Técnico de Manutenção e Suporte em InformáticaFundamentos de Redes de ComputadoresUnidade 1– Redes de Computadores e a Int...
Livro Texto
O que é aInternet?
Componentes dehardware esoftware       Oferece serviços       para aplicações       distribuídas
ComponentesSistemas finais, servidores, telefones, ISPs,     roteadores, fibra óptica, satélite,   comutadores, rotas,apli...
Componentes                                              Web-enabled toaster +                                            ...
Serviços para aplicações       ditribuídas
Serviço de AplicaçõesDistribuídas
Modelo Cliente-Servidor               Requisição                HTTP    SERVIDOR   Resposta                            CLI...
Protocolo
Protocolo  “Um protocolo define o formato e aordem das mensagens trocadas entreduas ou mais entidades comunicantes,   bem ...
Sol                                                                    ic it a                                            ...
Periferia daInternet - Borda
Periferia daInternet - Borda  - Sistemas finais:      - Executam aplicações: peer-peer  web, email,...  - Programas client...
Periferia daInternet - Borda  Redes de Acesso  - Dial up                    peer-peer  - DSL  - Cabo  - FTTH              ...
Computador               Dial-up (Discado)Residencial                                    Rede Telefônica                  ...
DSL – Digital Subscriber Line                                            Internet Telefone Residencial                    ...
CaboCaracterísticas- Cabos coaxiais- Utiliza a infraestrutura detelevisão a cabo- Utiliza o modem a cabo- Canal é comparti...
FTTH – Fiber To The Home                                                         Características                      Fibr...
EthernetCaracterísticas                                     ISP- Redes locais conectam ossistemas finais ao roteadorda per...
Wifi                             InternetCaracterísticas- Padrão IEEE 802.11- Versões a, b, n, g,...- Canal compartilhado-...
Meios FíscosGuiados                         Não Guiados
Núcleo da Internet - Core
Núcleo da Internet - CoreQuestão fundamental...Como os dados sãotransferidos naInternet? Comutação de Circuitos          X...
Núcleo da Internet - Core     Comutação de Circuitos●    Recursos(buffer, taxa de transmissão,    enlaces,...) pré-alocado...
Núcleo da Internet - Core                          Example:FDM                          4 users      frequency            ...
Núcleo da Internet - CorePerguntaQuanto tempo leva para enviar um arquivo de640.000 bits do host A para o host B atravésde...
Núcleo da Internet - CoreResposta.:- Tx = (1,536 Mbps)/24 = 64kbps, ou seja, cadacircuito possui uma taxa de transmissão d...
Núcleo da Internet - Core    Comutação de Pacotes                             100 Mb/s                                C   ...
Núcleo da Internet - CoreCalculando o atraso de fila nos comutadores...Suponha que existe Q enlaces entre dois sistemasfin...
Estruturada Internet
Estrutura da InternetISP de nível 1- Grupo relativamente pequeno- Cobertura internacional- Velocidades altíssimas – Gbps- ...
Estrutura da InternetISP de nível 2- ISPs menores- Cobertura regional- Se conectam a um ou mais ISPs de nível 1           ...
Estrutura da InternetISP de nível 3- ISPs locais- Redes de acesso- Mais próxima dos sistemas finais                   loca...
Estrutura da InternetUm pacote passa por muitas redes na Internet        local         ISP    Tier 3                      ...
Atrasos - ProcessamentoNodal- Fila- Transmissão- Propagação
Atrasos              Processamento nodal      A          BAtraso de Processamento- Tempo para analisar o cabeçalho do paco...
Atrasos              Processamento nodal      A          B                        FilaAtraso de Fila- Tempo esperando no b...
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Atrasos                Processamento nodal        A                              Propagação            B                  ...
Atrasos            Processamento nodal    A                          Propagação        B                      Fila Transmi...
Atraso fim a fim                  dfaf = N(dproc + dtrans + dproc)Onde,N -> nº de roteadores,dtrans=L/R -> L é o tamanho d...
Vazão estáligado com ataxa detransferência
Vazão nas RedesÉ a taxa (em bits/s) em que os bits são transferidos entreum emissor e receptorVazão Média = F/T, onde F é ...
Logo, a vazão émin{Rs,Rc} = Taxa doenlace de gargalo
Arquitetura emcamadas
Viagem de aviãoticket (purchase)                                            ticket (complain)   ticketbaggage (check)     ...
Modelo de camadas na      InternetAplicação     AplicaçãoTransporte    Transporte  Rede          Rede Enlace        Enlace...
Camada deAplicação      - Transfere mensagens      das aplicações de rede      - FTP, SMTP, HTTP,...
Camada deTransporte       Transferência de       segmentos fim a fim       - TCP, UDP
Camada deRede      - Roteamento de      datagramas entre      origem e destino
Camada deEnlace      Transferência de      quadros entre      elementos vizinhos da      rede      - PPP, Ethernet
CamadaFísica         Transferência de bits de         um elemento para         outro
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Unidade 1 redes de comp

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Unidade 1 redes de comp

  1. 1. Técnico de Manutenção e Suporte em InformáticaFundamentos de Redes de ComputadoresUnidade 1– Redes de Computadores e a Internet Prof. Leandro Cavalcanti de Almeida leandro.almeida@ifpb.edu.br @leandrocalmeida Esta apresentação é uma adaptação do material disponibilizado por James F. Kurose e Keith W. Ross
  2. 2. Livro Texto
  3. 3. O que é aInternet?
  4. 4. Componentes dehardware esoftware Oferece serviços para aplicações distribuídas
  5. 5. ComponentesSistemas finais, servidores, telefones, ISPs, roteadores, fibra óptica, satélite, comutadores, rotas,aplicações, links, pacotes,...
  6. 6. Componentes Web-enabled toaster + weather forecaster IP picture frame http://www.ceiva.com/World’s smallest web server Internet phoneshttp://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html
  7. 7. Serviços para aplicações ditribuídas
  8. 8. Serviço de AplicaçõesDistribuídas
  9. 9. Modelo Cliente-Servidor Requisição HTTP SERVIDOR Resposta CLIENTE
  10. 10. Protocolo
  11. 11. Protocolo “Um protocolo define o formato e aordem das mensagens trocadas entreduas ou mais entidades comunicantes, bem como as ações realizadas na transmissão e/ou no recebimento de uma mensagem ou outro evento” James F. Kurose and Keith W. Ross
  12. 12. Sol ic it a ção Oi d e co nex ão T CP TCP onexão Oi sta de c Respo GET Q ue www hora .site s sã . c om o, po / in d e r favo x.htm r? l l> 2h00 <in dex . ht mTempo Tempo Tempo Tempo
  13. 13. Periferia daInternet - Borda
  14. 14. Periferia daInternet - Borda - Sistemas finais: - Executam aplicações: peer-peer web, email,... - Programas cliente/servidor: requisições de clientes,... client/server - P2P - Skype, BitTorrent
  15. 15. Periferia daInternet - Borda Redes de Acesso - Dial up peer-peer - DSL - Cabo - FTTH client/server - Ethernet - Wifi - ...
  16. 16. Computador Dial-up (Discado)Residencial Rede Telefônica Modem do ISP Modem Discado residencialCaracterísticas Internet- Linha telefônica analógica- O modem converte o sinal analógicoem digital e vice-versa- Taxa máxima de 56 kbps- Acesso bloqueia a linha telefônica
  17. 17. DSL – Digital Subscriber Line Internet Telefone Residencial DSLAM Modem DSL Características Rede Telefônica - Linha digital - Possui um multiplexador digital de acesso (DSLAM) - Velocidades de até 55 Mpbs Computador - Acesso não bloqueia a linha Residencial telefônica
  18. 18. CaboCaracterísticas- Cabos coaxiais- Utiliza a infraestrutura detelevisão a cabo- Utiliza o modem a cabo- Canal é compartilhado- Assimétrico cable headend home cable distribution network (simplified)
  19. 19. FTTH – Fiber To The Home Características Fibra - Fibra em casa ONT -Redes óticas ativas - Redes óticas passivas - Internet, TV e telefone ONT - Altas velocidades Rede do ISP Distribuidor OLT ONT ótico InternetONT = Terminal de Rede óticaOLT = Terminal de Linha ótica
  20. 20. EthernetCaracterísticas ISP- Redes locais conectam ossistemas finais ao roteadorda periferia- Comutador ethernet- Altas velocidades
  21. 21. Wifi InternetCaracterísticas- Padrão IEEE 802.11- Versões a, b, n, g,...- Canal compartilhado- Problemas com segurança- Alguns metros de alcance
  22. 22. Meios FíscosGuiados Não Guiados
  23. 23. Núcleo da Internet - Core
  24. 24. Núcleo da Internet - CoreQuestão fundamental...Como os dados sãotransferidos naInternet? Comutação de Circuitos X Comutação de Pacotes
  25. 25. Núcleo da Internet - Core Comutação de Circuitos● Recursos(buffer, taxa de transmissão, enlaces,...) pré-alocados● Mantém o circuito ocupado até o fim da comunicação● Utiliza multiplexação por divisão de frequência(FDM) ou por tempo(TDM)● FDM: o enlace reserva uma banda de frequência para cada conexão● TDM: o tempo é dividido em quadros de duração fixa, e cada quadro é dividido em números de compartimentos(slots)
  26. 26. Núcleo da Internet - Core Example:FDM 4 users frequency timeTDM frequency time Comutação de Circuitos
  27. 27. Núcleo da Internet - CorePerguntaQuanto tempo leva para enviar um arquivo de640.000 bits do host A para o host B atravésde uma rede de comutação de circuitos?- Todos os links são 1,536 Mbps- Cada link utiliza TDM com 24 slots por segundo- 500 ms para estabelecer de ponta a ponta de circuito Comutação de Circuitos
  28. 28. Núcleo da Internet - CoreResposta.:- Tx = (1,536 Mbps)/24 = 64kbps, ou seja, cadacircuito possui uma taxa de transmissão de 64kbps.- T= 640 kbps/64 kbps = 10s, ou seja, o tempo paratransmitir um arquivo de 640.000 bps em um linkde 64 kpbs é de 10 segundos. Comutação de Circuitos
  29. 29. Núcleo da Internet - Core Comutação de Pacotes 100 Mb/s C A Ethernet statistical multiplexing● Recursos alocados em tempo de B 1.5 Mb/s execução, por demanda queue of packets● Cada pacote pode seguir waiting for output link caminhos independentes● Surgimento de filas e atrasos D E● Utilização de buffers em comutadores● Método mais inteligente
  30. 30. Núcleo da Internet - CoreCalculando o atraso de fila nos comutadores...Suponha que existe Q enlaces entre dois sistemasfinais, cada um com uma taxa de Rbps. Vocêprecisa enviar um pacote de L bits de um sistemaA para outro B.1º enlace: A = L/Rpróximos enlaces: deve ser armazenado ereenviado Q – 1 vezes, logo... Q*L/R Comutação de Pacotes
  31. 31. Estruturada Internet
  32. 32. Estrutura da InternetISP de nível 1- Grupo relativamente pequeno- Cobertura internacional- Velocidades altíssimas – Gbps- AT&T, Verizon,... Interconexão entre ISP nível1 provedores de nivel 1 ISP nível 1 ISP nível 1
  33. 33. Estrutura da InternetISP de nível 2- ISPs menores- Cobertura regional- Se conectam a um ou mais ISPs de nível 1 ISPs de nível ISP nível 2 paga ISP nível 2 2 também ISP nível 2 olham ao IPS nível 1 para se ISP nível 1 privadamente conectar ao uns com os restante da outros Internet ISP nível 2 é ISP nível 1 ISP nível 1 ISP nível 2 cliente do provedor nível ISP nível 2 ISP nível 2 1
  34. 34. Estrutura da InternetISP de nível 3- ISPs locais- Redes de acesso- Mais próxima dos sistemas finais local ISP local local ISP local nível 3 ISP ISPs locais de ISP ISP ISP nível 2 ISP nível 2 nível 3 são ISP nível 1 clientes de ISPs de camada mais alta, ISP nível 1 ISP nível 1 ISP nível 2 conectando- local se ao ISP nível 2 ISP nível 2 local local local ISP restante da ISP ISP ISP Internet
  35. 35. Estrutura da InternetUm pacote passa por muitas redes na Internet local ISP Tier 3 local local local ISP ISP ISP ISP Tier-2 ISP Tier-2 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier 1 ISP Tier-2 ISP local Tier-2 ISP Tier-2 ISP ISP local local local ISP ISP ISP
  36. 36. Atrasos - ProcessamentoNodal- Fila- Transmissão- Propagação
  37. 37. Atrasos Processamento nodal A BAtraso de Processamento- Tempo para analisar o cabeçalho do pacote- Determinar para onde direcioná-lo- Verfificação e controle de erros em bits
  38. 38. Atrasos Processamento nodal A B FilaAtraso de Fila- Tempo esperando no buffer de saída- Depende do tamanho da fila- Função da intensidade e da natureza do tráfego
  39. 39. Atrasos Processamento nodal A B Fila TransmissãoAtraso de Transmissão- Tempo requerido para “empurrar” todos os bits do pacote para o enlace- O pacote só entra no atraso de transmissão depois que sair do atraso da fila- É L/R, onde L, tamanho do pacote, eR velocidade do enlace
  40. 40. Atrasos Processamento nodal A Propagação B Fila TransmissãoAtraso de Propagação - Tempo que o pacote leva de um roteador até o outro - O pacote se propaga na velocidade de propagação do enlace- É d/s, onde d é a distância e s é a velocidade de propagação
  41. 41. Atrasos Processamento nodal A Propagação B Fila Transmissão dnodal = dproc + dfila + d trans + dprop
  42. 42. Atraso fim a fim dfaf = N(dproc + dtrans + dproc)Onde,N -> nº de roteadores,dtrans=L/R -> L é o tamanho do pacote e R é a taxa de transmissão
  43. 43. Vazão estáligado com ataxa detransferência
  44. 44. Vazão nas RedesÉ a taxa (em bits/s) em que os bits são transferidos entreum emissor e receptorVazão Média = F/T, onde F é p tamanho doarquivo e T é o tempo Rs RcEx.:Rs = Taxa do enlace servidor/roteadorRc = Taxa do enlace roteador/clienteSe Rs < Rc, então a vazão = RsSe Rs > Rc, então a vazão = Rc
  45. 45. Logo, a vazão émin{Rs,Rc} = Taxa doenlace de gargalo
  46. 46. Arquitetura emcamadas
  47. 47. Viagem de aviãoticket (purchase) ticket (complain) ticketbaggage (check) baggage (claim baggage gates (load) gates (unload) gaterunway (takeoff) runway (land) takeoff/landingairplane routing airplane routing airplane routing airplane routing airplane routing departure intermediate air-traffic arrival airport control centers airport
  48. 48. Modelo de camadas na InternetAplicação AplicaçãoTransporte Transporte Rede Rede Enlace Enlace Fisíca Fisíca
  49. 49. Camada deAplicação - Transfere mensagens das aplicações de rede - FTP, SMTP, HTTP,...
  50. 50. Camada deTransporte Transferência de segmentos fim a fim - TCP, UDP
  51. 51. Camada deRede - Roteamento de datagramas entre origem e destino
  52. 52. Camada deEnlace Transferência de quadros entre elementos vizinhos da rede - PPP, Ethernet
  53. 53. CamadaFísica Transferência de bits de um elemento para outro
  54. 54. Encapsulamento
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