Redes de Computadores 1
Prof. Marcelo Diniz
Fonte: http://wps.aw.com/br_kurose_rede_1/
1: Introdução
1
Roteiro do Capítulo 1
1.1 O Que é a Internet?
1.2 A Borda (Periferia) da Internet
1.4 Redes de acesso e meios físicos
1.3 O Núcleo da Rede
1.5 ISPs e backbones da Internet
1.6 Atraso, perda e vazão em redes de comutação de
pacotes
1.7 Camadas de protocolos e seus modelos de
serviços
(1.6 Redes sob ataque)
1.8 História das redes de computadores e da
Internet
1b: Introdução
2
O Núcleo da Rede
r
r
Malha de roteadores
interconectados
a pergunta fundamental: como
os dados são transferidos
através da rede?
m comutação de circuitos:
circuito dedicado por
chamada: rede telefônica
(Não é “normalmente”
usada em Redes de
Computadores.)
m comutação de pacotes: os
dados são enviados através
da rede em pedaços
discretos.
1b: Introdução
3
Núcleo da Rede: Comutação de
Circuitos
Recursos fim a fim são
reservados para a
chamada.
Banda do enlace,
capacidade dos
comutadores
r recursos dedicados: sem
compartilhamento
r desempenho tipo circuito
(garantido)
r necessita estabelecimento
de conexão
r
1b: Introdução
4
Núcleo da Rede: Comutação de
Circuitos
http://www.telephonemuseumofgridley.org/
1b: Introdução
5
Núcleo da Rede: Comutação de
Circuitos
recursos da rede (ex.,
largura de banda) são
divididos em “pedaços”
r pedaços alocados às
chamadas
r o pedaço do recurso
fica ocioso se não for
usado pelo seu dono
(não há
compartilhamento)
r
r
como é feita a divisão da
banda de um canal em
“pedaços” (multiplexação)
m
m
Divisão de freqüência (FDM)
Divisão de tempo (TDM)
1b: Introdução
6
Comutação de Circuitos: FDM e TDM
Exemplo:
FDM
4 usuários
freqüência
tempo
TDM
freqüência
tempo
1b: Introdução
7
Núcleo da Rede: Comutação de
Pacotes
Disputa por recursos:
Cada fluxo de dados fim a
fim é dividido em pacotes
r pacotes dos usuários A, B
compartilham os recursos
da rede
r cada pacote usa toda a
banda do canal
r recursos são usados
quando necessário,
Divisão da banda em “pedaços”
Alocação dedicada
Reserva de recursos
a demanda total pelos
recursos pode superar a
quantidade disponível
r congestionamento: pacotes
são enfileirados, esperam
para usar o enlace
r armazena e reenvia (store
and forward): pacotes se
deslocam uma etapa por
vez
m transmite num enlace
m espera a vez no próximo
r
1b: Introdução
8
Comutação de Pacotes: Multiplexação
Estatística
Ethernet
10 Mbps
A
B
multiplexação estatística
C
2 Mbps
fila de pacotes
esperando a vez
no enlace de saída
D
34 Mbps
E
A seqüência de pacotes A & B não possui um padrão constante
 multiplexação estatística
Em TDM cada hospedeiro utiliza o mesmo compartimento (slot)
em cada um dos quadros TDM.
1b: Introdução
9
Comutação de Pacotes: armazena-ereenvia
L
R
R
Leva L/R segundos para
transmitir um pacote de L
bits em um canal de R bps
r Todo o pacote deve chegar
ao roteador antes que possa
ser transmitido no próximo
canal: armazena e reenvia
r atraso = 3L/R (assumindo
que o atraso de propagação
seja desprezível!)
r
R
Exemplo:
r L = 7,5 Mbits
r R = 1,5 Mbps
r atraso = 15 seg
1b: Introdução
10
Comutação de pacotes versus comutação
de circuitos
A comutação de pacotes permite que mais usuários
usem a rede!
r Enlace de 1 Mbit
r cada usuário:
m
m
r
comutação por
circuitos:
m
r
100kbps quando “ativo”
ativo 10% do tempo
N usuários
10 usuários
Enlace de
1 Mbps
comutação por
pacotes:
m
com 35 usuários,
probabilidade > 10
ativos menor que 0,004
1b: Introdução
11
Comutação de pacotes versus comutação
de circuitos
A comutação de pacotes ganha de lavagem?
r Ótima para dados em surtos
m compartilhamento dos recursos
m não necessita estabelecimento de conexão
r Congestionamento excessivo: atraso e perda de
pacotes
m necessita de protocolos para transferência
confiável de dados, controle de congestionamento
r P: Como fornecer um comportamento do tipo
circuito?
m São necessárias garantias de banda para
aplicações de áudio e vídeo
m ainda é um problema não resolvido (cap. 7)
1b: Introdução
12
Redes de comutação de pacotes:
repasse (forwarding)
r
Objetivo: mover pacotes entre roteadores da
origem até o destino
m
r
redes datagrama:
m
m
m
r
serão estudados diversos algoritmos de escolha de
caminhos (capítulo 4)
o endereço do destino determina a próxima etapa
rotas podem mudar durante a sessão
analogia: dirigir, pedindo informações
redes de circuitos virtuais:
m
m
m
cada pacote contém uma marca (id. do circuito virtual),
marca determina próxima etapa
caminho fixo determinado no estabelecimento da chamada,
permanece fixo durante a chamada
os roteadores mantêm estados para cada chamada
1b: Introdução
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Comutação de Circuitos
Quantidade de canais
fixa (Roteador)
Roteador e sua
tabela de comutação
1b: Introdução
14
Circuitos Virtuais
Canais gerenciados por
protocolos (Roteador)
Roteador e sua
tabela de comutação
1b: Introdução
15
Datagramas
Roteador e sua
tabela de comutação
1b: Introdução
16
FDM
CV’s
TDM
Datag.
Comutação
de
Circuitos
Comutação
de
Mensagens
Comutação
de
Pacotes
1b: Introdução
17
Taxonomia de Redes
Redes de
Telecomunicações
Redes de comutação de circuitos
FDM
TDM
Redes de comutação de pacotes
Redes
de CVs
Redes de
datagramas
• Uma rede Datagrama é não orientada para conexão.
•A Internet provê tanto serviços orientados a conexão (TCP)
quanto não-orientados a conexão (UDP) para as aplicações.
1b: Introdução
18