Arquitetura de Rede de Computadoresvolnys/courses/redes/pdf/09ARQ-col.pdf · ?Modelo de arquitetura...

Volnys B. Bernal (c) 1

Arquitetura deRede de Computadores

Volnys Borges [email protected]

http://www.lsi.usp.br/~volnys


Agenda

? Entidades de Padronização? Modelo de Referênica OSI? Terminologia? Tipos de serviço

? Arquitetura TCP/IP


Entidades de Padronização



? As principais entidades de padronização na área deredes de computadores são:? ISO ?International Organization for Standardization?Principal entidade de padronização internacional

? IEC?International Electrotechnical Commision

? ITU-T?International Telecomunications Union?Antigo CCITT (Comité Consultantif International Télégraphique et

Téléphonique)? IEEE?Institute of Electrical and Electronics Engineers?O IEEE submete propostas de padrões OSI através da ANSI



? Associações Nacionais ligadas à ISO?ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas?ANSI - American National Standards Institute?BSI - British Standards Institute?DIN - Deutsches Institut for Normung? ....

? JTC 1? Joint Technical Committee 1?Como existe uma certa superposição de atividades entre a ISO

e o IEC em relação as atividades em tecnologia da informação foi formado o JTC 1

? É o responsável final pelas recomendações sobre LANs e MANs



ISO/IEC JTC1 on Information Technology

ABNT ANSI DIN BSI


Entidades de PadronizaçãoIEEE

802.1 - High Layer Interfaces

TCCC Technical Committee on Computer Communications

TCSP - Technical Committee on Security and Privacy

IEEE 802 - LANandMAN Standards

IEEE 816 - Future Bus Committee

802.2 - Logical Link Control

802.3 - CSMA/CD Bus

802.4 - Token Bus

802.5 - Token Ring

802.6 - MAN

802.7 - Broadband TAG

802.8 - Fiber Optical TAG

802.9 - Voice and Data LAN Int.

802.10 - Inter. LAN Security

802.10 - Wireless LAN



? ISO? International Organization for Standardization?Organização internacional fundada em 1946?Objetivo:?Elaboração de padrões internacionais

?Os menbros da ISO são os orgãos de padronização nacionaisdos países membros

?Alguns representantes de países?Brasil ABNT?EUA ANSI?Inglaterra BSI?Alemanha DIN?.....



? ISO?A ISO é composta por Comitês Técnicos (TCs)?O TC97 é o responsável pela padronização de sistemas de

processamento de informações?Cada TC possi subcomitês (SCs)?Cada Subcomitê é dividido em grupos de trabalho (WGs)



? Processo de padronização ISO?O desenvolvimento de um padrão ISO começa quando alguma

das organizações nacionais acha necessário elaborar umpadrão e submete à ISO uma proposta inicial denomidada WD (Working Document).

? É então formado um Grupo de Trabalho (Workging Group - WG)que trabalha gerando um DP (Draft Proposal)

?O DP é divulgado e os membros da ISO tem 6 meses para analisar e votar.

? Se a maioria dos votantes for favorável, um documento revisado chamado DIS (Draft International Standard) éproduzido e divulgado.

?Um novo período de 6 meses é definido para análise e votação. ? Se o documento for aprovado ele se torna finalmente um IS

(International Standard)


Modelo de Referênca ISO/OSI


Modelo de Referência ISO/OSI?OSI?Open Systems Interconnection?Define padrões ISO para o intercânbio de informações entre

sistemas?Sistemas Abertos

o Open Systemso Sistema aberto, ou seja, sistema padronizado

?Modelo de Referência ISO/OSI?Open Systems Interconnection Reference Model (RM-OSI)?Modelo de arquitetura de redes de computadores, definida pela

ISO, que deve ser utilizada como referência no projeto deprotocolos de rede pelos fabricantes?Objetivo

o Permitir o intercâmbio de informações entre computadoresde fabricantes distintos


Modelo de Referência ISO/OSI

? Modelo de Referência ISO/OSI?Não é intenção deste padrão:?servir como especificação de implementação?fornecer nível de detalhes suficiente para a definição precisa da

arquitetura de rede?O padrão fornece um esquema conceitual que permite que

equipes de especialistas trabalhem de forma produtiva eindependente no desenvolvimento de padrões para cada umadas camadas do RM-OSI

?O RM-OSI não define a arquitetura de uma rede, pois não especifica com exatidão os serviços e protocolos de cada camada de rede.



SessãoSessão

ApresentaçãoApresentação

AplicaçãoAplicação

TransporteTransporte

RedeRede

EnlaceEnlace

FísicoFísico

meio físico

Aplicação


Terminologia


Terminologia

? Camadas? Para reduzir a complexidade a arquitetura de rede é organizada

em camadas?A figura a seguir apresenta o modelo OSI para representação de

uma camada de protocolos

Entidade deserviço

Usuário doserviço

Entidade deserviço

Usuário doserviço

Protocolodo Serviço

SAP SAP

Camada N


Terminologia

? Serviço?Representa um conjunto de funções oferecidas a um usuário

por uma camada?O serviço fornecido por uma camada à outra é especificado

pelo conjunto de primitivas de serviço trocadas entre elas epela ordem segundo a qual as primitivas são trocadas

? SAP? Service Access Point? Ponto de acesso ao serviço oferecido por uma entidade de

serviço

? Protocolo? São as regras e convenções utilizadas na comunicação com a

entidade remota parceira.


Terminologia

? Entidade? Elementos ativos das camadas?As entidades pode ser um módulo do sistema operacional, um

módulo de um processo, um processo ou mesmo um hardware.? Entidades parceiras: são as entidades parceiras de

comunicação localizadas em máquinas diferentes associadas auma mesma camada

? Hierarquia de camadas?Cada camada fornece serviços para a camada superior.?Cada camada usa serviços da camada inferior


Terminologia

Entidade deserviço

Entidade deserviço


SAP SAP

Camada N - 1

Entidade deserviço

Entidade deserviço


SAP SAP

Entidade deserviço

Entidade deserviço


SAP SAP

Camada N

Camada N + 1


Terminologia

Entidade deserviço

SAP

Camada N - 1

Entidade deserviço

SAP

Entidade deserviço

SAP

Camada N

Camada N + 1

Entidade deserviço

SAP

Fornece Serviços

UtilizaServiços


Tipos de serviços


Primitivas de serviço

? Primitivas de serviço

?Request?Requisição de um serviço a uma entidade parceira

? Indication?Informação da ocorrência de um evento

?Response?Envio da resposta a uma entidade parceira

?Confirm?Recebimento da responsta a uma requisição realizada


Tipos de serviço

? Quanto a conexão, um serviço pode ser:

?Orientado a conexão?É necessário estabelecer uma conexão entre as entidades

parceiras antes do inicio da comunicação de dados?Exemplo: telefone, TCP

?Não orientado a conexão?Não é necessário o estabelecimento de conexão prévia?Exemplo: correio postal, IP, UDP


Tipos de serviço

? Quanto a confirmação, um serviço pode ser:?Confirmado?Não confirmado? Iniciado pelo fornecedor

Entidade deserviço

Usuário doserviço

Entidade deserviço

Usuário doserviço


SAP SAP

Solicitante Acolhedor

Fornecedor


Tipos de serviço

(a) Serviço confirmado

? Sempre existe uma confirmação (resposta/ack) sobre arequisição do serviço

?Utiliza 4 primitivas?service.REQUEST?service.INDICATION?service.RESPONSE?service.CONFIRMATION


Tipos de serviço

? Serviço confirmado

Entidade deserviço

Usuário doserviço

Entidade deserviço

Usuário doserviço


SAP SAP

Solicitante Acolhedor

Fornecedor

(1)

serv

ice.

RE

QU

ES

T

(3)

serv

ice.

RE

SP

ON

SE

(4)

serv

ice.

CO

NF

IRM

AT

ION

(2)

serv

ice.

IND

ICA

TIO

N


Tipos de Serviço

? Serviço confirmado?Outra notação

(1) service.REQUEST

(2) service.INIDCATION

(4) service.CONFIRMATION

(3) service.RESPONSE

SAP SAP


Tipos de Serviço

(b) Serviço não confirmado?Não existe confirmação (resposta ou ack) sobre a requisição do

serviço.?Utiliza 2 primitivas?service.REQUEST?service.INDICATION

(1) service.REQUEST

(2) service.INDICATION

SAP SAP


Tipos de Serviço

(c) Iniciado pelo fornecedor

?O fornecedor envia um evento indicando a ocorrência de algum evento interno

?Utiliza 1 primitiva?service.INDICATION


SAP SAP



Exemplo #1

(1) connect.REQUEST(2) connect.INIDCATION

(4) connect.CONFIRMATION(3) connect.RESPONSE

SAP SAP

(5) data.REQUEST(6) data.INIDCATION

(8) data.CONFIRMATION(7) data.RESPONSE

(9) disconnect.REQUEST(10) disconnect.INIDCATION

? Pelo telefone, João convida Maria para jantar


Exemplo #1

? Serviços oferecidos pela camada? connect? data? disconnect

? Primitivas de serviço?CONNECT.request?João disca o número do telefone

?CONNECT.indication?Maria escuta o telefone tocar

?CONNECT.response?Maria atende o telefone

?CONNECT.confirm?Joao escuta que a ligação foi completada


Exemplo #1?DATA.request?João convida Maria para jantar

?DATA.indication?Maria escuta o convite

?DATA.response?Maria aceita o convite

?DATA.confirm?João escuta o aceite do convite

?DISCONNECT.request?João desliga o telefone

?DISCONNECT.indication?Maria percebe que a ligação foi terminada


Exemplo #1

? Características? Serviço é orientado a conexão? Serviço CONNECT é confirmado? Serviço DATA é confirmado? Serviço DISCONNECT não é confirmado


Exemplo #2

? Por carta, João convida Maria para jantar na sexta feiraas 20:00s

(1) data.REQUEST(2) data..INIDCATION

SAP SAP


Exemplo #2

? Serviços oferecidos pela camada? data

? Primitivas de serviço? data.REQUEST?João envia a carta com o convite para Maria

? data.INDICATION?Maria recebe a carta com o convite

? Características? Serviço não orientado a conexão? Serviço DATA não é confirmado


Exemplo #3

? Por carta registrada com confirmação, João convidaMaria para jantar na sexta feira as 20:00s

(1) data.REQUEST(2) data..INIDCATION

SAP SAP

(4) data.CONFIRMATION(3) data.RESPONSE


Exemplo #3

? Serviços oferecidos pela camada? data

? Primitivas de serviço? data.REQUEST?João envia a carta com o convite para Maria

? data.INDICATION?Maria recebe a carta com o convite

? data.RESPONSE?É enviado a João a confirmação do recebimento por Maria

? data.CONFIRMATION?João recebe a confirmação do recebimento por Maria

? Características? Serviço não é orientado a conexão? Serviço DATA é confirmado


Níveis do Modelo de ReferêniciaISO/OSI


Níveis do Modelo de ReferênciaISO/OSI

SessãoSessão




RedeRede

EnlaceEnlace

FísicoFísico

meio físico

Aplicação



? Nível Físico

?Define as características mecânicas, elétricas, funcionais eprocedimento pra ativar, manter e desativar conexões físicas

?Objetivo?Permitir a trasmissão de bits pelas entidades de nível de enlace?Dedica-se a transmissão de bits

?Características?Define

o como representar os valores 0 e 1 (bits)o half-duplex ou full-duplexo como a conexão será estabelecida e desfeita



? Nível de Enlace

?Objetivo?Transmissão básica de dados entre entidades conectadas?Detectar e opcionalmente corrigir erros que ocorram no nível

físico?Controle de fluxo (opcional)

o Não permitir que uma entidade emissora transmita maisdados que a entidade receptora seja capaz de processar

?Converte um canal de transmissão não confiável em um canal de transmissão confiável

?Os dados a serem transmitidos são colocados em quadros que contém alguma forma de redundância para detecção de erros



? Nível de Rede

?Objetivo?Fornecer ao nível superior (nível de transporte) uma forma de

transmitir dados entre duas máquinas quaisquer

?Características?Trata dos problemas de roteamento e chaveamento de pacotes?Tipos de serviço

o Orientados a conexãoo Datagrama



? Nível de Transporte

?Objetivo?Permite definir um meio confiável de transmissão fim-a-fim

(aplicação - aplicação)

?O nível de rede não garante necessariamente que um pacote chegue a seu destino:?um pacote pode não chegar ao seu destino?pacotes podem chegar fora de ordem

? Funções importantes?Multiplexaxão?Controle de fluxo



? Nível de Sessão

?Objetivo?Fornecer mecanismos que permitam estruturar os circuitos

oferecidos pelo nível de transporte

? Funções?Gerenciamento de token

o Nos casos na qual a troca de informações seja half-duplex?Controle de diálogo

o ponto de sincronização - no caso de uma falha decomunicação os parceiros voltam a um ponto anterior da comunicação

?Gerenciamento de atividadeso Controle de prioridades



? Nível de Apresentação

?Objetivo?Realizar transformações necessárias nos dados transmitidos

para se adequar ao sistema local?Exemplo:

o Comunicação entre um brasileiro e um Japonês com auxíliode um tradutor inglês

o A camada de sessão funciona como o tradutor Inglês



? Nível de Aplicação

?Objetivo?Fornecer aos processos de uma aplicação os meios para que

estes utilizem o meio de comunicação


Arquitetura TCP/IP


Arquitetura TCP/IP

SessãoSessão




RedeRede

EnlaceEnlace

FísicoFísico

meio físico

Aplicação

Modelo de Referência OSI



RedeRede

Intra-redeIntra-rede

meio físico

Aplicação

TCP/IP


Arquitetura TCP/IP

SessãoSessão




RedeRede

EnlaceEnlace

FísicoFísico

meio físico

Aplicação

OSI



RedeRede

Intra-redeIntra-rede

meio físico

Aplicação

TCP/IP

FTP, DNS, Telnet, HTTP, SMTP, POP, IMAP, SNMP,

...

UDP, TCP

IP

EthernetSlipPPP


Arquitetura TCP/IP

? Nível de Intra-Rede?Objetivo?Transferência de dados entre equipamentos de uma mesma

rede? Funções importantes?Tradução de bits em sinais de transmissão?Especificação dos meios de transmissão?Endereçamento?Chaveamento

? Protocolos?Ethernet, Fast-Ethernet, Gigabit-Ethernet?PPP, SLIP, Frame Relay


Arquitetura TCP/IP

? Nível de Rede?Objetivo?Transferência de dados entre equipamentos quaisquer (não

necessariamente pertencente a mesma rede)? Funções importantes?Endereçamento?Roteamento

? Protocolos?IP?IPX


Arquitetura TCP/IP

? Nível de Transporte?Objetivo?Transferência de dados entre aplicações (processos) residentes

em máquinas distintas? Funções importantes?Controle de fluxo?Endereçamento de aplicação (porta)

? Protocolos?TCP - orientado a conexão?UCP - datagrama


Arquitetura TCP/IP

? Nível de Aplicação?Objetivo?Permitir que aplicações troquem informações segundo uma regra

(específica de cada aplicação)? Protocolos?DNS?FTP?HTTP?Telnet?SMTP?POP?IMAP, ....


Arquitetura TCP/IP

EthernetEthernet

meio físico

DNSDNS

IPIP

Aplicação

Camada deAplicação

Camadaintra-rede

Camadade redes

Camada detransporte

TCPTCPUDPUDP

ARPARP RARPRARP

ICMPICMP IGMPIGMP

Fast Ethernet

Fast Ethernet

GigabitEthernetGigabit

EthernetPPPPPP SLIPSLIP Frame

RelayFrame Relay

HTTPHTTP FTPFTP TelnetTelnet RPCRPCSMTPSMTP POPPOP NetBiosNetBios

NFSNFS NISNIS SMBSMB


Arquitetura TCP/IP

EthernetEthernet

IPIP

TCPTCP

ARPARP RARPRARP

ICMPICMP IGMPIGMP

HTTPHTTP

WEBServer

HTTPHTTP

Browser

UDPUDP

EthernetEthernet

IPIP

TCPTCP

ARPARP RARPRARP

ICMPICMP IGMPIGMP

UDPUDP

Meio Físico (rede loccal)


Arquitetura TCP/IP

EthernetEthernet

Meio Físico

IPIP

Processos

UDPUDP

ARPARP RARPRARP

ICMPICMP IGMPIGMP

HTTPHTTP

TDPTDP

WEBServer

telnettelnet

telnetServer

Kernel

Device Driver

Placa de Rede


Bibliografia deste módulo


Bibliografia deste módulo

? Livro?Redes de Computadores: das LANs MANs e WANs às Redes

ATM.SOARES, LUIZ F. G.Editora Campus. 1995

? TCP/IP Illustrated Volume 1: The Protocols. STEVENS, W. RICHARD. Addison-Wesley. 1994.

?Computer Networks. TANENBAUM, ANDREW S. 3rd edition. Prentice Hall 1996.

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