Chapter 1
Introduction
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note our copyright of this material.
Computer Networking:
A Top Down Approach
Featuring the Internet,
3rd edition.
Jim Kurose, Keith Ross
Addison-Wesley, July
2004.
Thanks and enjoy! JFK/KWR
All material copyright 1996-2006
J.F Kurose and K.W. Ross, All Rights Reserved
1: Introdução
1
O que é a Internet: visão dos componentes
 milhões de dispositivos de
computação conectados:
hosts = sistemas finais
 rodando aplicações de rede
 enlaces (canais) de
comunicação



roteador workstation
servidor
móvel
ISP local
ISP regional
fibra, cobre, rádio, satélite
Taxa de transmissão = largura
de banda (bandwidth)
roteadores: encaminham
pacotes (pedaços) de dados
através da rede
Rede da
empresa
1: Introdução
2
O que é a Internet: visão dos serviços
 a
infra-estrutura de
comunicação permite o
uso de aplicações
distribuídas:

WWW, email, jogos,
comércio eletrônico,
compartilhamento de
arquivos (MP3)
1: Introdução
3
O que é um protocolo?
protocolos humanos:
 “que horas são?”
 “tenho uma dúvida”
 apresentações
… msgs específicas são
enviadas
… ações específicas são
realizadas quando as
msgs são recebidas,
ou acontecem outros
eventos
Protocolos de rede:
 máquinas ao invés de
pessoas
 todas as atividades de
comunicação na Internet
são governadas por
protocolos
protocolos definem o formato,
ordem das msgs enviadas e
recebidas pelas entidades da
rede, e ações tomadas quando
da transmissão ou recepção de
msgs
1: Introdução
4
O que é um protocolo?
um protocolo humano e um protocolo de rede:
Oi
TCP connection
req.
Oi
TCP connection
reply.
Que horas
são?
Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm
2:00
<arquivo>
tempo
P: Apresente outro protocolo humano!
1: Introdução
5
A borda da rede:
 Sistemas finais (hosts):



rodam programs de aplicação
ex., WWW, email
na “borda da rede”
 modelo cliente/servidor


o host cliente faz os pedidos,
são atendidos pelos servidores
ex., cliente WWW (browser)/
servidor; cliente/servidor de
email
 modelo peer-peer:


uso mínimo (ou nenhum) de
servidores dedicados
ex.: Gnutella, KaZaA
1: Introdução
6
O Núcleo da Rede
 Malha de roteadores
interconectados
 a pergunta fundamental:
como os dados são
transferidos através da
rede?
 comutação de pacotes:
os dados são enviados
através da rede em
pedaços discretos.
1: Introdução
7
Redes de acesso sem fio (wireless)
 rede de acesso
compartilhado sem fio
conecta o sistema final ao
roteador

Via estação base = “ponto de
acesso”
 LANs sem fio:
 ondas de rádio substituem os
fios
 802.11b (WiFi): 11 Mbps
 acesso sem fio com maior
cobertura

roteador
estação
base
hosts
móveis
Provido por uma operadora
1: Introdução
8
Redes domésticas
Componentes típicos da rede doméstica:
 ADSL ou cable modem
 roteador/firewall/NAT
 Ethernet
 Ponto de acesso wireless
do/para
cable
headend
cable roteador/
modem firewall
Ethernet
(comutado)
Laptops
wireless
Ponto de
acesso
wireless
1: Introdução
9
Conexões Internacionais
1: Introdução
10
Estrutura da Internet: rede de redes
 um pacote passa através de diversas redes!
local
ISP
Tier 3
ISP
Tier-2 ISP
local
ISP
local
ISP
local
ISP
Tier-2 ISP
Tier 1 ISP
Tier 1 ISP
Tier-2 ISP
local
local
ISP
ISP
NAP
Tier 1 ISP
Tier-2 ISP
local
ISP
Tier-2 ISP
local
ISP
1: Introdução
11
Como ocorrem as perdas e atrasos?
pacotes enfileiram nos buffers do roteador
 taxa de chegada de pacotes ao enlace excede a
capacidade do link de saída.
 pacotes enfileram, esperam pela vez
pacote em transmissão (atraso)
A
B
enfileiramento de pacotes (atraso)
buffers livres (disponíveis): pacotes que chegam são
descartados (perda) se não houver buffers livres
1: Introdução
12
Web e HTTP
Primeiro algum jargão
 Páginas Web consistem de objetos
 Objeto pode ser um arquivo HTML, uma imagem
JPEG, um applet Java, um arquivo de áudio,…
 Páginas Web consistem de um arquivo HTML base
que inclui vários objetos referenciados
 Cada objeto é endereçável por uma URL
 Exemplo de URL:
www.someschool.edu/someDept/pic.gif
nome do hospedeiro
nome do caminho
2a: Camada de Aplicação
13
Protocolo HTTP
HTTP: hypertext
transfer protocol
 protocolo da camada de
aplicação da Web
 modelo cliente/servidor
 cliente: browser que
pede, recebe, “visualiza”
objetos Web
 servidor: servidor Web
envia objetos em
resposta a pedidos
 HTTP 1.0: RFC 1945
 HTTP 1.1: RFC 2068
PC executa
Explorer
Servidor
executando
servidor
WWW
do NCSA
Mac executa
Navigator
2a: Camada de Aplicação
14
Correio Eletrônico
Três grandes componentes:
 agentes de usuário (UA)
 servidores de correio
servidor
de correio
 simple mail transfer protocol:
agente
de
usuário
SMTP
SMTP
Agente de Usuário
SMTP
 a.k.a. “leitor de correio”
 compor, editar, ler mensagens
de correio
servidor
de correio
 p.ex., Eudora, Outlook, elm,
Netscape Messenger
 mensagens de saída e chegando
são armazenadas no servidor
agente
de
usuário
SMTP
fila de
mensagens
de saída
caixa de
correio do usuário
agente
de
usuário
servidor
de correio
agente
de
usuário
agente
de
usuário
agente
de
usuário
2a: Camada de Aplicação
15
Cenário: Alice envia uma msg para Bob
1) Alice usa o UA para compor
uma mensagem “para”
[email protected]
2) O UA de Alice envia a
mensagem para o seu
servidor de correio; a
mensagem é colocada na
fila de mensagens
3) O lado cliente do SMTP
abre uma conexão TCP com
o servidor de correio de
Bob
1
user
agent
2
mail
server
3
4) O cliente SMTP envia a
mensagem de Alice através
da conexão TCP
5) O servidor de correio de
Bob coloca a mensagem na
caixa de entrada de Bob
6) Bob chama o seu UA para
ler a mensagem
mail
server
4
5
6
user
agent
2a: Camada de Aplicação
16
DNS: Domain Name System
Pessoas: muitos
identificadores:



base de dados distribuída

protocolo de camada de
aplicação permite que
CPF, nome, no. da
Identidade
hospedeiros, roteadores
Internet :

Domain Name System:
endereço IP (32 bit) usado p/ endereçar
datagramas
“nome”, ex.,
jambo.ic.uff.br - usado
por gente
P: como mapear entre
nome e endereço IP?
implementada na hierarquia de
muitos servidores de nomes
hospedeiros, roteadores,
servidores de nomes se
comuniquem para resolver nomes
(tradução endereço/nome)
 nota: função imprescindível
da Internet implementada
como protocolo de camada de
aplicação
 complexidade na borda da
rede
2a: Camada de Aplicação
17
P2P: diretório centralizado
Projeto original do
Napster
Bob
servidor de diretório
centralizado
1
1) Quando um parceiro
conecta ele informa ao
servidor central o seu:


endereço IP
conteúdo
2) Alice consulta sobre a
música “Hey Jude”
3) Alice solicita o arquivo a
Bob
parceiros
1
3
1
2
1
Alice
2a: Camada de Aplicação
18