Redes de Computadores e
Sistemas Distribuídos
por
Fernando Luís Dotti
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Redes de Computadores
Nível de Rede
Fontes principais:
Redes de Computadores - das LANs, MANs e WANs às Redes ATM. Luiz
Fernando G. Soares, Guido Lemos, Sérgio Colcher. Editora Campus.
Internetworking with TCP/IP - Vol. I. Douglas E. Comer
Uso de alguns Slides de Raj Jain. Univ. de Ohio. EUA.
Protocolos de Comunicação
O que eles fazem ?
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controle de erros: canais mais confiáveis - retransmissão
reseqüenciamento: reordenar mensagens fora de ordem
controle de fluxo: evita “inundar” receptor mais lento
controle de congestionamento: evita “inundar” rede mais lenta
fragmentação: dividir mensagens em pedaços menores para
adaptar a camada de protocolo inferior
multiplexação: combinar várias sessões de comunicação
em um “canal”
compressão de dados
translação de formatos entre fonte e destino
resolução de endereços
roteamento de pacotes
...
Comparação das Arquiteturas OSI e Internet
Nível de Rede

“Todo transporte de pacotes de dados, desde a origem até o
destino, passando por todo um caminho que pode conter vários
nodos e sub-redes intermediárias, é função do nível de rede”.

Aspectos principais do nível de rede
(independente de arquitetura)
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Endereçamento
Roteamento
Tipos de Serviço
Controle de Congestionamento
Nível de Rede
Aspectos Principais
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Endereçamento
– Pontos de Acesso ao Serviço de Rede (SAP de Rede) por Estação
• um por estação: comunicação entre estações
• vários SAPs em uma estação
– Tipo de Endereçamento
• Hierárquico
– endereço constituído conforme endereços dos vários níveis de uma
hierarquia.
Ex.: X.121 - código de país, código de rede, código da estação
Ex.: IP: número da rede e número da estação dentro da rede
• Horizontal
– não há relação entre endereço e o lugar onde as entidades estão dentro da
rede
Ex.: endereços IEEE 802 (mas não são endereços de rede)
• Roteamento com endereços hierárquicos mais simples pois o
endereço já indica local da entidade na rede
• Roteamento com endereços horizontais mais complexo, mas permite
mobilidade de entidades sem sua renumeração
Nível de Rede - Aspectos Principais

Endereçamento (cont.)
– Mapeamento de Endereços
• mapeamento do endereço de um SAP de rede em endereço de subrede ou endereço de enlace
• direto: estação sabe como computar através de uma função
Ex.: endereçamento hierárquico onde a porção do endereço de
estação corresponde a endereço da estação no nível de sub-rede ou
enlace
• através de vinculação dinâmica: utiliza algum protocolo de resolução
onde uma estação pergunta à rede (outras estações da rede via
difusão) por um determinado endereço
Nível de Rede - Aspectos Principais

Roteamento
– ligação entre redes é realizada por estações especiais: gateways,
que estão ligados a duas ou mais redes
H
H
H
G
H
G
H
G
– roteamento acontece tanto em gateways como nas demais
estações (H - hosts)
• estações: escolha da estação, se na mesma sub-rede, ou
escolha do melhor gateway, se destino em outra sub-rede
• gateways: escolher melhor rota através de outros gateways
Nível de Rede - Aspectos Principais

Roteamento (cont)
– necessidade de estrutura de dados indicando caminhos e custos,
de forma a decidir melhor caminho
– métodos para manutenção desta estrutura
---> Algoritmos de Roteamento:
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estático ou dinâmico
distribuído ou centralizado
pró-ativo ou reativo
single-path ou multiple-path
plano ou hierárquico
host inteligente ou roteador inteligente
intra- ou inter-domínio
link-state ou vetor de distância
consideram informações geográficas ou não
Nível de Rede - Aspectos Principais

Tipos de Serviço
– serviços com conexão (serviço de circuito virtual)
• caminho lógico estabelecido entre origem e destino
• possibilita controle de erros e fluxo - garante seqüência
• possível pré-alocação de recursos - garante melhor controle de
congestionamento
• serviço complexo - exige mais recursos (espaço de armazenamento e
tempo de processamento)
– serviços sem conexão
•
•
•
•
mensagem tratada de forma individual
segue caminho mais conveniente por mensagem
não garante seqüência na entrega, e nem a de chegada
simplicidade: deixa aos níveis superiores o controle de erros,
seqüência e fluxo
Nível de Rede - Aspectos Principais

Tipos de Serviço - comparação
– serviços com conexão (serviço de circuito virtual)
• defendido por concessionárias de telecomunicações
• usuários não estão dispostos a executar protocolos de transporte
complexos em suas máquinas (ECD, ETD)
• pré-alocação e melhor controle de congestionamento entre redes
– serviços sem conexão
• defendida pela comunidade Internet
• rede é inerentemente não confiável - não importa como seja projetada
• nem todas aplicações necessitam confiabilidade de serviço com
conexão
• atraso de gerência da conexão pode ser até prejudicial
Nível de Rede - Aspectos Principais

Controle de Congestionamento
– pacotes em excesso em uma rede, causando degradação de
desempenho
– fatores: nós lentos, tráfego de entrada excede capacidade de linha
de saída
– tratamento:
• descarte de pacotes: se um pacote chega a um nó e não há espaço,
um descarte é feito
– qual pacote descartar: pacotes com confirmação, pacotes que viajaram
trechos maiores devem ser preservados
• controle de tráfego no enlace: nó monitora percentual de utilização de
suas linhas e avisa com pacotes de alerta quando percentual excede
um limite
Nível de Rede
Modelo OSI
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Mecanismos para:
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multiplexação
roteamento
endereçamento
mapeamento de endereços de rede em endereços de enlace ou de
sub-rede
estabelecimento e liberação de conexões de rede
detecção e recuperação de erros
seqüenciação
controle de congestionamento
resolução de heterogeneidade de redes