caminho Serviços de rede Transporte 2 Link de dados Acesso à Rede Controle de link de dados Controle de link de dados 1 Físico Físico Físico Físico Semelhança aproximada entre as várias redes. 16

17 Arquitetura do Protocolo TCP/IP Camada de aplicação Possibilita a comunicação entre aplicações em máquinas separadas (ex.: , transferência de arquivo, navegação na web) Camada de transporte Possibilita transferência de dados end-to-end confiável através de múltiplas redes (ex.: TCP - Transmission Control Protocol) Camada da Internet Encaminha os dados da fonte para o destino através de uma ou mais redes (IP - Internet Protocol) Camada de acesso à rede Gerencia a interface lógica entre uma máquina e sua rede local (ex.: Ethernet) Camada física Converte bits em sinais e retorna (ex.: fios, rádio etc.) 17

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