Aula 04 - Univasf

Rede de Computadores
Redes de Computadores
Modelos de Referência OSI e
TCP/IP
Redes Sem Fio e Ethernet
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CECOMP
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Slide 1
Rede de Computadores
Modelo de Referência OSI da ISO
ISO (International Standards Organization);
OSI (Open Systems Interconnection);
Criado no início dos anos 80, foi revisto em
1995;
Proposta de padronização internacional dos
protocolos empregados nas diversas camadas;
Não é uma arquitetura de rede, pois não define
os serviços e protocolos que devem ser usados
em cada camada.
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Slide 2
Rede de Computadores
Comunicação entre Camadas
TRANSMISSÃO
RECEPÇÃO
protocolo da
m
interface
6/7
interface
5/6
protocolo da
M
M
camada 5
protocolo da
H4 M2
H4 M1
camada 4
protocolo da
H3 H4 M2
H2 H3 H4 M1 T2
M
camada 6
interface
5/6
H3 H4 M1
interface
6/7
protocolo da
M
H4 M1
m
camada 7
camada 3
H2 H3 H4 M2 T2
protocolo da
camada 2
H3 H4 M1
H2 H3 H4 M1 T2
SISTEMA
FONTE
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H4 M2
H3 H4 M2
H2 H3 H4 M2 T2
SISTEMA
DESTINO
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Slide 3
Rede de Computadores
7
Aplicação
6
Apresentação
5
Sessão
4
Transporte
Protocolo de Aplicação
Protocolo de Apresentação
Protocolo de Sessão
Protocolo de Transporte
Aplicação
APDU
Apresentação
PPDU
Sessão
SPDU
Transporte
TPDU
SUB-REDE
3
Rede
Rede
Rede
Rede
PACOTE
protocolos internos
da sub-rede
2
1
Enlace de
Dados
Física
SISTEMA A
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Enlace de
Dados
Enlace de
Dados
Física
Física
IMP
IMP
IMP - Interface Message Processor
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Enlace de
Dados
Física
QUADRO
BIT
SISTEMA B
Slide 4
Rede de Computadores
Tráfego dos Dados
Legenda:
Dados usuário
cabeçalho
PDU Aplicação
PDU Apresentação
PDU Sessão
PDU Transporte
PDU Rede
PDU Enlace
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APLICAÇÃO
APRESENTAÇÃO
SESSÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE
FISICA
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Rede de Computadores
Modelo de Referência TCP/IP
Definido pela primeira vez em 1974 e revisto em
1988, quando foi oferecida uma nova
perspectiva;
O Modelo TCP/IP é uma arquitetura de rede,
pois especifica como os serviços devem ser
oferecidos e quais os protocolos a serem
utilizados.
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Rede de Computadores
Comunicação Mod. Ref. TCP/IP
origem
M
Ht M
Hn Ht M
Hl Hn Ht M
destino
aplicação
transporte
rede
enlace
física
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aplicação
Ht
transporte
Hn Ht
rede
Hl Hn Ht
enlace
física
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M
mensagem
M
segmento
M
M
datagrama
frame
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Rede de Computadores
Protocolos e Redes no Modelo Inicial
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Rede de Computadores
TCP/IP X OSI
A OSI introduziu a distinção entre Serviço, Interface e Protocolo;
Inicialmente o modelo TCP/IP não definia com clareza esses
conceitos;
Protocolos OSI são melhor encapsulados;
OSI modelo baseado na teoria;
TCP/IP modelo baseado na prática;
Modelo OSI é bastante complexo para ser implementado;
O modelo TCP/IP não é abrangente;
O modelo TCP/IP não faz distinção entre as camadas Física e de
Enlace de Dados;
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Rede de Computadores
Arquitetura da Internet
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Rede de Computadores
ATM (Asynchronous Transfer Mode)
Criado no início da década de 1990;
Criado para redes geograficamente distribuídas;
Foi lançado com estardalhaço, mas não vingou;
Orientado a conexões;
Permite a criação de circuitos virtuais permanentes;
Envia pequenos pacotes chamados células;
Possibilidade de uma entrada ser replicada em várias
saídas;
Velocidades de 155Mbps ou 622Mbps.
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Rede de Computadores
Circuito Virtual ATM
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Rede de Computadores
Ethernet
Criado para redes geograficamente distribuídas
e LANS;
Originou-se a partir da ALOHANET em1976 no
PARC (Palo Alto Research Center) da Xerox
(Metcalfe e Boggs);
Meio compartilhado;
Velocidade inicial de 2,96Mbps;
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Rede de Computadores
Ethernet
Em 1978 criou-se o padrão Ethernet de 10Mbps,
chamado de DIX (Dell, Intel e Xerox) que virou o padrão
IEEE 802.3 em 1983;
Metcalfe cria a 3COM para vender adaptadores ethernet
para computadores;
No mesmo período o comitê padronizava a rede Token
Ring, o barramento de tokens IEEE 802.4 (GM) e a rede
de tokens em anel IEEE 802.5 (IBM);
Utiliza um token para controle da transmissão.
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Rede de Computadores
Rede Ethernet
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Rede de Computadores
Redes Sem Fio (Wireless)
Ondas curtas;
Padrão IEEE 802.11;
A comunicação pode ocorrer com a presença ou
não de uma estação-base (ponto de acesso).
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Rede de Computadores
Redes Sem Fio (Wireless)
a – Comunicação através de um ponto de acesso;
b – Comunicação ad hoc.
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Rede de Computadores
Problemas da Rede Sem Fio
Faixa de freqüência comum a vários países;
Atenuação multiponto;
Um padrão para controlar o acesso
(transmissão/recepção);
Controle da mobilidade, se um sistema móvel
sair do alcance de um ponto de acesso para
outro conectados a mesma rede ethernet, deve
ser encarado como conectado em uma única
rede.
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Rede de Computadores
Meios de Acesso
Link físico:

bit de dado transmitido propaga através de um link
Meio guiado:

sinais propagam em meio sólido: cobre, fibra
Meio não guiado:

sinais propagam livremente, e.g., rádio
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Rede de Computadores
Par Trançado
UTP (Unshilded Twisted Pair)
STP (Shilded Twisted Pair)
Fios de cobre trançado
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Rede de Computadores
Cabo Coaxial
Fio (condutor de sinal) dentro de fio (protetor)


baseband: canal único no cabo
broadband: múltiplos canais no cabo
Bidirecional
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Rede de Computadores
Cabo de Fibra Ótica
Fibra de vidro conduzindo pulsos de luz
Operação em alta-velocidade:
Baixa taxa de erros
Imune a ruídos
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Rede de Computadores
Ondas de Rádio
Sinal conduzido no espectro eletromagnético
Meio não guiado
Tipos de link:



Microondas (antena visada)
Link via satélite
Wifi
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Rede de Computadores
Atraso em Redes de Pacotes
Quando um pacote viaja de um nó a outro sofre
uma série de atrasos no caminho.
Os atrasos mais importantes são:




Atraso de processamento nodal
Atraso de fila
Atraso de transmissão
Atraso de propagação
O somatório desses atrasos compõe o atraso
nodal total.
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Rede de Computadores
Atraso em Redes de Pacotes
t r a n s m is s ã o
A
propagação
B
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processam ento
nodal
e n f ile ir a m e n t o
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Rede de Computadores
Atraso de Processamento
Tempo requerido para examinar o cabeçalho do
pacote e determinar para onde direcioná-lo.
Pode incluir cálculo de erro nos bits do pacote.
Ordem de microssegundos.
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Rede de Computadores
Atraso em Redes de Pacotes
t r a n s m is s ã o
A
propagação
B
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processam ento
nodal
e n f ile ir a m e n t o
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Rede de Computadores
Atraso de Fila
Tempo de espera até ser transmitido no enlace.
Depende da quantidade de pacotes na fila
esperando para serem transmitidos.
Ordem de micro a milissegundos.
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Rede de Computadores
Atraso em Redes de Pacotes
t r a n s m is s ã o
A
propagação
B
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processam ento
nodal
e n f ile ir a m e n t o
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Rede de Computadores
Atraso de Transmissão
Quantidade de tempo requerida para transmitir
todos os bits do pacote para o enlace.
Onde:



R=capacidade do enlace (bps)
L=tamanho do pacote (bits)
tempo para enviar bits no enlace = L/R
Ordem de micro a milissegundos
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Rede de Computadores
Atraso em Redes de Pacotes
t r a n s m is s ã o
A
propagação
B
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processam ento
nodal
e n f ile ir a m e n t o
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Rede de Computadores
Atraso de Propagação
Tempo necessário para propagar o bit desde o
início até o fim do enlace.
Onde:



d = comprimento do enlace físico (m)
s = velocidade de propagação no meio (~2x108
m/sec)
atraso de propagação = d/s
Ordem de milissegundos.
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Rede de Computadores
Atraso de Fila
Intensidade de tráfego:




R=capacidade do enlace (bps)
L=tamanho do pacote (bits)
a=taxa média de chegada de pacotes
intensidade de tráfego = La/R
La/R ~ 0: atraso médio de fila pequeno
La/R -> 1: atraso se torna grande
La/R > 1: chega mais trabalho do que a capacidade de
transmissão. O atraso médio cresce indefinidamente!
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Rede de Computadores
Atraso de Fila
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Rede de Computadores
Atraso na Internet
Executing 'traceroute -m 30 -q 3 -f 3 200.133.3.253'
traceroute to 200.133.3.253 (200.133.3.253), 30 hops max, 40 byte packets
3 nap-quirino.net.unesp.br (200.145.255.237) 5.359 ms 7.149 ms 6.038 ms
4 ansp.ptta.ansp.br (200.136.37.1) 8.086 ms 5.177 ms 6.864 ms
5 200.143.254.181 (200.143.254.181) 194.817 ms 17.325 ms *
6 so-0-1-0-r1-rj.bkb.rnp.br (200.143.252.22) 38.991 ms 42.980 ms 50.530 ms
7 so-0-0-0-r1-ba.bkb.rnp.br (200.143.252.33) 58.322 ms 32.683 ms 37.829 ms
8 so-1-0-0-r1-pe.bkb.rnp.br (200.143.252.38) 45.426 ms 46.114 ms 78.430 ms
9 s2-pe.bkb.rnp.br (200.143.252.242) 45.883 ms 57.980 ms 54.746 ms
10 200.133.63.126 (200.133.63.126) 55.616 ms 53.238 ms 62.684 ms
11 200.133.63.190 (200.133.63.190) 56.272 ms 64.159 ms 69.510 ms
12 200.133.63.194 (200.133.63.194) 70.465 ms 85.975 ms 80.801 ms
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