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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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