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Aplicações IP “quentes”      Moldura IP para retratos      http://www.ceiva.com/                                          ...
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O que é um protocolo?Protocolos humanos:           protocolos de rede:• “Que horas são?”            • máquinas ao invés de...
O que é um protocolo?um protocolo humano e um protocolo de rede de computadores:         Alô                         TCP p...
Uma visão mais de perto da estrutura da                   rede:• borda da rede: aplicações  e hosts• núcleo da rede:   – r...
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Comutação de Circuitos: FDMA e TDMA                            Exemplo:FDMA                            4 usuários   freqüê...
Núcleo da rede: comutação de pacotescada fluxo de dados fim-a-fim é dividido    contenção de recursos:   em pacotes       ...
Núcleo da rede: comutação de pacotes          10 Mbits/sA         Ethernet       multiplexação estatística          C     ...
Núcleo da rede: Comutação de Pacotes                             Packet-switching:                       comportamento sto...
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  1. 1. Tarefa: ler capítulo Parte I: Introdução 1 no textoNosso objetivo: Visão Geral:• obter contexto, visão geral, • o que é a Internet “sentimento” sobre redes • o que é um protocolo?• maior profundidade e • bordas da rede detalhes serão vistos • núcleo da rede depois no curso • rede de acesso e meios físicos• abordagem: • performance: perda, atraso – descritiva • camadas de protocolo, modelos de – usar a Internet como serviços exemplo • backbones, NAPs, ISPs • história
  2. 2. O que é a Internet roteador• milhões de elementos de estação computação interligados: hosts, servidor móvel sistemas finais ISP local – pc’s, estações de trabalho, servidores – telefones digitais, torradeiras de pão, etc. ISP regional executando aplicações distribuídas• enlaces de comunicação – fibra, cobre, rádio, satelite rede• roteadores: enviam pacotes corporativa (blocos) de dados através da rede
  3. 3. Aplicações IP “quentes” Moldura IP para retratos http://www.ceiva.com/ Torradeira e previsão do tempo pela WebO menor servidor Web do mundo http://dancing-man.com/robin/toasty/http://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html
  4. 4. O que é a Internet• protocolos: controlam o envio e a routeador estação recepção de mensagens servidor – e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP móvel• Internet: “rede de redes” ISP local – fracamente hierárquica – Internet pública e Internets privadas (intranets) ISP regional• Internet standards – RFC: Request for comments – IETF: Internet Engineering Task Force rede corporativa
  5. 5. Serviços da Internet• infraestrutura de comunicação permite aplicações distribuídas: – WWW, email, games, e-commerce, database, chat, – more?• serviços de comunicação oferecidos: – sem conexão – orientado à conexão• cyberspace [Gibson]: “a consensual hallucination experienced daily by billions of operators, in every nation, ...."
  6. 6. O que é um protocolo?Protocolos humanos: protocolos de rede:• “Que horas são?” • máquinas ao invés de• “Eu tenho uma pergunta” humanos• apresentações • toda a atividade de comunicação na Internet é… especificas msgs enviadas governada por protocolos… especificas ações tomadas protocolos definem os formatos, quando msgs são recebidas ordem das msgs enviadas e ou outros eventos recebidas pelas entidades de rede e ações a serem tomadas na transmissão e recepção de mensagens
  7. 7. O que é um protocolo?um protocolo humano e um protocolo de rede de computadores: Alô TCP pedido de conexão Alô TCP resposta Que horas de conexão são? Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm 2:00 <arquivo> tempo
  8. 8. Uma visão mais de perto da estrutura da rede:• borda da rede: aplicações e hosts• núcleo da rede: – roteadores – rede de redes• redes de acesso, meios físicos: enlaces de comunicação
  9. 9. As bordas da rede• sistemas finais (hosts): – executam programas de aplicação – e.g., WWW, email – localizam-se nas extremidades da rede• modelo cliente/servidor – o cliente toma a iniciativa enviando pedidos que são respondidos por servidores – e.g., WWW client (browser)/ server; email client/server• modelo peer-to-peer: – Prevê simetria de comunicação – e.g.: teleconferêcia
  10. 10. Borda da rede: serviço orientado à conexãoMeta: transferência de dados serviço TCP [RFC 793] entre sistemas finais. • transferência de dados confiável• handshaking: estabelece as e seqüêncial, orientada a cadeia condições para o envio de de bytes dados antes de envia-los – perdas: reconhecimentos e atualmente retransmissões – Alô: protocolo humano • controle de fluxo: – estados de “conexão” – evita que o transmissor afogue o controlam a troca de receptor mensagens entre dois hosts • controle de congestão:• TCP - Transmission Control – transmissor reduz sua taxa quando Protocol a rede fica congestionada – realiza o serviço orientado à conexão da Internet
  11. 11. Borda da rede:serviço sem conexão App’s usando TCP:Meta: transferência de dados • HTTP (WWW), FTP (file entre sistemas finais transfer), Telnet (remote – o mesmo de antes! login), SMTP (email)• UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: Oferece o serviço sem conexão da Internet App’s usando UDP: • streaming media, – transferência de dados não teleconferência, telefonia IP confiável – sem controle de fluxo – sem controle de congestão
  12. 12. O núcleo da rede• malha de roteadores interconectados• A questão fundamental: como os dados são transferidos através da rede? – comutação de circuitos: usa um canal dedicado para cada conexão. Ex: rede telefônica – comutação de pacotes: dados são enviados em “blocos” discretos, na base FIFO
  13. 13. Núcleo da Rede: Comutação de CircuitosRecursos fim-a-fim são reservados por “chamada”• taxa de transmissão, capacidade dos comutadores• recursos dedicados: não há compartilhamento• desempenho análogo aos circuitos físicos (QOS garantido)• exige estabelecimento de conexão
  14. 14. Núcleo da Rede: Comutação de CircuitosRecursos da rede (ex., capacidade de transmissão) dividida em “pedaços”• pedaços alocados às chamadas• pedaço do recurso disperdiçado se não for usado pelo dono da chamada (sem divisão)• formas de divisão da capacidade de transmissão em “pedaços” – divisão em freqüência – divisão temporal
  15. 15. Comutação de Circuitos: FDMA e TDMA Exemplo:FDMA 4 usuários freqüência tempoTDMA freqüência tempo
  16. 16. Núcleo da rede: comutação de pacotescada fluxo de dados fim-a-fim é dividido contenção de recursos: em pacotes • a demanda agregada por• os recursos da rede são compartilhados em bases estatíticas recursos pode exceder a• cada pacote usa toda a banda disponível capacidade disponível ao ser transmitido • congestão: filas de pacotes,• recursos são usados na medida do aumento do tempo de envio, necessário perda de apcotes • store and forward: pacotes secomutação de circuitos: movem de um roteador para o Banda passante é dividida em outro antes de serem “slots” retransmitidos Alocação fixa – transmite no enlace Reserva de recursos – espera vez no enlace
  17. 17. Núcleo da rede: comutação de pacotes 10 Mbits/sA Ethernet multiplexação estatística C 1.5 Mbits/s B fila de pacotes 45 Mbits/s esperando pelo enlace de saída D E Comutação de pacotes versus comutação de circuitos: analogia com restaurante humano • outras analogias humanas?
  18. 18. Núcleo da rede: Comutação de Pacotes Packet-switching: comportamento store and forward
  19. 19. Comutação de Pacotes versus Comutação de CircuitosComutação de Pacotes permite que mais usuários usem a mesma rede!• Enlace de 1 Mbit/s• cada usuário: – 100Kbits/s quando “ativo” N usuários – ativo 10% do tempo enlace de 1 Mbit/s• comutação de circuitos: – 10 usuários• comutação de pacotes: – com 35 usuários, probabilidade > 10 ativos menor que 0,0004
  20. 20. Comutação de Pacotes versus Comutação de CircuitosA comutação de pacotes é melhor sempre?• Grande para dados esporádicos – melhor compartilhamento de recursos – não há estabelecimento de chamada• Congestão excessiva: atraso e perda de pacotes – protocolos são necessários para transferência confiável, controle de congestionamento• Q: Como obter um comportamento semelhante ao de um circuito físico? – garantias de taxa de transmissão são necessárias para aplicações de aúdio/vídeo – problema ainda sem solução (capítulo 6)

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