Padronização na área de redes de computadores

Padronização na área de redes de computadores
Outro importante organismo de padronização na área de redes
de computadores é o IETF (Internet Engineering Task Force
{www.ietf.org), o qual coordena a padronização dos protocolos
para a Internet. Cada padrão é publicado através de
documentos conhecidos como RFCs (Request For Comments
{www.ietf.org/rfc.html), os quais contém a descrição de cada
protocolo padrão utilizado na Internet.
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Padronização na área de redes de computadores
Na área de redes locais de computadores, os esforços de
padronização são coordenados pelo IEEE (Institute of
Electrical and Electronics Engineers-www.ieee.org), através
dos padrões IEEE802. Dentre as tecnologias conhecidas para
redes locais em uso actualmente, destaca-se a redes Ethernet,
padronizadas como IEEE802-3, as redes locais sem fio
IEEE802-11, as redes metropolitanas sem fio IEEE802-16,
entre outras.
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Arquitectura de redes
 As
camadas de protocolos facilitam o projecto e a
implementação das redes de computadores, e no nosso caso,
também o estudo das redes. Através das camadas de
protocolos, o problema de construir uma rede fica decomposto
em diversas partes, onde cada camada pode ser implementada
separadamente, sem afetar as demais.
 A ideia geral da divisão em camadas de protocolos é começar
com os serviços oferecidos pelo hardware, e ir adicionando
uma sequência de camadas, cada uma delas provendo um
serviço com maior grau de abstração a camada superior.
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S.Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Visão Geral do Modelo de Referência OSI (Open Systems
Interconnection)
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Objectivo
 Entender o que é uma pilha de protocolos;
 Conhecer o Modelo de Referência OSI;
 Aprender a função de cada camada do Modelo Referência
OSI;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Introdução
 o protocolo implementa as regras usadas na comunicação de
dados entre os dispositivos;
 Na realidade, diversos protocolos são usados, cada
um com uma finalidade específica;
 O conjunto de protocolos usados em uma comunicação
chamamos de pilha de protocolos;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Introdução
 As pilhas de protocolos são responsáveis por todo o processo
de comunicação;
 Existem diferentes pilhas de protocolos, entretanto, não
realizam comunicação entre si (precisa de um tradutor);
 TCP/IP
 NetBEUI(IBM)
 IPX/SPX
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo OSI
Lembrando que,
 As soluções em redes de computadores eram proprietárias, cada
fabricante usava uma tecnologia;
 Com intuito de facilitar a interconexão de sistemas de
computadores, a ISO(International Standards Organization)
desenvolveu um modelo de referência, o modelo OSI.
 Open Systems Interconnection (Interconexão de Sistemas
Abertos)
Sistemas abertos a comunicação com outros sistemas;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo OSI
Lembrando que,
 Fabricantes iriam se basear nele para desenvolver seus
protocolos;
 O OSI é um modelo de 7(sete) camadas;
 Em teoria cada camada é de responsabilidade de um protocolo
específico;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo OSI
Princípios aplicados na construção do modelo
1. Cada camada deve ser criada onde houver necessidade de outro grau de abstração;
2. Cada camada deve executar uma função bem definida;
3. A função de cada camada deve ser escolhida tendo em vista a
definição de protocolos padronizados internacionalmente;
4. Os limites de camadas devem ser escolhidos para minimizar o fluxo de
informações pelas interfaces;
5. O númerode
camadas
deve ser
grande o
bastante para
que funções distintas não precisem desnecessariamente colocadas na mesma
camada e pequeno o suficiente para que a arquitetura não se torne difícil de
controlar.
(TANENBAUM, 2011)
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Modelo OSI
Modelo de Referência OSI
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
O Modelo OSI
Modelo de Referência OSI
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Encapsulamento
•Na transmissão de um dado:
•Cada camada recebe as informações da camada
imediatamente superior;
•Acrescenta as informações pelas quais ela é responsável;
•Passa os dados para a camada imediatamente
•inferior;
•Esse processo é chamado encapsulamento;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Encapsulamento
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 7 – Aplicação
•Faz a interface entre a pilha de protocolos e o
aplicativo que pediu ou irá receber a informação;
•Exemplos:
•HTTP(Web);
•FTP(Transferência de arquivos);
•SMTP(Email);
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 6 – Apresentação
•Camada de “Tradução”;
•Converte o formato do dado recebido pela camada de
Aplicação em um formato comum a ser usado na
transmissão do dado, ou seja, um formato estendido pelo
protocolos usado;
•Está diretamente relacionada à sintaxe e à semântica das
informações;
•Criptografia;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 6 – Apresentação
•Exemplo:
Conversão do padrão de caracteres (web)
quando o
dispositivo transmissor usa um padrão diferente do ASCII;
•Também atua na compressão de dados e criptografia;
Ex:
SSL(Secure Socket Layer), implementado no HTTPS;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 5 – Sessão
•Permite que duas aplicações em computadores diferentes
estabeleçam uma sessão de comunicação;
•Define como será feita a transmissão de dados e coloca as marcações
nos dados que estão sendo transmitidos;
•Diferentes usuários estabeleçam sessões de comunicação;
•Gerenciamento de token e sincronização;
•Ex:
Caso a rede falhe em determinada operação, ao se reestabelecê-la,
a operação continua de onde foi encerrada;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 4 – Transporte
•Pegar os dados vindos da camada de Sessão, dividi- los em segmentos e
enviar para camada de Rede;
•
•No receptor, recebe os segmentos vindos da camada de Rede, remonta o
dado original e encaminha para a camada de sessão já informando a que
protocolo da camada superior deve ser entregue;
•Camada de comunicação fim-a-fim;
•Uma aplicação na máquina de origem mantém uma conversação com um outro na máquina
destino;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 4 – Transporte
Outras funções:
•Informações sobre o protocolo da camada superior;
•Multiplexação de conexões
•Usar vários protocolos da camada acima ao mesmo tempo
•Controle de fluxo:
•Ordenar os segmentos;
• Qualidade do serviço esperada;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 4 – Transporte
•Verificação de erros:
•enviar confirmação de recebimento;
•Ex: acknowledge);
•Verificar se houve perda de segmentos:
•Verificar se todos os dados foram recebidos corretamente;
•Verificar se não houve duplicação de segmentos:
• Segmento de dados recebido duplicado
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 3 – Rede
Responsável por:
•Endereçamento lógico dos pacotes;
•Tradução de endereços lógicos em endereços físicos;
•Qualidade de serviço(QoS):
•Prioriza a entrega de determinado pacote;
•Determinação da rota
•Baseia-se em condições de tráfego e prioridades;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 2 – Enlace (Ligação de dados)
•Também chamada Link de Dados;
• Pega os pacotes oriundos da camada de Rede e transforma em:
•Quadros(Ethernet – tamanho variável)
•Células(ATM – tamanho fixo)
•Fornecer informações sobre os endereços físicos de origem e
destino(MAC Addres) do quadro;
•Controlar o acesso ao canal compartilhado;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 2 – Enlace (Ligação de dados)
Os quadros também carregam informações sobre:
•Controle;
•Checksum (código usado para verificar a integridade de dados transmitidos através de um canal com ruídos ou
armazenados em algum meio por algum tempo);
•Os dados(informação);
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Camada 1– Física
•Pega os quadros enviados pela camada de Enlace e os transforma em
sinais compatíveis com o meio;
•Meio elétrico(0s e 1s convertidos em pulsos elétricos transmitidos pelo cabo)
•Meio óptico(0s e 1s convertidos em sinais luminosos).
•Papel desempenhado pela placa de rede;
•Quantidade de pinos deve ter o conector de rede e qual a finalidade de cada um deles;
•Questões referentes a interfaces mecânicas, elétricas e sincronização, e
também com o meio físico de transmissão;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Considerações finais
• O Modelo de referência OSI foi fundamental para o
desenvolvimento de pilhas de protocolo;
• Conhecer o funcionamento de cada camada é necessário para entender
o correto funcionamento da comunicação em redes de computadores;
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Modelo de Ref8erência OSI
Referências bibliográficas
TANENBAUM, Andrew. S.. Redes de computadores, Ed. Campus. 5ª Edição.
SOARES, Luiz F.; LEMOS, Guido e COLCHER, Sérgio. Redes de Computadores: Das LANs, MANs e
WANs às Redes ATM, Ed. Campus.
ROSS, Keith e KUROSE, JAMES. Redes de Computadores e a Internet: Uma nova abordagem, Ed.
AddisonWesley.
Ref. James F. Kurose, Redes de Computadores e a Internet - Uma Abordagem Top-down, 3ª ed.
Andrew S. Tanenbaum, Redes de Computadores, 4ª ed
Histórico do TCP/IP
 O padrão histórico e técnico da Internet é o modelo TCP/IP.
 O Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD) desenvolveu o modelo de
referência TCP/IP porque queria uma rede que pudesse sobreviver a qualquer
condição, mesmo a uma guerra nuclear.
 Em um mundo conectado por diferentes tipos de meios de comunicação como fios de
cobre, microondas, fibras ópticas e links de satélite, o DoD queria a transmissão de
pacotes a qualquer hora e em qualquer condição.
 Este problema de projeto extremamente difícil originou a criação do modelo TCP/IP.
TCP/IP
Ao contrário das tecnologias de rede proprietárias mencionadas
anteriormente, o TCP/IP foi projetado como um padrão ABERTO.
Isto quer dizer que qualquer pessoa tinha a liberdade de usar
o TCP/IP.
Isto ajudou muito no rápido desenvolvimento do TCP/IP como
padrão.
O modelo TCP/IP
O modelo TCP/IP tem as seguintes camadas:
A camada de Aplicação
A camada de Transporte
A camada de Internet ou Inter-Rede ou Rede.
A camada de acesso à rede ou Física.
O Modelo TCP/IP e suas camadas
Camadas do modelo TCP/IP
TCP/IP Versus Modelo OSI
Você deve ter reparado que algumas das camadas no modelo
TCP/IP têm os mesmos nomes das camadas no modelo OSI,
certo?
Porém, as camadas dos dois modelos não correspondem
exatamente.
Mais notadamente, a camada de aplicação tem diferentes funções
em cada modelo.
TCP/IP
Versus
OSI
e
suas
similaridades
 Os projetistas do TCP/IP decidiram que os protocolos de mais alto nível
deveriam incluir os detalhes da camada de sessão e de apresentação do OSI.
 Eles simplesmente criaram uma camada de aplicação (camada 4 no modelo
TCP/IP ou camada 7, 6 e 5 no modelo OSI) que trata de questões de
representação, codificação e controle de diálogo.
OSI
TCP/IP
TCP/IP Camada de Transporte
A camada de transporte lida com questões de qualidade de
serviços de confiabilidade, controle de fluxo e correção de
erros.
Um de seus protocolos, o Transmission Control Protocol
(TCP), fornece formas excelentes e flexíveis de se desenvolver
comunicações de rede confiáveis com baixa taxa de erros e
bom fluxo.
TCP/IP
OSI
TCP/IP Versus OSI
O TCP é um protocolo orientado a conexões. Ele mantém um
diálogo entre a origem e o destino enquanto empacota
informações da camada de aplicação em unidades chamadas
segmentos.
O termo orientado a conexões não quer dizer que existe um
circuito entre os computadores que se comunicam.
Significa que segmentos da Camada 4 trafegam entre dois
hosts para confirmar que a conexão existe logicamente
durante um certo período.
TCP/IP Camada de Internet
 O propósito da camada de Internet é dividir os segmentos TCP em pacotes e enviá-los
a partir de qualquer rede.
 Os pacotes chegam à rede de destino independente do caminho levado para chegar até
lá.
 O protocolo específico que governa essa camada é chamado Internet Protocol (IP).
 A determinação do melhor caminho.
TCP/IP
OSI
TCP/IP Camada de Internet
 Redes comutadas por pacote – Os pacotes são enviados por vários
caminhos e chegam DESORDENADAMENTE num único lugar,
acontecem na camada quatro .
 Redes comutadas por circuito – Os pacotes seguem um único
caminho, chegando ORDENADAMENTE a um único destino.
TCP/IP Camada de Internet
 Redes comutadas por pacote
 Vantagens :



Flexibilidade;
Várias possibilidades de envio,
Independe do meio físico.
 Desvantagens :


Não existe controle de velocidade do link;
Alta taxa de mensagens de reenvio;
 Redes comutadas por circuito – Vantagens : Uma única rota, baixa
taxa de reenvio e erros, alta velocidade, pouco flexível e demanda de
muito investimento para melhor funcionamento.
TCP/IP Camada de Acesso a Rede
 O significado do nome da camada de acesso à rede é muito amplo e um pouco confuso.
 É também conhecida como a camada host-para-rede.
 Esta camada lida com todos os componentes, tanto físico como lógico, que são necessários para
fazer um link físico.
 Isso inclui os detalhes da tecnologia de redes, inclusive todos os detalhes nas camadas física e de
enlace do OSI.
OSI
TCP/IP
TCP/IP Protocolos Comuns
Protocolos TCP/IP
File Transfer Protocol (FTP)
Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
Sistema de Nomes de Domínios (DNS)
Protocolos UDP
Trivial File Transfer Protocol (TFTP);
Sistema de Nomes de Domínios (DNS)
Protocolos da Camada de Transporte do Modelo OSI
eTCP/IP
Transport Control Protocol (TCP)
User Datagram Protocol (UDP)
Protocolo da Camada de Internet
Internet Protocol (IP) .
TCP/IP Camada de Acesso a rede
A camada de acesso à rede se refere a qualquer tecnologia em
particular usada em uma rede específica.
TCP/IP Conclusão
Independentemente dos aplicativos de rede fornecidos e do
protocolo de transporte utilizado, existe apenas um protocolo
de Internet que é o IP.
Esta é uma decisão intencional de projeto.
O IP serve como um protocolo universal que permite que
qualquer computador, em qualquer lugar, se comunique a
qualquer lugar, em qualquer momento.
TCP/IP Resumo simples
 É muito importante a relação entre IP e TCP.
 Pode-se imaginar que o IP aponta o caminho para os pacotes,
enquanto que o TCP proporciona um transporte confiável.
OSI X TCP/IP
Semelhanças
 Ambos têm camadas.
 Ambos têm camadas de aplicação, embora incluam serviços muito
diferentes.
 Ambos têm camadas de transporte e de rede comparáveis.
 Os dois modelos precisam ser conhecidos pelos profissionais de rede.
 Ambos supõem que os pacotes sejam comutados. Isto quer dizer que os
pacotes individuais podem seguir caminhos diferentes para chegarem
ao mesmo destino.
 Isto é em contraste com as redes comutadas por circuitos onde todos os
pacotes seguem o mesmo caminho.
Diferenças
 O TCP/IP combina os aspectos das camadas de aplicação,apresentação
e de sessão dentro da sua camada de aplicação.
 O TCP/IP combina as camadas física e de enlace do OSI na camada de
acesso à rede.
 O TCP/IP parece ser mais simples por ter menos camadas.
 Os protocolos TCP/IP são os padrões em torno dos quais a Internet se
desenvolveu, portanto o modelo TCP/IP ganha credibilidade apenas por
causa dos seus protocolos. Ao contrário, geralmente as redes são
desenvolvidas de acordo com o protocolo TCP/IP, embora o modelo OSI
seja usado como um guia.
Conclusão
O protocolos do TCP/IP é o padrão com o qual a Internet cresceu.
O modelo OSI é um padrão genérico, independente de protocolos.
Tem mais detalhes, o que o torna de maior ajuda para o ensino e a
aprendizagem.
Tem mais detalhes, o que pode ser útil na solução de problemas.
Conclusão
Muitos profissionais da rede têm opiniões diversas sobre que
modelo usar.
Devido à natureza da indústria, é necessário familiarizar-se com
ambos.
Ambos os modelos OSI e TCP/IP serão mencionados por todo o
semestre.
Lembrete
 Lembre-se de que existe uma diferença entre um modelo e um
protocolo real que é usado em redes.
 O modelo OSI será usado para descrever os protocolos TCP/IP.
Como o modelo OSI descreve o TCP/IP