Redes de Computadores Resumo História da Internet

Redes de Computadores
Resumo
História da INTERNET
Protocolo de Comunicação
INTERNET
–
–
Mauro Sergio Pereira Fonseca
–
–
Modelo em camadas
IP
Endereçamento IP
Camada de Transporte
História da Internet
UDP
TCP
História da Internet
1961-1972: primeiros princípios da comutação de pacotes
1961: Kleinrock - teoria das
filas mostra a efetividade da
comutação de pacotes
1964: Baran - comutação de
pacotes em redes militares
1967: ARPAnet concebida
pela Advanced Research
Projects Agency
1969: primeiro nó da
ARPAnet operacional
1972:
– ARPAnet é demonstrada
publicamente
– NCP (Network Control
Protocol) primeiro
protocolo host-host
– primeiro programa de email
– ARPAnet cresce para 15
nós
História da Internet
História da Internet
1972-1980: Inter-redes, redes novas e proprietárias
1980-1990: novos protocolos, uma proliferação de redes
1970: ALOHAnet rede via satelite
1973: tese de PhD de Metcalfe s
1974: Cerf and Kahn - arquitetura
no Hawai
propõem a rede Ethernet
para interconexão de redes
final de 70: arquiteturas
proprietárias: DECnet, SNA, XNA
–
comutação com pacotes de
tamanho fixo (precursos do ATM )
1979: ARPAnet cresce para 200
nós
Cerf e Kahn’s, princípios de
interconexão de redes:
– minimalismo, autonomia
– não se exigem mudanças
internas para interconexão de
redes
– modelo de serviço:
–
–
melhor esforço
roteadores “stateless”
controle descentralizado
define a arquitetura da Internet de hoje
1983: desenvolvimento do
TCP/IP
1982: SMTP é definido
1983: DNS definido para
translação de nomes em
endereços IP
1985: FTP é definido
1988: Controle de
congestionamento do TCP
novas redes nacionais:
Csnet, BITnet, NSFnet,
Minitel
100.000 hosts
conectados à
confederação de redes
1
História da Internet
Protocolo de Comunicação
Anos 90: comercialização, a WWW
Início de 90:
–
–
ARPAnet descomissionada
WWW
hypertext [Bush 1945,
Nelson 1960’s]
HTML, http: Berners-Lee
1994: Mosaic, depois
Netscape
Final de 90:
comercialização da WWW
est. 50 milhões de
computadores na Internet
est. 100 milhões de usuários
enlaces de backbone
operando a 1 Gbits/s
1991: NSF retira restrições
sobre o uso comercial da
NSFnet (descomissionada em
1995)
Protocolo de comunicação
O que é um protocolo?
Acordo que especifica o formato e o
significado da troca de mensagens de
computadores.
um protocolo humano e um protocolo de
rede de computadores:
Alô
TCP pedido de
conexão
Alô
TCP resposta
de conexão
Que horas
são?
Um aplicativo interage com o software de
protocolo.
Get http://www.pucpr.br/index.htm
2h00
<arquivo>
tempo
Conjunto de protocolos
Modelo em camadas (layering model)
Dividir o software de comunicação em múltiplos
protocolos aumenta a flexibilidade.
Mais fácil de:
–
–
–
–
projetar,
analisar,
implementar e
testar.
Maneira de dividir o problema de
comunicação em sub-partes,
denominadas camadas.
Proposição histórica da ISO (International
Organization for Standardization)
Organização Internacional para
Padronização.
2
Camadas de Protocolos
Porque camadas?
Redes são complexas
muitos componentes:
– hosts
– roteadores
– enlaces de vários
tipos
– aplicações
– protocolos
– hardware, software
Convivendo com sistemas complexos:
A estrutura explícita permite a identificação do
relacionamento das partes de um sistema complexo
–
Questão:
Há alguma esperança de
organizar a arquitetura
de uma rede?
Modelo de referência ISO
Aplicação
Camada 7
Apresentação
Camada 6
Sessão
Camada 5
Transporte
Camada 4
Rede
Camada 3
Enlace de Dados
Camada 2
Física
Camada 1
Especifica como organizar dados em
quadros e como transmiti-los através de uma
rede.
–
A modularização facilita a manutenção, atualização
do sistema
–
as mudanças na implementação de uma camada são
transparentes para o resto do sistema
Camada 1 - Física
Corresponde ao hardware de rede básico.
–
Camada 2 – Enlace de Dados
um modelo de referencia em camadas permite a
discussão da arquitetura
Ex.: Especificação de RS-232.
Físico
Camada 1
Camada 3 – Rede
Especifica como são atribuídos endereços e
como são encaminhados pacotes de uma
ponta da rede para a outra.
Ex.: formato do quadro, bit ou byte de recheio
(stuffing), checksum.
Enlace de Dados
Físico
Rede
Camada 3
Camada 2
Enlace de Dados
Camada 2
Camada 1
Físico
Camada 1
3
Camada 4 – Transporte
Camada 5 – Sessão
Especifica como tratar dos detalhes de
transferência confiável.
Especifica como estabelecer uma sessão de
comunicação com um sistema remoto.
–
Transporte
Camada 4
Rede
Camada 3
Enlace de Dados
Camada 2
Físico
Camada 1
Camada 6 – Apresentação
Especifica como representar dados.
–
Ex.: representação internas diferentes para
inteiros e caracteres.
Apresentação
Camada 6
Ex.: Login em um computador remoto, detalhes
de segurança como autenticação usando senhas.
Sessão
Camada 5
Transporte
Camada 4
Rede
Camada 3
Enlace de Dados
Camada 2
Físico
Camada 1
Camada 7 – Aplicação
Especifica como um aplicativo em particular
usa uma rede.
–
Ex.: como pedir um arquivo, como verificar um
diretório.
Sessão
Camada 5
Aplicação
Camada 7
Transporte
Camada 4
Apresentação
Camada 6
Rede
Camada 3
Sessão
Camada 5
Enlace de Dados
Camada 2
Físico
Camada 1
Pilhas = software em camadas (2)
Múltiplos Cabeçalhos Aninhados
Aplicativo
Aplicativo
Apresentação
Apresentação
Sessão
Sessão
Transporte
Transporte
Cabeçalho da camada 5
Rede
Rede
Cabeçalho da camada 4
Enlace de Dados
Enlace de Dados
Dados do usuário original
Cabeçalho da camada 7
Cabeçalho da camada 6
Cabeçalho da camada 3
Cabeçalho da camada 2
Físico (hardware de rede)
4
Divisão em camadas e protocolos
TCP/IP
Base da divisão em camadas
Aplicativo
Aplicativo
mensagem
idêntica
Apresentação
Apresentação
mensagem
idêntica
Sessão
Sessão
mensagem
idêntica
Transporte
Transporte
mensagem
idêntica
Rede
Rede
mensagem
idêntica
Enlace de Dados
Enlace de Dados
mensagem
idêntica
Físico (hardware de rede)
aplicação: suporta as aplicações de rede
–
Transporte
Rede
ip, protocolos de roteamento
Enlace
enlace: transferência de dados entre
elementos vizinhos da rede
–
Aplicação
tcp, udp
rede: roteamento de datagramas da origem
ao destino
–
ftp, smtp, http
transporte: transferência de dados host-host
–
Física
ppp, ethernet
física: bits “nos fios dos canais”
Divisão em camadas:
comunicação lógica
Ex.: Transporte
1.
2.
3.
4.
5.
apanha dados da
aplicação
acrescenta endereço,
verificação de erros e
outras informações
para montar um
“datagrama”
envia datagrama ao
parceiro
espera pelo
reconhecimento do
parceiro
analogia: correio
Camada 6
Camada 5
Aplicativo
Sessão
Camada 5
Transporte
Camada 4
Transporte
Camada 4
Rede
Camada 3
Internet
Camada 3
Enlace de Dados
Camada 2
Interface de Rede
Camada 2
Físico
Camada 1
Físico
Camada 1
Cada camada:
distribuída
“entidades”
implementam as
funções da
camada em
cada nó
entidades
realizam ações,
trocam
mensagens
entre pares
aplicação
transporte
rede
enlace
física
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
Divisão em camadas: comunicação física
dados
aplicação
transport
transporte
rede
enlace
física
ack
aplicação
transporte
rede
enlace
física
Camada 7
Apresentação
Divisão em camadas:
comunicação lógica
Pilha de protocolos da Internet
Aplicativo
dados
dados
aplicação
transporte
rede
enlace
física
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
dados
aplicação
transport
transporte
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
rede
enlace
física
aplicação
transporte
rede
enlace
física
dados
aplicação
transporte
rede
enlace
física
5
Camadas de Protocolos e dados
Cada camada recebe dados de cima
acrescenta um cabeçalho de informação para criar uma nova unidade
de dados
passa a nova unidade de dados para a camada abaixo
fonte
M
Ht M
Hr Ht M
He Hr Ht M
destino
aplicação
aplicação
Ht
transporte transporte
Hr Ht
rede
rede
He Hr Ht
enlace
enlace
física
física
M
mensagem
M
segmento
M
datagrama
M
quadro
6