Universidade Federal da Paraíba                               Centro de Ciências Aplicadas e Educação                     ...
Motivação                                  O que fazemos com os                                computadores hoje em dia?se...
Sumário                          Conceitos sobre comunicação                          Protocolos                          ...
S"G:"E"("<,5),5;""                         +,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0"#$""             laptopO que)+3(,3+""-1#2"34)$%&)%    ...
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O que é a internet (serviços)       S"G:"E"("<,5),5;""               64*>+"I*4.("       infraestrutura de             PC  ...
Visão mais próxima da rede       borda da rede        -aplicações e hospedeiros       redes de acesso        - enlaces de ...
Borda da rede                      X"I+)3("3(")3;"         •  *4*5?(*"U,(4*"iD+*834)+*j;"       sistemas finais            ...
Sistemas de acesso                               modem                               Digital Subscriber Line (DSL)        ...
Modem       n+3?"34*.(3+"                                      escritório                                      central    ...
ADSL                     o4C45(0"_:I*.)4I)"p4,"                     io_pj"                                                ...
Cabo e HFC                        FDM (mais adiante):                                                                     ...
Ethernet                     X.**+"h"<,5),5"8+)""                     b5D),5"                                          100...
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Acesso Típico!            R3*")*43,.4(4*"          .+?8+,,5*"w84.+*"3(")3")*43,.4(0;""          •  ?+3?"o_p"+:"(".(I+"    ...
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Conceitos Iniciais                     • Sistemas de comunicações                      • comutação de circuitos e de pacot...
Meios Físicos              Radio link types:+"            !  micro-ondas terrestre                 "  p. e. até canais de ...
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Comutação de Circuito               VM.0+"3(")3;".+?:5(=>+""               3".4).:45+*"              ).:)*+*"U?"("U?"     ...
Comutação de Circuito                   7+?:5(=>+"3".4).:45+*;"                               con""2on"                   ...
Comutação de Circuito                      bF?80+",:?E)4.+"                   •  z:(,5+"5?8+"06("8()(",64()":?"()G:46+"3" ...
Comutação de Pacotes             VM.0+"3(")3;".+?:5(=>+"             3"8(.+5*"           .(3("x:F+"3"3(3+*"U?"("U?"     di...
Comutação de Pacotes         7+?:5(=>+"3"8(.+5*;""         ?:0-80F(=>+"*5(w*-.("                  Ethernet        A       ...
Comutação de Pacotes                7+?:5(=>+"3"8(.+5*""                5).$6$%.+?:5(=>+"3".4).:45+*"             :,!6("3E...
Qual é melhor?                                        Comutação de                                          circuitos     ...
Estrutura da Internet                b*5):5:)("3("<,5),5;"                )3"3")3*"           •  (8)+F4?(3(?,5"D4))G:4.(" ...
Estrutura da Internet         •  <_&*"3",960"#;"<_&*"?,+)*"iC)(0?,5")C4+,(4*j"      •  <_&*"3",960"#;"<_&*"?,+)*"iC)(0?,5"...
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Camada de Enlace                  • Link layer                  • Pacote - Quadro (frame)                  • Comunicação h...
Camada Física                  • Physical layer                  • Dispositivos de conexão                  • Comunicação ...
Encapsulamento          Nome do pacote                                                          Camada da Rede            ...
As várias camadassegunda-feira, 6 de fevereiro de 12                       49
Arquitetura em Camadas                        • Qual o benefício da arquitetura em camadas?                             • ...
Pilha de Protocolos                            Aplicação                           Transporte                             ...
TCP/IP X RM-ISO/OSI                                      TCP / IP                                       RM-OSI            ...
Histórico                    • 1961 - Estudos sobre a eficiência de comutação                          de pacotes, Leonard ...
/4*5P)4("3("<,5),5"    Histórico     1961-1972: Princípios da comutação     de pacotes                                    ...
Histórico       1972-1980: Inter-rede, redes novas        e proprietárias    •  %m[$;")3"8+)"*(5E045"XpS/X,5",+"    8)4,.9...
Histórico          1980-1990: novos protocolos,          proliferação de redes          •  %mkQ;"4?80(,5(=>+"3+"        • ...
Histórico         1990, 2000’s: comercialização,         a Web, novas aplicações    •  4,9.4+"3+*"(,+*"m$;"XR&X,5")-)(3("3...
Histórico                  #$$[;"                  •  tY$$"?40D]*"3"D+*834)+*"                  •  6+OK"693+"8+)"<&"      ...
Recapitulando               • Comunicação entre computadores               • Arquitetura TCP / IP               • Camadas ...
Dúvidas                                        ?segunda-feira, 6 de fevereiro de 12             60
Referências                                      Redes e Histórico da internet: Capítulo 1                                ...
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RC - SL01 - Introdução às Redes de Computadores

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RC - SL01 - Introdução às Redes de Computadores

  1. 1. Universidade Federal da Paraíba Centro de Ciências Aplicadas e Educação Departamento de Ciências Exatas Redes de Computadores: Introdução a redes de computadores Prof. Rafael Marrocos Magalhães rafael@dce.ufpb.br 06 de Fevereiro de 2011 UFPB - CCAE - DCE Esta apresentação contém partes, ou mesmo slides inteiros, da apresentação original disponibilizada por J.F Kurose e K.W. Ross, com permissão para utilização como material de apoio instrucional. E, conforme solicitação do original, incluí aqui a nota de direito autoral.segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 1
  2. 2. Motivação O que fazemos com os computadores hoje em dia?segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 2
  3. 3. Sumário Conceitos sobre comunicação Protocolos Arquitetura TCP/IP Modelo de Referência ISO/OSI Histórico das redessegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 3
  4. 4. S"G:"E"("<,5),5;"" +,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0"#$"" laptopO que)+3(,3+""-1#2"34)$%&)% 64*>+"I*4.("a internet –  " é S"G:"E"("<,5),5;"" sem fio S"G:"E"("<,5),5;"" 64*>+"I*4.(" básicos) Rede móveR (elementos celular PC .)&)" 64*>+"I*4.(" •  ?40D]*"3"34*8+*4-6+*"3" portátil PC .+?8:5(=>+".+,.5(3+*;" •  ?40D]*"3"34*8+*4-6+*"3" servidor .+?8:5(=>+".+,.5(3+*;" Rede móvel PC hosts,•  ?40D]*"3"34*8+*4-6+*"3" aplicação de rede Rede m enlace, largura de banda comunicação !  enlaces de servidor +,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0"#$"" ISP global +,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0"#$"" laptop .+?8:5(=>+".+,.5(3+*;" servidor –  ")+3(,3+""-1#2"34)$%&)% laptop sem fio sem fio –  ")+3(,3+""-1#2"34)$%&)% +,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0"#$"" celular de "  fibra, cobre, rádio, comutação de pacotes Rede doméstica celular .)&)" pontos portátil .)&)" laptop comutadores, "roteadores –  )+3(,3+""-1#2"34)$%&)% regional domé ISP Rede portátil !  enlaces de comunicação acesso taxa defibra,satélite sem fio transmissão .)&)" rádio, cobre, celularde " enlaces de comunicação enlaces rota, caminho pontos acesso !  satélite Rede d comenlaces " ISPs,de transmissão =transmissão = portátil "  taxa de Rede institucional fio taxafibra, cobre, rádio, com fio pontos de "  IP acesso ! largura de banda comunicação Padrõesenlaces de de banda Rede i delargura Internet satélite enlaces roteadores: IETFencaminham pacotes !  (RFCs), W3C cobre, rádio, com fio de" "  fibra, transmissão = roteador pontos taxa de roteadores: acesso (pedaços satélite !  de dados) largura de banda Re *043"W"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12enlaces !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1" 4
  5. 5. ^5,*904+*"@0C(4*B"3("<,5),5"Utensílios Tostadora preparada para Internet + previsor de tempo Quadro de imagens IP http://www.ceiva.com/ Menor servidor Web do mundo http://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html Telefones de Internet *043"Y" !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 5
  6. 6. O que é a internet (serviços) S"G:"E"("<,5),5;"" 64*>+"I*4.(" infraestrutura de PC •  ?40D]*"3"34*8+*4-6+*"3" Rede móvel comunicação servidor .+?8:5(=>+".+,.5(3+*;" ISP global +,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0"#$"" - aplicações distribuídas laptop sem fio –  ")+3(,3+""-1#2"34)$%&)% celular .)&)" portátil Rede doméstica serviços de comunicação !  enlaces de comunicação ISP regional fornecidosdeàs fibra, cobre, rádio, pontos "  aplicações acesso satélite Rede institucional - entrega de dados confiável = enlaces com fio "  taxa de transmissão da origem ao destino de banda largura - entrega de dados pelo !  roteadores: roteador encaminham pacotes “melhor esforço” de dados) (pedaços *043"W" !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 6
  7. 7. Visão mais próxima da rede borda da rede -aplicações e hospedeiros redes de acesso - enlaces de comunicação borda da rede - roteadores, redes interconectadassegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 7
  8. 8. Borda da rede X"I+)3("3(")3;" •  *4*5?(*"U,(4*"iD+*834)+*j;" sistemas finais –  F.:5()"8)+C)(?(*"3"(804.(=>+" (hosts) –  81"1"dIK"f?(40" –  ,("@I+)3("3(")3B" peer-peer !  modelo cliente/servidor modelo cliente/ hospedeiro cliente solicita, "  servidor serviço de servidor recebe sempre ativo cliente/servidor "  p. e. navegador/servidor Web; cliente/servidor de e-mail modelo peer-to- !  modelo peer-peer: peer "  uso mínimo (ou nenhum) de servidores dedicados "  p. e. Skype, BitTorrent *043"%#"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3 8
  9. 9. Sistemas de acesso modem Digital Subscriber Line (DSL) Cabo e HFCsegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 9
  10. 10. Modem n+3?"34*.(3+" escritório central rede de telefone Internet modem modem PC discado do ISP doméstico doméstico (p. e., AOL)"  usa infraestrutura de telefonia existente "  casa conectada ao escritório central"  até 56 kbps de acesso direto ao roteador (geralmensegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 10
  11. 11. ADSL o4C45(0"_:I*.)4I)"p4," io_pj" Linha telefônica existente: Internet Telefone 0-4 KHz; dados telefone upstream 4-50 KHz; dados residencial downstream 50 KHz-1 MHz DSLAM rede distribuidor telefônica modem DSL central telefônica PC residencial "  também usa infraestrutura de telefone exissegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 11
  12. 12. Cabo e HFC FDM (mais adiante): C O N V V V V V V D D T I I I I I I A A R D D D D D D D D O E E E E E E O O L O O O O O O S S E 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Canais Terminal de distribuição casa rede de distribuição de cabosegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 12
  13. 13. Ethernet X.**+"h"<,5),5"8+)"" b5D),5" 100 Mbps roteador institucional Switch Ao ISP da Ethernet instituição 100 Mbps 1 Gbps 100 Mbps servidor •  ,+)?(0?,5":*(3+"?"?8)*(*K":,46)*43(3"5.1" !  b5D),5"("%$"nI*K"%$$"nI8*K"%"sI8*K"%$"sI8*" !  D+gK"+*"*4*5?(*"U,(4*",+)?(0?,5"*".+,.5(?"(+"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 13
  14. 14. (.**+"*?"U+" Sem Fio+"$)!%0,%+".+,.5("*4*5?("3+)"LAN (WiFi) roteadorI(*K"5(?IE?".+,D.43("+"3"(.**+B" estação" HSDPA, 3G based4c4j;"%%"+:"YW""nI8*"+"3")("?(4*" WiMAX0+"+8)(3+)"3"(=>+" hosts*4*5?(".0:0()"ibeoSK" móveis segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 14
  15. 15. Acesso Típico! R3*")*43,.4(4*" .+?8+,,5*"w84.+*"3(")3")*43,.4(0;"" •  ?+3?"o_p"+:"(".(I+" •  )+5(3+)NU)q(00N,(5" •  b5D),5" •  8+,5+"3"(.**+"*?"U+" laptops de/para sem fio modem roteador/ extremidade a cabo firewall a cabo ponto de acesso Ethernet sem fiosegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 15
  16. 16. &()"2)(,=(3+"i2&j"I45;"8)+8(C(",5)"8()*"3" •  3+4*"U+*"3".+I)"4*+0(3+*" )(,*?4**+)N).85+)",0(."L*4.+;"+"G:"U.(",5)" Meios Físicos –  .(5C+)4("Q;"U+*"3"50A+," 5)(34.4+,(4*K"b5D),5"("%$" nI8*" )(,*?4**+)"").85+)" –  .(5C+)4("Y;""?4+"C:4(3+;"" b5D),5"("%$$"nI8*" &()"2)(,=(3+"i2&j" –  *4,(4*"*"8)+8(C(?"?"?4+" *P043+;".+I)K"UI)(K".+(F4(0" •  3+4*"U+*"3".+I)"4*+0(3+*"?4+",>+"C:4(3+;"" –  .(5C+)4("Q;"U+*"3"50A+," –  *4,(4*"*"8)+8(C(?"046)?,5K" 5)(34.4+,(4*K"b5D),5"("%$" 81"1K")34+" nI8*" –  .(5C+)4("Y;"" b5D),5"("%$$"nI8*" !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1" segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 16
  17. 17. •  I434).4+,(0" •  I(,3("I(*;" Meios Físicos n4+"L*4.+;".(I+" –  M,4.+".(,(0",+".(I+" –  b5D),5"0C(3+" ".+(F4(0K"UI)(" .(I+".+(F4(0;" •  I(,3("0()C(;" ótica: cabo de fibra •  3+4*".+,3:5+)*"3".+I)" –  fibra de vidro conduzindo !  ?M0-80+*".(,(4*",+".(I+" pulsos de luz; cada pulso um bit .+,.r,5)4.+*" "/c7" –  operação em alta velocidade: !  •  I434).4+,(0" "  transmissão em alta velocidade •  I(,3("I(*;" ponto a ponto (p. e., 10-100 Gps) –  M,4.+".(,(0",+".(I+" !  baixa taxa de erro: –  b5D),5"0C(3+" repetidores bastante *043"#Y" •  I(,3("0()C(;" espaçados; imune a ruído –  ?M0-80+*".(,(4*",+".(I+" eletromagnético –  "/c7" *043"#Y"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1" 17
  18. 18. I434).4+,(0" "  transmissão em alta veI(,3("I(*;" ponto a ponto (p. e., 10 –  M,4.+".(,(0",+".(I+" Meios Físicos de erro: baixa taxa !  Gps) –  b5D),5"0C(3+" repetidores bastanteI(,3("0()C(;" fibra ótica: cabo de espaçados; imune a ruíd –  ?M0-80+*".(,(4*",+".(I+" !  fibra de vidro conduzindo eletromagnéticoI)" pulsos de luz; cada pulso um bit –  "/c7" !  operação em alta velocidade: "  transmissão em alta velocidade ponto a ponto (p. e., 10-100 Gps) !  baixa taxa de erro: repetidores bastante !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34) espaçados; imune a ruído+" eletromagnético segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 18
  19. 19. Conceitos Iniciais • Sistemas de comunicações • comutação de circuitos e de pacotes • Tipos de comunicações • síncrono, assíncrono, persistentes, transientessegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 19
  20. 20. Meios Físicos Radio link types:+" !  micro-ondas terrestre "  p. e. até canais de 45 Mbps !  LAN (p. e., Wifi) "  11 Mbps, 54 Mbps !  área ampla (p. e., celular) "  celular 3G: ~ 1 Mbps !  satélite "  canal de Kbps a 45Mbps (ou múltiplos canais menores) "  atraso fim a fim de 270 msec "  geoestacionário versus baixa altitude !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1" segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 20
  21. 21. ",M.0+"3(")3" O Núcleo da rede?(0D("3")+5(3+)*" ,5).+,.5(3+*" Comutação de""G:*5>+"A:,3(?,5(0;" circuitos.+?+"+*"3(3+*"*>+" )(,*A)43+*"80(")3H" –  .+?:5(=>+"3".4).:45+*;" X .4).:45+"334.(3+"8+)" .D(?(3(;")3"50Ay,4.(" Comutação de –  .+?:5(=>+"3"8(.+5*;" pacotes 3(3+*",64(3+*"80(")3" ?"@83(=+*B"34*.)5+*" segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 21
  22. 22. Comutação de Circuito VM.0+"3(")3;".+?:5(=>+"" 3".4).:45+*" ).:)*+*"U?"("U?" )*)6(3+*"8()(" @.D(?(3(B" •  0()C:)("3"I(,3("3+",0(.K" .(8(.43(3"3".+?:5(=>+" •  ).:)*+*"334.(3+*;"*?" .+?8()-0D(?,5+" •  3*?8,D+"-8+".4).:45+" iC()(,-3+j" •  F4C"8)8()(=>+"3".D(?(3("segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 22
  23. 23. Comutação de Circuito 7+?:5(=>+"3".4).:45+*;" con""2on" Exemplo: FDM 4 usuários frequência tempo TDM frequência tempo *043"Q%" !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 23
  24. 24. Comutação de Circuito bF?80+",:?E)4.+" •  z:(,5+"5?8+"06("8()(",64()":?"()G:46+"3" ZW$1$$$"I45*"3+"D+*834)+"X"8()("+"D+*834)+"T" ?":?(")3"3".+?:5(=>+"3".4).:45+*H" –  5+3+*"+*",0(.*"*>+"3"%YQZ"nI8*" –  .(3(",0(.":*("2on".+?"#W"*0+5*N*C" –  Y$$"?*"8()("*5(I0.)".4).:45+"U?"("U?" e(?+*")*+06){"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 24
  25. 25. Comutação de Pacotes VM.0+"3(")3;".+?:5(=>+" 3"8(.+5*" .(3("x:F+"3"3(3+*"U?"("U?" disputa por recursos: 3464343+"?"-"2,()$" !  demanda de recurso •  :*:)4+"XK"8(.+5*"3"T" agregado pode exceder 2,!-".@1+"!").:)*+*"3(" quantidade disponível )3" !  congestionamento: fila •  .(3("8(.+5":*("0()C:)("3" I(,3("5+5(0"3+",0(."" de pacotes, espera por uso do enlace •  ).:)*+*":*(3+*"B6"&,% )2)$$C.#,$" !  store and forward: pacotes se movem um Divisão da largura de banda em “pedaços” salto de cada vez Alocação dedicada "  Nó recebe pacote completo Reserva de recursos antes de encaminhar *043"QQ"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1" 25
  26. 26. Comutação de Pacotes 7+?:5(=>+"3"8(.+5*;"" ?:0-80F(=>+"*5(w*-.(" Ethernet A 100 Mb/s multiplexação estatística C 1,5 Mb/s B fila de pacotes esperando pelo enlace de saída D E _G:r,.4("3"8(.+5*"X"|"T",>+"5?"8(3)>+"UF+K"0()C:)("3"I(,3(".+?8()-0D(3( 8+)"3?(,3("!"!"#$%#&()*+,&-.(/-$0(1"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 26
  27. 27. Comutação de Pacotes 7+?:5(=>+"3"8(.+5*"" 5).$6$%.+?:5(=>+"3".4).:45+*" :,!6("3E,%&)%-"2,()$%-).!#()%B6)%!"#$%6$6C.#,$%6$)!%"%.)&)F% •  ,0(."3"%"nIN*" •  .(3(":*:)4+;"" –  %$$"`IN*"G:(,3+"@(-6+B" –  (-6+"%$~"3+"5?8+" N usuários •  2,!6("3E,%&)%2#.26#(,$"" enlace 1 Mbps –  %$":*:)4+*" •  2,!6("3E,%&)%-"2,()$9"" –  .+?"QY":*:)4+*K" P: Como obtivemos o valor 0,0004? 8)+I(I4043(3""%$"(-6+*" (+"?*?+"5?8+"E"?,+)" G:"$K$$$W" *043"QZ" !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 27
  28. 28. Qual é melhor? Comutação de circuitos X Comutação de pacotessegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 28
  29. 29. Estrutura da Internet b*5):5:)("3("<,5),5;" )3"3")3*" •  (8)+F4?(3(?,5"D4))G:4.(" •  ,+".,5)+;"<_&*"3"@,960"%B"i81"1K"e)4O+,K"_8)4,5K"X2|2K"7(I0" (,3"d4)0**jK".+I)5:)(",(.4+,(0N4,5),(.4+,(0" –  5)(5(?":,*"(+*"+:5)+*".+?+"4C:(4*" interconexão de provedores de ISP nível 1 nível 1 (peer) privadamente ISP nível 1 ISP nível 1segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 29
  30. 30. Estrutura da Internet •  <_&*"3",960"#;"<_&*"?,+)*"iC)(0?,5")C4+,(4*j" •  <_&*"3",960"#;"<_&*"?,+)*"iC)(0?,5")C4+,(4*j" –  .+,.5(?"(":?"+:"("?(4*"<_&*"3",960"%K"8+**460?,5"+:5)+*"<_&*"3" –  .+,.5(?"(":?"+:"("?(4*"<_&*"3",960"%K"8+**460?,5"+:5)+*"<_&*"3" ,960"#" ,960"#" ISPs de nível 2 ISP de nível 2 paga ISP nível 2 ISPs de nível 2 também olham ISP nível 2 privadamente ISPao ISP nível paga de nível 2 1 por ISP nível 2 também olham conectividade com ao ISP nível 1 por ISP nível 1 ISP nível 2 uns privadamente para os outros. restante da conectividade com ISP nível 1 uns para os Internet outros. restante de nível 2 é ! ISP da Internet do provedor cliente ISP nível 1 ISP nível 1 ISP nível 2 ! ISP de nível 2 é de nível 1 ISP nível 1 cliente do provedor ISP nível 2 ISP nível 2 nível ISP 1 ISP nível 2 de nível 1 ISP nível 2 ISP nível 2 *043"W$" !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 30
  31. 31. Estrutura da Internet •  <_&*"3",960"Q""<_&*"0+.(4*" –  )3"3+"M0-?+"*(05+"i@(.**+BjK"?(4*"8)PF4?("3+*"*4*5?(*"U,(4*" ISP local ISP ISP ISP ISP nível 3 local local local ISPs locais e ISP nível 2 ISP nível 2 de nível 3 são clientes de ISP nível 1 ISPs de camada mais alta conectando-os ISP nível 1 ao restante da ISP nível 1 ISP nível 2 Internet ISP ISP nível 2 ISP nível 2 ISP local ISP ISP local local local *043"W%"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1" 31
  32. 32. Estrutura da Internet?"8(.+5"8(**("8+)"?:45(*")3*{" ISP local ISP ISP ISP ISP nível 3 local local local ISP nível 2 ISP nível 2 ISP nível 1 ISP nível 1 ISP nível 1 ISP nível 2 ISP ISP nível 2 ISP nível 2 ISP local ISP ISP local local local segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1" 32
  33. 33. z:(5)+"A+,5*"3"(5)(*+" 3"8(.+5" Atrasos •  %1"8)+.**(?,5+",+3(0;"" #1",U04)(?,5+" –  6)4U.()"))+*"3"I45" "  5?8+"*8)(,3+"8+)" –  35)?4,()",0(."3"*(93(" 5)(,*?4**>+",+",0(."3" *(93(" "  38,3"3+",960"3" .+,C*-+,(?,5+"3+" )+5(3+)" transmissão A propagação B processamento nodal enfileiramentosegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 33
  34. 34. X5)(*+",(*")3*".+?:5(3(*" 8+)"8(.+5*" Atrasos Q1"(5)(*+"3"5)(,*?4**>+;" W1"(5)(*+"3"8)+8(C(=>+;" •  R"}"0()C:)("3"I(,3("3+",0(." •  3"}"5(?(,D+"3+",0(."L*4.+" iI8*j" •  *"}"601"3"8)+8(C(=>+",+"?4+" •  p"}"5(?(,D+"3+"8(.+5"iI45*j" it#F%$k"?N*j" •  5?8+"8()(",64()"I45*",+",0(." •  (5)(*+"3"8)+8(C(=>+"}"3N*" }"pNR" Nota: s e R são quantidades muito diferentes! transmissão A propagação B processamento nodal enfileiramento *043"WZ" !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 34
  35. 35. Atrasos traceroute: gaia.cs.umass.edu para www.eurecom.fr Tres medições de atraso de gaia.cs.umass.edu para cs-gw.cs.umass.edu 1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms 2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms 3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms 4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms 7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms enlace trans- 8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms 9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms oceânico 10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms 11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms 12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms 13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms 14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms 15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms 16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms 17 * * * 18 * * * * significa sem resposta (sonda perdida, roteador sem resposta) 19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms"Y#" segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1" 35
  36. 36. Redes de Computadoressegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 36
  37. 37. O que é um protocolo?segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 37
  38. 38. O que é um protocolo? “Um protocolo define o formato e a ordem das mensagens trocadas entre duas ou mais entidades comunicantes, bem como as ações realizadas na transmissão e/ou no recebimento de uma mensagem ou outro evento.” James F. Kurose e Keith W. Ross em 2005segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 38
  39. 39. Analogia S)C(,4O(=>+"3("64(C?"" (E)(" passagem (comprar) passagem (reclamar) bagagem (verificar) bagagem (retirar) portões (embarcar) portões (desembarcar) decolagem na pista pouso na pista rota da aeronave rota da aeronave rota da aeronavesegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 39
  40. 40. Arquitetura TCP/IP } Aplicação AplicaçãoSolicitação Transporte Transporte Resposta Rede Rede Camadas Enlace Enlace Física Físicasegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 40
  41. 41. A borda das redes de computadoressegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 41
  42. 42. Camada de Aplicação • Application layer • Pacote - Mensagem (message) • Aplicações de rede e seus protocolos • Navegadores, Comunicadores Instantâneos, Compartilhadores, Softphones • Interação • HTTP, FTP, SMTP, SSH, DNSsegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 42
  43. 43. Camada de Transporte • Transport layer • Pacote - Segmento (segment) • Oferta de serviço de comunicação fim-a-fim • (De)multiplexação de comunicação • TCP - Garantia de entrega, fragmentação de msgs, Controle de fluxo e de congestionamento. • UDP - Sem conexão, menor carga (proc. e rede) • Depende da aplicaçãosegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 43
  44. 44. O núcleo das redes de computadoressegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 44
  45. 45. Camada de Rede • Network layer • Pacote - Datagrama (datagram) • Transporte de remetente ao destinatário • Comunicação host-a-host • Endereço IP xxx.xxx.xxx.xxx (0-255), máscara, rede • Exemplo: 200.189.10.1 • Protocolo IP • cabeçalho datagrama • roteamentosegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 45
  46. 46. Camada de Enlace • Link layer • Pacote - Quadro (frame) • Comunicação host-a-host • Entrega garantida nível de host • Ethernet, PPP • Diferentes padrões para enlace • 802.X (Ethernet, Wi-fi, Wimax, Bluetooth, Zigbee)segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 46
  47. 47. Camada Física • Physical layer • Dispositivos de conexão • Comunicação em nível de bits • Representação, codificação, modulação • Protocolos dependem do enlace e do meio • guiados: trançado, coaxial, ópticos • sem fios: espectro eletromagnético, rádio, microondassegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 47
  48. 48. Encapsulamento Nome do pacote Camada da Rede Cabeçalho / Header Mensagem Head dados Aplicação Segmento Head Head dados Transporte Datagrama Head Head Head dados Rede Quadro Head Head Head Head dados crc Enlacesegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 48
  49. 49. As várias camadassegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 49
  50. 50. Arquitetura em Camadas • Qual o benefício da arquitetura em camadas? • Exemplo: companhia de transporte aéreo e de alimentossegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 50
  51. 51. Pilha de Protocolos Aplicação Transporte Rede Enlace Físicasegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 51
  52. 52. TCP/IP X RM-ISO/OSI TCP / IP RM-OSI Aplicação Aplicação Apresentação Sessão Transporte Transporte Rede Rede Enlace Enlace / Física Física RM-OSI/ISO - Reference Model - Open Systems Interconnection / International Organization for Standardizationsegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 52
  53. 53. Histórico • 1961 - Estudos sobre a eficiência de comutação de pacotes, Leonard Kleinrock • 1969 - ARPAnet, DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) • UCLA (Los Angeles) • SRI (Stanford) • UCSB (Santa Bárbara) • Universidade de Utahsegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 53
  54. 54. /4*5P)4("3("<,5),5" Histórico 1961-1972: Princípios da comutação de pacotes •  %m[#;"" •  %mZ%;"Ç04,)+.`"É"5+)4("3+" –  3?+,*5)(=>+"8MI04.("3("XR&X,5" ,U04)(?,5+"?+*5)("U..4(" 3(".+?:5(=>+"3"8(.+5*" –  V7&"iV5q+)`"7+,5)+0"&)+5+.+0j" 8)4?4)+"8)+5+.+0+"D+*834)+f"""""f •  %mZW;"T()(,"É".+?:5(=>+"3" D+*834)+" 8(.+5*"?")3*"?4045()*" –  8)4?4)+"8)+C)(?("3"f?(40" •  %mZ[;"XR&X,5".+,.I43("80(" XR&X"iX36(,.3"R*().D" –  XR&X,5"5?"%Y",P*" &)+g.5*"XC,.aj" •  %mZm;"8)4?4)+",P"XR&X,5" +8)(.4+,(0"*043"[Y"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1" 54
  55. 55. Histórico 1972-1980: Inter-rede, redes novas e proprietárias •  %m[$;")3"8+)"*(5E045"XpS/X,5",+" 8)4,.984+*"3"4,5)f)3"3"7)A"" /(6(9" Ç(D,;" •  %m[W;"7)A""Ç(D,"É"()G:455:)("8()(" –  ?4,4?(04*?+K"(:5+,+?4("É" 4,5).+,F>+"3")3*" *?"?:3(,=(*"4,5),(*" F4C43(*"8()("4,5).+,F>+" •  %m[Z;"b5D),5",("u)+F"&XR7" 3")3*" •  U,(0"3+*"(,+*"[$;"()G:455:)(*" –  ?+30+"3"*)64=+"80+" 8)+8)45)4(*;"ob7,5K"_VXK"uVX" ?0D+)"*A+)=+" •  U,(0"3+*"(,+*"[$";".+?:5(=>+"3" –  )+5(3+)*"*?"*5(3+" 8(.+5*"3"5(?(,D+"UF+"i8).:)*+)" –  .+,5)+0"3*.,5)(04O(3+" 3("X2nj" 3U,?"()G:455:)("(5:(0"3(" •  %m[m;"XR&X,5"5?"#$$",P*" <,5),5"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 55
  56. 56. Histórico 1980-1990: novos protocolos, proliferação de redes •  %mkQ;"4?80(,5(=>+"3+" •  ,+6(*")3*",(.4+,(4*;" 27&N<&" 7*,5K"T<2,5K"V_c,5K" •  %mk#;"8)+5+.+0+"3"f?(40" n4,450" *?58"3U,43+" •  %$$1$$$"D+*834)+*" •  %mkQ;"oV_"3U,43+"8()(" .+,.5(3+*"h" 5)(3:=>+",5)",+?f .+,A3)(=>+"3")3*" ,3)=+"<&" •  %mkY;"8)+5+.+0+"Å8" 3U,43+" •  %mkk;".+,5)+0"3" .+,C*-+,(?,5+"27&"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 56
  57. 57. Histórico 1990, 2000’s: comercialização, a Web, novas aplicações •  4,9.4+"3+*"(,+*"m$;"XR&X,5")-)(3("3" c4,(0"3+*"(,+*"m$"É"(8P*"(,+" *)64=+" #$$$;" •  %mm%;"V_c"(:?,5(")*5)4=]*"8()(":*+" •  ?(4*"(804.(=]*"A+)?4364*;" .+?).4(0"3("V_c,5"i)-)(3("?"%mmYj" ?,*(C,*"4,*5(,5Ü,(*K" •  4,9.4+"3+*"(,+*"m$;"dI" .+?8()-0D(?,5+"3"()G:46+*" –  D48)5F5+"ÑT:*D"%mWYK"V0*+,"(,+*" &#&" Z$Ö" •  *C:)(,=("3")3"(+"8)4?4)+" –  /2npK"/22&;"T),)*fp" 80(,+" –  %mmW;"n+*(4.K"38+4*"V5*.(8" •  *51"Y$"?40D]*"3"D+*834)+*K" –  U,(0"3+*"(,+*"m$;".+?).4(04O(=>+" ?(4*"3"%$$"?40D]*"3":*:)4+*" 3("dI" •  ,0(.*"3"I(.`I+,")+3(,3+" ?"sI8*" *043"[k"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 !"#$%$"&()*+,"&),-."/(001"2+3+*"+*"34)45+*")*)6(3+*1" 57
  58. 58. Histórico #$$[;" •  tY$$"?40D]*"3"D+*834)+*" •  6+OK"693+"8+)"<&" •  (804.(=]*"&#&;"T452+)),5" i.+?8()-0D(?,5+"3"()G:46+*j" _`a8"ie+<&jK"&&p46"i693+j" •  ?(4*"(804.(=]*;"á+:2:IK"g+C+*" •  )3*"*?"U+K"?+I4043(3"segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 58
  59. 59. Recapitulando • Comunicação entre computadores • Arquitetura TCP / IP • Camadas da arquitetura TCP / IP • Modelo RM-OSI • Históricosegunda-feira, 6 de fevereiro de 12 59
  60. 60. Dúvidas ?segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 60
  61. 61. Referências Redes e Histórico da internet: Capítulo 1 Redes e histórico: págs. 1 - 8 Rede de camadas: págs. 29 - 53 Histórico da internet: págs. 54 - 63segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 61
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