Redes de Computadores I Conceitos Básicos Prof. Luís Rodrigo lrodrigo@lncc.br http://lrodrigo.lncc.br 2011/2 v3 2011.07.27 (baseado no material de Jim Kurose e outros)
Histórico da Evolução das Redes
Histórico Anos 50-60 Computadores Grandes Porte Sistemas Batch Anos 60-70 Time-sharing Terminais Burros ligados a um sistema central
Histórico Anos 70-80 Processamento distribuído Surgimento dos micros Conceito de Rede de Computadores
Histórico Anos 90 até os dias atuais Redes de Alta Velocidade (ATM / FDDI / GigaEthernet) Internet Comercial - Brasil Internet Faixa Larga - Brasil (A)DSL - Telefonia HFC TV à cabo Radio
Redes de Computadores e a Internet
O que é a Internet - A internet é uma rede composta basicamente dos seguintes elementos roteador servidor estação móvel ISP local ISP regional rede corporativa
O que é a Internet - Milhões de elementos de computação interligados: hosts, sistemas finais pc s, estações de trabalho, servidores telefones digitais, torradeiras de pão, etc. roteador servidor estação móvel ISP local ISP regional - Cada um executando várias aplicações distribuídas rede corporativa
O que é a Internet Vários Enlaces de comunicação fibra, cobre, rádio, satelite roteador servidor estação móvel ISP local ISP regional Vários Roteadores: enviam pacotes (blocos) de dados através da rede rede corporativa
O que é a Internet Protocolos: controlam o envio e a recepção de mensagens IPv4, IPv6, ICMP, IGMP TCP, UDP PPP, PPPoE HTTP, FTP, SMTP, POP3 routeador servidor estação móvel ISP local ISP regional rede corporativa
O que é a Internet Internet standards RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force routeador servidor estação móvel ISP local ISP regional rede corporativa
O que é a Internet Internet: rede de redes fracamente hierárquica Internet pública e Internets privadas (intranets) routeador servidor estação móvel ISP local ISP regional rede corporativa
Aplicações IP quentes Moldura IP para retratos http://www.ceiva.com/ O menor servidor Web do mundo http://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/ipic.html Torradeira e previsão do tempo pela Web http://dancing-man.com/robin/toasty/
Serviços da Internet Infraestrutura de comunicação permite aplicações distribuídas: WWW, email, games, ecommerce, database, chat Serviços de comunicação oferecidos: sem conexão orientado à conexão
O que é um protocolo? Protocolos humanos: Que horas são? Eu tenho uma pergunta Apresentações especificas msgs enviadas especificas ações tomadas quando msgs são recebidas ou outros eventos Protocolos de rede: máquinas ao invés de humanos toda a atividade de comunicação na Internet é governada por protocolos protocolos definem os formatos, ordem das msgs enviadas e recebidas pelas entidades de rede e ações a serem tomadas na transmissão e recepção de mensagens
O que é um protocolo? um protocolo humano e um protocolo de rede de computadores: Alô TCP pedido de conexão Alô TCP resposta de conexão Que horas são? Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm 2:00 <arquivo> tempo
Uma visão mais de perto da estrutura da rede: Borda da rede: aplicações e hosts Núcleo da rede: roteadores rede de redes Redes de acesso, meios físicos: enlaces de comunicação
As bordas da rede Sistemas finais (hosts): executam programas de aplicação e.g., WWW, email localizam-se nas extremidades da rede Modelo cliente/servidor o cliente toma a iniciativa enviando pedidos que são respondidos por servidores e.g., WWW client (browser)/ server; email client/server Modelo peer-to-peer: Prevê simetria de comunicação e.g.: teleconferêcia
O núcleo da rede Malha de roteadores interconectados A questão fundamental: como os dados são transferidos através da rede? Comutação de circuitos: usa um canal dedicado para cada conexão. Ex: rede telefônica Comutação de pacotes: dados são enviados em blocos discretos, na base FIFO
Arquiteturas de Rede
Arquiteturas de Rede Arquitetura de rede é como se designa um conjunto de camadas e protocolos de rede. A especificação de uma arquitectura deve conter informações suficientes para permitir que um implementador desenvolva o programa ou construa o hardware de cada camada, de forma que ela obedeça corretamente ao protocolo adequado.
Arquiteturas de Rede Modelo de Referência RM/OSI
Arquiteturas de Rede Modelo de TCP/IP
Arquiteturas de Rede Modelo de TCP/IP
Classificação das Rede de Computadores
Principais Classificações WAN Redes Geograficamente Distribuídas Longo Alcance Normalmente Publicas Grande quantidade de enlaces Custo elevado
Principais Classificações MAN - Redes Metropolitanas Surgiram com o padrão I EEE 802.6 I nterligam várias redes Locais
Principais Classificações LAN - Redes Locais Origem em 1970 Altas Taxas de Transmissão Baixas Taxas de Erro Curtas Distancias
Principais Topologias das Rede de Computadores
Topologias Tipos de Ligação Física Ponto a Ponto Multiponto
Topologias Tipos de Comunicação
Topologias Topologia Totalmente Ligada (WAM) Todas os nós se conectam diretamente Ligações Ponto a Ponto Elevado Custo Elevada Confiabilidade Nº de Ligações = N (N-1) / 2 Onde: N = número de estações
Topologias
Topologias Topologia em Anel (WAM) Menor quantidade de Enlaces Menor Custo Baixa Confiabilidade Não possui caminhos alternativos
Topologias Topologia em Grafo (WAM) Menor quantidade de Enlaces Confiabilidade Aceitável Possui caminhos alternativos
Topologias Topologia em Estrela (LAN) Comunicação Centralizada; Modularidade e Expansibilidade relacionados ao nó central; Baixa Confiabilidade.
Topologias
Topologias Topologia em Anel (LAN) Caminho Circular Fechado; 2 formas de se manipular as mensagens; Uso de Repetidores ( inteligentes ou não); Falha de um repetidos pode parar toda a rede.
Topologias Func dos Repetidores I nteligentes :
Topologias Topologia em Anel (LAN) Modos de Operação dos Repetidores
Topologias Topologia em Anel (LAN) Uso de Concentradores Uso de um Anel Simples Uso de um Anel Duplo Maior Confiabilidade
Topologias Topologia em Barra (LAN) Conexão Multiponto; Operam em modo Promíscuo; Mensagens por Difusão; Multiplexação do Tempo; Uso de transceptores (transmissor e receptor) ; Problema da I mpedância
Topologias
Topologias Topologia em Barra (LAN) Uso de Concentradores.
Parâmetros de Comparação Rede de Computadores
Parâmetros de Comparação Custo Interfaces de Rede Enlace de Dados Equipamentos Diversos Retardo Retardo de Acesso Retardo de Transmissão R. Transferência = (R. Acesso / R. Transm.)
Parâmetros de Comparação Desempenho (Capacidade Efetiva de Transmissão) Capacidade Efetiva X Utilização Efetiva Confiabilidade Modularidade Compatibilidade
Organizações e Padronizações