Aula 04 - Univasf
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Rede de Computadores Redes de Computadores Modelos de Referência OSI e TCP/IP Redes Sem Fio e Ethernet Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação 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. Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação 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 Prof. Fábio Nelson H4 M2 H3 H4 M2 H2 H3 H4 M2 T2 SISTEMA DESTINO CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação 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 Prof. Fábio Nelson Enlace de Dados Enlace de Dados Física Física IMP IMP IMP - Interface Message Processor CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação 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 Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação APLICAÇÃO APRESENTAÇÃO SESSÃO TRANSPORTE REDE ENLACE FISICA Slide 5 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. Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 6 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 Prof. Fábio Nelson aplicação Ht transporte Hn Ht rede Hl Hn Ht enlace física CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação M mensagem M segmento M M datagrama frame Slide 7 Rede de Computadores Protocolos e Redes no Modelo Inicial Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 8 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; Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 9 Rede de Computadores Arquitetura da Internet Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 10 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. Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 11 Rede de Computadores Circuito Virtual ATM Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 12 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; Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 13 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. Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 14 Rede de Computadores Rede Ethernet Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 15 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). Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 16 Rede de Computadores Redes Sem Fio (Wireless) a – Comunicação através de um ponto de acesso; b – Comunicação ad hoc. Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 17 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. Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 18 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 Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 19 Rede de Computadores Par Trançado UTP (Unshilded Twisted Pair) STP (Shilded Twisted Pair) Fios de cobre trançado Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 20 Rede de Computadores Cabo Coaxial Fio (condutor de sinal) dentro de fio (protetor) baseband: canal único no cabo broadband: múltiplos canais no cabo Bidirecional Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 21 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 Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 22 Rede de Computadores Ondas de Rádio Sinal conduzido no espectro eletromagnético Meio não guiado Tipos de link: Microondas (antena visada) Link via satélite Wifi Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 23 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. Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 24 Rede de Computadores Atraso em Redes de Pacotes t r a n s m is s ã o A propagação B Prof. Fábio Nelson processam ento nodal e n f ile ir a m e n t o CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 25 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. Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 26 Rede de Computadores Atraso em Redes de Pacotes t r a n s m is s ã o A propagação B Prof. Fábio Nelson processam ento nodal e n f ile ir a m e n t o CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 27 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. Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 28 Rede de Computadores Atraso em Redes de Pacotes t r a n s m is s ã o A propagação B Prof. Fábio Nelson processam ento nodal e n f ile ir a m e n t o CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 29 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 Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 30 Rede de Computadores Atraso em Redes de Pacotes t r a n s m is s ã o A propagação B Prof. Fábio Nelson processam ento nodal e n f ile ir a m e n t o CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 31 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. Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 32 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! Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 33 Rede de Computadores Atraso de Fila Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 34 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 13 * * * 14 * * * 15 * Prof. Fábio Nelson CECOMP Colegiado de Engenharia da Computação Slide 35
