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FACULDADE ESTÁCIO SÁ – PE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO REDES DE COMPUTADORES PROF :DJACIR MACIEL maciel.estacio@gmail.com Aula 1 – Conceitos Iniciais Estações Conectadas Fisicamente No início existia apenas uma máquina que centraliza todo o processamento.Era conhecida como mainframe. PRIMEIROS MODELOS DE REDES As estações não tinham processamento próprio, eram ligadas diretamente ao mainframe. Essas estações eram conhecidas como terminais. PRIMEIROS MODELOS DE REDES Os terminais eram ligados ao mainframe através de cabos coaxiais.; Quando havia a necessidade de instalações de terminais em uma distância fora do ambiente do computador central, eram instalado circuitos dedicados WAN; Os terminais eram interligados em extensões do mainframe denominadas de Controladoras PRIMEIROS MODELOS DE REDES PRIMEIROS MODELOS DE REDES Comutação através de Dispositivo de rede Uma rede é um conjunto de dispositivos conectados; Quando temos vários dispositivos,existe o desafio de conectá- los para tornar possível a comunicação entre eles; Solução: Conexão ponto a ponto Conexão centralizada Conexões multiponto COMUTADORES Solução mais apropriada é a comutação. Uma rede comutada consiste de uma série de nós interligados, chamados comutadores; Os comutadores são dispositivos capazes de criar conexões temporárias entre dois ou mais dispositivos; COMUTADORES Em uma rede comutada, parte dos nós são diretamente conectados aos sistemas finais; COMUTADORES Como se dividem as redes comutadas : REDES COMUTADAS Uma rede de comutação de circuitos é formada por um conjunto de comutadores conectados por links físicos nos quais cada link é dividido em n canais; Na comutação de circuitos, os recursos precisam ser reservados durante a fase de estabelecimento da conexão; COMUTAÇÃO POR CIRCUITOS Os recursos permanecem dedicados por toda a duração da transferência de dados até a fase de encerramento da conexão; A comutação de circuitos ocorre na camada física; COMUTAÇÃO POR CIRCUITOS Características • Recursos(capacidade de canal) dedicados a uma chamada particular na duração da conexão. Em momento da conexão,não há dados para transmitir,ocorre desperdícios de capacidade. Os terminais devem operar na mesma faixa. Estabelecimento de conexão exige algum tempo. Após conexão, a transferência é transparente Desenvolvida para o tráfego de voz COMUTAÇÃO POR CIRCUITOS COMUTAÇÃO POR CIRCUITOS Em uma rede de comutação de pacotes não existe reserva de recursos; os recursos são alocados sob demanda. Cada pacote é tratado independentemente dos demais Não há largura de banda reservada; A alocação é através do FIFO COMUTAÇÃO POR PACOTES Dados transmitidos em pacotes pequenos Tipicamente da ordem de 1000 octetos Divisão de longas mensagens em uma série de pacotes Os pacotes possuem além de dados,informação de controle Pacotes são recebidos,armazenados (bufferização) e enviados ao próximo nó COMUTAÇÃO POR PACOTES Vantagens da comutação por pacotes : Eficiência do canal físico Mesmo enlace entre dois nós pode ser compartilhado por muitos pacotes ao mesmo tempo. Pacotes são enfileirados e transmitidos o mais rápido possível COMUTAÇÃO POR PACOTES Conversão de taxa de dados Cada estação possui uma conexão com o nó local com velocidade própria Os nós fazem bufferização de dados para equalização de taxas. COMUTAÇÃO POR PACOTES Técnicas de Comutação pacotes Pacotes podem ser tratados de dois modos : Datagrama Circuito Virtual COMUTAÇÃO POR PACOTES Modo Datagrama Cada pacote é tratado de forma independente; Pacotes podem tomar qualquer rota existente; Pacotes podem ser perder; Responsabilidade de reordenar e recuperar pacotes perdidos : receptor. COMUTAÇÃO POR PACOTES Modo Datagrama COMUTAÇÃO POR PACOTES Circuito Virtual Estabelecimento de conexão:pacotes perdidos e aceitação de conexão; Rotas estabelecidas/planejadas antes do envio do pacote; Cada pacote contém um identificador de circuito virtual (VCI) ao invés de endereço de destino. COMUTAÇÃO POR PACOTES Circuito Virtual Não requer decisões de roteamento para pacotes individuais. Requisição de liberação de circuitos. Caminho não é dedicado. COMUTAÇÃO POR PACOTES Circuito Virtual A origem e destino devem ser identificados por um endereço global,seja em uma WAN particular ou internacional. O endereçamento global é utilizado para criar um identificador de circuito virtual COMUTAÇÃO POR PACOTES Identificador de Circuito Virtual (VCI) É um número utilizado somente para comutação Quando o frame chega ao nó,já recebeu a identificação VCI na etapa anterior ou inicial. Quando o mesmo deixa o nó ,o seu número é outro. COMUTAÇÃO POR PACOTES Identificador de Circuito Virtual (VCI) COMUTAÇÃO POR PACOTES Processos de Conexão – CVC – Início COMUTAÇÃO POR PACOTES Processos de Conexão – CVC – Final COMUTAÇÃO POR PACOTES Roteamento • Aspecto importante das redes baseadas em comutação de pacotes • Requisitos – Correção – Simplicidade – Robustez – Estabilidade – Eficiência COMUTAÇÃO POR PACOTES Critérios de Performance Usado para seleção de rotas Menor Custo Métricas Comprimento do caminho (Saltos) Retardo Confiabilidade Taxa de Transmissão Carga COMUTAÇÃO POR PACOTES COMUTAÇÃO POR PACOTES EVOLUÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES ANOS 90 Descentralização + Integração = Processamento distribuído; ‡ Cooperação entre ambientes heterogêneos. EVOLUÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES ANOS 90 ‡ Na década de 90, com o surgimento das redes corporativas baseadas em sistemas abertos, tornou-se possível a interligação das diversas tecnologias de redes de computadores e a integração das mesmas com os mainframes e minicomputadores; Este aumento de demanda de tráfego inter-redes estimulou o desenvolvimento de novas tecnologias de telecomunicação como o Frame-Relay, ISDN ou RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados), ATM (Asynchronous Transfer Mode), VPNs(Virtual Private Network), etc... CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES Surgimento das LANs As LANs (Local Area Network) que tinham como carro chefe os PC (Personal Computer), que eram a revolução da época; Podemos categorizar a rede local (LAN) como sendo uma rede que conecta seus equipamentos em uma área relativamente próxima, (não geograficamente dispersa) com enlaces de alta velocidade. CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES LAN ( Local Area Network) São redes, onde os equipamentos que a compõem, estão em uma pequena área geográfica; ‡ Em Geral, taxas de transmissão são maiores do que as encontradas nas WANs. CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES Surgimento das WANs A WAN (Wide Area Network), que categoriza-se como sendo uma rede que interliga dispositivos de comunicação para acesso final ao dispositivos terminais de dados; Uma rede que tem como finalidade conectar computadores dispersos em uma grande área de alcance. CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES WAN (Wide Area Network) São redes que compartilham recursos entre usuários geograficamente dispersos; ‡Consiste de um conjunto de nós interconectados, tendo como aplicação principal a interligação de LANs. CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES WAN (Wide Area Network) CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES Redes HAN (Home area network) Este é um termo relativamente recente, que diz respeito a uma rede doméstica, que conecta vários computadores e outros dispositivos digitais; A rede neste caso abrange o espaço de uma única casa ou apartamento, em oposição às LANs (que abrangem um escritório ou edifício) e as WANs (redes de longa distância). CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES PAN (Personal Area Network) Também é designada como redes de área pessoal, é o tipo de rede onde é utilizada tecnologias de rede sem fios para interligar os mais variados dispositivos (ex. computadores, smartphones, tablets etc) em uma área muito reduzida. CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES WWAN (Wireless Wide Area Network) Rede de longa distância sem-fio é uma tecnologia que as operadoras de celulares utilizam para criar a sua rede de transmissão. (Ex. CDMA, GSM, HSPA, etc). CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) Muito similar a Redes MAN, mas esta não possui fios. Foi atribuído a este padrão, o nome WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) onde oferece conectividade para uso doméstico, empresarial e em hotspots através de um único ponto linear. Modelo OSI Estabelecida em 1947 a Internacional Organization for Standardization (ISO) é um órgão que se dedica ao estabelecimento de acordos mundiais sobre padrões internacionais; Um padrão ISO que cobre todos os aspectos das comunicações de dados em redes é o modelo OSI (open Systems Interconnection). ARQUITETURAS DE CAMADAS Um sistema aberto é um conjunto de protocolos que permite que dois sistemas diferentes se comuniquem independente de suas arquiteturas; O propósito do modelo OSI é facilitar a comunicação entre sistemas diferentes sem a necessidade de realizar mudanças na lógica do hardware e software de cada um deles. ARQUITETURAS DE CAMADAS Atenção !!! O OSI não é um protocolo,trata-se de um modelo para compreender e projetar uma arquitetura de redes flexível,robusta e interoperável; ISO é a organização. O OSI é o modelo !!! ARQUITETURAS DE CAMADAS O modelo OSI é uma estrutura em camadas para o projeto de sistemas de redes que permitem a comunicação entre todos os tipos de sistemas de computadores; É constituído por sete camadas distintas,porém relacionadas entre si, cada uma das quais definindo uma parte do processo de transferência de informações. ARQUITETURAS DE CAMADAS Modelo OSI ARQUITETURAS DE CAMADAS Camadas OSI ARQUITETURAS DE CAMADAS Camadas OSI ARQUITETURAS DE CAMADAS Conjunto de Protocolos TCP/IP Foi desenvolvido antes do modelo OSI; As camadas neste modelo não corresponde exatamente às do modelo OSI; O conjunto foi definido com quatro camadas : host – rede, Internet, Transporte e Aplicação. ARQUITETURAS DE CAMADAS Modelo TCP/IP ARQUITETURAS DE CAMADAS Modelos OSI x TCP/IP Quando comparamos o modelo TCP/IP ao OSI podemos dizer que a camada host-rede ou interface de rede é equivalente à combinação das camadas físicas e enlace; A camada de Internet equivale a camada de Rede; ARQUITETURAS DE CAMADAS Modelos OSI x TCP/IP A camada de aplicação realiza as funções das camadas de aplicação, apresentação e sessão da camada OSI; Um observação importante é que, seja no modelo OSI ou TCP/IP as quatro primeiras camadas fornecem funções de padrões físicos,interface de rede, ligação entre rede e de transporte. ARQUITETURAS DE CAMADAS Modelos OSI x TCP/IP ARQUITETURAS DE CAMADAS Para que dois dispositivos de redes conversem é necessário que eles “falem a mesma língua”. É necessário um conjunto de regras para coordenar esse diálogo entre computadores numa rede. A esse conjunto de regras dá-se o nome de Protocolo. PROTOCOLO DE REDE Protocolos da Camada de Enlace ACK,NAK, HDLC, PPP, LCP,NCP, CHAP,PAP, IPCP, LLC e MAC. Protocolos da Camada de Rede IP,ICMP ,IGMP, RARP e ARP. PROTOCOLO NAS CAMADAS Protocolos da Camada de Transporte SCTP, TCP e UDP . Protocolos da Camada de Aplicação SMTP, FTP, HTTP, DNS, SNMP e TELNET. PROTOCOLO NAS CAMADAS Encapsulamento PROTOCOLO NAS CAMADAS Unidades de Dados de cada Camada Mensagens; Segmentos; Datagramas; Quadros. PROTOCOLO NAS CAMADAS Encapsulamento PROTOCOLO NAS CAMADAS ISO (International Standards Organization) É uma organização voluntária e independente, fundada em 1947, responsável por todos os tipos de padrões. A ISO publica padrões sobre uma vasta gama de assuntos, que vão desde parafusos e porcas (literalmente) ao revestimento usado nos postes de telecomunicações. Temos como exemplo de padrões definidos pela ISO o modelo de referência OSI e a ISO 2110, que se referem ao padrão do conector DB-25, utilizado em conexões de cabos seriais a modems externos. ORGANISMOS DE PADRONIZAÇÃO E ORGANIZAÇÃO IEEE (Institute of Electrical and Eletronics Engineers) Maior organização profissional do mundo na área de publicação de jornais especia-lizados; promove diversas conferências anuais sempre tratando de assuntos ligados à área de Telemática. O IEEE possui um grupo de padronização que desenvolve padrões nas áreas de Engenharia Elétrica e de Informática. Temos como exemplo o famoso padrão 802 do IEEE para as redes Ethernet. ORGANISMOS DE PADRONIZAÇÃO E ORGANIZAÇÃO ITU-T (International Telecommunications Union) Antigo CCITT (Comité Consultatif nternational Téléphonique et Télégraphique – Comitê Consultivo International de Telegrafia e Telefonia). Foi criado 1992 e tem como objetivo formular e propor recomendações para telecomunicações. ORGANISMOS DE PADRONIZAÇÃO E ORGANIZAÇÃO EIA (Electronic Industries Association) Formula padronizações técnicas dentro dos EUA e também contribui com o CCITT/ITU. TIA (Telecommunications Industry Association) O comitê EIA/TIA especifica o sistema de cabeamento estruturado utilizado nas redes de computadores. ORGANISMOS DE PADRONIZAÇÃO E ORGANIZAÇÃO IETF (Internet Engineering Task Force) Grupo de trabalho que identifica, prioriza e endereça assuntos considerados de curto prazo, incluindo protocolos, arquitetura e operações de serviços. IANA (The Internet Assigned Numbers Authority) Organização internacional responsável por coordenar a distribuição de endereços IP entre as diversas redes de computadores que se conectam à Internet. ORGANISMOS DE PADRONIZAÇÃO E ORGANIZAÇÃO A ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) É responsável pela coordenação global do sistema de identificadores exclusivos da Internet. Entre esses identificadores estão nomes de domínio (como .org, .museum e códigos de países, como .UK) e os endereços usados em vários protocolos da Internet. Os computadores usam esses identificadores para se comunicarem entre si pela Internet. ORGANISMOS DE PADRONIZAÇÃO E ORGANIZAÇÃO Continua na próxima aula !!!
