Redes de Computadores. Arquitetura de Protocolos Profa. Priscila Solís Barreto

Transcrição

1 Redes de Computadores Arquitetura de Protocolos Profa. Priscila Solís Barreto

2 REDE... Um sistema de comunicações para conectar sistemas finais Sistemas finais? =hosts PCs, estações de trabalho componentes de rede computadores servidores 2

3 Em uma rede As conexões ponto a ponto(direta) não sempre são possíveis : Os dispositivos estão muito separados ou longe A solução é utilizar uma rede de comunicação 3

4 Redes de Comunicação Existem vários tipos de redes de comunicação Corréio, telefone, Internet. Existem um conjunto de passos genéricos que fazem parte do processo de comunicação Endereçamento, tradução de endereço em nome, transporte, roteamento, entrega Existem várias formas de fazer a entrega Confiável, em ordem Sem confiabilidade, sem verificação de entrega (acknowledgement) 4

5 Modelo simplificado de uma rede 5

6 Rede de Computadores Conjunto de computadores interligados em algum tipo de rede Enlace físico Enlace virtual Indireto, por meio de outros computadores Enlace lógico Nível abstrato, independente da conexão física 6

7 Protocolos Usados para estabelecer regras de comunicação entre diversas entidades em um sistema Entidades Computadores Programas Sistemas Computadores Sensores remotos 7

8 Arquitetura de um protocolo Dividir em modulos (camadas) a tarefa da comunicação Estabelecer uma interface entre as camadas e desenvolver cada uma de forma individual Exemplo: Protocolo para transmissão de arquivos pode usar 3 modulos ou camadas: Aplicação para transferência Serviço para comunicação Serviço de acesso à rede 8

9 Correio: Camadas Carta" Envelope" Registrado" Carta" Envelope" Registrado" 9

10 Visão no Nível de Aplicação Cliente HTTP Requisição Resposta Servidor HTTP 10

11 Uso do HTTP HTTP é o protocolo que suporta a comunicação entre browsers e servidores WEB. Um Web Server é um servidor HTTP 11

12 Definição HTTP é um protocolo da camada de aplicação com a leveza e rapidez necessária para sistemas de informação distribuidos de hypermedia. 12

13 Request - Response HTTP tem uma estrutura simples: O cliente manda um pedido O servidor devolve uma resposta. HTTP suporta multiplos intercambios de pedido-resposta em uma única conexão TCP. 13

14 Passos em uma transferência HTTP 14 O usuário seleciona o documento O software de rede localiza a máquina remota e estabelece uma conexão bidirecional O cliente HTTP envia uma requisição de documento (GET ) O daemon HTTP na máquina remota interpreta a mensagem de GET O daemon remoto HTTP envia o resultado da operação de GET Código, descrição da informação, arquivo

15 Domain Name Service - DNS 15 Os servidores DNS ajudam a resolver nomes : tradução endereço-nome Exemplo: dado um nome encontrar o endereço IP deste nome Endereços IP = identificação numérica dos elementos de rede Os elementos de rede (computadores) são conhecidos pelo seu endereço IP Os endereços IP no IPv4 têm 32 bits O protocol DNS permite traduzir nomes

16 Endereços IP Endereços IP são endereços lógicos (não fisicos) que cada elemento DEVE TER para poder participar da Internet Pelo ENDEREÇO IP pode-se identificar: A rede onde esta um computador Que computador é Cada computador deve ter um endereço IP único. Os endereços IP são fornecidos por uma unidade central (American Registry for Internet Numbers) 16

17 Exemplo QNAME = cic.unb.br, QCLASS = IN QTYPE = A QNAME = cic.unb.br QCLASS = IN QTYPE = A IN A A aplicação utilizará o quando precise entrar em contato com cic.unb.br 17

18 Hierarquia DNS edu com org net rpi escola 18

19 Estrutura do nome do host Cada nome de host é formado por uma seqüência de etiquetas, separadas por pontos. Cada etiqueta pode ter até 63 caracteres O nome total pode ter no máximo 255 caracteres. Examplos: fazenda.gov.br barney.the.purple.dinosaur.com finanzas.empresa.com.br 19

20 Protocolo de Transporte HTTP client HTTP server Ephemeral Port # Port 80 GET 80, # TCP TCP #, 80 STATUS 20

21 Correio e SMTP A web utiliza o HTTP, o correio utiliza o SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) Protocolos de aplicação Emissor- Servidor Local SMTP Servidor remoto SMTP - Receptor Normalmente o SMTP utiliza a porta 25, o HTTP utiliza a porta 80 21

22 Visão Abstrata n-pdus entidade n entidade n 22

23 Visão em camadas de forma geral n+1 entidade n+1 entidade n-sap n-sdu n-sdu n-sap n-sdu H n entidade n entidade H n-sdu 23 n-pdu

24 (a) Unidades de Dados nas diferentes camadas Segmentação Remontagem n-sdu n-sdu n-pdu n-pdu n-pdu n-pdu n-pdu n-pdu (b) Bloqueando Sem bloqueio n-sdu n-sdu n-sdu n-sdu n-sdu n-sdu n-pdu n-pdu 24

25 Aplicação A Modelo OSI de 7 camadas Aplicação B Application Presentation Session Transport Rede de Comunicações Application Presentation Session Transport Network Network Network Network Data Link Data Link Data Link Data Link Physical Physical Physical Physical 25 Sinais Elétricos ou ópticos

26 Rede de Comutação de Pacotes C PS = comutador de pacotes C PS PS PS C = computer PS C C C 26

27 27 Rede Comutada

28 Internetwork G = gateway/ router net 1 G net 3 G G G net 5 net 2 G net 4 G 28

29 Application A Cabeçalhos e Trailers data Application B Application data ah Application Presentation data ph Presentation Session data sh Session Transport data th Transport Network data nh Network Data Link dt data dh Data Link Physical bits Physical 29

30 Arquitetura TCP/IP Application Transport Internet Transport Internet Application Network Interface Network Interface (a) (b) 30

31 A Origem do TCP/IP 1957: Rússia lança o Sputnik EEUU se preocupam ante a possibilidade de um ataque nuclear Nos 60s Paul Baran propõe a transmissão por comutação de pacotes em vez da de circuitos. Metade dos 60s: O Pentagono concorda com uma rede de pacotes e da fundos para o ARPA. 31

32 Implementação Surge a ARPANET Computadores de baixa capacidade, sem disco rigido local, dependentes dos grandes computadores mainframes Começa com 12 computadores em 1969 Mais de 30 computadores em 1972 A pesquisa propõe o protocolo TCP/IP em 1974 É integrado no SO Berkeley UNIX, sem custo Os grupos de pesquisa desenvolvem outros protocolos : , notícias 32 Em 1979 os grupos de pesquisa formam o

33 Mais história 1980: MILNET nace da ARPAnet CSNET Conecta pesquisadores que não fazem parte do grupo ARPA Funciona com linhas discadas 1984 NSF (National Science Foundation) O primeiro uso puro do TCP/IP, com 56kbps. São conectadas 20 redes regionais ao resto das redes 1990 ANS (MERIT,MCI,IBM) adquirem NSFnet 33

34 Camada de IP e interface de Rede Máquina A Máquina B Application Transport Internet Network Interface Roteador/Gateway Internet Network Interface Application Transport Internet Network Interface Network 1 Network 2 34

35 Grafo de relação dos Protocolos HTTP SMTP DNS RTP TCP UDP IP Network Interface 1 Network Interface 2 Network Interface 3 35

36 (a) (1,1) (2,1) s router (1,3) r PPP (2,2) Ethernet w (b) (1,2) Server HTTP HTTP PC TCP Router TCP IP IP IP Net Interface Net Interface Net Interface 36 Ethernet PPP

37 Datagrama IP na Ethernet IP Header O Cabeçalho contém endereços físicos de origem e destino e o tipo de protocolo Etherne t Header Frame Check Sequenc e 37

38 Requisição HTTP Cabeçalho contém portas de origem e destino TCP Header Cabeçalho contém endereços IP de origem e destino e tipo do protocolo de transporte IP Header O Cabeçalho contém endereço origem e destino físicios 38 Ethernet Header Frame Check Sequenc e

39 socket interface Aplicação 1 Aplicação 2 socket interface user kernel user kernel Socket Socket Protocolos de comunicação Protocolos de comunicação Rede de Comunicação 39

40 Server socket() bind() listen() accept() Bloqueia até que o servidor receba pedido de conexão do cliente Negociação conexão Client socket() connect() read() data write() write() close() data read() close() 40

41 Server socket() bind() Client socket() bind() recvfrom() Bloqueia até que Servidor recebe dados do cliente data sendto() sendto() data recvfrom() close() close() 41

42 User Interface Server PI Control Connection User PI Server DTP Data Connection User DTP Server FTP User FTP PI = Protocol interpreter DTP = Data transfer process 42