Redes de Computadores
Faculdade de Computação PPGCC- UFPA
Antônio AbelémAntônio Abelé[email protected]
1: Introdução 1
Conteúdo ProgramáticoConteúdo Programático
1. Introdução e Conceitos Básicos
2. Camada de Aplicação
3. Camada de Transporte
4. Camada de Rede e Roteamento
5. Camada de Enlace e Redes Locais
1: Introdução 2
BibliografiaBibliografia
K R E & R C N k D h KUROSE & ROSSI. Computer Networking: A Top-Down Approach
Featuring the Internet. 3ª edição. 2004.
Título da tradução: Redes de Computadores e a Internet. Ed. Pearson Brasil.
3ª edição. 2005. ç
TANENBAUM, A. Computer Network. 4ª edição. Prentice Hall, 2002.
Título da tradução: Redes de Computadores. 4ª edição. PHB, 2003.
COMER, D. Internetworking with TCP/IP. 4ª edição. Prentice Hall, 2001.
Interligação em Rede com TCP/IP. Vol.1. Ed. Campus. 2001.
RFC i di
1: Introdução 3
RFCs e artigos diversos.
AvaliaçãoAvaliação
PProvas
Trabalhos práticos e teóricos
1: Introdução 4
Suporte à disciplinaSuporte à disciplina
Lista de discussão
Página Web
http://www.cultura.ufpa.br/abelem/
• Menu disciplinas
1: Introdução 5
Parte I: IntroduçãoParte I: IntroduçãoMeta do Capítulo: Visão geral:M ta o ap tu o
dar o contexto, visão geral e intuitiva de
V são g rao que é a Interneto que é um protocolog
redesprofundidade e
o que é um protocoloa borda da redeo núcleo da rede
detalhes vêm mais adianteb d
o núcleo da rederede de acesso, meio físicodesempenho: perdas retardoabordagem:
descritiva d I
desempenho: perdas, retardocamadas de protocolo, modelos de serviço
uso da Internet como exemplo
de serviçobackbones, PTTs, provedoresUm pouco de história
1: Introdução 6
Um pouco de história
O que é a Internet: os componentesO que é a Internet: os componentes
ilhõ d d roteador estação
milhões de computadores interligados: hospedeiros, sistemas terminais Provedor Provedor
servidor móvel
sistemas terminaisPCs, estações, servidoresPDAs, telefones,
Provedorlocal regional
, f ,torradeiras
executando aplicações d dde rede
enlaces de comunicaçãofib b ádi élifibra, cobre, rádio, satélite
roteadores: encaminham pacotes (blocos) de dados
Rede corporativa
1: Introdução 7
pacotes (blocos) de dados pela rede
corporativa
O que é a Internet: os componentesO que é a Internet: os componentes
protocolos: controlam roteador estaçãoprotoco os contro am envio, recepção de mensagens
Provedor Provedor servidor móvel
p.ex., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
Internet: “rede de redes”
Provedorlocal regional
Internet: rede de redesaproximadamente hierárquicaInternet pública contra Internet pública contra intranet privada
Padrões InternetRFC: Request for commentsIETF: Internet Engineering Task Force
Rede corporativa
1: Introdução 8
Task Force corporativa
O que é a Internet: os serviçosO que é a Internet: os serviços
Infra-estrutura de Infra estrutura de comunicação: possibilita aplicações distribuídas:p ç
WWW, correio, jogos, comércio eletrônico, bases d d d l i õ de dados, eleições, outras?
i d i ã serviços de comunicação oferecidos:
s m n xãsem conexãoorientado a conexão
1: Introdução 9
O que é um protocolo?O que é um protocolo?protocolos humanos: protocolos de rede:protoco os humanos
“que horas são?”“queria perguntar...”
protoco os rmáquinas em vez de gentequeria perguntar...
apresentaçõesgtoda comunicação na Internet governada
… mensagens específicas enviadas
por protocolos
protocolos definem formato, … ações específicas
tomadas ao receber
protocolos definem formato, ordem de mensagens enviadas e recebidas
mensagens, ou em outros eventos
entre entidades de rede, e ações tomadas ao enviar ou receber uma mensagem
1: Introdução 10
ou receber uma mensagem
O que é um protocolo?O que é um protocolo?Um protocolo humano e um protocolo de rede :m protoco o humano um protoco o r
Oi!
Oi!TCP pedido de conexão.
Oi!Que horas
são?
TCP resposta.
Get http://gaia cs umass edu/index htmsão?2:00
Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm
<arquivo>Tempo
1: Introdução 11
P: Outro protocolo humano?
Detalhes sobre a estrutura da redeDetalhes sobre a estrutura da rede
B d d dBorda da rede:aplicações e h dhospedeirosnúcleo da rede:
roteadoresrede de redes
redes de acesso, meios físicos:meios físicos:enlaces de comunicação
1: Introdução 12
comunicação
A borda da rede:A borda da rede:sistemas terminais:sistemas terminais:
executam aplicaçõesp.ex. WWW, correiopna “borda da rede”
modelo cliente/servidorcliente solicita, recebe serviço do servidor
li t WWW (b s )/ p.ex., cliente WWW (browser)/ servidor; cliente/servidor de correio
modelo entre pares (p2p):interação simétrica
1: Introdução 13
Ex: Gnutella, KaZaA, etc
Borda da rede: serviço orientado a conexãoBorda da rede: serviço orientado a conexão
P Meta: transferência de dados entre sistemas“h d h k ”
serviço TCP [RFC 793]transf. dados: fluxo de b d d f á l“handshaking”:
preparação para iniciar transferência
bytes ordenado, confiávelperdas: reconhecimentos e retransmissõestransferência
protocolo humano: “Oi!”, “Oi!”
retransmissõescontrole de fluxo:
remetente não vai “afogar” criar “estado” em 2 sistemas em comunicação
TCP T s issi
remetente não vai afogar o receptor
controle de TCP - Transmission Control Protocol
serviço orientado a
congestionamento:remetentes “reduzem a taxa de envio” quando rede
1: Introdução 14
serviço orientado a conexão da Internet
taxa de envio quando rede congestionada
Borda da rede: serviço sem conexãoBorda da rede: serviço sem conexão
l d PMeta: transferência de dados entre sistemas
t !
Aplics. usando TCP:HTTP (WWW), FTP ( f d ) mesma que antes!
UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]:
(transf. de arquivo), Telnet (acesso remoto), SMTP (correio)Protocol [RFC 768]:
serviço sem conexão da Internet
SMTP (correio)
Aplics us nd UDP:transf. de dados não confiável
Aplics. usando UDP:mídia com “streaming”, teleconferências
sem controle de fluxosem controle de
teleconferências, telefonia pela Internet
1: Introdução 15
congestionamento
Núcleo da RedeNúcleo da Rede
lh d malha conexa de roteadores
stã f d t la questão fundamental:como se transfere dados através da rede?através da rede?
comutação de circuitos:circuito dedicado por r u p rchamada: rede de telefoniacomutação de pacotes:dados enviados pela
d ti 1: Introdução 16
rede em quantias discretas
Núcleo da Rede: comutação de circuitosNúcleo da Rede: comutação de circuitos
f f Recursos fim a fim reservados para a “ h d ”“chamada”banda de enlace,
d d d ãcapacidade de comutaçãorecursos dedicados: não há tilh thá compartilhamentodesempenho como circuitos (garantido)circuitos (garantido)requer fase inicial (“setup”)
1: Introdução 17
( setup )
Núcleo da Rede: comutação de circuitosNúcleo da Rede: comutação de circuitos
PBX
Central
Rede ô
PBXTelefônica
1: Introdução 18
Núcleo da Rede: comutação de circuitosNúcleo da Rede: comutação de circuitos
Recursos de rede (p ex Recursos de rede (p.ex., banda) retalhado em “pedaços”pedaçospedaços alocados a chamadaschamadasrecurso ocioso se não usado pela chamada (não p (há compartilhamento)divisão de banda em “pedaços”
divisão por frequência
1: Introdução 19
divisão por tempo
comutação de circuitos: Exemplocomutação de circuitos: Exemplo
l f Quanto tempo leva para transferir um arquivo de 640.000 bits de uma estação A
ã B é d d para uma estação B através de uma rede baseada em comutação de circuito com as
í seguintes características: Todos os enlaces são de 1.536 MbpsCada enlace usa TDM com 24 slotsO tempo de estabelecimento do circuito fim a
éfim é de 500 mseg
1: Introdução 20
Núcleo da Rede: comutação de pacotesNúcleo da Rede: comutação de pacotes
Cada fluxo de dados fim a Contenção por recursos:a a f u o a os f m a fim dividido em pacotespacotes de usuários A, B
ont nção por r cursosdemanda agregada pode exceder os recursos p
compartilham recursoscada pacote usa banda
disponíveiscongestionamento: fila
inteira do enlacerecursos usados a demanda
de pacotes, espera para uso do enlace
i h armazena, reencaminha: pacotes movem um enlace a cada vezRetalhamento de banda enlace a cada vez
transmite pelo enlaceaguarda vez p/ o próx
Retalhamento de bandaAlocação dedicada
Reserva de recursos
1: Introdução 21
aguarda vez p/ o próx.
Núcleo da rede: comutação de pacotesNúcleo da rede: comutação de pacotes
A CEthernet 10 MbA C10 Mbps
2 Mb
multiplexação estatística
B2 Mbps
34 Mbpsfila de pacotesaguardando enlace aguardando enlace
de saída
Comutação de pacotes X comutação de circuitos:
D E
Comutação de pacotes X comutação de circuitos:analogia humana de restaurante
outras analogias humanas?1: Introdução 22
outras analogias humanas?
Comutação de pacotes X comutação de circuitosComutação de pacotes X comutação de circuitos
Comutação de pacotes permitir admitir mais usuários!
enlace de 1 Mbitd á i
Comutação de pacotes permitir admitir mais usuários!
cada usuário: 100Kbps quando “ativo”ativo 10% do tempoativo 10% do tempo
comutação de circuitos: N usuários
enlace de comutação de circuitos 10 usuários
comutação de pacotes:
enlace de 1 Mbps
ç pcom 35 usuários, probabilidade > 10 ativos menor que 0 004
1: Introdução 23
menor que 0,004
Comutação de pacotes X comutação de circuitosComutação de pacotes X comutação de circuitos
Comutação de pacotes será sempre o melhor?
Fantástico para dados em rajadastilh
omutação pacot s s rá s mpr o m hor?
compartilha recursosnão requer inicialização (setup)
C ti t i t d dCongestionamento excessivo: retardo e perdasprotocolos necessários para transferência confiável de dados controle de congestionamentoconfiável de dados, controle de congestionamento
P: Como prover comportamento de circuitos?G ti d b d á i li õ Garantias de banda necessárias para aplicações de áudio/vídeo
é um problema ainda sem solução1: Introdução 24
é um problema ainda sem solução.
Redes de pacotes: roteamentoRedes de pacotes: roteamento
M d d i Meta: mover pacotes entre roteadores da origem ao destino
estudaremos diversos algoritmos de seleção de rota (cap 4)estudaremos diversos algoritmos de seleção de rota (cap. 4)rede de datagramas:
endereço de destino determina próximo passoendereço de destino determina próximo passorotas podem mudar durante uma sessãoanalogia: dirigindo, perguntando o caminhop
rede de circuitos virtuais:cada pacote carrega rótulo (ID de circuito virtual), rótulo d i ó i determina próximo passorota fixa determinada em tempo de estabelecimento da chamada, permanece fixa durante a chamada
1: Introdução 25
chamada, permanece f xa durante a chamadaroteadores mantêm estado por chamada
Taxomonia de Redes
Telecommunicationnetworks
Redes baseadas emcomutação de circuito
Redes baseadas emcomutação de pacotes
FDM TDM Redes com Circuitos Virtuais
RedesDatagramas
261: Introdução
Redes de acesso e meios físicosRedes de acesso e meios físicos
P: Como ligar sistemas omo gar s st mas terminais ao 1o roteador?redes de accesso residencialredes de accesso institucional (escola, empresa)
d d ó lredes de accesso móvel
Características principais: banda (bits per second) da rede de acesso?
1: Introdução 27
compartilhada ou dedicada?
Acesso residencial: acesso ponto a pontoAcesso residencial: acesso ponto a ponto
Discado via modemD sca o a mo maté 56Kbps, acesso direto ao roteador (conceitualmente)( )
RDSI: rede digital de serviços integrados (DVI - Telemar): 128Kbps, g ( ) p ,conexão digital ao roteador ADSL: asymmetric digitaly gsubscriber line
até 1 Mbps casa ao roteador (4k - 50kHz) paté 8 Mbps roteador a casa (50k - 1 MHz)disponibilidade de ADSL : Telefônica,
1: Introdução 28
p ,Telemar (RJ,MG,BA, PA)
Acesso residencial: cable modemsAcesso residencial: cable modems
HFC: hybrid fiber coaxHF hy r f r coaassimétrico: até 30Mbps p/ a casa, 2 Mbps para a rede
rede de cabo e fibra liga a casa ao roteador do provedorprovedor
acesso compartilhado ao roteador pelas casaspproblemas: dimensionamento, congestionamentodisponibilidade: via cias de disponibilidade: via cias. de TV a cabo, p.ex., NET, TVA
1: Introdução 29
Acesso residencial: cable modemsAcesso residencial: cable modems
1: Introdução 30
Acesso ResidencialAcesso Residencial
d d d l Componentes de uma Rede Residencial Típica:
wirelesslaptops/f
wireless
laptopsrouter/firewall
cablemodem
to/fromcable
headend wirelessaccess pointEthernet
1: Introdução 31
Acesso institucional: redes locaisAcesso institucional: redes locais
rede local (LAN) da r oca (L N) a empresa/univ. liga sistema terminal ao 1o roteadorEthernet:
cabo compartilhado ou dedicado usado para acesso ao roteador10 Mb 100Mb 10 Mbps, 100Mbps, Gigabit Ethernet
disponibilidade:disponibilidade:instituições, redes locais domésticas em breve
1: Introdução 32
domésticas em breveredes locais: cap. 5
Redes de acesso sem fioRedes de acesso sem fio
rede de acesso sem fio r ac sso s m f o liga ao roteadorredes locais sem fio: roteador
espectro de rádio substitui cabop x W l n 2 11 54
estaçãob sp.ex., Wavelan 2, 11 e 54
MbpsWavelan tb usada para
base
pligações ponto a ponto
acesso sem fio não local/ sistemasWimax/802.16
Rede celular: acesso sem fio ao roteador do provedor via
sistemasmóveis
1: Introdução 33
ao roteador do provedor via rede de telefonia celular3G ~ 384 kbps
Meios físicosMeios físicos
l fí i Par trançado (TP)enlace físico:bit de dados transmitido propaga
Par trançado (TP)dois fios isolados de cobretransmitido propaga
através do enlacemeio guiado:
Categoria 3: fio telefônico tradicional, ethernet de 10 Mbps meio guiado:
sinais propagam em meios sólidos: cobre, fib
ethernet de 10 Mbps Categoria 5: ethernet de 100Mbps
fibrameios não guiados:
sinais propagam
Categoria 6: 1 Gbps
sinais propagam livremente, p.ex., rádio
1: Introdução 34
Meios físicos: cabo coaxial fibraMeios físicos: cabo coaxial, fibra
Cabo coaxial: Cabo de fibra ótica:Cabo coaxial:fio (portador do sinal) dentro de um fio
Cabo de fibra ótica:fibra de vidro iluminada por pulsos de luzdentro de um fio
(blindagem)banda básica: canal único
b
por pulsos de luzoperação de alta velocidade:
no cabobanda larga: múltiplos canais no cabo
Ethernet de 100Mbps transmissão de alta
l id d t t canais no cabobidirecionaluso era comum em
velocidade ponto a ponto (p.ex., 10 Gbps)
baixa taxa de errosuso era comum em Ethernet de 10Mbps
baixa taxa de erros2 tipos de fibra:monomodo, multimodo
1: Introdução 35
,
Meios físicos: rádioMeios físicos: rádio
sinal enviado pelo Tipos de enlace de rádio:s na n a o p o espectro eletromagnético
pmicroondas
p.ex. canais até 155 Mbpssem “fio” físicobidirecional
rede local (p.ex., waveLAN)2Mbps, 11Mbps, 54 Mbps
efeitos sobre propagação do
bi t
longa distância (p.ex., celular)p.ex. CDPD, 100’s KbpsW 100 Mbambiente:
reflexão obstrução por objetos
Wimax: ~100 Mbpssatélite
n is d té 50Mbps ( obstrução por objetosinterferência
canais de até 50Mbps (ou múltiplos canais menores)retardo ponto a ponto de 270 ms
1: Introdução 36
p pgeosíncrono X LEOS (Low Earth Orbit Satellite)
Retardo em redes de pacotesRetardo em redes de pacotesPacotes experimentam processamento no nó: acot s p r m ntam
retardo em caminhos fim a fim
pverifica erros de bitsdetermina enlace saída
quatro causas de retardo a cada enlace
filastempo gasto aguardando envio no enlace de saídaenvio no enlace de saídadepende do nível de congestionamentotransmissão
A propagação
BProcessamento
no nó enfileiramento
1: Introdução 37
no nó enfileiramento
Retardo em redes de pacotesRetardo em redes de pacotesRetardo de transmissão: Retardo de propagação:tar o transm ssão
R=banda do enlace (bps)
p p g çd = comprimento do enlaces = velocidade de ( p )
L=tamanho do pacote (bits)
s velocidade de propagação (~2x108 m/sec)retardo propagação = d/s
tempo para transmitir pacote no enlace = L/R
p p g ç
Note: s e R são quantidades it dif t !muito diferentes!
A propagação
transmissão
B
propagação
1: Introdução 38
BProcessamento
no nó enfileiramento
“Camadas” de ProtocolosCamadas de ProtocolosRedes são complexas! s são comp as!
Muitos componentes:hospedeiros Pergunta:hospedeirosroteadoresenlaces de
Pergunta:Existe alguma esperança
de organizar a enlaces de diversos meiosaplicações
de organizar a estrutura da rede?
p çprotocoloshardware, Ou, pelo menos, organizar hardware, software
Ou, pelo menos, organizar nossa discussão de
redes?
1: Introdução 39
Organização de viagens aéreasOrganização de viagens aéreas
( ) ( l )passagem (compra)
bagagem (entrega)
passagem (reclama)
bagagem (recupera)
portão (embarque) portão (desembarque)
decolagem
roteamento do avião
aterrissagem
roteamento do aviãoroteamento do avião roteamento do aviãoroteamento do avião
uma série de passos
1: Introdução 40
Organização de viagens aéreas: outra visãoOrganização de viagens aéreas: outra visão
( )passagem (compra)
bagagem (entrega)
passagem (reclama)
bagagem (recupera)
portão (embarque)
g g ( p )
portão (desembarque)
decolagem
roteamento do avião
aterrissagem
roteamento do avião
C d d d i l t i
roteamento do avião roteamento do aviãoroteamento do avião
Camadas: cada camada implementa um serviçoatravés das ações internas da própria camada
d i id l d i f i1: Introdução 41
uso dos serviços providos pela camada inferior
Viagens aéreas em camadas: serviçosViagens aéreas em camadas: serviços
t b l ã b l ã d i /bentrega balcão a balcão de passageiros/bagagem
entrega de bagagem do check-in à esteira
entrega pessoas: p. embarque ao p. desembarque
entrega de avião: aeroporto a aeroporto
roteamento do avião da origem ao destino
1: Introdução 42
Distributed implementation of layer functionalityDistributed implementation of layer functionality
( ) ( l )
de
e o de
rq
ue
passagem (compra)
bagagem (entrega)
passagem (reclama)
bagagem (recupera)
port
oba
rqu
opor
toem
barg g g
portão (embarque) portão (desembarque)
Aer
opem
b
Aer
ode
sedecolagem
roteamento do avião
aterrissagem
roteamento do avião
locais intermediários de tráfego aéreo
roteamento do avião roteamento do avião
roteamento do avião roteamento do avião
1: Introdução 43
roteamento do avião
Por quê usar camadas?Por quê usar camadas?Ao lidar com sistemas complexos:Ao lidar com sistemas complexos
estrutura explícita permite identificação, relações entre componentes de sistema complexoentre componentes de sistema complexo
modelo de referência para discussãomodularização facilita manutenção atualização do modularização facilita manutenção, atualização do sistema
mudanças de implementação do serviço da mudanças de implementação do serviço da camada é transparente ao resto do sistemap x m d n n p dim nt d p tã nã p.ex., mudança no procedimento do portão não afeta o resto do sistema
1: Introdução 44
Níveis Protocolos e InterfacesNíveis, Protocolos e InterfacesSistema Sistema
A B
Interface n-1/nNível n Nível nProtocolo de Nível n
Interface n-1/n Interface n 1/nProtocolo de Nível n-1Nível n-1 Nível n-1
Interface n 1/n
Nível 4 Nível 4Protocolo de Nível 4
... ...
Interface 2/3
Interface 3/4
Interface 2/3
Interface 3/4Protocolo de Nível 3Nível 3 Nível 3
Interface 1/2Ní l 1 Ní l 1
Interface 1/2
Protocolo de Nível 2
Protocolo de Nível 1
Nível 2 Nível 2
1: Introdução 45
Nível 1 Nível 1Protocolo de Nível 1
Arquitetura de RedeArquitetura de RedeConjunto de convenções para interconexão de Conjunto de convenções para interconexão de equipamentosNúm n m nj nt d f n õ s s i s Número, nome, conjunto de funções e serviços e o protocolo de cada nível definem uma rquit tur d r darquitetura de rede.
Há algum tempo os grandes fabricantes d l l õ á desenvolveram soluções proprietárias para a interconexão de seus equipamentos
IBM - System Network Architecture (SNA)DEC - Digital Network Architecture (DNA)
1: Introdução 46
Padronização - VantagensPadronização - Vantagens
Preservação de investimentosSegurança de continuidadeSegurança de continuidadeSegurança de integração com tecnologias emergentesMaior número de fabricantesMaior número de fabricantes
maior competitividade menor preço
maior qualidade
1: Introdução 47
Exemplos de Órgãos de PadronizaçãoExemplos de Órgãos de Padronização
OficiaisISOITU (International Telecommunication Union)
Nã fi i iNão oficiaisIETFConsórcios
• ATM ForumM Forum• Frame relay Forum• WAP Forum
1: Introdução 48
W F um
Arquiteturas de ComunicaçãoArquiteturas de Comunicação
M d l d R f ê i OSIModelo de Referência OSIModelo de referência para interconexão de sistemas abertos
Arquitetura IEEE 802Arquitetura IEEE 802Conjunto de Padrões para Redes Locais
Arquitetura TCP/IP (Internet)Arquitetura baseada no conceito de interligação q g çde redesPadrão de fato atual
1: Introdução 49
Padrão de fato atual
Modelo de Referência OSIModelo de Referência OSI
êO modelo de referência OSI concentra-se apenas na questão de interconexão de sistemas
transferência de informação (transmissão)transferênc a de nformação (transm ssão)interoperabilidade (ex. representação de dados, integridade, segurança, etc.)dados, integridade, segurança, etc.)
O modelo de referência OSI não especificaimplementação tecnologia interconexão de implementação, tecnologia, interconexão de sistemas particulares
1: Introdução 50
Camadas do Modelo OSICamadas do Modelo OSI
AplicaçãoCamada 7
Apresentação
Sessão
Camada 6
Camada 5 Sessão
Transporte
Camada 5
Camada 4
Rede
E l
Camada 3
C d 2 Enlace
Físico
Camada 2
Camada 1
1: Introdução 51
Arquitetura TCP/IP (Internet)Arquitetura TCP/IP (Internet)
Desenvolvido pelo Departamento de Defesa
A i (DARPA)Americano (DARPA)
Padrão de fatoPadrão de fato
Evolução da ARPANETç
Começo do projeto no início dos anos 70
Arquitetura baseada no conceito de inter-redes
1: Introdução 52
Camadas da Arquitetura TCP/IPCamadas da Arquitetura TCP/IP
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
I tI t dd
pp
InterInter--rederede
Interface de Rede
RedeRedete ace de ede
Intra-Rede ou Hardware
1: Introdução 53
Nós na Arquitetura TCP/IPqHost AHost A Host BHost B
MensagemMensagemidênticaidêntica
PacotePacote
Aplicação Aplicação
idênticoidêntico
RoteadorRoteadorTransporte Transporte
Inter-redeDatagramaDatagramaidênticoidêntico
Inter-rede DatagramaDatagramaidênticoidêntico
Inter-rede
Interfacede rede
Interfacede rede
Interfacede rede
QuadroQuadroidênticoidêntico
Interface derede
QuadroQuadroidênticoidêntico
Rede Física 1Rede Física 1
idênticoidêntico idênticoidêntico
Rede Física 2Rede Física 2
1: Introdução 54
intraintra--rederede intraintra--rederede
Pilha de protocolos da InternetPilha de protocolos da Internetaplicação: suporta aplicações de redeaplicação: suporta aplicações de rede
ftp, smtp, httptransporte: transferência de dados
aplicaçãotran p rt tran f r nc a a entre sistemas terminais
tcp, udptransporte
Inter-rede: roteamento de datagramas da origem ao destino
l d
inter-rede
i t dip, protocolos de roteamentoIntra-rede (enlace): transferência de dados entre elementos de rede
intra-rede
físicade dados entre elementos de rede vizinhos
ppp, ethernet
física
1: Introdução 55
ppp, ethernetfísica: bits “nos fios”
Camadas: comunicação lógicaCamadas: comunicação lógica
aplicaçãoCada camada: ptransporte
redeenlace
Cada camadadistribuída“entidades” física
redeenlace
entidades implementam funções da aplicação
físicacamada em cada nó
d d
p çtransporte
redeenlace
entidades realizam ações, trocam
física aplicaçãotransporte
rede
aplicaçãotransporte
redetrocam mensagens com pares
redeenlacefísica
redeenlacefísica
1: Introdução 56
p
Camadas: comunicação lógicaama as comun cação óg ca
aplicaçãodados
P.ex.: transporte p çtransporte
redeenlace
P.ex. transporteobtém dados da apl.inclui endereços,
transport
física
aplicaçãorede
enlace
info para confiabilidade para formar “datagrama”
ackp ç
transporterede
enlace
física
dados
genvia datagrama ao pars b k
dados
física applicationtransportnetwork
aplicaçãotransporte
rede
dadosespera receber ack (reconhecimento) do par transport
networklink
physical
redeenlacefísica
analogia: correios
1: Introdução 57
Camadas: comunicação física Camadas: comunicação física
aplicaçãodados
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
aplicaçãorede
enlaceaplicaçãotransporte
redeenlace
enlacefísica
d denlacefísica
aplicaçãotransporte
d
aplicaçãotransporte
d
dados
redeenlacefísica
redeenlacefísica
1: Introdução 58
Camadas de protocolos e dadosCamadas de protocolos e dadosCada camada recebe dados da camada superior
acrescenta cabeçalho com informação para criar nova unidade de dadospassa nova unidade de dados para camada inferior
origem destino
aplicaçãotransporte
aplicaçãotransporte
r g m destino
MMH
MMHt
mensagemsegmentotransporte
redeenlace
transporterede
enlace
MMM
Ht
HtHnHtHnHl
MMM
Ht
HtHnHtHnHl
segmentodatagrama
quadroenlacefísica física
MHtHnHl tnl quadro
1: Introdução 59
Estrutura da Internet: rede de redesEstrutura da Internet: rede de redes
aprox hierárquicaaprox. hierárquicaprovedores nacionais/internacionais de Prov.
localnac ona s/ nternac ona s de backbone (PNBs)
p.ex.. Embratel, RNP, IBM PNB BProv. regional
local
interconexão (peering) privada bilateral, or em Pontos de Troca de Tráfego
PNB B
PTT PTTPontos de Troca de Tráfego (PTTs)
provedores regionaisPNB A
Prov. regionalclientes dos PNBs
provedores locais, empresaProv.local
1: Introdução 60
clientes dos provedores regionais
Rede Metropolitana - MetroBelRede Metropolitana - MetroBel
1: Introdução 61
Provedor Nacional de Backbone - RNPProvedor Nacional de Backbone RNP
1: Introdução 62
História da Internet1961-1972: princípios de comutação de pacotes
1961: Kleinrock - teoria das filas demonstra eficácia de comutação de
1972:ARPAnet demonstrada
bleficácia de comutação de pacotes1964: Baran - comutação
publicamenteNCP (Network Control Protocol) primeiro
de pacotes em redes militares1967: ARPAnet concebida
Protocol) pr me ro protocolo fim a fim primeiro programa de correio eletrônico1967: ARPAnet concebida
pela Advanced Reearch Projects Agency1969 i i ó
correio eletrônicoARPAnet tem 15 nós
1969: primeiro nó ARPAnet operacional
1: Introdução 63
História da Internet1972-1980: Inter-redes, redes novas e proprietárias1970: ALOHAnet rede via satélite em Havaí1973: tese de doutorado de
Cerf and Kahn: princípios de inter-redes:
l 1973: tese de doutorado de Metcalfe propõe Ethernet1974: Cerf and Kahn -
l
minimalismo, autonomia - nenhuma mudança interna necessária para
arquitetura para interligar redesfim dos 70: arquiteturas
pinterligar redesmodelo de serviço de melhor esforçofim dos 70 arquiteturas
proprietárias: DECnet, SNA, XNAfim d s 70: c mut çã d
melhor esforçoroteadores sem estadocontrole
fim dos 70: comutação de pacotes de tamanho fixo (precursor do ATM)
descentralizadodefinem a arquitectura da
Internet de hoje
1: Introdução 64
1979: ARPAnet tem 200 nósInternet de hoje
História da Internet1980-1990: novos protocolos, proliferação de redes
1983: implantação de TCP/IP
novas redes nacionais: Csnet, BITnet,
1982: definição do protocolo smtp ( )
NSFnet, Minitel100,000 hospedeiros
à(correio)1983: definição do DNS t d ã d
ligados à confederação de redesB il i í i d DNS para tradução de
nome para endereço IP1985: definição do
Brasil - início da BITnet em 1988 (LNCC e FAPESP)1985: definição do
protocolo ftp 1988: TCP: controle de
(LNCC e FAPESP)Brasil - início da UUCP em 1989 (Alternex)
1: Introdução 65
1988: TCP: controle de congestionamento
em 1989 (Alternex)
História da Internet1990’s: commercialização, WWW
Início dos 1990: fim da ARPAnet1991 NSF i õ
Fim dos 1990:est. 50 milhões de
1991: NSF remove restrições em uso comercial da NSFnet (aposentada, 1995)
computadores na Internetest 100 milhões+ de p
início dos 1990: WWWhypertexto [Bush 1945, Nelson 1960’s]
est. 100 milhões+ de usuáriosenlaces backbone f i d 1 GbNelson 1960 s]
HTML, http: Berners-Lee1994: Mosaic, depois
funcionando em 1 Gbps
, pNetscapefim dos 1990: comercialização da WWW
1: Introdução 66
comercialização da WWW
A Internet no BrasilA Internet no Brasil
P l i 1999 i ã d Pequena cronologia1991 - rede TCP/IP
i t l (SP RJ
1999 - criação das ReMAVs, Rede-Rio 2, enlaces de 155 Mbpsexperimental (SP, RJ,
RS) até 9.600 bps1992 Rede Rio
enlaces de 155 Mbps1999 - novo backbone da Rede-UFF 622 1992 - Rede-Rio,
ANSP, RNP até 64 kbps
da Rede UFF 622 Mbps2000 - backbone ATM p
1994/5 - RNPv2, com enlaces de 2 Mbps
n Mda RNP2 2001 - conexão p
1994/5 - abertura comercial, Embratel,
ê
internacional em 155 Mbps
1: Introdução 67
Comitê Gestor
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