1) Introdução: Conceitos básicos. 1 1.1) Nosso Objetivo: Formar um contexto, fornecendo uma visão geral e um “sentimento” sobre redes de computadores; Maior profundidade e detalhes serão vistos no decorrer do curso; Será feita uma abordagem: . Descritiva . Usar contextos reais (como a Internet ), sempre que possível; Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 2 1.2) Evolução dos Sistemas Computacionais Sistemas de Processamento em Batch: Implementados na década de 1950; Equipamentos enormes, caros e operados por mão de obra especializada; Usuários submetiam jobs (em cartões ou fitas magnéticas) em lotes (batchs); Não havia interação usuário/sistema e as filas de processamento eram inevitáveis. Centro Processamento em Batch Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 3 1.2) Evolução dos Sistemas Computacionais (cont) Sistemas de Time-sharing: Implementados na década de 1960; Implementação de terminais interativos, que acessavam o sistema através de linhas de comunicação (enlaces); O sistema opera em compartilhamento de tempo de processamento (time – sharing) para atendimento de vários usuários simultaneamente; U S U Á R I O S Centro Processamento em Time-sharing Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 4 1.2) Evolução dos Sistemas Computacionais (cont) Sistemas Distribuídos: Implementados a partir da década de 1970; Os terminais de usuários evoluíram para mini e microcomputadores de bom desempenho e baixo custo; Surgiram novas arquiteturas de sistemas, onde a “inteligência” passou a ser distribuída pelo sistema, possibilitando aumento de velocidade de processamento, melhor modularidade e compartilhamento de recursos. Impressora Disco Sistema de Comunicação MCU Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 5 1.3) Redes de Computadores Estrutura formada por um arranjo topológico e constituída por: Módulos Processadores (MP), que efetuam a interface usuário/rede, executando trabalhos em modo local ou de forma distribuída; Enlaces, que são conexões físicas que estabelecem o meio de transmissão que interligam os vários usuários; Nós da rede, que são dispositivos que proporcionam e gerenciam os caminhos dentro da rede para interconexão entre os vários Módulos Processadores. Enlaces MP3 MP1 Nós SWITCH FR MP2 MP4 Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 6 1.4) Vantagens na utilização das Redes de Computadores Disponibilização plena de recursos: Programas, equipamentos e dados disponíveis para todos na rede, independente da localização física de recursos e usuários; Confiabilidade: Arquivos importantes e/ou muito usados, podem ser replicados em dois ou mais computadores (redundância); Redução de custos: Ao se duplicar recursos ou compartilha-los, evita-se ter que ter várias cópias de um mesmo objeto. Por exemplo, compartilhamento de impressora ou gravador de cds. Escalabilidade: Pode-se aumentar a performance do sistema gradualmente, de acordo com o crescimento da demanda, acrescentando recursos mais poderosos à rede; Convergência: Manipulando as informações de forma totalmente digital, é possível integrar em uma única plataforma os mais diversos serviços, tais como voz, dados e imagens. Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 7 1.5) Classificação das Redes de Computadores Em função da dimensão da área geográfica a ser atendida por uma rede (distância entre MP´s), a mesma pode ser classificada em: LAN (Local Area Network): Rede Local; MAN (Metropolitan Area Network): Rede Metropolitana; WAN (Wide Area Network): Rede Distribuída. Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 8 1.5) Classificação das Redes de Computadores (cont) LAN (Local Area Network) É uma rede que permite a interconexão de equipamentos de comunicação de dados em uma pequena região delimitada geralmente por uma sala, empresa, escritório, prédio ou campus. Características: Pequeno alcance (de centenas de metros a algumas dezenas de quilômetros); Geralmente de propriedade privada; Altas taxas de transmissão (atualmente de 10 Mbps a 1 Gbps); Baixas taxas de erro ( BER de 10-8 a 10-11). Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 1.5) Classificação das Redes de Computadores (cont) MAN (Metropolitan Area Network): É uma rede que permite a interconexão de equipamentos de comunicação de dados em uma região metropolitana geralmente composta por um centro urbano com grande demanda de serviços. Características: Médio alcance (de várias dezenas a centenas de quilômetros); De propriedade de pequenas ou médias operadoras (públicas ou privadas); Altas taxas de transmissão (atualmente de 1 a 2.4 Gbps); Utilizam-se principalmente de fibras ópticas e eventualmente de enlaces de rádio. Ciência da Computação – Redes de Computadores 9 1) Introdução: Conceitos básicos. 10 1.5) Classificação das Redes de Computadores (cont) WAN (Wide Area Network): É uma rede que permite a interconexão de equipamentos de comunicação de dados através de longas distâncias, geralmente interligando cidades, países ou continentes. Características: Grande alcance (de várias centenas a milhares de quilômetros); Geralmente de propriedade de grandes operadoras (públicas ou privadas); Baixas taxas de transmissão (de 64 Kbps a 2 Mbps, chegando hoje a Gbps); Por questões de confiabilidade é importante o estabelecimento de caminhos alternativos. FRAD – Frame Relay Access Devices Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 1.6) Topologias das Redes de Computadores Multiponto: Cada enlace se conecta a três ou mais pontos da rede; Exemplo: Barramento; Ponto a Ponto: Cada enlace se conecta a apenas dois pontos da rede; Exemplos: Estrela; Anel; FRAD – Frame Relay Access Devices Ciência da Computação – Redes de Computadores 11 1) Introdução: Conceitos básicos. 12 1.6) Topologias das Redes de Computadores (cont) Barramento: MP1 MP2 MP3 MP4 Barramento (físico e lógico) FRAD – Frame Relay Access Devices Ciência da Computação – Redes de Computadores MPN 1) Introdução: Conceitos básicos. 13 1.6) Topologias das Redes de Computadores (cont) Estrela: MP2 MP1 MP3 MP4 MPN Nó Comutador MP7 FRAD – Frame Relay Access Devices MP6 MP5 Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 14 1.6) Topologias das Redes de Computadores (cont) Anel: MP1 MP2 MPN MP7 MP3 MP6 MP4 MP5 FRAD – Frame Relay Access Devices Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 15 1.7) Um exemplo real, A INTERNET. Roteador Definição: Milhões de usuários interconectados através de um conjunto de redes, cujos componentes básicos são: Servidor Estação móvel ISP – Provedor de Serviços de Internet Elementos de computação associados aos usuários. São os hosts ou sistemas finais (pc’s, estações de trabalho, servidores, telefones ISP local ISP regional digitais, eletrodomésticos, etc). executando aplicações distribuídas Enlaces de comunicação formados por fibra óptica, cabos de cobre, enlaces de rádio ou satélite Roteadores são os elementos que enviam pacotes (blocos) de dados através da rede. Estação fixa rede corporativa Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 16 1.7) Um exemplo real, A INTERNET. (cont) Protocolos: controlam o envio e a recepção de mensagens. Exemplos:TCP, IP, HTTP, FTP, PPP Roteador Servidor Estação móvel ISP – Provedor de Serviços de Internet ISP local Internet: “rede de redes” Fracamente hierárquica ISP regional Internet pública e Internets privadas (intranets) Internet standards: RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force Estação fixa rede corporativa Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 17 1.7) Um exemplo real, A INTERNET. (cont) Infraestrutura de comunicação permite aplicações distribuídas: Roteador Servidor WWW, email, games, ecommerce, database, chat; Estação fixa Estação móvel ISP local Serviços de comunicação oferecidos: ISP regional Sem conexão; Orientado à conexão. rede corporativa Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 18 1.8) Mas, afinal, o que seria um Protocolo ? Protocolos humanos: “Que horas são?” “Eu tenho uma pergunta” Apresentações sociais … para mensagens específicas Protocolos de rede: Máquinas ao invés de humanos; Toda a atividade de comunicação na Internet é governada por protocolos; enviadas, especificas ações são tomadas quando as mensagens são recebidas... Protocolos são procedimentos que definem os formatos, ordem das mensagens enviadas e recebidas pelas entidades de rede e as ações a serem tomadas na transmissão e recepção destas mensagens Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 19 1.8) Mas, afinal, o que seria um Protocolo ? (cont) Um protocolo humano e um protocolo de rede de computadores: Alô TCP pedido de conexão Alô TCP resposta de conexão Que horas são? Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm 2:00 <arquivo> tempo Ciência da Computação – Redes de Computadores 1) Introdução: Conceitos básicos. 20 1.9) “Aplicações” Internet Porta-retrato IP http://www.ceiva.com/ O menor servidor Web do mundo http://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html Torradeira e previsão do tempo pela Web http://dancing-man.com/robin/toasty/ Ciência da Computação – Redes de Computadores