Redes de Computadores

IntroduçãoEly Edison MatosEly Edison Matos

ely.matos@ufjf.edu.brely.matos@ufjf.edu.br

ago2003ago2003

Introdução Cada um dos 3 últimos séculos foi dominado Cada um dos 3 últimos séculos foi dominado

por uma única tecnologia por uma única tecnologia O século XVIII foi o tempo dos grandes sistemas O século XVIII foi o tempo dos grandes sistemas

mecânicosmecânicos Revolução IndustrialRevolução Industrial

O século XIX foi a idade da máquina a vaporO século XIX foi a idade da máquina a vapor O século XX foi pródigo em tecnologias, mas O século XX foi pródigo em tecnologias, mas

considera-se a mais importante os recursos de considera-se a mais importante os recursos de coleta, processamento e distribuição da coleta, processamento e distribuição da informaçãoinformação Rede mundial de telefonia, rádio e TV, indústria dos Rede mundial de telefonia, rádio e TV, indústria dos

computadores, satélites de comunicação, Internet são computadores, satélites de comunicação, Internet são tecnologias que convergem para uma única área - tecnologias que convergem para uma única área - TeleinformáticaTeleinformática

Introdução

A comunicação é uma das maiores A comunicação é uma das maiores necessidades humanasnecessidades humanas Marco: telégrafo de Samuel Morse em 1838Marco: telégrafo de Samuel Morse em 1838 A partir daí a evolução dos sinais elétricos A partir daí a evolução dos sinais elétricos

transmitidos a distância atravessou uma evolução transmitidos a distância atravessou uma evolução muito grandemuito grande

Por outro lado o armazenamento de dados e o Por outro lado o armazenamento de dados e o tratamento de informações da década de 50 até tratamento de informações da década de 50 até os dias de hoje mudou a civilização ao ponto de os dias de hoje mudou a civilização ao ponto de caracterizá-la como a caracterizá-la como a Era da InformaçãoEra da Informação

Introdução

A conjunção destas 2 tecnologias A conjunção destas 2 tecnologias revolucionou o mundo atualrevolucionou o mundo atual

TelecomunicaçãoTelecomunicação Processamentode Dados

Processamentode Dados

Evolução dos Sistemas

Década de 50 - Processamento batchDécada de 50 - Processamento batch uma única entrada de dados (cartões perfurados uma única entrada de dados (cartões perfurados

ou fitas) e programas (jobs) executados em lote ou fitas) e programas (jobs) executados em lote (batch)(batch)

Nenhuma forma de interação direta usuário-Nenhuma forma de interação direta usuário-computadorcomputador

Evolução dos Sistemas Década de 60 - Processamento CentralizadoDécada de 60 - Processamento Centralizado

um computador fornecia a informação para a organizaçãoum computador fornecia a informação para a organização um único banco de dadosum único banco de dados usuários conectados ao computador central através de usuários conectados ao computador central através de

terminais remotos interativosterminais remotos interativos time-sharing para compartilhar os recursos do computador time-sharing para compartilhar os recursos do computador

central entre os vários terminais através de revezamento no central entre os vários terminais através de revezamento no tempo de ocupação do processadortempo de ocupação do processador

Evolução dos Sistemas Década de 70 - Processamento DescentralizadoDécada de 70 - Processamento Descentralizado

Cada departamento ou componente geográfico da Cada departamento ou componente geográfico da organização possuía um computador de porte mini ou médioorganização possuía um computador de porte mini ou médio

Sistemas pequenos e dispersos mais acessíveis ao usuárioSistemas pequenos e dispersos mais acessíveis ao usuário Sistemas que exigiam grande capacidade continuaram Sistemas que exigiam grande capacidade continuaram

centralizados devido ao ainda alto custo de cada máquinacentralizados devido ao ainda alto custo de cada máquina

Evolução dos Sistemas

Redes de Comunicação de DadosRedes de Comunicação de Dados Compatibilidade entre diferentes sistemas de Compatibilidade entre diferentes sistemas de

dados locais (LAN) e sistemas de grandes dados locais (LAN) e sistemas de grandes proporções geográficas (WAN-MAN)proporções geográficas (WAN-MAN)

Transmissão mais rápida e eficiente com as redes Transmissão mais rápida e eficiente com as redes digitais de comunicação de dadosdigitais de comunicação de dados Serviços integrados ISDNServiços integrados ISDN

Integração de sistemasIntegração de sistemas

Uma Uma Rede de ComputadoresRede de Computadores é formada por é formada por um conjunto de módulos processadores um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações e capazes de trocar informações e compartilhar recursos interligados por um compartilhar recursos interligados por um sistema de comunicaçãosistema de comunicação

ElementosElementos Meios de transmissãoMeios de transmissão ProtocolosProtocolos ServiçosServiços

Redes de Computadores

Sistema de comunicaçã

o

Redes de Computadores Elementos necessários à RedeElementos necessários à Rede

Serviços de redeServiços de rede Recursos compartilhados pelos computadoresRecursos compartilhados pelos computadores Executados por uma combinação de hardware/softwareExecutados por uma combinação de hardware/software Serviços diferentes podem ser oferecidos Serviços diferentes podem ser oferecidos

simultaneamentesimultaneamente Meio de transmissãoMeio de transmissão

Caminho usado para comunicação entre os Caminho usado para comunicação entre os computadorescomputadores

Inclui as tecnologias de cabo e sem caboInclui as tecnologias de cabo e sem cabo ProtocolosProtocolos

Regras necessárias para estabelecer a comunicação Regras necessárias para estabelecer a comunicação entre equipamentos de redeentre equipamentos de rede

Histórico Primeiras pesquisas entre 1962 e 1964Primeiras pesquisas entre 1962 e 1964 Agência ARPA (que originou a atual Internet)Agência ARPA (que originou a atual Internet) Sistemas comerciais usavam time-sharing, depois Sistemas comerciais usavam time-sharing, depois

redes locais de minicomputadores - 1967redes locais de minicomputadores - 1967 Rede ALOHA via rádio interligando terminais na Rede ALOHA via rádio interligando terminais na

Universidade Honolulu (1970)Universidade Honolulu (1970) Rede CYCLADES - França (1970-75) Rede CYCLADES - França (1970-75) Rede ETHERNET - Xerox, Digital e Intel - (1972)Rede ETHERNET - Xerox, Digital e Intel - (1972) Rede CAMBRIDGE - interligar universidades (1974)Rede CAMBRIDGE - interligar universidades (1974) EPPS - Rede de comutação de pacotes - InglaterraEPPS - Rede de comutação de pacotes - Inglaterra TRANSPAC (França), TELENET(USA), RENPAC (Brasil)TRANSPAC (França), TELENET(USA), RENPAC (Brasil)

Endereçamento

Em uma interligação em rede, o Em uma interligação em rede, o endereçoendereço de de um dispositivo é sua identificação únicaum dispositivo é sua identificação única

Endereços geralmente são numéricos e Endereços geralmente são numéricos e seguem um formato padrão bem definidoseguem um formato padrão bem definido

O endereço deve identificar a qual rede (ou O endereço deve identificar a qual rede (ou área) e a qual host (ou nó) pertence o área) e a qual host (ou nó) pertence o equipamentoequipamento

Equipamentos de uma mesma rede podem Equipamentos de uma mesma rede podem se comunicar diretamente entre si usando se comunicar diretamente entre si usando um protocolo comumum protocolo comum

Pacotes

Na maioria das redes, as informações Na maioria das redes, as informações enviadas são quebradas em partes menores enviadas são quebradas em partes menores chamadas chamadas “pacotes”“pacotes”

2 motivos principais2 motivos principais Compartilhamento de recursosCompartilhamento de recursos Detecção e correção de errosDetecção e correção de erros

Compartilhamento Nas redes com mais de 2 computadores, o meio Nas redes com mais de 2 computadores, o meio

físico de conexão é compartilhado por todosfísico de conexão é compartilhado por todos Havendo comunicação entre 2 pontos os demais devem Havendo comunicação entre 2 pontos os demais devem

aguardar (como uma linha telefônica)aguardar (como uma linha telefônica) Se os 2 dispositivos precisarem transferir um volume muito Se os 2 dispositivos precisarem transferir um volume muito

grande de dados eles monopolizariam a linha, o que seria grande de dados eles monopolizariam a linha, o que seria inadequadoinadequado

O desmembramento em pacotes permite que O desmembramento em pacotes permite que circulem na rede vários pacotes e que outros circulem na rede vários pacotes e que outros usuários encaixem no meio físico os seus pacotesusuários encaixem no meio físico os seus pacotes Assim em um dado momento vários pacotes com origem e Assim em um dado momento vários pacotes com origem e

destinos diferentes estão trafegando na rededestinos diferentes estão trafegando na rede Cada pacote contem informações suficientes para que seja Cada pacote contem informações suficientes para que seja

recomposto e reordenado e a mensagem original será recomposto e reordenado e a mensagem original será reconstruída adequadamentereconstruída adequadamente

Detecção de Erros A comunicação em rede é feita através de sinais A comunicação em rede é feita através de sinais

elétricos em fios, ondas de radio ou raios luminosos, elétricos em fios, ondas de radio ou raios luminosos, sujeitos a interferências que podem danificá-lossujeitos a interferências que podem danificá-los

Saber lidar com pacotes adulterados é uma questão Saber lidar com pacotes adulterados é uma questão importante da interligação de redesimportante da interligação de redes

Várias técnicas de detecção e correção de erros são Várias técnicas de detecção e correção de erros são baseadas em somas de verificação (baseadas em somas de verificação (checksumchecksum) ) Quando o emissor transmite o pacote, uma totalização em Quando o emissor transmite o pacote, uma totalização em

cima dos bytes transmitidos é calculada e o resultado cima dos bytes transmitidos é calculada e o resultado enviado junto com a informaçãoenviado junto com a informação

No destino, o receptor isola a soma, recalcula a soma de No destino, o receptor isola a soma, recalcula a soma de bytes e compara com o valor isoladobytes e compara com o valor isolado

Protocolo Cada pacote deve conter dados de endereçamento Cada pacote deve conter dados de endereçamento

para que possam chegar ao seu destino e serem para que possam chegar ao seu destino e serem recompostosrecompostos

ProtocoloProtocolo é um conjunto de regras que definem a é um conjunto de regras que definem a forma de construção do pacoteforma de construção do pacote

O protocolo também identifica o momento de se O protocolo também identifica o momento de se enviar o pacote, quais pacotes devem ser enviados, enviar o pacote, quais pacotes devem ser enviados, quais devem ser reenviados devido a erro de quais devem ser reenviados devido a erro de transmissão e o que fazer para que eles sejam transmissão e o que fazer para que eles sejam reconstruídosreconstruídos

Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados do pacote

Categorias de Redes

LAN (Local Area Network)LAN (Local Area Network) MAN (Metropolitan Area Network)MAN (Metropolitan Area Network) WAN (Wide Area Network)WAN (Wide Area Network)

LAN

LAN - Local Area NetworkLAN - Local Area Network Rede LocalRede Local Rede que permite a conexão entre equipamentos Rede que permite a conexão entre equipamentos

numa pequena região (distâncias entre 100 m e numa pequena região (distâncias entre 100 m e 25 km)25 km)

Este limite é apenas uma mera formalidade não Este limite é apenas uma mera formalidade não sendo imposto pelos limites do hardware nem sendo imposto pelos limites do hardware nem pela capacidade da redepela capacidade da rede

Altas taxas de transmissãoAltas taxas de transmissão Geralmente de propriedade privadaGeralmente de propriedade privada

LAN

MAN

MAN – Metropolitan Area NetworkMAN – Metropolitan Area Network Redes MetropolitanasRedes Metropolitanas Operam em áreas maiores que as LAN e com Operam em áreas maiores que as LAN e com

menores velocidadesmenores velocidades O termo surgiu com o padrão IEE 802.6.O termo surgiu com o padrão IEE 802.6.

Rede 3Rede 3G

G

G

GRede 4Rede 4 Rede 5Rede 5

Rede 1Rede 1

Rede 2Rede 2G

EE EEEE EE

EE

EEEE

EE

Cemig

Prodemge

Prodabel

Embratel

MAN

WAN

WAN – Wide Area NetworkWAN – Wide Area Network Redes geograficamente DistribuídasRedes geograficamente Distribuídas Surgiram da necessidade de compartilhar Surgiram da necessidade de compartilhar

recursos especializados por uma maior recursos especializados por uma maior comunidade de usuários geograficamente comunidade de usuários geograficamente dispersosdispersos

Altos custos de comunicação (circuitos para Altos custos de comunicação (circuitos para satélites e enlaces de microondas)satélites e enlaces de microondas) Geralmente financiadas pelo Serviço Público ou por Geralmente financiadas pelo Serviço Público ou por

operadoras de telecomunicaçõesoperadoras de telecomunicações Caminhos alternativos levam às fibras óticas de longa Caminhos alternativos levam às fibras óticas de longa

distância, repetidoras de satélite, estações rastreadoras, distância, repetidoras de satélite, estações rastreadoras, etc.etc.

WAN