Slide - Rede de Computadores e a Internet (70 Pags) JBL
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C aptulo1
Redes de computadores e a Internet
R edes de c omputadores e a Internet
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11 - 2 2005 by Pearson Education
Introduo
Nossos objetivos: Obter contexto, terminologia, sentimento sobre redes Maior profundidade e detalhes sero vistos depois no curso Abordagem:
Usar a Internet como exemplo
Viso geral: O que a Internet O que um protocolo? Bordas da rede Ncleo da rede Rede de acesso e meio fsico Estrutura de Internet/ISP Desempenho: perda, atraso Camadas de protocolo, modelos de servios Modelagem de redes
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11 - 3 2005 by Pearson Education
Captulo 1: Redes de computadores e a Internet
1.1 O que Internet? 1.2 Borda da rede 1.3 Ncleo da rede 1.4 Acesso rede e meio fsico 1.5 Estrutura da Internet e ISPs 1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes 1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio 1.8 Histria
Redes de computadores e a Internet
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11 - 4 2005 by Pearson Education
Milhes de elementos de computao interligados: hospedeiros = sistemas finais
Executando aplicaes distribudas
Enlaces de comunicaofibra, cobre, rdio, satlitetaxa de transmisso = largura
de banda
Roteadores: enviam pacotes blocos de dados)
O que a Internet?
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11 - 5 2005 by Pearson Education
Protocolos: controlam o envio e arecepo de mensagensex.: TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
Internet: rede de redesfracamente hierrquicaInternet pblica e Internets privadas (intranets)
Internet standardsRFC: Request for comments
http://www.rfc-editor.org/IETF: Internet Engineering Task Force
http://www.ietf.org/
O que a Internet?
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11 - 6 2005 by Pearson Education
Infra-estrutura de comunicaopermite aplicaes distribudas:Web, e-mail, jogos, e-commerce,compartilhamento de arquivos
Servios de comunicao oferecidos:sem conexoorientado conexo
S ervios de Internet
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11 - 7 2005 by Pearson Education
Protocolos humanos: Que horas so? Eu tenho uma pergunta. Apresentaes msgs especficas enviadas aes especficas tomadas quando msgs so recebidas ou outros eventos
Protocolos de rede: Mquinas em vez de humanos (os formatos e estrutura tem que ser bem
definidos) Toda atividade de comunicao na Internet governada por protocolos
PROTOCOLOS DEFINEM OS FORMATOS, A ORDEM DAS MSGS ENVIADAS E RECEBIDAS PELAS ENTIDADES DE REDE E AS AES A SEREM TOMADAS NA
TRANSMISSO E RECEPO DE MENSAGENS
O que um protocolo?
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11 - 8 2005 by Pearson Education
Um protocolo humano e um protocolo de rede de computadores:
O que um protocolo?
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11 - 9 2005 by Pearson Education
1.1 O que Internet?
1.2 Borda da rede
1.3 Ncleo da rede
1.4 Acesso rede e meio fsico
1.5 Estrutura da Internet e ISPs
1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes
1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio
1.8 Histria
Redes de computadores e a Internet
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11 - 10 2005 by Pearson Education
Borda da rede: aplicaes e hospedeiros (que usam ou fornecem as aplicaes)
Ncleo da rede: roteadoresrede de redes
Redes de acesso, meio fsico:enlaces de comunicao
Uma viso mais de perto da estrutura da rede:
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11 - 11 2005 by Pearson Education
Sistemas finais (hospedeiros): Executam programas de
aplicao Ex.: Web, e-mail Localizam-se nas extremidades
da rede Modelo cliente/servidor
O cliente toma a iniciativa enviando pedidos que so respondidos por servidores
Ex.: Web client (browser)/ server; e-mail client/server
Modelo peer-to-peer: Mnimo (ou nenhum) uso de
servidores dedicados Ex.: Gnutella, KaZaA
As bordas da rede
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11 - 12 2005 by Pearson Education
Meta: transferncia de dados entre sistemas finais. Handshaking: estabelece as condies para o envio de dados antes de envi-los
Al: protocolo humano Estados de conexo controlam a troca de mensagens entre dois hospedeiros
TCP - Transmission Control Protocol Realiza o servio orientado conexo da Internet
Servio TCP [RFC 793] Transferncia de dados confivel e seqencial, orientada cadeia de bytes
Perdas: reconhecimentos e retransmisses Controle de fluxo:
Evita que o transmissor afogue o receptor Controle de congesto:
Transmissor reduz sua taxa quando a rede fica congestionada
Borda da rede: servio orientado conexo
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11 - 13 2005 by Pearson Education
Meta: transferncia de dados entre sistemas finais O mesmo de antes!
UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: oferece o servio sem conexo da Internet
Transferncia de dados no confivel Sem controle de fluxo Sem controle de congesto
Apps usando TCP: HTTP (Web), FTP (transferncia de arquivo), Telnet (login
remoto), SMTP (e-mail)
Apps usando UDP: Streaming media, teleconferncia, DNS, telefonia IP
Borda da rede: servio sem conexo
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11 - 14 2005 by Pearson Education
1.1 O que Internet?
1.2 Borda da rede
1.3 Ncleo da rede
1.4 Acesso rede e meio fsico
1.5 Estrutura da Internet e ISPs
1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes
1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio
1.8 Histria
Redes de computadores e a Internet
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11 - 15 2005 by Pearson Education
Malha de roteadores interconectados
A questo fundamental: como os dados so transferidos atravs da rede?
Comutao de circuitos: usa um canal dedicado para cada conexo
Ex.: rede telefnica
Comutao de pacotes: dados so enviados em blocos discretos
O ncleo da rede
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11 - 16 2005 by Pearson Education
Recursos fim-a-fim so reservados por chamada
Taxa de transmisso, capacidade dos comutadores
Recursos dedicados: no h compartilhamento
Desempenho anlogo aos circuitos fsicos (QOS garantido)
Exige estabelecimento de conexo
O ncleo da rede: comutao de circuitos
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11 - 17 2005 by Pearson Education
Recursos da rede (ex.: capacidade de transmisso) dividida em pedaos
Pedaos alocados s chamadas
Pedao do recurso desperdiado se no for usado pelo dono da chamada (sem diviso)
Formas de diviso da capacidade de transmisso em pedaos
Diviso em freqncia
Diviso temporal
O ncleo da rede: comutao de circuitos
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11 - 18 2005 by Pearson Education
Comutao de circuitos: FDMA e TDMA
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11 - 19 2005 by Pearson Education
Quanto tempo leva para enviar um arquivo de 640.000 bits do hospedeiro A para o hospedeiro B numa rede de comutao de circuitos? Todos os links possuem 1.536 Mbps Cada link utiliza TDM com 24 slots 500 mseg para estabelecer um circuito fim-a-fim
Calcule!
Usando toda a capacidade do link 0,5seg + 640.000 bits / 1.536.000 bits/seg =~ 0,92seg
Usando apenas um slot Cada slot = 1.536.000 bits/seg / 24 = 64.000 bits/seg 0,5seg + 640.000 bits / 64.000 bits/seg = 10,5seg
Exemplo numrico
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11 - 20 2005 by Pearson Education
Cada fluxo de dados fim-a-fim dividido em pacotes
Os recursos da rede so compartilhados em bases estatsticas
Cada pacote usa toda a banda disponvel ao ser transmitido
Recursos so usados na medida do necessrio
Conteno de recursos:
A demanda agregada por recursos pode exceder a capacidade disponvel
Congesto: filas de pacotes, espera para uso do link
Armazena e reenvia: pacotes se movem um salto por vez
O n recebe o pacote completo antes de encaminh-lo
Banda passante dividida em slotsAlocao fixa
Reserva de recursos
Ncleo da rede: comutao de pacotes
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11 - 21 2005 by Pearson Education
A seqncia de pacotes A e B no possui padro especfico multiplexao estatstica
No TDM, cada hospedeiro adquire o mesmo slot dentro do frame TDM
Comutao de pacotes: multiplexao estatstica
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11 - 22 2005 by Pearson Education
Comutao de pacotes permite que mais usurios usem a mesma rede! Enlace de 1 Mbit/s Cada usurio:
100 Kbits/s quando ativo Ativo 10% do tempo
Comutao de circuitos: 10 usurios comutao de pacotes: Com 35 usurios, probabilidade > 10 ativos menor que 0,0004
Comutao de pacotes x comutao de circuitos
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11 - 23 2005 by Pearson Education
A comutao de pacotes melhor sempre?
tima para dados espordicos Melhor compartilhamento de recursos No h estabelecimento de chamada
Congestionamento excessivo: atraso e perda de pacotes Protocolos so necessrios para transferncia confivel, controle de
congestionamento
Como obter um comportamento semelhante ao de um circuito fsico? Garantias de taxa de transmisso so necessrias para aplicaes de
udio/vdeo Problema ainda sem soluo (captulo 6)
Comutao de pacotes x comutao de circuitos
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11 - 24 2005 by Pearson Education
Exemplo com 2 comutadores (roteadores) Leva L/R segundos para enviar pacotes de L bits para o link ou R bps O pacote todo deve chegar no roteador antes que seja transmitido para o
prximo link: armazena e reenvia Atraso = 3L/R
Exemplo:L = 7,5 MbitsR = 1,5 Mbpsatraso = 15 s
Comutao de pacotes: armazena e reenvia
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11 - 25 2005 by Pearson Education
Objetivo: mover pacotes entre roteadores da origem ao destino Iremos estudar vrios algoritmos de seleo de caminhos (captulo 4)
Redes datagrama: O endereo de destino determina o prximo salto Rotas podem mudar durante uma sesso Analogia: dirigir perguntando o caminho
Rede de circuitos virtuais: Cada pacote leva um nmero (virtual circuit ID), o nmero determina o
prximo salto O caminho fixo e escolhido no instante de estabelecimento da conexo,
permanece fixo durante toda a conexo
Roteadores mantm estado por conexo
Redes de comutao de pacotes: roteamento
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11 - 26 2005 by Pearson Education
Rede de datagramas no nem orientada conexo nem orientada conexo
A Internet prov servios com orientao conexo (TCP) e servios sem orientao conexo (UDP) para as apps.
Taxonomia da rede
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11 - 27 2005 by Pearson Education
1.1 O que Internet?
1.2 Borda da rede
1.3 Ncleo da rede
1.4 Acesso rede e meio fsico
1.5 Estrutura da Internet e ISPs
1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes
1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio
1.8 Histria
Redes de computadores e a Internet
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11 - 28 2005 by Pearson Education
P.: Como conectar o sistema final ao roteador de borda?
Redes de acesso residencial
Redes de acesso institucionais (escolas, bancos, empresas)
Redes de acesso mveis
Lembre-se :
largura de banda (bits por segundo) da rede de acesso?
Compartilhado ou dedicado?
Redes de acesso e meios fsicos
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11 - 29 2005 by Pearson Education
Modem discado At 56 kbps com acesso direto ao roteador (menos em tese) No possvel navegar e telefonar ao mesmo tempo: no pode estar
sempre on-line
ADSL: asymmetric digital subscriber line At 1 Mbps de upstream (hoje tipicamente < 256 kbps)
At 8 Mbps de downstream (hoje tipicamente < 1 Mbps) FDM: 50 kHz 1 MHz para downstream
4 kHz 50 kHz para upstream0 kHz 4 kHz para telefonia comum
Acesso residencial: redes ponto-a-ponto
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11 - 30 2005 by Pearson Education
HFC: hbrido fibra e coaxial Assimtrico: at 30 Mbps upstream, 2 Mbps downstream
Rede de cabo e fibra liga residncias ao roteador do ISP Acesso compartilhado das casas de um condomnio ou de um bairro
Deployment: disponvel via companhias de TV a cabo
Acesso residencial: cable modems
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11 - 31 2005 by Pearson Education
casa
ponto final do cabo
rede de distribuiode cabo (simplificada)
Tipicamente 500 a 5.000 casas
Arquiteturas de redes a cabo: viso geral
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11 - 32 2005 by Pearson Education
casa
ponto final do cabo
rede de distribuiode cabo (simplificada)
Arquiteturas de redes a cabo: viso geral
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11 - 33 2005 by Pearson Education
casa
ponto final do cabo
rede de distribuiode cabo (simplificada)
servidor(es)
Arquiteturas de redes a cabo: viso geral
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11 - 34 2005 by Pearson Education
casa
ponto final do cabo
rede de distribuiode cabo (simplificada)
canais
VIDEO
VIDEO
VIDEO
VIDEO
VIDEO
VIDEO
DATA
DATA
CONTROL
1 2 3 4 5 6 7 8 9
FDM:
Arquiteturas de redes a cabo: viso geral
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11 - 35 2005 by Pearson Education
A rede local (LAN) da companhia/univ conecta sistemas finais ao roteador de acesso
Ethernet: Cabo compartilhado ou dedicado conecta sistemas finais e o roteador 10 Mbs, 100 Mbps, Gigabit Ethernet
LANs: captulo 5
Acesso institucional: redes de rea local
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11 - 36 2005 by Pearson Education
Rede de acesso sem fio compartilhada conecta sistemas finais ao roteador Atravs de ponto de acesso da estao base
LANs sem fio: 802.11b (WiFi): 11 Mbps
802.11g (WiFi): 54 MbpsWide-area de acesso sem fio
Provido pelo operador telco 3G ~ 384 kbpsO que acontecer WAP/GPRS na Europa
Redes de acesso sem fio
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11 - 37 2005 by Pearson Education
Componentes tpicos de uma rede residencial: ADSL ou cable modem Roteador/firewall Ethernet Ponto de acesso sem fio
Redes residenciais
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11 - 38 2005 by Pearson Education
Bit: propaga-se entre os pares transmissor/receptor
Enlace fsico: meio que fica entre o transmissor e o receptor
Meios guiados: Os sinais se propagam em meios slidos com caminho fixo: cobre, fibra
Meios no guiados: Propagao livre, ex.: rdio
Twisted Pair (TP) Par de fios tranados de cobre isolados
Categoria 3: taxas de transmisso at 10 Mbps categoria 5: 100 Mbps Ethernet Categoria 5: 100 Mbps Ethernet
Meios fsicos
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11 - 39 2005 by Pearson Education
Cabo coaxial: Dois condutores de cobre
concntricos Bidirecional
banda base: Um nico sinal presente no
cabo Legado da Ethernet
Banda larga: Canal mltiplo no cabo HFC
Cabo de fibra ptica: Fibra de vidro transportando pulsos de
luz, cada pulso um bit Alta velocidade de operao:
Alta velocidade com transmisso ponto-a-ponto (ex.: 5 Gps)
Baixa taxa de erros:
Repetidores bem espaados; imunidade a rudos eletromagnticos
Meio fsico: coaxial, fibra
Aiko:Sem esses dois pontos aps erros?
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11 - 40 2005 by Pearson Education
Sinal transportado como campo eletromagntico
No h fios fsicos
Bidirecional
O ambiente afeta a propagao: Reflexo Obstruo por objetos Interferncia
Meio fsico: rdio
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11 - 41 2005 by Pearson Education
Tipos de canais de rdio:
Microondas terrestre Canais de at 45 Mbps
LAN (ex.: WiFi) 2 Mbps, 11 Mbps
Wide-area (ex.: celular) Ex., 3G: centenas de kbps
Satlite Canal de at 50 Mbps (ou vrios canais menores) 270 ms de atraso fim-a-fim Geossncrono versus LEOS
Meio fsico: rdio
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11 - 42 2005 by Pearson Education
1.1 O que Internet?
1.2 Borda da rede
1.3 Ncleo da rede
1.4 Acesso rede e meio fsico
1.5 Estrutura da Internet e ISPs
1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes
1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio
1.8 Histria
Redes de computadores e a Internet
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11 - 43 2005 by Pearson Education
Grosseiramente hierrquica
No centro: ISPs de zona-1 (ex.: UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), cobertura nacional/internacional
Os outros so igualmente tratados
ISP Zona-1
ISP Zona-1
ISP Zona-1
A Zona-1 prov interconexo (peer) de modo privativa
NAP
A Zona-1 tambm prov interconexo nos pontos de acesso (NAPs) da rede pblica
Estrutura da Internet: rede de redes
NAP = Network Access Point)
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11 - 44 2005 by Pearson Education
Rede de backbone da Sprint US
IS P de Zona-1 ex.: S print
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11 - 45 2005 by Pearson Education
ISPs de Zona-2: ISPs menores (freqentemente regionais) Conectam-se a um ou mais ISPs de Zona-1, possivelmente a outros ISPs
de Zona-2
ISP Zona-1
ISP Zona-1
ISP Zona-1
NAP
ISP Zona-2ISP Zona-2
ISP Zona-2 ISP Zona-2
ISP Zona-2
ISP de Zona-2 paga ao ISP de Zona-1 pela conectividade ao resto da Internet ISP de Zona-2 cliente do provedor de Zona-1
ISPs de Zona-2 tambm provem conexo privativamente entre si, interconexo em NAP
Estrutura da Internet: rede de redes
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11 - 46 2005 by Pearson Education
ISPs de Zona-3 e ISPs locais ltima rede de acesso (hop) (mais prxima dos sistemas finais)
ISP Zona-1
ISP Zona-1
ISP Zona-1
NAP
ISP Zona-2ISP Zona-2
ISP Zona-2 ISP Zona-2
ISP Zona-2
ISPlocalISPlocal
ISPlocal
ISPlocal
ISPlocal ISP
Zona-3
ISPlocal
ISPlocal
ISPlocal
ISPs locais e de Zona-3 so clientes dos ISPs de zonas mais altasconectando-os ao resto da Internet
Estrutura da Internet: rede de redes
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11 - 47 2005 by Pearson Education
Um pacote passa atravs de muitas redes
ISP Zona-1
ISP Zona-1
ISP Zona-1
NAP
Tier-2 ISPISP Zona-2
ISP Zona-2 ISP Zona-2
ISP Zona-2
ISPlocalISPlocal
ISPlocal
ISPlocal
ISPlocal ISP
Zona-3
ISPlocal
ISPlocal
ISPlocal
Estrutura da Internet: rede de redes
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11 - 48 2005 by Pearson Education
1.1 O que Internet?
1.2 Borda da rede
1.3 Ncleo da rede
1.4 Acesso rede e meio fsico
1.5 Estrutura da Internet e ISPs
1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes
1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio
1.8 Histria
Redes de computadores e a Internet
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11 - 49 2005 by Pearson Education
Filas de pacotes em buffers de roteadores
Taxa de chegada de pacotes ao link ultrapassa a capacidade do link de sada
Fila de pacotes esperam por sua vez
A
B
pacote sendo transmitido (atraso)
enfileiramento de pacotes (atraso)buffers livres (disponveis): pacotes chegando descartados (perda) se no houver buffers livres
Como perdas e atrasos ocorrem?
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11 - 50 2005 by Pearson Education
1. Processamento nos ns: Verifica erros de bit Determina link de sada
2. Enfileiramento Tempo de espera no link de sada para transmisso Depende do nvel de congestionamento do roteador
Quatro fontes de atraso de pacotes
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11 - 51 2005 by Pearson Education
3. Atraso de transmisso: R = largura de banda do link (bps) L = tamanho do pacote (bits) Tempo para enviar bits ao link = L/R
4. Atraso de propagao: d = comprimento do link fsico s = velocidade de propagao no meio (~2x108 m/s) Atraso de propagao = d/s
Nota: s e R so medidas muito diferentes!
Atraso em redes de comutao de pacotes
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11 - 52 2005 by Pearson Education
Carros se propagam a 100 km/h
Pedgios levam 12 s para atender um carro (tempo de transmisso)
Carro = bit; caravana = pacote
P.: Quanto tempo levar at a caravana ser alinhada antes do 2o pedgio? Tempo para empurrar a caravana toda pelo pedgio at a estrada =
12 . 10 = 120 s
Tempo para o ltimo carro se propagar do 1o ao 2o pedgio: 100 km/(100 km/h) = 1 h
R.: 62 minutos
pedgiopedgiocaravana de 10 carros
100 km 100 km
Analogia da caravana
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11 - 53 2005 by Pearson Education
Agora os carros se propagam a 1.000 km/h
Agora o pedgio leva 1 min para atender um carro
P.: Os carros chegaro ao 2o pedgio antes que todos os carros tenham sido atendidos no 1o pedgio?
R.: Sim! Aps 7 min, o 1o carro est no 2o pedgio e ainda restam 3 carros no 1o pedgio
1o bit do pacote pode chegar ao 2o roteador antes que o pacote seja totalmente transmitido pelo 1o roteador! Veja Ethernet applet no AWL Web site
peddiopedgiocaravana de10 carros
100 km 100 km
Analogia de caravana
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11 - 54 2005 by Pearson Education
dproc = atraso de processamento Tipicamente uns poucos microssegundos ou menos
dfila = atraso de fila Depende do congestionamento
dtrans = atraso de transmisso = L/R, significante para links de baixa velocidade
dprop = atraso de propagao Uns poucos microssegundos a centenas de milissegundos
proptransfilaprocno ddddd +++=
Atraso nodal
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11 - 55 2005 by Pearson Education
R = largura de banda do link (bps) L = tamanho do pacote (bits) a = taxa mdia de chegada de pacotesIntensidade de trfego = La/R La/R ~ 0: atraso mdio de fila pequeno La/R -> 1: atraso se torna grande La/R > 1: mais trabalho chega do que a capacidade de transmisso.
O atraso mdio cresce indefinidamente!
Atraso de filas (revistado)
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11 - 56 2005 by Pearson Education
Como so os atrasos e perdas na Internet real?
Programa Traceroute: fornece medidas do atraso da fonte para o roteador ao longo de caminhos fim-a-fim da Internet at o destino. Para todo i: Envia trs pacotes que alcanaro o roteador i no caminho at o destino O roteador i retornar pacotes ao emissor O emissor cronometra o intervalo entre transmisso e resposta
3 probes
3 probes
3 probes
Atrasos e rotas da Internet real
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11 - 57 2005 by Pearson Education
1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms17 * * *18 * * *19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms
Traceroute: gaia.cs.umass.edu to www.eurecom.fr
Trs medidas de atraso de gaia.cs.umass.edu para cs-gw.cs.umass.edu
* sem resposta (perda de probe, roteador no responde)
linktransocenico
Atrasos e rotas da Internet real
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11 - 58 2005 by Pearson Education
A fila (isto , buffer) no buffer que precede o link possui capacidade finita
Quando um pacote chega a uma fila cheia, ele descartado (isto , perdido)
O pacote perdido pode ser retransmitido pelo n anterior, pelo sistema final do emissor, ou no ser retransmitido
Perda de pacotes
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11 - 59 2005 by Pearson Education
1.1 O que Internet?
1.2 Borda da rede
1.3 Ncleo da rede
1.4 Acesso rede e meio fsico
1.5 Estrutura da Internet e ISPs
1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes
1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio
1.8 Histria
Redes de computadores e a Internet
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11 - 60 2005 by Pearson Education
Redes so complexas
Muitos componentes:
Hospedeiros sistemas finais
Roteadores
Enlaces de vrios tipos
Aplicaes
Protocolos
Hardware, software
QUESTO: H alguma esperana de organizar a arquitetura de uma rede?
Ou pelo menos nossa discusso sobre redes?
Camadas de protocolos
-
11 - 61 2005 by Pearson Education
Uma srie de passos
Organizao de uma viagem area
-
11 - 62 2005 by Pearson Education
Camadas: cada camada implementa um servio Via suas prprias aes internas
Confiando em servios fornecidos pela camada inferior
Camadas de funcionalidades da companhia area
-
11 - 63 2005 by Pearson Education
Convivendo com sistemas complexos: A estrutura explcita permite identificao, o relacionamento das partes
de um sistema complexo Um modelo de referncia em camadas permite a discusso da arquitetura
Modularizao facilita a manuteno, atualizao do sistema As mudanas na implementao de uma camada so transparentes para o resto do sistema Ex.: novas regras para embarque de passageiros no afetam os procedimentos de decolagem
A diviso em camadas considerada perigosa?
Por que as camadas?
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11 - 64 2005 by Pearson Education
Aplicao: suporta as aplicaes de rede FTP, SMTP, HTTP
Transporte: transferncia de dados hospedeiro-hospedeiro TCP, UDP
Rede: roteamento de datagramas da origem ao destino IP, protocolos de roteamento
Enlace: transferncia de dados entre elementos vizinhos da rede PPP, Ethernet
Fsica: bits nos fios dos canais
Pilha de protocolos da Internet
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11 - 65 2005 by Pearson Education
Encapsulamento
-
11 - 66 2005 by Pearson Education
1.1 O que Internet?
1.2 Borda da rede
1.3 Ncleo da rede
1.4 Acesso rede e meio fsico
1.5 Estrutura da Internet e ISPs
1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes
1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio
1.8 Histria
Redes de computadores e a Internet
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1961: Kleinrock - teoria das filas mostra a efetividade da comutao de pacotes
1964: Baran - comutao de pacotes em redes militares
1967: ARPAnet concebida pela Advanced Research Projects Agency
1969: primeiro n da ARPAnet operacional
1972: ARPAnet demonstrada publicamente NCP (Network Control Protocol) primeiro protocolo hospedeiro-hospedeiro Primeiro programa de e-mail ARPAnet cresce para 15 ns
1961-1972: primeiros princpios da comutao de pacotes
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1970: ALOHAnet rede via satlite no Hava 1973: tese de PhD de Metcalfe prope a rede Ethernet 1974: Cerf e Kahn - arquitetura para interconexo de redes Final dos anos 70: arquiteturas proprietrias: DECnet, SNA, XNA Final dos anos 70: comutao com pacotes de tamanho fixo (precursor do ATM ) 1979: ARPAnet cresce para 200 nsPrincpios de interconexo de redes de Cerf e Kahn: Minimalismo, autonomia - no se exigem mudanas internas para interconexo
de redes Modelo de servio: melhor esforo Roteadores stateless Controle descentralizadoDefine a arquitetura da Internet de hoje
1972-1980: Inter-redes, redes novas e proprietrias
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Incio dos anos 90: ARPAnet descomissionada
1991: NSF retira restries sobre o uso comercial da NSFnet (descomissionada em 1995)
Incio dos anos 90: WWW Hypertext [Bush 1945, Nelson 1960s] HTML, HTTP: Berners-Lee 1994: Mosaic, depois Netscape Final dos anos 90: comercializao da Web
Final dos anos 90-2000: Mais aplicaes killer: instant messaging, P2P file sharing
segurana de redes dianteira Est. 50 milhes de hospedeiros, 100 milhes de usurios Enlaces de backbone operando a Gbps
1990-2000: comercializao, a Web, novas aplicaes
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Cobriu uma tonelada de material! Internet overview O que um protocolo? Borda da rede, ncleo, rede de acesso
Comutao de pacotes versus comutao de circuitos Estrutura da Internet/ISP Desempenho: perda, atraso Camadas e modelos de servios HistriaVoc agora tem: Contexto, viso geral, sentimento das redes Mais profundidade e detalhes viro mais tarde no curso
Introduo: resumo