Aula5 Arquivo

Redes Eletrônicas e
ambientes de informação
Prof. Dr. Marcos Luiz Mucheroni
5ª. AULA
2016
Cap. 2 -Recursos da Internet para
comunicação e intercâmbio de informações:
2.1 História das redes de computadores e da Internet
2.2 O Que é a Internet?
2.3 A Borda (Periferia) da Internet
2.3.1. Redes de acesso e meios físicos
2.4 O Núcleo da Rede
2.4.1. ISPs e backbones da Internet
2.4 Atraso, perda e vazão em redes de comutação de
pacotes
2.5 Camadas de protocolos e seus modelos de serviços
(2.6 Redes sob ataque) (se der)
Marcos L Mucheroni
2.1. História da Internet
1961-1972: Estréia da comutação de pacotes
- 1961: Kleinrock - teoria das
filas demonstra eficiência da
comutação por pacotes
- 1964: Baran - comutação de
pacotes em redes militares
- 1967: concepção da
ARPAnet pela ARPA
(Advanced Research
Projects Agency)
- 1969: entra em operação o
primeiro nó da ARPAnet
Marcos L Mucheroni
2.1. História da Internet
1961-1972: Estréia da comutação de pacotes
-
1972:
- demonstração pública
da ARPAnet
- NCP (Network Control
Protocol) primeiro
protocolo host-host
- primeiro programa de
e-mail
- ARPAnet com 15 nós
Marcos L Mucheroni
2.1. História da Internet
1972-1980: Interconexão de redes novas e proprietárias
 1970: rede de satélite





Princ. de interconexão Cerf/ Kahn:
ALOHAnet no Havaí
 minimalismo, autonomia 1973: Metcalfe propõe a
não é necessária nenhuma
Ethernet em sua tese de
mudança interna para
doutorado
interconectar redes
1974: Cerf e Kahn - arquitetura  modelo de serviço best
para a interconexão de redes
effort
fim dos anos 70: arquiteturas
 roteadores sem estados
proprietárias: DECnet, SNA,
 controle descentralizado
XNA
definem a arquitetura atual da
fim dos anos 70: comutação de Internet
pacotes de comprimento fixo
(precursor do ATM)
1979: ARPAnet com 200 nós
Marcos L Mucheroni
2.1. História da Internet
1980-1990: novos protocolos, proliferação de redes
 1983: implantação do




TCP/IP
1982: definição do protocolo
SMTP para e-mail
1983: definição do DNS para
tradução de nome para
endereço IP
1985: definição do protocolo
FTP
1988: controle de
congestionamento do TCP
 novas redes nacionais:
Csnet, BITnet, NSFnet,
Minitel
 100.000 hosts conectados
numa confederação de
redes
Marcos L. Mucheroni - 2009
2.1. História da Internet
Anos 90 e 2000: comercialização, a Web, novas aplicações
 início dos anos 90: ARPAnet
Final dos anos 90-00:
desativada
 1991: NSF remove restrições
ao uso comercial da NSFnet
(desativada em 1995)
 início dos anos 90 : Web




hypertexto [Bush 1945,
Nelson 1960’s]
HTML, HTTP: BernersLee
1994: Mosaic,
posteriormente Netscape
fim dos anos 90:
comercialização da Web
 novas aplicações:




mensagens instantâneas,
compartilhamento de
arquivos P2P
preocupação com a
segurança de redes
est. 50 milhões de
computadores na Internet
est. mais de 100 milhões de
usuários
enlaces de backbone a Gbps
Marcps L. Mucheroni
2.1. História da Internet
2007:
 ~500 milhões de hospedeiros
 Voz, Vídeo sobre IP
 Aplicações P2P: BitTorrent
(compartilhamento de arquivos)
Skype (VoIP), PPLive (vídeo)
 Mais aplicações: YouTube, jogos
 wireless, mobilidade
Marcos L Mucheroni
2.2. O que é a Internet - Camadas
“Camadas” de Protocolos
As redes são complexas!
 muitos “pedaços”:






hosts
roteadores
enlaces de
diversos meios
aplicações
protocolos
hardware, software
Pergunta:
Há alguma esperança em
conseguirmos organizar
a estrutura da rede?
Ou pelo menos a nossa
discussão sobre redes?
Marcos L Mucheroni
2.2. Organização de uma viagem aérea
 Uma série de passos/ações
Marcos L Mucheroni
2.2. Funcionalidade de uma linha
aérea em camadas
Camadas: cada camada implementa um serviço
m através de ações internas à camada
m depende dos serviços providos pela camada
inferior
Marcos L Mucheroni
2.2. Por que dividir em camadas?
Lidar com sistemas complexos:
 estrutura explícita permite a identificação e
relacionamento entre as partes do sistema complexo

modelo de referência em camadas para
discussão
 modularização facilita a manutenção e atualização do
sistema


mudança na implementação do serviço da
camada é transparente para o resto do sistema
ex., mudança no procedimento no portão não
afeta o resto do sistema
 divisão em camadas é considerada prejudicial?
Marcos L Mucheroni
Cap. 2 -Recursos da Internet para
comunicação e intercâmbio de informações:
2.1 História das redes de computadores e da Internet
2.2 O Que é a Internet?
2.3 A Borda (Periferia) da Internet
2.3.1. Redes de acesso e meios físicos
2.4 O Núcleo da Rede
2.4.1. ISPs e backbones da Internet
2.5 Atraso, perda e vazão em redes de comutação de
pacotes
2.7 Camadas de protocolos e seus modelos de serviços
(2.6 Redes sob ataque) (se der)
Marcos L Mucheroni
Olhada mais de perto na estrutura
da rede:
 Borda da rede:
aplicações e
hospedeiros (hosts)
 núcleo da rede:


roteadores
rede de redes
 redes de acesso,
meio físico: enlaces
de comunicação
2.3. A borda da rede:
 Sistemas finais (hosts):



rodam programs de aplicação
ex., WWW, email
na “borda da rede”
 modelo cliente/servidor


o host cliente faz os pedidos, são
atendidos pelos servidores
ex., cliente WWW (browser)/
servidor; cliente/servidor de email
 modelo peer-peer :


interação simétrica entre os hosts
ex.: Gnutella, bitTorrent
Modelo Cliente-Servidor
Cliente-Servidor
 Vantagens
 Recursos partilháveis
 Segurança
 Controle central de
arquivos
 Servidores dedicados
e otimizados
 Os usuários não se
preocupam com a
administração
 Desvantagens
 Custo
 Hardware
 Software
 É necessário um
administrador
Peer-to-Peer
 Vantagens

recursos
partilháveis

O setup é simples
Sem investimento
extra com servidores
Sem administrador
Baixo custo para
pequenas redes
Desempenho




 Desvantagens
 Sem organização central
 Difícil localização de
arquivos
 Duplicações
desnecessárias
 Os usuários são os
administradores
 Sem segurança
Borda da rede: serviço orientado a conexões
Objetivo: transferência de
serviço TCP [RFC 793]
dados entre sistemas finais.  transferência de dados
 handshaking: inicialização
através de um fluxo de
(prepara para) a transf. de
bytes ordenados e confiável
dados
 perda: reconhecimentos e


retransmissões
Alô, alô protocolo humano
inicializa o “estado” em
 controle de fluxo :
dois hosts que desejam se
 transmissor não inundará o
comunicar
receptor
 TCPTransmission Control Protocol  controle de
 serviço orientado a
congestionamento
conexão da Internet
 transmissor “diminui a taxa
de transmissão” quando a
2.3. Borda da rede: serviço sem conexão
Aplicações que usam
Objetivo: transferência de dados TCP:
entre sistemas finais

mesmo que antes!
 HTTP (WWW), FTP
 UDP - User Datagram Protocol
[RFC 768]: serviço sem
conexão da Internet



(transferência de
arquivo), Telnet (login
remoto), SMTP (email)
Aplicações que usam
UDP:
transferência de dados
não confiável
 streaming media,
não controla o fluxo
teleconferência,
Nem congestionamento
telefonia Internet
2.3.1. Redes de acesso e meios físicos
P: Como conectar os sistemas
finais aos roteadores de
borda?
 redes de acesso residencial
 redes de acesso institucional
(escola, empresa)
 redes de acesso móvel
Considere:
 largura de banda (bits por
segundo) da rede de
acesso?
 compartilhada ou dedicada?
2.3.2. Roteamento/Comutação
a
2.3.2. Meios Físicos de Transmissão
Aplicação
Camada de
Aplicação
DNS HTTP FTP Telnet SMTP
POP IMAP ...
Camada de
transporte
TCP / UDP
Camada
de rede
IP
Camada
intra-rede
802.2
subcamada LLC
802.3
CSMA/CD
subcamada MAC
10Base5 10Base2 10BaseT 10BaseF
meio físico
subcamada física
2.3.1. Meios Físicos
 enlace físico: bit de dados transmitido se
propaga através do enlace
 meios guiados:

os sinais se propagam em meios sólidos:
cobre, fibra
 meios não guiados:

os sinais se propagam livremente, ex. rádio
Meios Físicos de Transmissão
 Meios físicos padronizados p/ IEEE – 1000 Mbps

1000Base-X


Identifica sistemas gigabit ethernet com codific. 8B/10B.
Variedades:
 1000Base-SX
 “S” = Short  Onda curta
 1000Base-LX
 “L” = Long  Onda longa
 1000Base-CX
 “C” = Cobre

1000Base-T

Identifica sistemas gibabit ethernet sobre cabos de par
trançado categoria 6 ou superior.
Meios Físicos de Transmissão
 Meios físicos de transmissão definidos pelo padrão
IEEE 802.3



Redes em barra - CSMA/CD
Baseado no padrão Ethernet (muito semelhante ao
Ethernet)
Define opções de meio físico e taxa de transmissão:
<Taxa> <Sinalização> <Tam>
Tamanho máximo do segmento * 100
Técnica de sinalização (baseband, broadband)
Taxa de transmissão em Mbps
Internet
 Início em 1969
 Baseado em um conjunto de protocolos onde os






mais importantes são o TCP e o IP
Financiado pela ARPA
Objetivos militares
Sem ponto central de coordenação
ARPANET - anos 70
NSFNET - anos 80
Difusão mundial - hoje
Modelo de Camadas –TCP/IP
 Implementação parcial





do modelo ISO-OSI
Apenas 4 camadas
Ethernet - camadas 1 e 2
IP - camada 3
TCP - camada 4
Ftp, Telnet, etc camadas 5, 6 e 7
Ethernet
 Implementa 2 primeiras camadas do conjunto de






protocolos TCP/IP
Protocolo de acesso ao meio mais comum
Transmissão serial
Baseado em broadcasts
Padronizado (IEEE 802.3)
Placas de rede identificadas por código de 48 bits
chamado MAC address gravadas durante sua
fabricação
Outros: PPP, X.25, Z 39.50, etc
CSMA/CD
 Carrier Sense Multiple Access / Colision Detect
 Disciplina compartilhamento do meio de transmissão





entre todos os computadores
Verifica meio antes de transmitir
Aguarda tempo aleatório após liberação do meio
antes de iniciar a transmissão
Colisão ainda é possível se computadores
transmitem simultaneamente e deve ser detectada
Transmissão verificada para detectar corrupção de
dados e possível colisão
Retransmissão de dados no caso de colisão
IP
 Internet Protocol
 Equivale a camada 3
 Trabalha com apenas com datagramas
 Sem controle de erros
 Presta serviços de roteamento
Endereçamento IP
 Utiliza 4 bytes
 Representação decimal: 200.145.31.1
 Classes:
 A:0.X.X.X a 127.X.X.X, 128 redes de 16 milhões de computadores
 B:128.X.X.X a 191.X.X.X, 16 mil redes de 65 mil computadores
 C: 191.X.X.X a 223.X.X.X, 2 milhões de redes de 256
computadores
 Endereçamento hierárquico
 Rotas decididas em função do número da rede
Rede
A
B
C
Host
Máscaras de Rede
 Utilizado para definir a rede a qual pertence o computador
 Máscara típica: 255.255.255.0
 255 em binário é 11111111
 A rede do computador é obtida a partir de um AND entre o
endereço do computador e a máscara
 Se a rede do computador destino for a mesma do computador
origem o dado é enviado diretamente para o computador
destino através da sub-rede (ethernet)
 Se a rede for diferente os pacotes são enviados para o roteador
200.145.31.34
255.255.255.0
200.145.31.3
255.255.255.0
200.145.31.0
200.145.31.0
Mesma Rede!!
Bibliografia
 Kurose, James F. e Ross, K. - “Redes de
computadores e a Internet: uma abordagem
to-down”. 3. ed. São Paulo: Pearson Addison
Wesley, 2005 (capítulo 1) e (cap. 6 wireless)
 TANENBAUM, Andrew S. Computer
Network, 3a. Ed., Prentice Hall 1996.
 Monteiro, J.A.S. – Redes de Computadores, material didático, Disponível em:
http://www.lsi.usp.br/~volnys/courses/psi2653
/2006/06-ProgSockets/16-http-kurose.pdf, Ac.
em: dezembro 2008.
Marcos L Mucheroni