Redes de Computadores I Prof.ª Inara Santana Ortiz Aula 3
Protocolos de Comunicação
Protocolos de Comunicação Protocolos de Comunicação Para que ocorra a transmissão de uma informação entre o transmissor e o receptor se faz necessário uma série de operações (implementados por protocolos). Vimos que a internet é um sistema que possui muitos componentes: inúmeras aplicações e protocolos, vários tipos de sistemas finais e conexões entre eles, além de vários tipos de meios físicos de enlace. Portanto para organizar a arquitetura de rede os protocolos e o hardware e software que os implementam - foram divididos em camadas.
Protocolos de Comunicação O objetivo de cada camada é oferecer determinados serviço as camadas superiores, isolando essas camadas dos detalhes de implementação desses recursos. Uma analogia: Ticket (purchase) ticket (complain) Passagem baggage (check) gates (load) runway (takeoff) airplane routing airplane routing airplane routing baggage (claim gates (unload) runway (land) airplane routing Bagagem Portão Decolagem/Aterrisagem Roteamento de aeronave Aeroporto origem Centrais intermedárias de controle de tráfego aéreo Aeroporto destino
Modelo OSI
Componentes de redes O modelo OSI é formado por sete camadas distintas, porém relacionadas entre si, cada uma das quais definido uma parte do processo de transferência de informação através de uma rede; Este modelo OSI jamais foi totalmente implementado, desta forma, este modelo passou a servir como um modelo teórico (ou de referência) para a implementação de novas arquiteturas de rede; Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física
Modelo OSI Física Características físicas (mecânicas e elétricas) das interfaces e dos meios. Define quais os tipos de meio de transmissão devem ser utilizados (cabo par trançado, fibra óptica, cabo coaxial, etc.). Quantos pinos o conector de rede terá e qual será a finalidade de cada pino; Taxa de transferência dos dados: corresponde ao número de bits por segundo, isto é, define o tempo de duração de um bit no meio; Sincronização dos bits: os relógios do transmissor e do receptor devem estar sincronizados
Modelo OSI Enlace Endereçamento físico: adiciona um cabeçalho a cada quadro para definir o transmissor e o receptor local do quadro específico; Controle de fluxo: para evitar que o transmissor envie uma quantidade de dados maior do que o receptor pode processar; Controle de erro: é adicionado num campo no final do quadro com a finalidade de propor confiabilidade aos dados recebidos, através de um mecanismo de deteção, perdas e retransmissão de quadros; Responsável pela transmissão de frames, que contém informações de endereçamento e correções de erros.
Modelo OSI Rede Endereçamento lógico: adiciona ao pacote o endereço lógico do dispositivo que envia e do dispositivo que recebe. Roteamento: determinar a maneira como os pacotes são roteados da origem até o destino; Qualidade do serviço fornecido (retardo, tempo de trânsito, instabilidade etc.).
Modelo OSI Transporte Endereçamento de portas: computadores rodam muitos processos (programas) ao mesmo tempo. Um cabeçalho deve incluir um tipo de endereçamento que especifique o processo que esta utilizando os recursos da rede; Segmentação e reagrupamento de pacotes: geralmente uma mensagem é dividida em vários segmentos de tamanhos variáveis, onde cada segmento contém um número de identificação. Com este número é possível o receptor remontar, identificar e/ou substituir pacotes extraviados;
Modelo OSI Sessão Controle de diálogo: determina quem deve transmitir em cada momento, estabelece conexão entre processos em máquinas diferentes; Gerenciamento de token: impedir que as duas partes tentem executar uma operação crítica ao mesmo tempo; Gerencia quando deve começar, terminar, reiniciar a comunicação entre a aplicação origem com a aplicação destino. Sincronização: realizar uma verificação periódica de transmissões longas. Esta verificação permite que retransmissão continuem a partir do ponto em que estavam ao ocorrer uma falha.
Modelo OSI Apresentação Tradução: no transmissor esta camada converte a informação expressa no seu formato próprio numa informação em um formato universal. A camada de apresentação no receptor converte a informação nesse formato universal para o formato adequado ao receptor; Criptografia: possibilita ao transmissor converter a informação original para outra codificação e enviar a mensagem codificada através da rede. Quando a mensagem chegar ao receptor ele deve passar por um processo de decifragem; Compressão: necessário para reduzir a quantidade de bits contida na informação.
Modelo OSI Aplicação Permitir ao usuário final o acesso aos recursos da rede; Provê interfaces e suporta serviços, tais como: Serviço de correio eletrônico (SMTP); Acesso e transferência de arquivos (FTP); Terminal remoto (Telnet); Acesso à World Wide Web (HTTP)
Modelo TCP/IP
Modelo TCP/IP Divide a rede em 5 camadas. As camadas 5,6,7 do modelo OSI correspondem a camada 5 do modelo TCP/IP. É o modelo utilizado na prática. Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física Aplicação Transporte Rede Enlace Física
Comunicação entre Camadas
Comunicação entre camadas Na camada física, a comunicação acontece diretamente, o dispositivo A envia uma cadeia de bits (pacote) ao dispositivo B; Nas camadas mais altas, a comunicação deve acontecer entre camadas, de cima para baixo no dispositivo A e na ordem inversa no dispositivo B;
Comunicação entre camadas Cada camada no lado A adiciona sua própria informação à mensagem recebida da camada logo acima e transfere todo o pacote para a camada imediatamente abaixo. Na máquina receptora (dispositivo B), a mensagem é desempacotada camada por camada, onde cada processo recebe, processa e remove apenas os dados destinados a ela;
Endereçamento da Aplicação
Endereçamento de Aplicações A maioria dos serviços habituais em redes IP usa os protocolos TCP ou UDP como suporte de comunicação. Esse é o caso de serviços WWW, e-mail e sistemas ponto a ponto. A questão é: Como a camada de transporte sabe qual aplicação deve rebeber as informações? Esses serviços são implementados por um processo do lado servidor, como uma porta aberta, cujo número e protocolo de transporte (TCP ou UDP) depende do serviço a ser oferecido.
Endereçamento de Aplicações Uma porta é um número de 16 bits, usado pelo protocolo de transporte para identificar a aplicação que receberá a mensagem. Embora qualquer serviço possa operar em qualquer porta, foram estabelecidas portas padrão: Serviço Porta Transporte HTTP 80 TCP FTP 21 TCP SMTP 25 TCP
Endereçamento de Rede Lógico e Enlace
Endereçamento de Rede Lógico e Enlace Cada máquina possui uma ou mais interfaces de rede, com endereços IP associados que as identificam para o protocolo IP. Além disso, cada interface de rede também possuem um endereço físico (MAC) que a identifica na rede local na camada de enlace. O endereço de hardware MAC (Media Access Control), vem impresso de fábrica e não deveria ser modificado e teoricamente deveria ser único no mundo. Endereço Lógico: IP Endereço de Enlace ou Físico: MAC
Referências Leitura Recomendada Livro: Redes de Computadores. Editora do Livro Técnico Autor: Diogo Roberto Olsen e Marcos Aurélio Laureano Livro: Redes de computadores e a Internet Uma abordagem top down. Editora Pearson Autor: Kurose e Ross