Part I: Introdução
Objectivo:
r
r
r
Adquirir o contexto,
visão global, “sentir” o
significado da palavra
rede (Networking)
Maior profundidade,
detalhes mais tarde,
durante o curso
aproximação
m descritiva
m Usar a Internet como
exemplo
Trabalho: ler
Cap. 1
Sumário:
r
r
r
r
r
r
r
r
r
O que é a Internet ?
O que é um protocolo ?
Fronteira da rede (network edge)
Núcleo da rede (network core)
Rede de acesso, meio físico
desempenho: perdas e atraso
Níveis de protocolo, modelo de
serviço
Rede central (backbones),
Fornecedores Nacionais de Serviços
(NSP – National Service Provider ),
Fornecedor de Serviço Internet
(ISP- Internet Service Provider)
História
1: Introdução
1
O que é a Internet: A visão dos componentes
r
Milhões de dispositivos de
computação interligados:
Equipamentos Terminais (hosts,
end-systems)
m
m
r
m
m
mobile
local ISP
Acesso a Web Pages
E-mail
Transferência de ficheiros
regional ISP
Ligações (links)
m
m
m
r
server
workstation
Executando Aplicações da Rede
(Network Application Programs)
m
r
PCs, Estações de Trabalho
(workstations), Servidores (servers)
PDA’s, Telefones, Torradeiras
router
(HW,SW)
Fibra, cobre, rádio, satélite
Ligações diferentes transmitem
dados a ritmos diferentes
Ritmo de transmissão: largura de
banda (bandwidth)
Encaminhadores (routers): enviam
os pacotes através da rede
company
network
1: Introdução
2
Formas divertidas de uso da Internet
IP picture frame
http://www.ceiva.com/
Web-enabled toaster+weather forecaster
http://dancing-man.com/robin/toasty/
World’s smallest web server
http://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html
1: Introdução
3
O que é a Internet: A visão dos componentes
r
Protocolo: São executados pelos
componentes para controlar o
envio e a recepção de mensagens
m
r
• IP – Comunicação entre routers
e entre routers e End-Systems
server
workstation
mobile
local ISP
A internet é uma rede de redes
m
m
r
e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP
router
(HW,SW)
Estrutura hierárquica pouco
forte
Internet é uma rede pública
Intranet é uma rede privada
regional ISP
Internet standards
m
m
RFC: Request for comments
IETF: Internet Engineering
Task Force
company
network
1: Introdução
4
O que é a Internet : a visão do serviço
r
Infra-estrutura de
comunicação permite a
exucação de aplicações
distribuídas:
m
r
Serviços de comunicação
oferecidos
m
m
r
WWW, email, jogos, comércio
electrónico, acesso a bases de
dados, votação ekectrónica,
partilha de ficheiros (MP3)
Sem ligação (connectionless)
Com ligação (connectionoriented)
cyberspace [Gibson]:
“a consensual hallucination experienced daily by
billions of operators, in every nation, ...."
1: Introdução
5
O que é a Internet : referências
r
Desenvolvimento da arquitectura Internet
m
r
r
World Wide Web Consortium
• WWW – http://www.w3.org/Consortium
Associações profissionais
m
Association for Computer Machinery
m
Institute of Electrical and Electronics Engineering
• ACM – http://www.acm.org
• IEEE – http://www.ieee.org
Grupos de interesse na área de redes
m
ACM Special Interest Group in Data Communications (SIGCOM)
IEEE Communication Society http://www.comsoc.org
IEEE Computer Society http://www.computer.org
m
Data Communications
m
m
r
• IETF – http: // www.ietf.org
Desenvolvimento de protocolos para World Wibe Web
m
r
Internet Engineering Task Force
Informação online
• http://www.data.com
1: Introdução
6
O que é um protocolo?
Protocolos humanos:
r Que horas são ?
r Tenho uma questão a
fazer …
r Introduções a um assunto
… Envio de mensagens
especifícas
… Realização de acções
especifícas quando se
recebem determinadas
mensagens ou eventos.
Protocolos de rede:
r Máquinas em vez de
humanos
r Toda a actividade na
Internet é governada
por protocolos
Os protocolos definem o
formato, a ordem pela
qual as mensagens são
enviadas e recebidas, as
acções a realizar na
transmissão e envio de
mensagens.
1: Introdução
7
O que é um protocolo?
Um protocolo humano e um protocolo de rede:
Ola
TCP connection
req.
Ola
TCP connection
reply.
Que horas são?
Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm
2:00
<ficheiro >
Tempo
Q: Outros protocolos humanos ?
1: Introdução
8
Uma visão mais próxima da estrutura da rede
r
Fronteira da rede:
m
r
Núcleo da rede:
m
m
r
Aplicações e Equipamento
Terminais
routers
Redes de redes
Redes de Acesso, meios
físicos: ligações
1: Introdução
9
A fronteira da rede:
Equip. Terminais (hosts):
m
m
m
Executam programas de aplicação
i.e., WWW, email
Situação nos limites da rede
Modelo Cliente - Servidor
m
m
Clientes requerem serviços ao
servidor
Ex:. WWW client (browser)/ server;
email client/server
Modelo de entidades pares
(peer-to-peer):
m
m
host com interacção simétrica
e.g.: Gnutella, KaZaA
1: Introdução
10
Fronteira da rede: serviço orientado à ligação
Objectivo: transferir dados
r
entre sistemas terminais.
handshaking: preparação do
processo de transferência
de dados
m
m
r
No protocolo humano: OLA
Estabelecer o estado nos
sistemas terminais em
comunicação.
TCP - Transmission
Control Protocol
m
Oferta de serviço
orientado à ligação na
Internet
Serviço TCP [RFC 793]
r
Transmissão de dados fiável,
com a sequência de bytes
ordenada
m
r
Controlo de fluxo:
m
r
Perdas: Confirmação de
recepção (acknowledgement) e
retransmissões
O emissor não vai
sobrecarregar o receptor com
informação
Controlo de congestão:
m
O Emissor abranda o ritmo de
transmissão quando a rede
está congestionada
1: Introdução
11
Fronteira da rede: serviço sem ligação
Objectivo: transferir dados
entre sistemas terminais
m
r
r
Igual ao anterior!
UDP - User Datagram
Protocol [RFC 768]
Oferta de serviço sem
ligação
m Transferência de dados
não fiável
m Sem controlo de fluxo
m Sem controlo de
congestão
Aplicações que utilizam TCP:
r HTTP (WWW), FTP (file
transfer), Telnet (remote
login), SMTP (email)
Aplicações que usam UDP:
r streaming media,
Teleconferência, Telefonia
na Internet
1: Introdução
12
O núcleo da rede
r
Malha de routers interligados
Questão fundamental: Como se
transferem os dados na rede ?
r
Comutação de circuitos:
r
m
m
r
Existem circuitos
dedicados por chamada:
Exemplo: rede telefónica
Comutação de pacotes:
m
Os dados são enviados para
a rede directamente, em
bloco
1: Introdução
13
O núcleo da rede: Comutação de circuitos
Reserva de recursos
r extremo-a-extremo
por chamada:
m
m
m
m
Largura de banda na ligação,
capacidade de comutação
Recursos dedicados: não há
partilha
Desempenho (garantido)
idêntico ao que se obtém num
circuito
Existência de
Estabelecimento de Chamada
(call setup)
1: Introdução
14
O núcleo da rede: Comutação de circuitos
Recursos da rede (ex:
largura de banda)
“divididos em partes”
Partes alocadas às
chamadas
r Recursos (parte)
alocados a uma chamada
inactiva (idle) não podem
ser utilizados por outra
chamada.
r
r
Divisão da largura de
banda em partes
m Divisão na frequência
(frequency division)
m Divisão no Tempo
m (time division)
1: Introdução
15
Comutação de circuitos: TDMA e FDMA
Exemplo:
FDMA
4 utilizadores
Frequência
Tempo
TDMA
Frequência
Tempo
1: Introdução
16
O núcleo da rede: Comutação de pacotes
Cada sequência de dados é dividida
em pacotes
r Os pacotes dos utilizadores A e
B partilham os mesmos recursos
de rede
r Cada pacote utiliza toda a
largura de banda de uma ligação
física
r Os recursos são utilizados
quando é preciso
Divisão da Largura de Banda em
partes
Alocação dedicada
Reserva de recursos
Contenção no acesso aos
recursos:
r As necessidades globais de
recursos podem exceder a
disponibilidade existente
r Congestão: filas de pacotes,
espera por ligação livre
r store and forward: pacotes
movem-se um salto (hop) de
cada vez
m Transmissão numa
ligação
m Espera por vez na
ligação seguinte
1: Introdução
17
O núcleo da rede: Comutação de pacotes
10 Mbs
Ethernet
A
B
Multiplexagem estatística
C
1.5 Mbs
Fila de pacotes
Em espera pela ligação de saída
D
45 Mbs
E
Comutação de Pacotes versus Comutação de Circuitos:
r Analogia humana: restaurante
r Outras analogias humanas ?
1: Introdução
18
O núcleo da rede: Comutação de pacotes
Funcionamento do mecanismo
de Store and Forward
Partir a mensagem em
partes pequenas - Pacotes
r Store-and-forward:
r
O comutador (switch)
espera até a que mensagem
tenha chegado toda (store).
m Depois disso envia-a para o
próximo nó definido na rota
(forward)
Q: O que acontece se a
mensagem for enviada como
uma só unidade ?
m
r
1: Introdução
19
Comutação de Pacotes vs. Comutação de Circuitos
A comutação de pacotes permite que mais utilizadores usem a rede !
Ligação de 1 Mb/s
r Cada utilizador:
r
m
m
r
Comutação de circuitos:
m
r
100Kbps quando “activo”
Está activo 10% do tempo
10 utilizadores
N users
Ligação de 1 Mbps
Comutação de pacotes:
m
com 35 utilizadores a
probabilidade do nº de
utilizadores activos > 10 é
dada por:
• P(N>10) < 0.0004
1: Introdução
20
Comutação de Pacotes vs. Comutação de Circuitos
É a comutação de pacotes a “slam dunk winner?”
Adequada para dados imprevisíveis (Bursty Data)
m Partilha de recursos
m Sem estabelecimento de chamada
r Congestão excessiva: Atraso e perda de pacotes
m Protocolos para assegurar a transferência fiável
de informação e controlar a congestão
r Q: Como assegurar um comportamento semelhante
ao dum circuito ?
m Garantia de largura de banda, necessária para
aplicações de áudio e vídeo
m Problema ainda não solucionado (cap. 6).
1: Introdução
r
21
Redes de Comutação de Pacotes: Encaminhamento (routing)
r
r
Objectivo: mover os pacotes ao longo dos routers, desde a
origem até ao destino.
m
Vão ser estudados alguns algoritmos de selecção de caminho (cap. 4)
m
Endereço de destino determina o próximo salto
Redes do tipo Datagrama:
m
m
r
As rotas podem ser alteradas durante uma sessão
Analogia humana: condutor que pede direcções.
Rede do tipo Circuito Virtual:
m
m
m
m
m
Cada pacote transporte um identificador (TAG) (Identificador de
Circuito Virtual),
tag determina o próximo nó
Caminho fixo determinado durante o estabelecimento da chamada
Mantêm-se inalterado durante a chamada
Routers mantêm informação de estado por chamada
1: Introdução
22
Redes de acesso e meios físicos
Q: Como ligar os equipamentos
Terminais aos Routers de
Acesso ?
r
r
r
Redes de acesso residênciais
Redes de acesso
institucionais (escolas,
organizações)
Redes de acesso móveis
Tomar atenção:
r
r
Largura de banda da rede de
acesso (bps) ?
Acesso partilhado ou
dedicado ?
1: Introdução
23
Acesso residencial: acesso ponto a ponto
r
Dialup via modem
m
Até 56Kbps, com acesso directo ao router
(conceptual)
• Digital Analógico  Digital
• Rede telefónica tradicional (POTS)
r
RDIS - Rede Digital com Integração de
Serviços
m
m
m
r
ISDN: integrated services digital network:
Até 128Kbps
Ligação digital até ao router
ADSL: asymmetric digital subscriber line
m Até 1 Mbps na ligação casa router
Até 8 Mbps na ligação router casa
m Divulgação do ADSL : AGORA !!
m FDM
• Canal downstream: 50KHz a 1 MHz
• Canal UpStream: 4KHz a 50 KHz
• Linha telefónica: 0 a 4KHZ
1: Introdução
24
Acesso residencial: Modens por cabo
(Cable Modems)
r
HFC: hybrid fiber coax
m Assimétrico
• Sentido ascendente até 1 Mbps
• Sentido descendente até 10 Mbps
r
r
Rede de cabos e fibra efectua a ligação das casas ao ISP
m Acesso ao router partilhado pelas casas
m Aspectos a considerar: congestão e dimensionamento
Utilização: disponível através de companhias de cabo, i.e.,
TV-Cabo.
1: Introdução
25
Acesso residencial: Modens por cabo
Diagram: http://www.cabledatacomnews.com/cmic/diagram.html
1: Introdução
26
Acesso institucional: Redes Locais
r
Rede local de uma organizaçãi
interliga os Sistemas Terminais
aos Routers de acesso
m
m
r
r
LAN – Local Area Network
Edge Router – router de acesso
Ethernet:
m Cabo partilhado ou dedicado
liga os Sistemas Terminais
aos routers
m 10 Mbs, 100Mbps, Gigabit
Ethernet
Utilização: organizações, casas
LANs estão em expansão
1: Introdução
27
Redes locais sem fios
r
r
Meio partilhado de acesso
sem fios interliga os
Sistemas Terminais aos
routers
wireless LANs:
m
m
r
Espectro de rádio substitui
ligações
e.g., Lucent Wavelan 11
Mbps
Wireless access networks
router
Estação
de Base
wider-area wireless access
m
m
CDPD: acesso sem fios a um
router de ISP através duma
rede celular
CPDP = Cellular Digital
Packet Data
Terminais
Móveis
1: Introdução
28
Redes residenciais
Componente típicos duma rede residencial:
r ADSL or cable modem
r router/firewall
r Ethernet
r Ponto de Acesso sem fios
m
Wireless AP
de/para
terminação cable
modem
do cabo
router/
firewall
Ethernet
(switched)
wireless
laptops
wireless
access
point
1: Introdução
29
Meio físico
Ligação física:
r Os bits de dados
transmitidos são
propagados através da
ligação física
r Meios guiados
r
m
m
r
O sinal propaga-se em
meios sólidos
Ex: Cobre, Fibra
Meios não guiados:
m
m
Par entrançado
Twisted Pair (TP)
r Dois fios de cobre
isolados
m
m
Categoria 3: Cabos
telefónicos tradicionais,
10 Mbps Ethernet
Categoria 5 TP:
100Mbps Ethernet
• Necessita de um HUB
O sinal propaga-se
livremente
Ex: espectro de rádio
1: Introdução
30
Meio físico: cabo coaxial e fibra
Cabo coaxial:
r
Dois fios de cobre
concêntrico e isolados
m
m
m
Fio (portadora do sinal)
dentro dum fio (escudo)
Banda de base: um só
canal no cabo
Banda Larga: múltiplos
canais no cabo
r
bidireccional
r
Utilização: Ethernet 10Mb/s
Cabo de fibra óptica
Fibra de vidro transporte
impulsos de luz
r Operação a alta velocidade
r
m
m
r
100Mbps Ethernet
Transmissão ponto-a-ponto de
alta velocidade (I.e.., 5 Gps)
Baixo ritmo de erros
1: Introdução
31
Meio físico: radio
O sinal é transportado Tipos de ligações rádio:
através do espectro
r Micro-ondas
m Canais até 45 Mbps
electromagnético
r LAN (e.g., WaveLAN)
r Não há ”fio” físico
m 2Mbps, 11Mbps
r bidireccional
r Área alargada (wide-area)
r Efeitos do ambiente de
m e.g., cellular
propagação:
r
m
m
m
reflexão
r
Obstrução dos objectos
Interferências
m
e.g. CDPD, 10’s Kbps
satelite
m
m
m
m
Canais até 50Mbps ou,
Múltiplos canais mais pequenos
Atraso extremo-a-extremo da
ordem dos 270 Msec
Geosíncronos versus LEOS
1: Introdução
32
Atraso nas redes de comutação de pacotes
Os pacotes experimentam
atraso no seu percurso
entre a origem e o destino
r Quatro fontes de atraso
em cada salto
r
Processamento no nó:
m
m
r
queueing
m
m
Transmissão
A
Detectar erros nos bits
Determinar a ligação de
saída
Tempo de espera na
ligação de saída para
transmissão
Depende do nível de
congestão no router
Propagação
B
Processamento
Espera nas filas (queueing)
no nó
1: Introdução
33
Atraso nas redes de comutação de pacotes
Atraso de transmissão:
r R=Largura de Banda da
ligação (bps)
r L=Dimensão do pacote (bits)
r Tempo necessário para
enviar os bits na ligação =
L/R
Tempo de propagação:
r d = Comprimento da ligação
física
r s = velocidade de propagação no
meio (~2x108 m/sec)
r Atraso de propagaçáo = d/s
Transmissão
A
Nota: s e R são muito
diferentes em termos
de valores!
Propagação
B
Processamento
queueing
Do nó
1: Introdução
34
Atraso nas filas de espera
R=Largura de banda da
ligação (bps)
L=Dimensão do pacote (bits)
a=Ritmo médio de chegada
de pacotes
r
r
r
Intensidade de tráfego = La/R
La/R ~ 0: Atraso médio nas filas de espera é pequeno
r La/R -> 1: Atraso tem tendência para aumentar
r La/R > 1: chega mais “trabalho” do que aquele que é
possível servir
r
m
Atraso tende para infinito
1: Introdução
35
Atraso “real” e rotas da Internet
Traceroute
Atraso no nós que se localizam entre a origem e o destino
também: pingplotter, vários programas do Windows
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
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
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 * * *
19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms
1: Introdução
36
Atraso “real” e rotas da Internet
Visual trace route
Pesquisar no google
VisualRoute report
Visual trace route
Pesquisar no google instalar e testar !!!
VisualRoute (R) 6.1e (build 1752) Copyright (c) 1996-2002 Visualware, Inc. All rights reserved. This is a LIMITED-TIME TRIAL VERSION. You
may evaluate VisualRoute during this trial period for free. To use VisualRoute after this trial period, a license key must be purchased from
http://www.visualware.com or an authorized reseller.
Hop
%Loss
IP Address
Node Name
Location
Tzone
ms
Graph
Network
1: Introdução
37
Níveis de protocolos
As redes são complexas!
r Muitas “peças”
m Sistemas Terminais
m
m
m
m
m
Routers
Ligações físicas de
vários tipos
Aplicações
Protocolos
hardware, software
Questões:
Existe alguma esperança de
organizar estruturadamente
uma rede ?
Ou no mínimo a nossa
“discussão” sobre as redes ?
1: Introdução
38
Organização de uma viagem aérea
Bilhetes (Venda)
Bilhete (Queixa)
Bagagem (Entregar)
Bagagem (Levantar)
Porta (Embarque)
Porta (Desembarque)
Pista (Descolagem)
Pista (Aterragem)
Avião (Rota)
Avião (Rota)
Encaminhar avião
r Um conjunto de etapas
1: Introdução
39
Organização de uma viagem aérea: uma outra visão
Bilhetes (Venda)
Bilhete (Queixa)
Bagagem (Entregar)
Bagagem (Levantar)
Porta (Embarque)
Porta (Desembarque)
Pista (Descolagem)
Pista (Aterragem)
Avião (Rota)
Avião (Rota)
Encaminhar avião
Nível: Cada nível implementa um serviço
m Acções internas aos níveis
m Baseadas nos serviços fornecidos pelos níveis abaixo
1: Introdução
40
Níveis da viagem aérea: serviços
Entrega de passageiros e bagagens
Transferência de bagagens entre alfandegas
Transferência de passageiros entre portas de embarque
Transferência do avião entre aeroportos
Encaminhamento do avião da origem para o destino
1: Introdução
41
Bilhetes (Venda)
Bilhete (Queixa)
Bagagem (Entregar)
Bagagem (Levantar)
Porta (Embarque)
Porta (Desembarque)
Pista (Descolagem)
Pista (Aterragem)
Avião (Rota)
Avião (Rota)
Controlo aéreo de locais intermédios
Encaminhar avião
Aeroporto de chegada
Aeroporto de partida
Implementação distribuída da funcionalidade dos níveis
Encaminhar avião
Encaminhar avião
1: Introdução
42
Porquê a estruturação em camadas?
Lidar com sistemas complexos:
Uma estrutura explícita permite a identificação de
relações entre as partes dum sistema complexo
m Modelo de referência por níveis (ou camadas)
r Modularização permite uma manutenção e
actualização do sistema mais fácil
m Alterações na implementação dos serviços dum
nível são transparentes para o resto do sistema
m Ex: mudanças no método de embarque numa
porta não afectam o resto dos procedimentos
r A estruturação em níveis é boa ?
r
1: Introdução
43
Pilha de protocolos da Internet
r
Aplicação: suporte de aplicações de rede
m
r
Transporte: transferência de dados entre
Sistemas Terminais
m
r
ip, protocolos de encaminhamento
Ligação lógica: transferência de dados
entre elementos de rede vizinhos
m
r
tcp, udp
Rede: encaminhamento dos datagramas da
origem para o destino
m
r
ftp, smtp, http
ppp, ethernet
Físico: transferência de bits no meio físico
Aplicação
Transporte
Rede
Ligação lógica
Físico
1: Introdução
44
Estruturação em níveis: comunicação lógica
Cada nível:
r Distribuído
r Entidades
implementam as
funções do nível
em cada nó
r Entidades
executam acções
e trocam
informações com
entidades pares
Aplicação
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
Rede
Lig. lógica
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
1: Introdução
45
Estrurução em níveis: comunicação lógica
Ex: transporte
r
r
r
r
r
Obter dados das
aplicações
Adicionar endereços
Informação de
controlo de
fiabilidade para
formar o datagrama
Enviar o datagrama
para a entidade par
Esperar a recepção
do ACK proveniente
da entidade par
Analogia: Estação
dos correios
dados
Aplicação
Transporte
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
ack
dados
Rede
Lig. lógica
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
dados
Aplicação
Transporte
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
1: Introdução
46
Estrurução em níveis: comunicação física
Dados
Aplicação
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
Rede
Lig. lógica
Físico
Aplicação
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
dados
Aplicação
Transporte
Rede
Lig. lógica
Físico
1: Introdução
47
Estruturação dos protocolos em níveis e tipos
de dados
Cada nível recolhe dados do nível de cima
r Adiciona informação de cabeçalho para formar uma
nova unidade de dados
r Passa a nova unidade de dados para o nível de baixo
Origem
Destino
Aplicação
Ht M Transporte
Rede
Hn Ht M
Lig. lógica
Hl Hn Ht M
Físico
M
Aplicação
Ht
Transporte
Hn Ht
Rede
Lig. lógica Hl Hn Ht
Físico
M
Mensagem
M
Segmento
M
M
Datagrama
Trama
/Frame
1: Introdução
48
Estrutura da Internet: rede de redes
r
r
r
Hierarquia fraca
Fornecedores nacionais e
internacionais da rede central
backbone providers – NBPs
Ex: BBN/GTE, Sprint, AT&T,
IBM, UUNet
m
r
ISPs regionais
m
r
Interligação de entidades pares
através dum ponto de acesso de
rede privado ou público
Network Access Point - NAPs
Ligam-se aos NBPs
ISP locais, organizações
m
Ligam-se aos ISPs regionais
ISP
Local
ISP regional
NBP B
NAP
NAP
NBP A
ISP regional
ISP
Local
1: Introdução
49
Fornecedor nacional da rede
central
e.g. Sprint US backbone network
1: Introdução
50
História da Internet
1961-1972: Primórdios da comutação de pacotes
r
r
r
r
1961: Kleinrock – teoria
das filas de espera
demonstra a validade da
comutação de pacotes
1964: Baran – comutação
de pacotes em redes
militares
1967: A rede ARPAnet foi
desenhada por Advanced
Research Projects Agency
1969: primeiro nó
ARPAnet fica operacionak
r
1972:
m ARPAnet foi
demonstrada
publicamante
m NCP (Network Control
Protocol) primeiro
protocolo entre
Sistemas Terminais
m Primeiro programa de
email
m ARPAnet tem 15 nós
1: Introdução
51
História da Internet
1972-1980: Internetworking, new and proprietary nets
r
r
r
r
r
r
1970: rede de satélite
ALOHAnet no Hawaii
1973: A tese de doutoramente
de Metcalfe propõe a
Ethernet
1974: Cerf and Kahn –
arquitectura para interligação
de redes
Fim dos anos 70:
arquitecturas proprietárias:
DECnet, SNA, XNA
Fim dos anos 70: comutação
de pacotes de tamanho fixo
(percursor do ATM)
1979: ARPAnet tem 200 nós
Príncipios de interfuncionamento
de Cerf e Kahn:
m Minimalista, autónomo –
não é necessário realizar
alterações internas para
interligar as redes
m Modelo de serviço best
effort
m Routers sem estado
m Controlo descentralizado
define today’s Internet
architecture
1: Introdução
52
História da Internet
1972-1980: Internetworking, new and proprietary nets
r
r
r
r
r
r
1970: rede de satélite
ALOHAnet no Hawaii
1973: A tese de doutoramente
de Metcalfe propõe a
Ethernet
1974: Cerf and Kahn –
arquitectura para interligação
de redes
Fim dos anos 70:
arquitecturas proprietárias:
DECnet, SNA, XNA
Fim dos anos 70: comutação
de pacotes de tamanho fixo
(percursor do ATM)
1979: ARPAnet tem 200 nós
Príncipios de interfuncionamento
de Cerf e Kahn:
m Minimalista, autónomo –
não é necessário realizar
alterações internas para
interligar as redes
m Modelo de serviço best
effort
m Routers sem estado
m Controlo descentralizado
Define a arquitectura da
Internet de hoje !
1: Introdução
53
História da Internet
1980-1990: novos protocolos, proliferação de redes
r
r
r
r
r
1983: desenvolvimento do
TCP/IP
1982: definição dos
protocolos de smtp e-mail
1983: DNS é definidos para
tradução do nome e
endereços
1985: definição do
protocolo ftp
1988: Definição do
mecanismo de controlo de
congestão do TCP
Novas redes nacionais:
Csnet, BITnet,
NSFnet, Minitel
r 100,000 Sistemas
Terminais ligados
formam confederações
de redes
r
1: Introdução
54
História da Internet
Anos 90: comercialização, WWW
r
r
r
r
Início dos anos 90: ARPAnet
deixou de ser supervisionada
1991: NSF abandona as
restrições de utilização
comercial do NFSNet
Início dos anos 90 : WWW
m hypertext [Bush 1945,
Nelson 1960’s]
m HTML, http: Berners-Lee
m 1994: Mosaic, later
Netscape
Fim dos anos 90 :
r Estima-se a existência na
Internet de:
m
m
r
50 milhões de computadores
+ 100 milhões de utilizadores
Ligações de rede central a
1Gbps
Fim dos anos 90 :
m Comercialização via WWW
1: Introdução
55
Introdução: Sumário
Percorrido imenso material!
r Visão geral da Internet
r O que é um protocolo ?
r Fronteira de rede, núcleo de
rede, rede de acesso e rede
central
m Comutação de pacotes vs.
Comutação de circuitos
r Desempenho: atraso e perdas
r Estruturação em níveis, modelos
de serviço
r Redes centrais, NAPs, ISPs
r História
Vocês têm de saber:
r Contexto, visão geral,
“sentir” a rede
r Detalhes adicionais oa
longo do curso.
1: Introdução
56