Noções de Rede. André Aziz Francielle Santos

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1 Noções de Rede André Aziz Francielle Santos

2 A era da informação Computação X Comunicação X Controle Conceitos básicos O que é uma rede de computadores? Tipos de redes de computadores A Internet Um breve histórico da Internet Elementos da Internet (núcleo e extremidade) Ferramentas para Internet Pessoas-chave para o surgimento da WWW Navegador (browser) Aplicações e diversos usos da Internet DEINFO/UFRPE 2

3 Computação Comunicação Controle Precisamos entender como toda essa informação pode ser controlada e transformar-se em útil para nosso dia-a-dia e das corporações DEINFO/UFRPE 3

4 Fusão entre computadores e comunicações O velho modelo onde um único computador atendia a todas as necessidades computacionais foi substituído pelas chamadas Redes de Computadores Podemos conceituar uma Rede de Computadores como sendo um conjunto de computadores autônomos interconectados por uma única tecnologia [Tanenbaum, 2003]. DEINFO/UFRPE 4

5 Redes Locais Local Area Networks (LANs) Exemplo: Redes domésticas Grande necessidade de compartilhamento multimídia com característica básica de facilidade de instalação Redes Geograficamente Distribuídas Wide Area Networks (WANs) Redes Sem Fios (WLANS) Wireless Networks Podem ser criadas em combinação com LANs e WANs DEINFO/UFRPE 5

6 Componentes Básicos: Dispositivo emissor Link de comunicação Dispositivo receptor DEINFO/UFRPE 6

7 Transmissão Digital Transmissão Analógica Dispositivo para conversão analógico digital: Modem DEINFO/UFRPE 7

8 Envia dados como pulsos distintos: ou ligado (on), ou desligado (off). Similar à maneira pela qual os dados viajam através do computador. DEINFO/UFRPE 8

9 Sinal elétrico contínuo na forma de uma onda: Denomina-se onda portadora. Já existem muitas mídias de comunicação para transmissão analógica (voz): Linhas telefônicas são as mais comuns. O sinal digital do computador deve ser convertido para a forma analógica para ser transmitido por meio de linhas analógicas. DEINFO/UFRPE 9

10 A onda portadora pode ser alterada: Amplitude (altura) da onda. Frequência (número de vezes em que uma onda se repete durante um ciclo) da onda. A conversão de sinais digitais em analógicos denomina-se modulação. A conversão de sinais analógicos em digitais denomina-se demodulação. DEINFO/UFRPE 10

11 Abreviação de modulador/demodulador. Converte sinal digital em analógico e viceversa. DEINFO/UFRPE 11

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13 exemplos conversações em telefones conversas com outras pessoas solicitação de serviços em autarquias idéia básica envio de mensagens ações quando a mensagem é recebida máquinas envolvidas regras para comunicação entre máquinas governam as comunicações na Internet idéia básica formato da mensagem sequenciamento das mensagens ações protocolos de humanos protocolos de redes DEINFO/UFRPE 13

14 Tempo oi oi DEINFO/UFRPE 14

15 A definição de protocolos padronizados permite a comunicação de diversos sistemas heterogêneos DEINFO/UFRPE 15

16 A ARPANET foi desenvolvida em Projetada para conectar computadores em quatro localizações. Projetada para ser resistente a disrupção. Capacidade de adicionada em A National Science Foundation conectou sua grande rede, a NSFnet, à ARPANET em A rede resultante tornou-se conhecida como Internet. Vídeo: a história da Internet DEINFO/UFRPE 16

17 1650 milhões 29.5 % da população do mundo Em dezembro de 2010 Fonte: DEINFO/UFRPE 17

18 Fonte: DEINFO/UFRPE 18

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21 Acessando a universidade estadual de Moscou Achando o endereço IP DEINFO/UFRPE 21

22 Traçando a rota de um computador da UFRPE para Rússia DEINFO/UFRPE 22

23 Traçando a rota do mesmo computador para Rússia 30 minutos depois DEINFO/UFRPE 23

24 Para atender a toda essa complexidade da Internet, é necessários organizar os protocolos em camadas Cada camada apresenta uma responsabilidade específica A comunicação entre as camadas é feita através de interfaces DEINFO/UFRPE 24

25 ticket (purchase) ticket (complain) ticket baggage (check) baggage (claim baggage gates (load) gates (unload) gate runway (takeoff) runway (land) takeoff/landing airplane routing airplane routing airplane routing airplane routing airplane routing departure airport intermediate air-traffic control centers arrival airport Camadas: cada camada implementa um serviço (com sua interface) Através de suas ações internas à camada Dependendo dos serviços prestados por outra camada DEINFO/UFRPE 25

26 Lidando com sistemas complexos (dividir para conquistar): Estrutura explícita permite identificação e relacionamento de complexas partes do sistema Modelo de referência em camadas Modularização facilitar a manutenção e atualização do sistema Alteração de um serviço de uma camada fica transparente para todo o sistema Ex.: alteração do procedimento dos portões de embarque não altera o resto do sistema DEINFO/UFRPE 26

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28 Aplicação: suportando aplicações que usam a rede FTP, SMTP, HTTP Transporte: transporte de dados de host a host TCP, UDP Rede: roteamento de pacotes do emissor para o receptor IP, protocolos de roteamento Enlace: transferência de dados entre vizinhos PPP, Ethernet Física: bits no fio aplicação transporte rede enlace física DEINFO/UFRPE 28

29 Uma mensagem enviada por meio da Internet é dividida em pacotes de tamanho uniforme: Cada pacote é rotulado com seu endereço de destino. Transmission Control Protocol / Internet Protocol (TCP/IP): O TCP cria e remonta pacotes. O IP cuida do endereçamento: Ele assegura que os pacotes sejam encaminhados ao seu destino final. DEINFO/UFRPE 29

30 Dispositivos de computação Hosts Desktops, laptops, celulares, etc (executando aplicações em rede) Links de comunicação fibras ópticas, cabos rádio, satélite Roteadores responsáveis por guiar dados através da rede DEINFO/UFRPE 30

31 roteador pc servidor estação móvel par trançado provedor de backbone microondas provedor de internet (ISP) fibra óptica Rede 1 Móvel ERBs DEINFO/UFRPE 31

32 hosts local onde as aplicações executam http, modelo cliente/servidor clientes requisitam serviços fornecidos por servidores browser(cliente), servidor http modelo peer-peer interação simétrica teleconferências DEINFO/UFRPE 32

33 Coleção de roteadores Não interagem diretamente com o usuário Somente responde a outras máquinas encaminhando pacotes de informação, possibilitando o estabelecimento da comunicação DEINFO/UFRPE 33

34 Um Provedor de Serviços Internet Internet Service Provider (ISP) fornece o servidor para uma pessoa conectar-se à Internet. O acesso atualmente é feito através de linhas telefônicas digitais que se conectam diretamente aos computadores do ISP. Seu custo mensal varia de acordo com a velocidade contratada. Diferentes velocidades de download e upload Exemplos: DEINFO/UFRPE 34

35 Meios físicos de transmissão de dados. Largura de banda é a medida de capacidade do link de comunicações. Representa a quantidade de informação que chega ou sai de um computador por determinado período de tempo Velocidade medida em bps (bits por segundo) Não confundir com Bps, com B maiúsculo (Bytes por segundo) DEINFO/UFRPE 35

36 Pares de fios Cabos coaxiais Fibra óptica Transmissão por satélite Transmissão sem fio DEINFO/UFRPE 36

37 Também conhecidos como pares trançados: Dois fios trançados um ao redor do outro para reduzir a interferência elétrica. Baratos Já instalados (para sistemas telefônicos). Suscetíveis a interferências elétricas e ruídos. Ruído qualquer coisa que provoque distorção do sinal. DEINFO/UFRPE 37

38 Um fio condutor central envolto por uma camada isolante e blindagem metálica. Comumente usado para conectar a TV a cabo. Maior largura de banda e menos suscetibilidade a ruído do que os pares trançados. DEINFO/UFRPE 38

39 Usa a luz em vez de eletricidade para enviar dados. Largura de banda muito maior do que a dos cabos coaxiais. Imune a interferências elétricas. Materiais mais baratos do que os cabos coaxiais, porém, sua instalação tem um custo mais elevado. DEINFO/UFRPE 39

40 Uma forma de transmissão por microondas: O satélite age como uma estação de retransmissão. Componentes: A estação terrestre envia e recebe sinais do satélite. Um transponder recebe e amplifica o sinal, modifica a frequência e retransmite os dados. Útil quando os sinais devem percorrer milhares de quilômetros. DEINFO/UFRPE 40

41 Transmite dados em distâncias relativamente curtas usando técnicas de transmissão sem fio. Exemplos: IrDA usa infravermelho em linha de visão direta. Bluetooth usa ondas de rádio para conectar dispositivos móveis. Padrões regem a transmissão sem fio. DEINFO/UFRPE 41

42 Navegadores (browsers) conceitos: Uniform Resource Locator (URL) Plug-ins Programas de páginas Web Pesquisando na Internet DEINFO/UFRPE 42

43 O endereço completo, exclusivo, de uma página Web. O URL de uma página Web inicia-se com http: HyperText Transfer Protocol possibilita comunicação usando links para transferir dados entre sites. Nome de domínio endereço do computador host do site: A última parte do nome de domínio chama-se domínio de nível máximo Identifica o país e o propósito da organização. DEINFO/UFRPE 43

44 Software que aumenta a funcionalidade do navegador. A maioria é descarregada de seus próprios sites da Web. Assim que eles são baixados e instalados, o navegador pode manipular os novos recursos. A maioria melhora a capacidade de apresentação de áudio e vídeo do site. O Shockwave permite visualizar sites que incluem animação de qualidade. O Adobe Acrobat Reader exibe e imprime documentos criados no formato Portable Document Format (PDF). DICA: Qualquer documento pode ser transformado em um documento PDF, basta usar uma impressora PDF. Exemplo: Cute PDF Printer DEINFO/UFRPE 44

45 Pequenos programas podem ser baixados para rodar em seu navegador: Permitem que páginas Web executem muitas tarefas. Permitem interação dinâmica. Eles vêm em diversas formas: Linguagens de scripting: Produzem instruções para ser interpretadas e executadas por seu navegador. JavaScript e VBScript são as mais comuns. Programas incorporados a páginas Web: Applets Java e controles ActiveX são os mais comuns. DEINFO/UFRPE 45

46 Mecanismo de busca permite ao usuário especificar termos de busca. Como funciona? O mecanismo de busca constrói um banco de dados de sites que coincidem com esses termos. Usa software spider para construir bancos de dados. Também existem diretórios de Internet um banco de dados é desenvolvido por pesquisadores humanos, em vez de por um spider. DEINFO/UFRPE 46

47 FTP Comércio eletrônico VoIP Voz sobre IP Rede privada virtual (Virtual Private Network VPN) Transferência Eletrônica de Fundos (TEF) DEINFO/UFRPE 47

48 O recurso mais comumente usado da Internet. A rede fornece o servidor de correio. Coleta e armazena mensagens na caixa postal. O endereço de consiste no nome de usuário, seguido do e, depois, do nome de domínio do servidor de correio. Software cliente de em seu computador. Permite-lhe gerenciar suas mensagens de . Muitas vezes substituído por Webmails Recursos: Catálogos de endereços. A capacidade de anexar arquivos: Alguns servidores de correio bloqueiam todos os arquivos anexados. Filtros: Dirigem os s que chegam para pastas específicas. Bloqueiam spam. DEINFO/UFRPE 48

49 Um protocolo para transferir arquivos entre computadores. Servidores FTP mantêm coleções de arquivos que podem ser baixados. Com frequência, é possível fazer downloads anonimamente, sem digitar dados de login. Muitos servidores FTP podem ser acessados por meio do navegador Web. DEINFO/UFRPE 49

50 Comércio eletrônico comprar e vender por meio da Internet. Três formas: Business-to-consumer (B2C) Business-to-business (B2B) Consumer-to-consumer (C2C) DEINFO/UFRPE 50

51 Voz sobre IP, também chamado VoIP (Voice over Internet Protocol), telefonia IP, telefonia Internet, telefonia em banda larga e voz sobre banda larga é o roteamento de conversação humana usando a Internet ou qualquer outra rede de computadores baseada no Protocolo de Internet, tornando a transmissão de voz mais um dos serviços suportados pela rede de dados. DEINFO/UFRPE 51

52 Tecnologia que usa a Internet como um canal para comunicação privada de dados. Usa a tecnologia de tunelamento. Oferece muitos benefícios em comparação a uma rede privada. Muito mais barata do que as linhas dedicadas. Os dados estão seguros. Transfere a administração remota de rede a um ISP. DEINFO/UFRPE 52

53 Possibilita que as pessoas paguem bens e serviços realizando transferências de fundos entre várias contas: O caixa eletrônico automático é um exemplo de TEF. Depósito direto de contracheques, cheques de benefícios do governo etc. são uma aplicação de alto volume da TEF. DEINFO/UFRPE 53

54 Vídeo sobre como funciona a Internet (em detalhes) Parte1: Parte 2: DEINFO/UFRPE 54