1-modelo osi e tcpip

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Redes de Computadores 1/33 Rui Silva Responsável: Data: Pág.: Versão 1.0 1 – Arquitecturas e protocolos de comunicação Arquitecturas e protocolos de comunicação

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TCP IP OSI

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Redes de Computadores1/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.01 Arquitecturas e protocolos de comunicaoArquitecturas e protocolos de comunicaoRedes de Computadores2/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Arquitectura dos protocolos de comunica Arquitectura dos protocolos de comunica es es Arquitectura do sistema de comunica Arquitectura do sistema de comunica o o um bloco complexo de software e hardware um bloco complexo de software e hardware Tem que realizar um conjunto muito diversificado de fun Tem que realizar um conjunto muito diversificado de fun es es Poss Poss veis arquitecturas do sistema de comunica veis arquitecturas do sistema de comunica o o Monol Monol tica tica ou numou num nico bloco fechado nico bloco fechado Dif Dif cil de testar, corrigir e melhorar cil de testar, corrigir e melhorar Qualquer altera Qualquer altera o implica o desenvolvimento e modifica o implica o desenvolvimento e modifica o de todo o bloco o de todo o bloco Por camadas Por camadas ouou Layers Layers ( (Modelo hier Modelo hier rquico rquico) ) Implementa Implementa o independente de cada camada de software o independente de cada camada de software F F cil reutiliza cil reutiliza o e troca de partes de c o e troca de partes de c digo digo Altera Altera es, correc es, correc es e melhoramentos apenas afectam uma camada, no sendoes e melhoramentos apenas afectam uma camada, no sendo necess necess rio alterar todo o bloco de software (ou pilha) de protocolos rio alterar todo o bloco de software (ou pilha) de protocolos Diviso de tarefas por cada camada Diviso de tarefas por cada camadaRedes de Computadores3/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0 Modelo hier Modelo hier rquico ou por camadas rquico ou por camadasI likerabbitsLocation A321321Location BMessage PhilosopherTranslatorSecretaryInformationfor the remotetranslatorInformationfor the remotesecretaryL: DutchIk vindkonijnenleukFax #---L: DutchIk vindkonijnenleukJ'aimebien leslapinsL: DutchIk vindkonijnenleukFax #---L: DutchIk vindkonijnenleukExemplo de diviso de tarefas Exemplo de diviso de tarefasTradutora (S Tradutora (S necessita de falar com o seu par) necessita de falar com o seu par)Secret Secret ria : Formata e envia os dados para o par ria : Formata e envia os dados para o parEmissor e Receptor falam l Emissor e Receptor falam l nguas diferentes nguas diferentesArquitectura dos protocolos de comunica Arquitectura dos protocolos de comunica es esRedes de Computadores4/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0 Exemplo de Modelo hier Exemplo de Modelo hier rquico de 3 camadas rquico de 3 camadas Camada de Aplica Camada de Aplica o: o: Aplica Aplica o de correio electr o de correio electr nico, transferncia de ficheiros, acesso remoto, etc. nico, transferncia de ficheiros, acesso remoto, etc. Camada de Transporte: Camada de Transporte: Transferncia de dados extremo a extremo. Em alguns casos preten Transferncia de dados extremo a extremo. Em alguns casos pretende de- -se que esta seja ordenadase que esta seja ordenada e fi e fi vel. vel. Independente da rede e da aplica Independente da rede e da aplica o o Camada de AcessoCamada de Acesso rede: rede: Troca de dados entre o computador e a rede (Acesso ao servi Troca de dados entre o computador e a rede (Acesso ao servi o disponibilizado pela rede) o disponibilizado pela rede) O computador de origem forneceO computador de origem fornece rede o endere rede o endere o do computador de destino, de modo a estao do computador de destino, de modo a esta encaminhar correctamente os dados at encaminhar correctamente os dados at de destinode destino Arquitectura dos protocolos de comunica Arquitectura dos protocolos de comunica es esRedes de Computadores5/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0 Rela Rela o entre servi o entre servi os e protocolos os e protocolosCamadas fornecem servios s camadas superioresProtocolos so procedimentos entre camadas residentes no sistema de destino (peer entities)Arquitectura dos protocolos de comunica Arquitectura dos protocolos de comunica es esRedes de Computadores6/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0 Opera Opera o do modelo por camadas o do modelo por camadasNota: Todo este processo introduz um conceito novo: OverheadArquitectura dos protocolos de comunica Arquitectura dos protocolos de comunica es esUnidade de dados protocolar (PDU)(Cabealho + Informao)Redes de Computadores7/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.02 Modelo OSIModelo OSIRedes de Computadores8/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo OSI Modelo OSI OSIOSI Open Open Systems Systems Interconnection Interconnection (Interliga (Interliga o de sistemas abertos) o de sistemas abertos) Modelo de referncia da ISO ( Modelo de referncia da ISO (International International StandardsStandards organization organization) ) Surgiu em 1984 Surgiu em 1984 Primeiro passo na defini Primeiro passo na defini o de um modeloo de um modelo normalizado normalizado de protocolos de comunica de protocolos de comunica eses entre entre sistemas a n sistemas a n vel internacional vel internacional Composto por sete camadas. Cada camada fornece um conjunto de fu Composto por sete camadas. Cada camada fornece um conjunto de fun n eses camadacamada superior, baseando superior, baseando- -se nas fun se nas fun es que lhe so fornecidas pela camada inferior es que lhe so fornecidas pela camada inferiorRedes de Computadores9/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo OSI Modelo OSI Organiza Organiza o do modelo o do modelo Camadas orientadasCamadas orientadas aplica aplica o o Sesso, Apresenta Sesso, Apresenta o e Aplica o e Aplica o o Esto relacionadas com o sistema operativo e o computadorEsto relacionadas com o sistema operativo e o computador Camada de interface Camada de interface Transporte Transporte Fornece uma interface independente da rede para ser usado pelasFornece uma interface independente da rede para ser usado pelas camadascamadas orientadasorientadas aplica aplica oo Camadas dependentes da rede Camadas dependentes da rede F F sica, liga sica, liga o de dados e rede o de dados e rede Dependem do meio f Dependem do meio f sico de transmisso e da topologia de rede sico de transmisso e da topologia de redeOs sistemas de transmisso e comunicao de dados, operam normalmente nas trs camadas dependentes da rede (fsica, ligao e rede)Redes de Computadores10/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo OSI Modelo OSI Fun Fun es de cada n es de cada n vel ou camada vel ou camadaAplica Aplica o ou interface com o utilizador o ou interface com o utilizadorFormata Formata o dos dados.o dos dados. Encripta Encripta o o de dados de dadosSincroniza Sincroniza o de aplica o de aplica es esTransferncia de dados extremo a extremo Transferncia de dados extremo a extremoEndere Endere amento l amento l gico e encaminhamento nagico e encaminhamento na rede. Estabelecimento e liberta rede. Estabelecimento e liberta o de liga o de liga es esControlo da liga Controlo da liga o de dados. Detec o de dados. Detec o deo de erros errosDefini Defini es mecnicas e el es mecnicas e el ctricas da interfacectricas da interface de rede. Modula de rede. Modula o do sinal. Codifica o do sinal. Codifica o. o.7 76 65 54 43 3l2 2l1 1lRedes de Computadores11/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo OSI Modelo OSI Fun Fun es do n es do n vel f vel f sico (camada 1) sico (camada 1)Redes de Computadores12/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo OSI Modelo OSI Fun Fun es do n es do n vel f vel f sico (camada 1) sico (camada 1) Unidade de dados deste n Unidade de dados deste n velvel o bit o bit Define a interface mecnica: Tipos de ficha, cablagem e quantida Define a interface mecnica: Tipos de ficha, cablagem e quantidade de pinos dode de pinos do conector conector Define as caracter Define as caracter sticas el sticas el ctricas do sinal: Tenses para representar 0 e 1, dura ctricas do sinal: Tenses para representar 0 e 1, dura oo dos bits, balanceamento do sinal,tipo de modula dos bits, balanceamento do sinal,tipo de modula o, tipo de codifica o, tipo de codifica o, sincronismo. o, sincronismo. Define as caracter Define as caracter sticas de procedimentos de liga sticas de procedimentos de liga o: forma de utiliza o: forma de utiliza o dos pinos,o dos pinos, forma de estabelecer e terminar a liga forma de estabelecer e terminar a liga o o Define se a comunica Define se a comunica oo bi bi- -direccional direccional,, full full duplex,duplex, half half duplex, etc. duplex, etc. Define o d Define o d bito bin bito bin rio (ritmo bin rio (ritmo bin rio de transmisso) rio de transmisso) Controlo de fluxo ou congestionamento de dados por hardware (RTS Controlo de fluxo ou congestionamento de dados por hardware (RTS/CTS). Este/CTS). Este controlo est controlo est associado aosassociado aos buffers buffers de recep de recep o de dados do computador ou n o de dados do computador ou n de rede. de rede.Redes de Computadores13/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo OSI Modelo OSI Fun Fun es do n es do n vel de liga vel de liga o de dados (camada 2) o de dados (camada 2)Redes de Computadores14/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo OSI Modelo OSI Unidade de dados deste n Unidade de dados deste n velvel a trama de dados ( a trama de dados (frame frame) ) Retransmisso de tramas erradas ou sem resposta. (atrav Retransmisso de tramas erradas ou sem resposta. (atrav s des de mecanismos demecanismos de ack ack/ /nack nack ouou timers timers) ) Delimita Delimita o ou estruturao ou estrutura dos dos pacotes de dados em tramas usando padres especiaispacotes de dados em tramas usando padres especiais de bits no in de bits no in cio e no fim ( cio e no fim (Flag Flag,, start start bit, SYNC bit, SYNC) ) Fun Fun es do n es do n vel de liga vel de liga o de dados (camada 2) o de dados (camada 2) Sequenciamento Sequenciamento das tramas (implementa das tramas (implementa o de n o de n meros de sequncia na emissomeros de sequncia na emisso e na recep e na recep o) de modo ao) de modo a re re- -enviar enviar uma trama fora deuma trama fora de sequncia ou errada. sequncia ou errada. Controlo de fluxo ou congestionamento de tr Controlo de fluxo ou congestionamento de tr fego por software atrav fego por software atrav s de envio des de envio de mensagens(RR/RNR, XON/XOFF). Este controlo est mensagens(RR/RNR, XON/XOFF). Este controlo est associado aosassociado aos buffers buffers dede recep recep o de dados do computador ou n o de dados do computador ou n de rede. de rede. As redes locais (difuso em acesso partilhado) lidam ainda com a As redes locais (difuso em acesso partilhado) lidam ainda com a questo doquesto do acesso ao canal compartilhado e implementam mecanismos de conten acesso ao canal compartilhado e implementam mecanismos de conten o. o.Redes de Computadores15/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0 Fun Fun es do n es do n vel de rede (camada 3) vel de rede (camada 3)Modelo OSI Modelo OSIRedes de Computadores16/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0 Fun Fun es do n es do n vel de rede (camada 3) vel de rede (camada 3)Modelo OSI Modelo OSI Unidade de dados deste n Unidade de dados deste n velvel o pacote de dados o pacote de dados Respons Respons vel pelo encaminhamento dos pacotes na rede at vel pelo encaminhamento dos pacotes na rede at ao destino ao destino Encaminhamento est Encaminhamento est tico ou manualtico ou manual definido pelo operador definido pelo operador Encaminhamento dinmico ou autom Encaminhamento dinmico ou autom ticotico definido pela rede, baseando definido pela rede, baseando- -se em parmetros de qualidade e custo pr se em parmetros de qualidade e custo pr - -definidos. Reencaminha osdefinidos. Reencaminha os dados automaticamente em casos de falha na rede dados automaticamente em casos de falha na rede Controlo de fluxo ou congestionamento de tr Controlo de fluxo ou congestionamento de tr fego por software atrav fego por software atrav s de envio des de envio de mensagens(RR/RNR oumensagens(RR/RNR ou windowing windowing). Este controlo est ). Este controlo est associadoassociado s condi s condi es dees de tr tr fego da rede fego da rede Sequenciamento Sequenciamento dos pacotes (implementa dos pacotes (implementa o de n o de n meros de sequncia nameros de sequncia na emisso e na recep emisso e na recep o) de modo ao) de modo a re re- -enviar enviar um pacote fora de sequncia. um pacote fora de sequncia. Indicam a qualidade de servi Indicam a qualidade de servi o pretendida pela aplica o pretendida pela aplica oo rede rede Detec Detec o e recupera o e recupera o o dede erros (retransmisso) erros (retransmisso)J J implementadosimplementados no n no n vel 2! vel 2!Redes de Computadores17/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0 Fun Fun es do n es do n vel de transporte (camada 4) vel de transporte (camada 4)Modelo OSI Modelo OSIFuncionamento extremo a extremo Funcionamento extremo a extremoRedes de Computadores18/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0 Fun Fun es do n es do n vel de transporte (camada 4) vel de transporte (camada 4)Modelo OSI Modelo OSI Unidade de dados deste n Unidade de dados deste n velvel Transport Transport PDU (unidade protocolar de dados dePDU (unidade protocolar de dados de transporte) transporte) Respons Respons vel pela entrega dos dadosvel pela entrega dos dados aplica aplica o correcta do destinoo correcta do destino (Endere (Endere amento extremo aamento extremo a extermo extermo)) Respons Respons vel pela segmenta vel pela segmenta o (emissor) eo (emissor) e reassemblagem reassemblagem(destino) das(destino) das mensagens mensagens Respons Respons vel pelavel pela multiplexagem multiplexagem // desmultiplexagem desmultiplexagem das mensagens das diversasdas mensagens das diversas aplica aplica es num fluxo de pacotes de dados (atrav es num fluxo de pacotes de dados (atrav s da segmenta s da segmenta o e endere o e endere amento) amento) Detec Detec o,recupera o,recupera o de erroso de erros e ereenvio da mensagem reenvio da mensagem Controlo de fluxo ou congestionamento de tr Controlo de fluxo ou congestionamento de tr fego por software extremo a extremofego por software extremo a extremo ( (windowing windowing). Este controlo est ). Este controlo est associadoassociado s condi s condi es processamento dos extremos es processamento dos extremos Estabelece e termina liga Estabelece e termina liga es extremo a extremo es extremo a extremoJ J implementadosimplementados no n no n vel 3! vel 3!Redes de Computadores19/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo OSI Modelo OSI Cr Cr ticas ao modelo OSI ticas ao modelo OSI Modelo extremamente complexo e pouco eficiente (Controlo de flux Modelo extremamente complexo e pouco eficiente (Controlo de fluxo, endere o, endere amentoamento e controlo de erros reaparecem em v e controlo de erros reaparecem em v rias camadas) rias camadas) As camadas de baixo (rede e liga As camadas de baixo (rede e liga o de dados) tm funcionalidades a mais eo de dados) tm funcionalidades a mais e repetitivas. repetitivas. As camadas de cima (sesso e apresenta As camadas de cima (sesso e apresenta o) so vazias em termos deo) so vazias em termos de funcionalidade e ignoradas em algumas implementa funcionalidade e ignoradas em algumas implementa es es Surgiu tardiamente (1984) e j Surgiu tardiamente (1984) e j existiam outros modelos no mercado onde tinhaexistiam outros modelos no mercado onde tinha havido grande investimento por parte das empresas ( havido grande investimento por parte das empresas (ex ex: TCP/IP) : TCP/IP) Lento a desenvolver.Lento a desenvolver. Congela Congela o desenvolvimento da tecnologia o desenvolvimento da tecnologia Implementa Implementa es inicias lentas e pesadas, aparecendo associado a baixa quali es inicias lentas e pesadas, aparecendo associado a baixa qualidade. dade. O TCP/IP j O TCP/IP j fazia parte do Sistema Operativo UNIX muito utilizado em ambien fazia parte do Sistema Operativo UNIX muito utilizado em ambientestes acad acad micos micosRedes de Computadores20/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo OSI Modelo OSI Vantagens do modelo OSI Vantagens do modelo OSI O modelo OSI mostrou O modelo OSI mostrou- -sese til para a discusso de redes de computadores til para a discusso de redes de computadores Embora no sendo um sucesso aindaEmbora no sendo um sucesso ainda muito usado pelos fabricantes Europeus muito usado pelos fabricantes Europeus Extremamente robusto. Adequado para ambientes onde a qualidade d Extremamente robusto. Adequado para ambientes onde a qualidade das linhas deas linhas de transmisso seja baixa transmisso seja baixaRedes de Computadores21/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.03 Modelo TCP/IPModelo TCP/IPRedes de Computadores22/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP Arquitectura ArquitecturaO modelo TCP/IP constitudo apenas por 4 camadasApenas 3 das camadas (2 a 4 equivalenteL3 a L7 OSI) definem protocolosOs protocolos da primeira camada (Interface de rede + fsica ) no so definidos, recorrendo a outros jexistentes (X.25, PPP, Ethernet,F.Relay, etc.)RedeTransporteSessoApresentaoAplicaoLigao de dadosFsicoAnalogia com o OSIL1-L2L3L4L5-L7Redes de Computadores23/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo TCP/IP Modelo TCP/IPFunes de cada camadaCamada de transporteProvidencia um fluxo de dados fivel ou no fivel entre duas aplicaes extremo a extremo. responsvel tambm pela segmentao e reagrupamento das mensagensTCPtransport control protocol (Unidade de dados TCP PDU chamado segmento TCP)Protocolos de transporte mais utilizadosProvidencia um fluxo fivel de dados entre duas aplicaes Orientado ligao (connection oriented).O SAP o porto de origem e destino. A ligao identificada por um par de portos (Origem + destino)Implementa mecanismos de controlo de erros, acknowledge e retransmisso dos pacotes de dadosUDPUser datagram protocolServio simples, rpido e no fivel de entrega de dados entre duas aplicaes (apenas envia os pacotes chamados datagramas para o computador remoto -> Send and Forget)No orientado ligao (connection less)No implementa mecanismos de controlo de fluxo, de erros, ACK e retransmisso.Implementa mecanismos de controlo de fluxo e sequncia de mensagensQualquer fiabilidade necessria nos dados tem que ser da responsabilidade da aplicao.Redes de Computadores24/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo TCP/IP Modelo TCP/IPFunes de cada camadaCamada de rede (internetlayer)responsvel pelo encaminhamento dos dados atravs dos vrios ns de rede.Verifica a validade dos pacotes IP recebidos (checksum)Providencia um nico tipo de servio No orientado ligao ou Melhor esforo. Os pacotes so encaminhados por cada nde rede (router) sem o estabelecimento de uma ligao, sendo tratados independentemente uns dos outros e podendo seguir caminhos diferentes.Providencia um endereo nico para cada computador ligado internetEnvia e recebe mensagens de controlo e informao de erros (ICMP)Camada de interface de rede (Ligao de dados +fsica)Tem as mesmas funes que as camadas de ligao de dados e fsica do modelo OSIEncapsula / Desencapsulaos pacotes IP em tramas de dados, de acordo com o tipo de meio fsico utilizado (Ethernet, TokenRing, X.25, ATM, FrameRelay, PPP, HDLC, etc.)Desta forma garante-se uma clara separao entre a camada de rede (internet), e os diversos tipos de interfaces de rede existentes e standards. A camada IP independente dos detalhes das camadas inferioresRedes de Computadores25/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP Requisitos de endere Requisitos de endere amento no TCP/IP amento no TCP/IP Endereamento no nvel de rede - identifica o computador naInternet Endereo IP Equivalente Endereo NSAP no OSI (network service access point) Endereo ao nvel da aplicao Identifica a aplicao no computador Port number (TCP/IP) Equivalente ao SAP no OSI (Service access point ou SAP)Redes de Computadores26/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP Arquitectura ArquitecturaOperao do modelo TCP/IPAplicao X associadaao porto 1 em A envia mensagem para porto 2 no BAplicao X emA utiliza servio TCP para envio para o porto 2 Servio TCP envia a mensagem para a camada IP, que a entrega camada de rede (ex: ethernet), que a envia para o router J.So gerados um conjunto de PDUs encapsulados uns nos outrosRedes de Computadores27/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP Arquitectura ArquitecturaProtocol data Units no TCP/IPEncapsulamentoRedes de Computadores28/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP Arquitectura ArquitecturaAlguns protocolos e aplicaes utilizadosno TCP/IPRedes de Computadores29/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP Compara Compara o TCP/IP e Modelo OSI o TCP/IP e Modelo OSIRedes de Computadores30/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo TCP/IP Modelo TCP/IP Cr Cr ticas modelo TCP/IP ticas modelo TCP/IP No h No h distin distin o entre servi o entre servi o, protocolo e interface o, protocolo e interface NoNo um modelo geral um modelo geral A1 A1 camada ( camada (Network Network) no) no verdadeiramente uma camada verdadeiramente uma camada No especifica as camadas f No especifica as camadas f sica e de liga sica e de liga o de dados o de dadosRedes de Computadores31/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0Modelo OSI e TCP/IP Modelo OSI e TCP/IPArquitecturas e protocolos de comunicaoResumoModelo OSIModelo TCP/IPRedes de Computadores32/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0 Referncias Referncias Stallings Stallings Cap. II (Modelo TCP/IP) Cap. II (Modelo TCP/IP) Tannembaum TannembaumCap. I (TCP/IP) Cap. I (TCP/IP) Halsall Halsall Cap. I e XI (Modelo OSI) Cap. I e XI (Modelo OSI) Luis Luis Soares Cap. V (modelo OSI) Soares Cap. V (modelo OSI) Leon Leon Garcia Cap. II (modelo TCP/IP) Garcia Cap. II (modelo TCP/IP) Richard Richard Stevens Stevens VOL I Cap. I (modelo TCP/IP) VOL I Cap. I (modelo TCP/IP)Modelo OSI e TCP/IP Modelo OSI e TCP/IPRedes de Computadores33/33Rui SilvaResponsvel: Data:Pg.:Verso1.0FIMFIM