Rede de Computadores
MATA59 – Redes de
Computadores I
Universidade Federal da Bahia
Instituto de Matemática
Departamento de Ciência da Computação
Rede de Computadores
Introdução
1. Conceito de rede de computadores
2. Redes distribuídas X Processamento distribuído
3. Aplicações voltadas para redes
• Aplicações comerciais
• Aplicações Domésticas
• Usuários móveis
• Aspectos sociais
4. Hardware de Rede
• Enlace de difusão
• Enlace ponto a ponto
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Rede de Computadores
Introdução – Hardware de Rede
3
Dist Dos Process Abragência
Exenplo
1m
Metro quadrado
Rede pessoal
10 m
Sala
Rede Local
100 m
Edifício
Rede Local
1 km
Campus
Rede Local
10 km
Cidade
Rede Metropolit
100 km
País
Rede Longa Dist
1.00 km
Continente
Rede Longa Dist
10.000 km
Planeta
Internet
Rede de Computadores
Introdução – Hardware de Rede
4.1. Redes Locais
4.2. Redes Metropolitanas
4.3. Redes de Longa Distância
4.4. Redes Sem Fio
Interconexão de sistemas
LAN sem fio
WAN sem fio
4.5. Redes Domésticas
4.6. Ligação Inter-redes
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Rede de Computadores
Introdução
5. Software de Rede
5.1. Hierarquia de Protocolos
• Divisão em Camadas ou Níveis
•
5
Define as funções de cada camada e facilita a criação
de novos padrões de protocolo:
- funções bem definidas em cada camada permitem
novos padrões desenvolvidos de forma
independente para cada camada
- mudanças de protocolo em uma camada não afetam
software que já existe em outra camada
Rede de Computadores
Introdução – Software de Rede
• As camadas dividem as funções de comunicação
• As interfaces entre os módulos são simples
• Princípio do ocultamento da informação:
• camadas inferiores tratam com uma quantidade
grande de detalhes
• camadas superiores são independentes destes
detalhes
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Rede de Computadores
Introdução – Software de Rede
• Cada camada fornece serviços para camada
superior e solicita serviços da camada inferior
• Cada camada de um sistema possui um protocolo
que se comunica com o mesmo protocolo na
camada correspondente do outro sistema
• Cada camada realiza um subconjunto de funções
relacionadas a comunicação entre sistemas
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Rede de Computadores
Introdução – Software de Rede
Ponto de Acesso a Serviços (SAP)
Especificação
de Serviços
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Camada N
Especificação do
protocolo
Rede de Computadores
Introdução – Software de Rede
Protocolos
• Classificações:
• diretos/indiretos: atua na mesma rede ou em
redes distintas
• monolíticos/estruturados: funcionamento por
um ou em camadas
• simétricos/assimétricos: mesmo protocolo ou
protocolos distintos nas duas entidades
• standard/não standard: padronizados ou
proprietários
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Rede de Computadores
Introdução – Software de Rede
Protocolos
• Funções:
• Segmentação / reagrupamento
• encapsulamento
• controle de conexão
• ordem de entrega
• controle de fluxo
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Rede de Computadores
Introdução – Software de Rede
Protocolos
• Funções:
• controle de erro
• endereçamento das entidades e serviços
• multiplexação
• serviços de transmissão como QoS, prioridade,
segurança, grau de serviço, throughput mínimo,
retardo máximo
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Rede de Computadores
MODELO OSI
Rede de Computadores
Modelo OSI
• Proposto pela ISO (1984)
• Em camadas
• Define as funções de cada camada e facilita a
criação de novos padrões de protocolo:
• funções bem definidas em cada camada
permitem novos padrões desenvolvidos de
forma independente para cada camada
• mudanças de protocolo em uma camada não
afetam software que já existe em outra camada
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Rede de Computadores
Modelo OSI
Camada Física
• É a camada responsável por
enviar os bits de um
computador para o outro por
um circuito físico.
• Ela lida com os sinais elétricos
que representam os estados 0
(desativado) ou 1 (ativado) de
um bit que viaja pelo meio
físico
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Rede de Computadores
Modelo OSI
Camada de Enlace de Dados
• É a camada que lida com quadros,
grupo de bits transmitidos pela rede.
Ela depende da camada Física para
enviar os bits
• A camada de Enlace de Dados
assegura que os quadros enviados pela
rede serão recebidos com o devido
tratamento de erros eventuais, que
podem implicar em retransmissão do
quadro.
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Rede de Computadores
Modelo OSI
Camada de Rede
• É a camada que lida com pacotes, que
possuem tamanho pré-determinados
podendo ser maiores ou menores que
os seguimentos do nível de transporte
.
• Esta camada lida com o roteamento de
pacotes entre os computadores (host)
da rede, e conhece os endereços
desses hosts
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Rede de Computadores
Modelo OSI
Camada de Transporte
• É a camada que lida com segmentos, que
pode ser menores ou maiores que os
pacotes
• Essa camada assegura a integridade fima-fim dos segmentos transmitidos entre
os hosts sem perda de dados, o
estabelecimento de conexão, e, se
necessário, organiza o reenvio dos
pacotes
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Rede de Computadores
Modelo OSI
Camada de Sessão
• Essa camada estabelece e
mantém uma sessão entre
aplicativos que estão sendo
executados em computadores
diferentes
• Trata das questões de
sincronismo de comunicação
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Rede de Computadores
Modelo OSI
Camada de Apresentação
• Fornece serviços que vários
aplicativos diferentes utilizam,
tais como criptografia,
compressão ou conversão de
caracteres (de ASCII para
EBCDIC da IBM)
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Rede de Computadores
Modelo OSI
Camada de Aplicativo
• É a camada que lida com as
solicitações dos aplicativos que
requerem comunicações de rede,
como o acesso a um banco de dados
ou o envio de um correio eletrônico.
• Esta camada oferece acesso direto
aos aplicativos que estão sendo
executados
em
computadores
ligados em rede
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Rede de Computadores
Modelo OSI
HOST A
HOST B
Aplicação
Aplicação
Apresentação
Apresentação
Sessão
Sessão
Roteador
Transporte
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Transporte
Rede
Rede
Rede
Enlace
Enlace
Enlace
Físico
Físico
Físico
Rede A
Rede B
Rede de Computadores
Modelo OSI
• As camadas rede, enlace e físico podem não
estabelecer comunicação fim-a-fim
• A camada de rede estabelece comunicação entre
nó de origem e nó de destino, passando por nós
roteadores se necessário, estabelecendo na
comunicação de um nó a outro comunicações
ponto-a-ponto
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Rede de Computadores
Modelo OSI
Aplicação
Serviços para a camada N+1
Apresentação
Sessão
Transporte
Camada N
Rede
Enlace
Físico
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Serviços da camada N-1
Protocolo com a
camada N par
Rede de Computadores
Modelo OSI
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Rede de Computadores
Modelo OSI
• Especificação de protocolos: 2 entidades de uma
mesma camada em sistemas diferentes cooperam e
interagem usando um protocolo. Este deve ser
especificado de forma precisa: sintática, semântica
e timing.
• Definição de serviços: padronização dos serviços a
serem ofertados para a camada superior
• Endereçamento: cada camada provê serviços a
superior que são acessíveis por meio de um SAP
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Rede de Computadores
Modelo OSI
• Os serviços entre as camadas OSI são expressos
em termos de:
• primitivas: especificam a função a ser
executada
• parâmetros: passam dados ou informações de
controle
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Rede de Computadores
Modelo OSI
• Request: Emitida pelo usuário de um serviço para
invocá-lo e passar os parâmetros necessários para
especificar completamente o serviço
• Indication: A primitiva usada por um provedor de
serviço para: indicar que um procedimento foi
invocado pelo usuário de camada par e fornecer os
parâmetros associados e notificar o usuário do
serviço de uma ação iniciada no provedor
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Rede de Computadores
Modelo OSI
• Response: Primitiva emitida por um usuário do
serviço para reconhecer ou completar algum
procedimento invocado previamente por meio de
um Indication para esse usuário
• Confirm: Primitiva usada pelo provedor de serviço
para reconhecer ou completar algum procedimento
invocado previamente por meio de um Request
pelo usuário do serviço
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Rede de Computadores
Modelo OSI
• Essas primitivas são geradas em todas as camadas
X.Request
t1
t2
t3
X.Confirm
29
t4
X.Indication
X.Response
Rede de Computadores
MODELO TCP/IP
Rede de Computadores
Modelo TCP/IP
• Proposto pela Grupo de Pesquisa da ARPANET
(1974)
• Em camadas
• Define as funções específicas de cada camada.
• Tem sua origem na Arquitetura de Redes d
ARPANET, rede de pesquisa patrocinada pelo
Departamento de Defesa dos EUA (DoD), no
início da década de 70
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Rede de Computadores
Modelo TCP/IP
• Camada Host/Rede
• Especifica que o Host tem
que se conectar a Rede
usando algum protocolo que
seja possível enviar pacotes
IP.
• Não define o protocolo e
varia de acordo com o Host
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Aplicação
Transporte
Inter-Rede
Host/Rede
Rede de Computadores
Modelo TCP/IP
Camada Inter-Rede
• É a camada que lida com pacotes,
que possuem tamanho prédeterminados.
• Esta camada lida com o
roteamento de pacotes entre os
computadores (host) da rede,
garantindo
sua
entrega,
independente das rota escolhidas
para cada pacote.
• Nesta camada é executado o
protocolo IP
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Aplicação
Transporte
Inter-Rede
Host/Rede
Rede de Computadores
Modelo TCP/IP
• Camada de Transporte
• É a camada responsável pelo
transporte de dados entre os Hosts,
e que assegura a conversação entre
as entidades dos Hosts.
• Essa camada assegura (ou não) a
integridade fim-a-fim dos dados
transmitidos entre os hosts sem
perda de dados, a depender do tipo
de serviço solicitado.
• Nesta camada são executados os
protocolos TCP e UDP
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Aplicação
Transporte
Inter-Rede
Host/Rede
Rede de Computadores
Modelo TCP/IP
Camada de Aplicação
• É a camada que lida com as
solicitações dos aplicativos que
requerem comunicações com
outros Hosts.
• Nesta camada são executados os
protocolos de nível mais alto,
como FTP, TELNET, DNS, et.
Aplicação
Transporte
Inter-Rede
Host/Rede
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Rede de Computadores
Modelo TCP/IP
P
r
o
t
o
c
o
l
o
s
Redes
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TELNET
FTP
TCP
SMTP
DNS
UDP
IP
TOKEN RING WI FI ETHERNET
Aplicação
Transporte
Inter-Rede
Host/Rede
Rede de Computadores
Modelo TCP/IP
HOST A
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HOST B
Aplicação
Aplicação
Transporte
Transporte
Roteador
Inter-Rede
Inter-Rede
Inter-Rede
Host/Rede
Hosts/Rede
Host/Rede
Rede A
Rede B
Rede de Computadores
Modelo TCP/IP
Aplicação
Transporte
Serviços para a camada N+1
Camada N
Inter-Rede
Serviços da camada N-1
Host/Rede
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Protocolo com a
camada N par