AULA 2 – VISÃO GERAL DE CONCEITOS FUNDAMENTAIS GRADUAÇÃO A DISTÂNCIA - AULA TELETRANSMITIDA DISCIPLINA: REDES DE COMPUTADORES Aula 2 - Redes de Computadores 1 OBJETIVOS DESTA AULA: • Aprender sobre a topologia de redes OSI e TCP/IP. • Identificar interfaces, protocolos e serviços. • Entender os modos de transmissão. • Aprender sobre os fatores que podem degradar o desempenho de uma rede Aula 2 - Redes de Computadores 2 ARQUITETURA DE REDES DE COMPUTADORES • Uma arquitetura de rede de computadores se caracteriza por ter um conjunto de camadas que auxilia o desenvolvimento de aplicações para redes. • Inicialmente o modelo de referência foi o OSI, que foi criado em meados dos anos 70 e inspirou a criação do modelo TCP/IP. • O Modelo OSI tem como característica ser um modelo teórico, onde é muito bem definida a função de cada uma das sete camadas. Aula 2 - Redes de Computadores 3 MAS O QUE SERIA UMA DISTRIBUIÇÃO EM CAMADAS? • Cada camada tem uma função, que pode ou não interferir na sua camada anterior ou posterior. • O princípio fundamental do modelo em camadas é permitir que cada protocolo possa funcionar na sua camada, respeitando apenas as ligações com as camadas adjacentes e a equivalência com a aplicação na máquina de destino. Aula 2 - Redes de Computadores 4 MODELO EM CAMADAS - ANALOGIA • Modelo postal Remetente Destinatário Escrever carta Ler carta Envelopar Abrir envelope Endereçar Ler endereço Entregar no correio Receber do carteiro Remessa postal Recebimento postal Aula 2 - Redes de Computadores 5 Modelo TCP/IP Funçãodadacamada Camada Conteúdo Camadas Aplicação Mensagem Interação do usuário com o sistema Mensagem Cabeçalho de transporte Controle de conexões fim a fim Segmento Transporte Rede Física Cabeçalho Mensagem de Cabeçalho de transporte rede Endereçamento Cabeçalho Mensagem de Cabeçalho de transporte rede Pacote Cabeçalho de enlace Gerenciamento e uso do canal Aula 2 - Redes de Computadores 6 Quadro Modelo TCP/IP Camadas Aplicação Transporte Encapsulamento Mensagem Mensagem Cabeçalho de transporte E Rede Cabeçalho Mensagem de Cabeçalho de transporte rede Física Cabeçalho Mensagem de Cabeçalho de transporte rede Aula 2 - Redes de Computadores Segmento Pacote Cabeçalho de enlace 7 Quadro Modelo OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física Aula 2 - Redes de Computadores • Open System Interconnection • Modelo com sete camadas muito mais descritivo e detalhado do que o TCP/IP. • Modelo teórico com a descrição funcional de cada uma das camadas. 8 Modelo TCP/IP Modelo OSI Aplicação Aplicação Apresentação Sessão Transporte Transporte Rede Rede Enlace Física Física Aula 2 - Redes de Computadores 9 POR QUE DOIS PADRÕES DE ARQUITETURA? • O OSI foi criado para garantir que cada camada tivesse uma função bem específica e fundamentada. Desenhado para padronizar as aplicações que iriam trafegar na rede. • O Modelo TCP/IP foi desenvolvido utilizando como base o modelo OSI. Por ser mais enxuto e utilizar dois protocolos centrais (TCP e IP) , tornou-se, em pouco tempo, um padrão para as redes de computadores. Aula 2 - Redes de Computadores 10 VISÃO GERAL DE CONCEITOS Camada A camada física tem a finalidade de receber e transmitir bits Física através de um canal de telecomunicações. Aula 2 - Redes de Computadores 11 VISÃO GERAL DE CONCEITOS A camada de enlace tem algumas funções que tentam fazer com que o tráfego de dados da camada física pareça livre de erros. Para isto a camada realiza: Camada de Enlace Sincronização entre receptor e transmissor Detecção e correção de erros Formatação e segmentação dos dados Gerenciamento de transmissões em uma ou em duas direções simultâneas Controle de acesso a um canal compartilhado Aula 2 - Redes de Computadores 12 INTERFACE • Dispositivo físico conectado entre o dispositivo transmissor e o meio de transmissão, responsável por desempenhar as funções das camadas física e de enlace. Os dispositivos de interface mais utilizados atualmente são os modems e as placas de rede. Aula 2 - Redes de Computadores 13 CANAL • Meio a partir do qual trafegam os dados. • Num mesmo meio podemos estabelecer vário canais. Exemplo: TV a cabo (vários canais e o seu aparelho receptor é responsável por sintonizar um deles). • O meio físico pode ser um cabo metálico ou de fibra ótica, pode ainda ser uma onda eletromagnética trafegando pelo ar (wireless). Aula 2 - Redes de Computadores 14 Sinal Modulação Sinal recebido Sinal transmitido Sinal Portadora MODEM + MODEM Sinal Aula 2 - Redes de Computadores 15 SINAL ANALÓGICO • Tipo de onda contínua que varia em função do tempo, onde possui infinitos estados entre o seu máximo e seu mínimo. Vantagens: não necessita de conversor, a transmissão é fácil. Modulação em frequência Modulação em amplitude Amplitude Amplitude Frequência Frequência Modulação em fase Amplitude Frequência Aula 2 - Redes de Computadores 16 SINAL DIGITAL • Tipo de onda contínua com apenas dois estados (máximo 1 e mínimo 0 ). Vantagens: maior imunidade a ruídos, transmissão mais rápida e processamento direto do sinal recebido. Sinal de TV digital – ou está perfeito ou não sintoniza. Modulação digital Amplitude constante Frequência Aula 2 - Redes de Computadores 17 BANDA PASSANTE • Também chamada de “largura de banda”, é o conjunto de valores de frequência que compõem o sinal. • Na prática a banda passante é a onda portadora. • As características da portadora (frequência, amplitude, modulação e alcance) vão definir a capacidade de transmissão de dados no canal. Aula 2 - Redes de Computadores 18 FATORES QUE DEGRADAM O DESEMPENHO • Durante a transmissão e a recepção o sinal pode sofrer algum tipo alteração. • Ruído, Atenuação e Eco são os fatores que podem degradar a qualidade de uma transmissão: Aula 2 - Redes de Computadores 19 RUÍDO • Ruído térmico – também chamado de ruído branco, é provocado pelo atrito dos elétrons nos condutores. • Intermodulação – sinais de frequências diferentes no mesmo meio físico. • Crosstalk – linha cruzada, é a interferência que ocorre entre condutores próximos que induzem sinais mutuamente. • Ruído impulsivo – pulso irregular de fontes externas Aula 2 - Redes de Computadores 20 ATENUAÇÃO • Perda de energia por calor e radiação, degradando a potência de um sinal devido à distância percorrida no meio físico. Aula 2 - Redes de Computadores 21 ECO • Ocorrem devido à mudança na impedância em uma linha de transmissão, em que parte do sinal é refletido e parte transmitido. Quando o receptor recebe o mesmo sinal duas vezes não é possível separar um do outro e a conexão fica impedida. Aula 2 - Redes de Computadores 22 COMO RESULTADO DAS CARACTERÍSTICAS DAS TRANSMISSÕES E DOS FATORES DE DEGRADAÇÃO PODEM OCORRER ATRASOS E PERDAS DE PACOTE. Aula 2 - Redes de Computadores 23 ATRASO atraso de transmissão, atraso de fila, atraso de processamento e atraso de propagação. Aula 2 - Redes de Computadores 24 PERDA DE PACOTE • Durante uma transmissão, os comutadores mais complexos organizam filas de pacotes recebidos, classifica-os, organiza-os em filas de entrada, processa um a • Essa organização de pacotes de entrada é feita e armazenada num espaço de memória. Caso o espaço de memória atinja o seu limite de armazenamento, os próximos pacotes a entrarem serão perdidos. Aula 2 - Redes de Computadores 25 NESTA AULA, VOCÊ: • Aprendeu sobre a topologia de redes OSI e TCP/IP. • Analisou as camadas que representam cada modelo. • Conheceu os conceitos gerais de transmissão. • Aprendeu sobre os fatores que podem degradar o desempenho de uma rede. Aula 2 - Redes de Computadores 26 NA PRÓXIMA AULA, ABORDAREMOS OS SEGUINTES ASSUNTOS: • Principais dispositivos de interconexão de rede. • A utilização desses dispositivos. • Associar os dispositivos às camadas do modelo OSI e TCP/IP. Aula 2 - Redes de Computadores 27