Redes de Computadores I Introdução a Redes de Computadores Prof. Esbel Tomás Valero Orellana
Usos de Redes de Computadores Uma rede de computadores consiste de 2 ou mais computadores e/ou dispositivos conectados entre si de modo a poderem compartilhar seus recursos. Por que as pessoas estão interessadas em redes de computadores? Com que finalidades estas redes podem ser usadas? 1. Aplicações comerciais 2. Aplicações domésticas 3. Usuários móveis 4. Questões sociais envolvidas
Usos de Redes de Computadores Inicialmente os computadores utilizados em empresas trabalhavam de forma isolada. Para que as redes? 1. Compartilhamento de recursos: tornar todos os programas, equipamentos e dados ao alcance de todas as pessoas na rede, independentemente da localização física do recurso e do usuário. 2 Meio de comunicação Correio eletrônico (E mail) Trabalho em equipe Videoconferência 3 Realizar negócios eletronicamente: Pedidos em tempo real 4 Comercio eletrônico (e commerce)
Usos de Redes de Computadores Para que usamos computadores em casa? Inicialmente para processamento de texto, jogos. No entanto o principal motivo hoje é o acesso à Internet. 1. Acesso a informações remotas: Jornais digitais, Bibliotecas digitais on line. 2. Comunicação entre pessoas: Correio eletrônico (e mail), Mensagens instantâneas (messengers) e salas de bate papo (chat room), Newgroups, Comunicação não hierárquica (peer to peer ou p2p), VoIP e outras formas de telefonia utilizando Internet 3. Entretenimento interativo: Vídeo por demanda, Jogos on line 4. Comércio eletrônico
Usos de Redes de Computadores Quem precisa de redes móveis? Escritório portátil. Redes nas universidades. Funcionários que precisam manter se em contato com a base de operações da empresa quando em trabalho de campo. Aplicações militares Destacar a diferença entre redes sem fio e computação móvel. Surgimento acelerado de aplicações envolvendo redes sem fio, muitas vezes associada a computação móvel.
Usos de Redes de Computadores Questões sociais Novos problemas sociais, éticos e políticos associados à ampla introdução de redes de computadores. Liberdade de expressão vs responsabilidade pelo conteúdo publicado. (Orkut) Direito do empregado e do empregador. (e mail empresarial) Censurar conteúdo específicos, em Universidades por exemplo. (Orkut na UESC) Relação governo cidadão
Hardware de rede Tecnologias de transmissão 1. Links de difusão: Canal de comunicação compartilhado por todas as máquinas da rede. Os mecanismos utilizados permitem que a informação possa estar direcionada a um único destino, a um conjunto de máquinas ou a todas as maquinas na rede. Modos de operação: Difusão (broadcasting): Quando um pacote é enviado e recebido por todas as máquinas. Multidifusão (multicasting): Quando um pacote é enviado e recebido por um conjunto de máquinas as máquinas. 2. Links ponto a ponto: Muitas conexões entre pares de máquinas individuais. Redes ponto a ponto com um receptor e um transmissor às vezes é chamada de unicasting.
Hardware de rede Escala da Rede Distância entre processadores Processadores localizados no(a) mesmo(a) 1 m Metro quadrado Rede Pesoal 10 m Sala 100 m Edifício 1 km Campus Rede Local Exemplo 10 km Cidade Rede Metropolitana 100 km País 1.000 km Continente 10.000 km Planeta A Internet Rede geograficamente distribuída
Hardware de rede Redes Locais Também conhecidas como LANs. 1. Tamanho restrito o que permite conhecer qual o pior tempo de transmissão. 2. Tecnologia de transmissão utilizando, fundamentalmente, cabos. Baixo retardo e poucos erros de transmissão 3. Topologias diversas Rede de barramento (cabo linear): Necessidade de crair mecanismo de arbitragem para definir que máquina pode ou não transmitir, padrão IEEE 802.3 (Ethernet). Redes em anel: padrão IEEE 802.5 (Token Ring) Forma de alocação do canal
Hardware de rede Redes geograficamente distribuidas ( WAN ) Máquinas de usuários (hosts), encarregadas de executar as aplicações, conectadas por uma sub rede de comunicação. Sub rede = linhas de transmissão + elementos de comutação
Hardware de rede WAN Sub rede stores and forward ou de Comutação de pacotes: subredes em que os pacotes, quando enviados de um roteador a outro via terceiros, são totalmente recebidos pelos intermediários e depois armazenados até a linha de saída ficar disponível. Divisão de mensagens em pacotes. Pacotes roteados individualmente Algumas redes roteian todos os pacotes pelo mesmo caminho Algoritmo de roteamento: Forma utilizada em cada roteador para escolher qual caminho devem seguir os pacotes para atingir seu destino. Algumas WAN não utilizam sub redes de comutação de pacotes, em alguns casos é mais interessante utilizar um sistema de satélite.
Hardware de rede Redes sem fio As redes sem fio podem ser divididas inicialmente em: 1 Interconexões de sistemas: Tecnologia Bluetooth : Arquitetura mestre escravo 2 LANs sem fios: O colegiado, o NBCGIB e a propria UESC tem LANs sem fios. Quando usar? 3 WANs sem fios: As redes de radio utilizadas para telefonia celular.
Modelos de Referência Análise de duas importantes arquiteturas de rede: Arquitetura de Redes? Composto por um conjunto de camadas e protocolos cuja especificação deve conter as informações que permitam que um implementador desenvolva o programa ou construa o hardaware de cada camada, de forma que ele obedeça corretamente ao protocolo adequado. Modelo de Referência OSI: Os protocolos associados a este modelo não sou muito utilizados mas o modelo é bastante geral e ainda valido Modelo de Referência TCP/IP: O modelo não é muito utilizado mas os protocolos têm uso geral
Modelo de Referência OSI
Modelo de Referência OSI Princípios para se chegar às sete camadas 1.Criar camada onde houver necessidade de um grau de abstração adicional. 2. Cada camada deve executar funções bem definidas 3.A função de cada camada deve ser escolhida considerando os protocolos já padronizados. 4.Os limites das camadas devem minimizar o fluxo pelas interfaces. 5.O número de camadas deve ser grande o bastante para não ter que colocar funções diferentes numa mesma camada e pequena o suficiente para não perder o controle da arquitetura.
Modelo de Referência OSI 1. A camada física: Trata da transmissão de bits por um canal de comunicação. O projeto desta camada lida com interfaces mecânicas, elétricas e de sincronização, e com o meio físico que se encontra logo abaixo. 2. A camada de enlace de dados: Trata o canal de comunicação como uma linha de transmissão livre de erros não detetados pela camada de rede. Nesta camada se faz tratamento de erros, controle do fluxo e o controle de acesso ao canal de comunicação. 3. A camada de Rede: Trata a operação da sub rede (o roteamento dos pacotes), do controle dos congestionamentos no tráfego e da interconexão de redes heterogêneas.
Modelo de Referência OSI 4. A camada de transporte: Se encarrega de aceitar os dados da camada acima, processar os mesmos e repassar para a camada de rede, alem de se certificar de que chegarão corretamente. 5. A camada de sessão: Permite que se estabeleçam sessões entre usuários de diferentes máquinas. Entre as funções desta camada está o controle de diálogo, o gerenciamento de token e a sincronização 6. A camada de apresentação: Se ocupa da sintaxe e da semática das informações transmitidas. 7. A camada de aplicação: Contem os protocolos necessários para os usuários.
Modelo de Referência TCP/IP O projeto teve desde o início desenvolver uma arquitetura com habilidade para conectar várias redes de maneira uniforme. Definiu se também que a rede devia funcionar também independentemente da possível perda de hardware no sub rede e a arquitetura devia ser flexível.
Modelo de Referência TCP/IP 1. A camada inter redes: A função desta camada é muito semelhante à da camada de redes do protocolo OSI. Sua função é permitir que os hosts inhetem pacotes em qualquer rede e garantir que eles trafegarão independentemente até o destino. Esta camada define um formato de pacote oficial e um protocolo chamado IP (Internet Protocol). 2. A camada de transporte: Sua função é permitir que entidades pares dos hosts de origem e destino mantenham uma conversação (camada de transporte OSI). Aqui foram definidos dois protocolos importantes: TCP, Transmission Control Protocol UDP, User Datagram Protocolo 3. A camada de aplicação
Modelo de Referência TCP/IP Protocolos e redes no modelo TCP/IP O modelo de referência TCP/IP
Comparação entre os modelos Semelhanças Se baseiam no conceito de pilha de protocolos independentes Protocolos com as mesmas funções O modelo OSI Torna clara a distinção entre serviços, interfaces e protocolos O modelo foi definido antes dos protocolos. Os protocolos são melhor encapsulados Não se tinha uma noção clara das funcionalidades de cada camada O modelo TCP/IP O modelo foi criado como uma descrição dos protocolos que já existiam. Ele não permite descrever outras pilhas que não usem o protocolo TCP/IP
Comparação entre os modelos O modelo OSI 1. Momento ruim 2. Tecnologia ruim 3. Implementações ruins 4. Politica ruim O modelo TCP/IP Deixa muitos pontos sem esclarecer em várias camadas. Apesar de que os protocolos IP e TCP terem sido cuidadosamente projetados, o mesmo não aconteceu com outros protocolos produzidos pela comunidade acadêmica.
Comparação entre os modelos Neste curso utilizaremos o modelo híbrido proposto, por Tanenbaum, que pode ser entendido como um modelo OSI modificado. No entanto nos concentraremos no TCP/IP e protocolos afins. 5 Camada de aplicação 4 Camada de transporte 3 Camada de rede 2 Camada de enlace da dados 1 Camada física