REDES DE COMPUTADORES I - UFPR

1 REDES DE COMPUTADORES IProfessor: Luiz Carlos Pessoa AlbiniSum rio 1 Modelos de Refer Modelo de Refer ncia Modelo de Refer ncia 2 3 Comunica o Serial X Comunica o S ncrono X Ass 4 5 Anal Transmiss o de r Transmiss o de Transmiss o em Transmiss o via Sat lites de comunica Modula Transmiss o em banda 6 Duplexa o e Multiplexa Multiplexa Duplexa o + Multiplexa 7 Codifica o Taxa de Sinaliza o X Taxa de 8 Aloha e Aloha Passagem de bast Sequencializa Controle de Janelas Detec o de Teste de Paridade Paridade 9 Protocolo 10 C digos Corretores de C digos de C digos de 11 Compacta Pseudoc Pseudoc digo para descompacta 12 REDES Ethernet de 10 REDES Ethernet de 100 REDES Ethernet de 1 REDES Ethernet de 10 Bridges e Meios de transmiss o Cabos de Pares Tran Cabo

2 Fibra 13 14 DSL e Cable A tecnologia Componentes da Funcionamento da Tipos de A tecnologia Cable Componentes do Cable 15 Telefonia Primeira Gera o - Segunda Gera o - Segunda Gera o e Meia - 2, Terceira Gera o - Quarta Gera o - Gerenciamento de 16 FDDI / TOKEN Token FDDI versus Token 17 REDES sem fio Protocolos usados na subcamada Fragmenta Formato das 18 Bluetooth + Piconets e 1 Modelos de Refer ncia Existem duas importantes arquiteturas de rede: o modelo de refer ncia OSI (Open SystemsInterconnection) e o modelo TCP/IP. O modelo OSI foi desenvolvido pela ISO (InternationalOrganization for Standardization) e possui 7 camadas, cada camada possui um subconjunto de fun ese depende da camada inferior para realizar fun es mais primitivas e ocultar os detalhes destas fun es,e oferece servi os a pr xima camada mais ISO definiu um conjunto de camadas e os servi os realizados por cada camada, com oobjetivo de ter camadas o suficiente para cada camada ser pequena e n o ter tantas camadas a ponto desobrecarregar o sistema.

3 Os projetistas desse modelo consideraram que esse modelo e os protocolosdesenvolvidos dentro do modelo dominaria o mercado, mas isso n o aconteceu, em vez disso, aarquitetura TCP/IP dominou o mercado. Existem v rios motivos para isso, por exemplo: na poca, osprincipais protocolos TCP/IP estavam bem testados enquanto que os protocolos OSI estavam no est giode desenvolvimento, e somente o TCP/IP estava pronto para interoperar entre as REDES . Al m disso, omodelo OSI complexo, e possui 7 camadas, enquanto o modelo TCP/IP realiza as mesmas fun escom duas camadas a menos. Os subcap tulos abaixo abranger o cada modelo, explicando suas camadasseparadamente. Modelo de Refer ncia OSITamb m conhecido como Modelo de Refer ncia ISO OSI (figura 1), este modelo se baseia emuma proposta desenvolvida pela ISO para a padroniza o internacional dos protocolos, e possui 7camadas que s o: Camada F sica: respons vel pela estrutura o de hardware, ou seja, a transmiss o de bits porum canal de comunica o.

4 Essa transmiss o deve garantir que, quando um lado enviar 1 bit, ooutro lado deve realmente receber 1 bit, e n o o bit 0. Camada de Enlace: respons vel pela comunica o entre duas m quinas, ou seja, transformaum canal de transmiss o normal em uma linha livre de erros de transmiss o, para isso, essacamada mascara os erros reais, de modo que a camada de rede n o os veja, isto poss velusando o quadro de dados, ou seja, o transmissor divide os dados de entrada em quadro dedados e transmite os quadros sequencialmente. Se esse servi o for confi vel, o receptorconfirmar o recebimento atrav s do quadro de confirma o. Um quadro consiste em umconjunto de bits agrupados, que transportam informa es de usu rio e de controle de enlace. Camada de Rede: respons vel pelo roteamento e endere amento (IP), para isso, esta camadadetermina como os pacotes s o roteados da origem at o destino. Estas rotas podem serdivididas em tr s formas: tabelas est ticas, que raramente s o alteradas, ou podem ser atualizadas de formaautom tica, evitando componentes defeituosos.

5 Determinadas no in cio de cada conversa o, por exemplo, uma sess o de terminal em umam quina remota. din micas, sendo determinadas para cada pacote, refletindo a carga atual da camada tem como fun o controlar o congestionamento de pacotes. A qualidade do servi ofornecido atraso, tempo em tr nsito, instabilidade, entre outros tamb m pertence a camadade rede. Outra fun o desta camada, trafegar pacotes de uma rede para outra, onde oendere amento das REDES podem ser diferentes, ou a rede pode n o receber o pacote por estemuito grande, os protocolos podem ser diferentes. A camada de rede deve permitir que redesheterog neas sejam interconectadas. Camada de Transporte: respons vel pela comunica o entre origem e destino, para isso,essa camada aceita dados da camada acima dela, e se for preciso, divide em unidades menores erepassa essas unidades camada abaixo dela (camada de rede), garantindo que todos osfragmentos chegar o corretamente a outra extremidade.

6 Todas essas etapas devem ser feitas deforma eficiente e de forma que as demais camadas superiores n o percebam as mudan as detecnologia de hardware. Esta camada tamb m respons vel por determinar que tipo de servi o(determinado quando a conex o estabelecida) deve ser fornecido a camada de sess o e aosusu rios da rede, entre eles, s o: canal ponto a ponto o mais popular, livre de erros e entrega as mensagens ou bytes naordem em que foram enviados. mensagens isoladas n o possui nenhuma garantia relativa a ordem de entrega e propaga o da mensagem para v rios destinos. Camada de Sess o: permite estabelecer sess es de comunica o entre os usu rios de diferentesm quinas. Esta sess o oferece diversos servi os, como por exemplo: controle de di logo mant m o controle de quem deve transmitir em cada momento. gerenciamento de tokens impede que duas partes tentem executar a mesma opera ocr tica ao mesmo tempo. sincroniza o realiza a verifica o peri dica de longas transmiss es para permitir que elascontinuem a partir do ponto em que estavam ao ocorrer uma falha e a subsequenterecupera o.

7 Camada de Apresenta o: respons vel pela uniformiza o das mensagens, ou seja, acamada de apresenta o est relacionada a sintaxe e sem ntica das informa es camada gerencia as estruturas de dados abstratas, essas estruturas permitem a comunica oentre os COMPUTADORES com diferentes representa es internas dos dados. Camada de Aplica o: respons vel pela utiliza o das mensagens, esta camada possui v riosprotocolos necess rios para o usu rio. O protocolo mais usado o HTTP (HyperText TransferProtocol), quando digitado um endere o de site no navegador, o navegador, usando o HTTP,envia o nome da p gina desejada ao servidor que hospeda a p gina, o servidor ent o transmite ap gina ao navegador. Al m deste protocolo, outros s o usados para transfer ncias de arquivos,correio eletr nico e transmiss o de not cias pela rede. Modelo de Refer ncia TCP/IPA partir de um projeto do Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DARP) chamadoARPANET, financiado pela Advanced Research Projects Agency (ARPA), foi desenvolvido um novomodelo baseado no modelo de refer ncia OSI, este novo modelo foi denominado Modelo TCP/IP,composto por cinco camadas, que s o: Camada F sica: essa camada especifica as caracter sticas do meio de transmiss o, da naturezados sinais, da taxa de dados e de quest es relacionadas.

8 Camada de Enlace: respons vel pela troca de dados entre um sistema final e a rede a qualest conectado. Para isso, o computador de envio precisa fornecer rede o endere o docomputador de destino, de tal forma que, a rede possa rotear os dados para o destino computador de envio pode requerer servi os como prioridade, que podem ser fornecidos pelarede. O software utilizado nesta camada depende do tipo de rede a ser utilizado. Camada de Rede: Tamb m conhecida como IP ou inter-rede, esta camada tem como fun o oFigura 1: O modelo de refer ncia entre as v rias REDES . Um roteador tem a fun o de repassar dados de uma rede paraa outra rede em uma rota da origem ao destino. Camada de Transporte: Tamb m conhecida como TCP, esta camada absorveu a camada deSess o do modelo OSI, esta camada garante que todos os dados chegam no destino na mesmaordem em que foram enviados. O protocolo TCP (Transmission Control Protocol) o maisutilizado nesta camada.

9 Camada de Aplica o: Esta camada absorveu a camada de apresenta o do modelo OSI, epossui a l gica necess ria para dar suporte a diversas aplica es do usu rio. 2 TopologiasExistem v rias formas de interconectar os componentes de uma rede de comunica o de dados,essas v rias formas s o denominadas de topologias, e os COMPUTADORES da rede s o denominados de n sou nodos. As topologias s o: Ponto-a-ponto: chamada de liga o ponto-a-ponto, a mais simples das topologias, formadapor dois COMPUTADORES conectados entre si por um nico meio. Estrela: formada por v rios COMPUTADORES conectados entre si, o computador do meio o n central e ligado com os demais atrav s de linha ponto-a-ponto. Anel: formada por v rios COMPUTADORES , interligados por linhas ponto-a-ponto, e cada n devepassar adiante as mensagens endere adas aos demais. Malha: s o usadas liga es ponto-a-ponto para interconectar os n s, esta topologia maisutilizada para interconectar roteadores ou gateways, para atribuir redund ncia a links de internetou de servi os como VPNs (Virtual Private Network).

10 Token Ring: trabalha com o pacote token passing que serve de ticket de autoriza o (token),que permite a transmiss o de dados para a esta o que estiver de posse dele. Nos momentos emque as esta es n o precisam transmitir informa es, o token circula pela rede, passando pelosdispositivos. Quando uma esta o transmite uma determinada quantidade de informa o, essaesta o deve o token a esta o seguinte, esta a restri o desta topologia. Barramento: todos os n s se conectam atrav s de uma barra ou cabo de dados. Quando um n transmite uma mensagem, todos os demais recebe essa mensagem. Assim, os n s ligados a essebarramento devem cooperar entre si para acessar o meio f sico, pois compartilhado entre todoseles. Radiodifus o: usada transmiss o de ondas de r dio, ou seja, as mensagens ou pacotes dedados s o transmitidos atrav s da atmosfera. Enlace via sat lite: cada n envia sua mensagem para o sat lite, este retransmite para osdemais n transmiss o chamada de guiada quando um cabo ou barramento usado na transmiss ode sinais, pois os sinais el tricos permanecem confinados nos limites f sicos do cabo.