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Aula 01 - Topologia

Prof. Marciano dos Santos Dionizio

Topologia

• A topologia de rede é o modo como o meio de rede está conectado aos computadores e outros componentes de uma rede.

• Basicamente, é a estrutura topológica da rede, e pode ser descrito ou ilustrado de forma física ou lógica.

• Há varias formas a partir das quais é possível organizar a interligação entre cada um dos nós (computadores) da rede.

Topologia

• Existem duas categorias principais de topologia de rede:

• Topologia física;

• Topologia Lógica.

Topologia Física

• A topologia física á a verdadeira aparência ou layout da rede, enquanto que a lógica descreve o fluxo dos dados através da rede.

• A topologia física representa como as redes estão conectadas, e o meio de conexão dos dispositivos de redes( nós ou modos).

• A forma com que os cabos são conectados, o que genericamente chamamos de topologia da rede (física), influencia em diversos pontos considerados críticos, como a flexibilidade, velocidade e segurança.

Topologia Lógica

• Por outro lado, a topologia lógica refere-se à maneira como os sinais atuam sobre os meios de rede, ou a maneira como os dados são transmitidos através da rede a partir de um dispositivo para o outro sem ter em conta a interligação física dos dispositivos.

Topologia Lógica

• Topologias lógicas são frequentemente associadas à Media Access Control, métodos e protocolos.

• Topologias lógicas são capazes de serem reconfiguradas dinamicamente por tipos de equipamentos de conexão como roteadores e switches.

Exemplos de topologias lógicas

• Ponto a ponto

• É a forma mais simples de comunicação entre computadores ou dispositivos de redes: um equipamento ou dispositivo é conectado ao outro, compartilhando recursos ou dados.

Ponto a ponto

Rede Cliente/Servidor

• Cliente/Servidores: um ou mais servidores centralizam os serviços disponibilizados pela rede tais como e-mail e impressão.

• Um servidor ou provedor de serviços é uma máquina ou host central mais sofisticado que possui um sistema operacional responsável pelo gerenciamento dos usuários da rede.

Rede Cliente/Servidor

Rede Cliente/Servidor

• Cada servidor pode receber N usuários conforme a sua estrutura de hardware e software.

• O nome cliente é dado às maquinas que solicitam o serviço aos servidores.

Topologias Físicas

• As principais topologias físicas são:

Barramento;

Anel;

Estrela;

Malha;

Árvore;

Hibrida

Barramento

• Em qualquer instante no máximo uma máquina desempenha a função de mestre e poder realizar uma transmissão.

• Nesse momento, as outras máquinas serão impedidas de enviar qualquer tipo de mensagem.

• Esse tipo de comunicação era comum no início da década de 1980 e meados de 1990, na qual o principal meio físico era baseado em cabos coaxiais ( o mesmo utilizado na TV a cabo), porém hoje é utilizada uma estrutura de comunicação mais prática e flexível.

Barramento

Anel

• Em um anel, cada bit se propaga de modo independente, sem esperar pelo restante do pacote ao qual pertence.

• Em geral, cada bit percorre todo o anel no intervalo de tempo em que alguns bits são enviados, muitas vezes até mesmo antes do pacote ter sido inteiramente transmitido.

• Assim como ocorre em todos os outros sistemas de comunicação, existe a necessidade de se definir alguma regra para arbitrar os acessos simultâneas ao anel.

• São usados vários métodos, como fazer as máquinas adotarem turnos. (Tanenbaum).

Anel

Estrela

• Mais comum atualmente, a topologia em estrela utiliza de par trançado (será visto mais para frente os tipos de meios de comunicação) e um concentrador (hubs, switchs ou roteadores ou até firewalls) como ponto central da rede.

• O concentrador se encarrega de retransmitir todos os dados para todas as estações, porém com a vantagem de tornar mais fácil a localização dos problemas, já que se um dos cabos, uma das portas do concentrador ou uma das placas de rede estiver com problemas, apenas o nó ligado ao componente defeituoso ficará fora da rede.

Estrela

• Essa topologia se aplica a pequenas e grandes redes, já que os concentradores costumam ter apenas oito ou dezesseis portas, mas no caso de um switch, ele pode conter até 48 portas, podendo abranger mais computadores e interligando assim uma empresa de grande porte.

Estrela

Malha

• Essa topologia é utilizada em várias configurações, pois facilita a instalação e configuração de dispositivos em rede mais simples.

• Todos os nós estão atados a todos os outros nós, como se estivessem entrelaçados, considerando que são vários os caminhos possíveis pelos quais a informação pode fluir da origem até o destino.

Malha

• Nesse tipo de rede, o tempo de espera é reduzido e eventuais problemas não interrompem o funcionamento da rede.

• Um problema encontrado é em relação às interfaces de rede, já que para cada segmento de rede seria necessário instalar, em uma mesma estação, um número equivalente de placas de rede, aumentando assim o custo financeiro de reed de cada equipamento, além da necessidade da mesmo estação possuir recursos para a utilização de várias placas de redes.

Malha

• Uma vez que cada estação envia sinais para todas as outras com frequência, a largura da banda de rede não é bem aproveitada.

• Outro problema encontrado nesse tipo de comunicação é que há a necessidade de uma configuração mais simples para cada segmento de rede, o que gera um aumento significativo da quantidade de endereçamento IP’s por máquinas.

Malha

Árvore

• A topologia em árvore é essencialmente uma série de barramentos interconectados.

• Geralmente existe um barramento central, no qual outros ramos menores se conectam.

• Essa ligação é realizada através de switches centrais, e as conexões das estações são feitas do mesmo modo que no sistema de barramento padrão.

Árvore

• Cuidados adicionais devem ser tomados nas redes em árvores, pois cada ramificação significa que o sinal deverá se propagar por dois caminhos diferentes.

• A menos que esses caminhos estejam perfeitamente casados, os sinais terão velocidades de propagação diferentes e refletirão os sinais de diferentes maneiras.

• Em geral, redes em árvore vão trabalhar com taxa de transmissão menores do que as redes em barramento central por conta desses motivos.

Árvore

• A topologia física está baseada numa estrutura hierárquica de várias rede e sub-rede, nas quais existem um ou mais concentradores que ligam cada rede local e existe um outro concentrador que interliga todos os outros concentradores.

• Essa topologia facilita a manutenção do sistema e permitem, em caso de avaria, detectar com melhor facilidade o problema.

Árvore

Híbrida

• É a topologia mais utilizada em grandes redes. • Assim, adequar-se a topologia de rede em função

do ambiente, compensando os custos, expansibilidade, flexibilidade e funcionamento de cada segmento de rede.

• São as que utilizam mais de uma topologia ao mesmo tempo, podendo existir várias configurações que podem ser criadas utilizando uma variação de outras topologias.

• Elas foram desenvolvidas para resolver necessidades específicas.

Híbrida

• Muitas vezes acontecem demandas imediatas de conexões e a empresa não dispõe de recursos naquele momento para a aquisição de produtos adequados para a montagem da rede.

• Nesses casos, a administração de redes pode utilizar os equipamentos já disponíveis, considerando as vantagens e desvantagens das topologias utilizadas.

Híbrida

• Numa topologia híbrida, o desenho final resulta da combinação de duas ou mais topologias de rede, que pode trazer como benefícios as vantagens de cada uma das topologias que integram essa topologia.

• Embora muito pouco usada em redes locais, uma variante da topologia em malha, a malha hibrida é usada na internet e em algumas WANs.

• A topologia de malha híbrida pode ter múltiplas ligações entre várias localizações, mas isto é feito por uma questão de redundância, além de que não é uma verdadeira malha pois não há ligação entre cada um dos nós, somente em alguns por uma questão de backup.

Híbrida

• No contexto da informática, uma rede consiste em diversos computadores que estão interligados e compartilham recursos entre si.

• Antes, essas redes existiam principalmente dentro de escritórios (rede local), mas com o passar do tempo a necessidade de trocar informações entre equipamentos aumentou, dando vez a diversos outros tipos de rede.

• Entenda a seguir o que significam alguns dos principais tipos de rede de computadores.

Híbrida

Tipos de redes de acordo com o tamanho (ou geografia)

• PAN (Personal Area Network, ou rede pessoal)

• Uma PAN é uma rede de computadores usada para comunicação entre dispositivos de computador (incluindo telefones e assistente pessoais digitais) perto de uma pessoa.

PAN (Personal Area Network, ou rede pessoal)

LAN (Local Area Network, ou Rede Local)

• É uma rede cujo tamanho se limita a apenas uma pequena região física.

LAN (Local Area Network, ou Rede Local)

VAN (Vertical Area Network, ou Rede Vertical)

• Uma VAN é usualmente utilizada em redes prediais, vista a necessidade de uma distribuição vertical do pontos de rede.

VAN (Vertical Area Network, ou Rede Vertical)

CAN (Campus Area Network, ou Rede Campus)

• Uma rede que abrange uma área mais ampla, que permite a ligação entre vários prédios dentro de espaços contínuos ligados em rede.

• Essa, segundo Tanenbaum em seu livro “Redes de Computadores” é uma LAN, justamente porque essa área dita ampla, quando muito grande abrange 10 quarteirões ou aproximadamente 2500m quadrados, sendo porém pequena quando comparada a uma cidade.

• CAN pode significar também Car Area Net (rede de um carro), na qual funcione o software local, regulando motores e seus componentes eletrônicos.

CAN (Campus Area Network, ou Rede Campus)

MAN (Metropolitan Area Network, ou Rede Metropolitana)

• A MAN é uma rede na qual é possível, por exemplo, a ligação em rede de diversas farmácias, em uma cidade, com todas as lojas acessando uma base de dados comum.

MAN (Metropolitan Area Network, ou Rede Metropolitana)

WAN (Wide Area Network, ou Rede de Longa Distância)

• Uma WAN integra equipamentos em diversas localizações geográficas (hosts, computadores, routers/gateways, etc.), envolvendo diversos países e continentes como a internet.

WAN (Wide Area Network, ou Rede de Longa Distância)

SAN (Storage Area Network, ou Rede de Armanezamento)

• Uma SAN serve de conexão de dispositivos de armazenamento remoto de computador para os servidores, permitindo que os dispositivos aparecem como locais ligados ao sistema operacional.

SAN (Storage Area Network, ou Rede de Armanezamento)

Protocolo de Rede

• Protocolo é o conjunto de regras que define como ocorrerá a comunicação entre as partes envolvidas, computadores e elementos de rede(switch, hubs, routers, etc.).

• É por meio dos protocolos que é possível a comunicação entre um ou mais computadores ( ou dispositivos).

• Os protocolos de rede foram concebidos na necessidade de conectar equipamentos de fornecedores distintos, executando sistemas distintos sem ter que escrever a cada caso programas específicos.

Protocolo de Rede

• Ambos os computadores devem estar configurados com os mesmos parâmetros e obedecerem aos mesmos padrões para que a comunicação possa ser realizada sem erros.

• Existem diversos tipos de protocolos de rede, variando de acordo como o serviço a ser utilizado.

• De maneira geral, existem dois tipos de protocolos:

Abertos; Proprietários ou Específicos;

Protocolo de Rede

• Os protocolos abertos são os protocolos padrões da internet e podem se comunicar com outros protocolos que utilizam o mesmo padrão de protocolo.

• Um exemplo seria o TCP/IP, pois ele pode comunicar com várias plataformas como Windows, Linux, Mac e outros.

• Já os protocolos proprietários são feitos para ambiente específicos ( daí o seu nome), pois ele pode apenas se comunicar com uma plataforma de um mesmo fabricante.

São exemplo de protocolos de rede:

• IP (Internet Protocol); • DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol); • TCP ( Transmission Control Protocol); • HTTP (hypertext Transfer Protocol); • FTP (File Transfer Protocol); • Telnet (Telnet Remote Protocol); • SSH (SSH Remore Protocol). • POP3 (Post Office Protocol 3); • SMTP (Simple Mail Transfer Protocol); • IMAP (Internet Message Access Protocol).

Protocolo de Rede

• Como já foi visto, um protocolo é um conjunto de regras sobre o modo como se dará a comunicação entre as partes envolvidas.

• Com o intuito de reduzir a complexidade do projeto, a maioria das redes foi organizada como uma série de níveis ou camadas que são colocadas uma sobre a outra.

• O número, o nome, o conteúdo e a função de cada camada é oferecer determinados serviços para as camadas superiores.

Protocolo de Rede

• A camada n de uma máquina comunica-se com a camada n de outra máquina.

• Para isso acontecer, ela baseia-se num conjunto de convenções e regras que vão permitir gerenciar essa comunicação que foi nomeada de protocolo da camada n, ou , simplesmente, protocolo n.

Serviço de Rede

• Um serviço de rede é um conjunto de operações implementado por um protocolo através de uma interface, e é oferecido à camada imediatamente superior.

• Ele define o que uma camada é capaz de executar sem se preocupar com a maneira pela qual as operações serão executadas.

Serviço de Rede

• Cada serviço é utilizado por aplicações diferentes, podendo uma aplicação utilizar vários serviços, como um browser como o Internet Explorer que utiliza, por exemplo, HTTP, HTTPs, DNS.

• OS serviços podem ser orientados por meio de conexão ou não. Serviços relacionados à família TCP são orientados por conexão, enquanto que os serviços relacionados ao protocolo UDP são feitos sem conexão.

Classificação de Serviços

• Os serviços de comunicação podem ser classificados em duas categorias:

Serviços orientados com conexão

Serviços sem conexão

Serviços orientados com conexão

• É o serviço TCP. Antes do envio de dados, um processo conhecido como handshaking (ou Three Way Handshake) cria uma conexão entre os hosts.

• Basicamente, esse processo envia um pacote para verificação de reconhecimento, denominado de SYN (abreviação de sincronização em inglês).

Serviços orientados com conexão

• Havendo porta de comunicação disponível, quem está recebendo envia um pacote de resposta denominado ACK (abreviação de reconhecimento em inglês) e também um pacote SYN, e quem enviou o primeiro pacote envia também outro pacote ACK.

• Assim, ambas as partes estão reconhecidas e prontas para trocar dados.

Serviços orientados com conexão

Serviços orientados com conexão

• Essa conexão prévia possibilita verificar se todos os pacotes irão chegar corretamente ao destino, e , em caso negativo, solicitar o reenvio dos mesmos (quando o receptor recebe um pacote, ele envia uma mensagem de confirmação ao transmissor).

• Se a confirmação não chegar, o pacote é reenviado, gerando uma transferência de dados confiável.

Serviços orientados com conexão

• Também é possível fazer um controle de fluxo e congestionamento, para casos em que o receptor não suporta a velocidade de envio do pacotes, ou quando algum roteador da rede está congestionado (nesse caso, é enviada uma mensagem ao transmissor, reduzindo ou interrompendo a velocidade de envio de pacotes).

• Como exemplo de serviços orientados a conexão TCP, temos HTTP, FTP e Telnet.

Serviços sem conexão

• É o serviço UDP (protocolo de Datagrama de Usuário).

• Não há o processo de handshaking.

• Assim, uma aplicação apenas envia dados para um hosts, e com isso não há como saber se todos os pacotes chegaram.

Serviços sem conexão

• Esse processo é mais rápido, justamente por não haver a etapa de handshaking, mas é menos confiável, além de não possuir a possibilidade de fluxo e congestionamento presentes no TCP.

• Algumas aplicações que usam o UDP. VOIP, Streaming de Vídeo (Youtube), etc.

Modelo OSI

Modelo OSI

• Com o objetivo de efetuar uma divisão das diversas partes da rede que compõem uma transmissão, para que possam existir etapas definidas e que permitam a indicação dos diversos componentes, a ISO (Internacional Standard Organization) criou o modelo OSI (open Systems Interconection).

Modelo OSI

• Esse modelo separa as etapas de transmissão, definindo como cada fase do processo deve proceder na transferência de dados.

• Isto torna flexível a implementação de software e hardwares ao longo da rede, pois define as funções de cada fase, facilitando a operacionalização para usuários e fabricantes

Modelo OSI

• Cada nível oferece serviços ao nível seguinte.

• As conexões de um nível são gerenciadas pelo protocolo daquele nível.

• Os níveis definidos com suas funções são sete,assim numerados:

Modelo OSI

Modelo OSI

Camada Física

• São as conexões elétricas formadas pelos modems, linhas físicas, conectores, cabos e interfaces de hardware de comunicação dos equipamentos.

• Nesse nível temos:

• As definições dos sinais elétricos;

• Transmissão de bits;

• Detecção da portadora de transmissão de dados.

Camada de Enlace

• Situa-se na conexão de dois pontos de uma rede, em que é feita a formatação das mensagens e endereçamento dos pontos em comunicação, ou seja, os bits do nível físico são agora tratados como blocos com endereçamento de origem e destino.

• Nessa camada é feita:

• Checagem de blocos transmitidos e recebidos;

Camada de Enlace

• Correção de erros na transmissão entre dois pontos;

• O nível de enlace possui o conjunto de regras que governa a troca de dados pelo meio físico entre dois pontos.

• Algumas de suas características são:

• Troca transparente de dados.

Camada de Enlace

• O nível de enlace permite a transferência de qualquer sequencia de bits, portanto, transparente aos dados trafegados;

• Possui comandos de ativação e desativação de modems e sincronismo na transmissão;

• Possui recuperação de falhas e erros na transmissão;

• Independe dos outros níveis.

Camada de Rede

• Nesse nível é feito o controle de todo o trafego dentro da rede externa, como o roteamento dos dados entre os nós da rede para atingir o endereço final.

• Os pacotes de dados são encaminhados entre os nos da rede ate atingirem o seu destino;

• Tarefas atingidas nesse nível são por exemplo:

• O empacotamento (montagem dos pacotes ou blocos de dados );

Camada de Rede

• Correção de falhas de transmissão entre os nos da rede;

• Controle de fluxo;

• Roteamento dos dados ;

• Encaminhamentos dos pacotes selecionado;

• Controla a transferência do pacote entre a origem e o destino (determina o melhor caminho);

Camada de Rede

• A determinação do melhor caminho pode e ser feita em um ponto centralizado da rede ou de forma distribuída.

• O encaminhamento pode ser: • Estático: Usa-se sempre o mesmo caminho ou

divide-se o trafego com outras linhas fixas; • Adaptativo: escolhesse o melhor caminho.

Requer grande troca de informações entre os nos da rede sobre o status das linhas.

• Difusão: os pacotes são “jogados” na rede e só o nó de destino os recebe.

Camada de Transporte

• Nessa camada são definidas as regras de controle da comunicação fim a fim entre duas pontas finais que estão se comunicando entre si.

• É o protocolo dessa camada que garante a entrega correta dos dados no seu destino.

• Essa camada é a primeira a fazer o controle fim a fim, a integridade das mensagens trocadas entre dois usuários finais deve ser garantida, independentemente dos controles dos níveis anteriores.

Camada de Transporte

• Nessa camada temos:

• A definição e operacionalização do endereçamento fim a fim;

• Multiplexação e demultiplexação dos dados para distribuir entre vários terminais de uma rede final;

• Tratamento de retardo e espera de pacote;

Camada de Transporte

• Controle de fluxo de mensagens entre transmissor e receptor e a capacidade de recepção do receptor;

• Controle e retransmissão de mensagens não confirmadas depois de um certo tempo.

Camada de Sessão

• Nesta camada é realizada a sincronização entre transmissão e recepção permitindo que os processos sejam executados em computadores diferentes;

• Permite recuperar as conexões de transporte sem perder a conexão, ou seja, a sessão continua onde parou;

Camada de Sessão

• Nesse nível opera o protocolo que faz o acesso do usuário a rede para acessar outros sistemas.

• Nele são feitas trocas de mensagens que especificam nas duas pontas a forma de sincronização, como, por exemplo, se a transmissão vai ser half-duplex ou full-duplex.

Camada de Apresentação

• Uma vez identificados os acessos e conexões entre os dois sistemas e usuários na camada de sessão, a camada de apresentação faz a transformação ou a conversão de códigos e formatos dos dados recebidos para, em seguida, passá-los para a aplicação.

• A formação dos dados é feita para que possam ser lidos pela aplicação final, uma vez que podem vir comprimidos ou compactados para ocupar menos espaço para agilizar a transmissão.

Camada de Apresentação

• Nesse nível de apresentação, temos, portanto a conversão de códigos e formatos de representação de dados (ASCII em Unicode, por exemplo),

• Compressão e descompressão de dados que foram codificados antes da transmissão;

• Permite a criptografia de dados para segurança;

Camada de Apresentação

• No caso da criptografia, dados são codificados no nível de apresentação do transmissor e decodificados no nível de apresentação do receptor.

Camada de Aplicação

• Nessa camada temos a aplicação final do usuário, que são efetivamente os processos que utilizam as redes;

• São os aplicativos do usuário, os sistemas operacionais, as transações que rodam no terminal do usuário, bancos de dados distribuídos, aplicativos de redes locais como planilhas e processadores de texto, correio eletrônico, transações,etc.

Modelo TCP/IP

Modelo TCP/IP

• O modelo de referencia TCP/IP, foi desenvolvido para a Internet, que na década de 60 era denominado ARPANET e mantido pelo departamento de defesa Americano.

• Este modelo foi liberado para uso acadêmico em faculdades e centros de pesquisa e logo após para uso comercial, correspondendo a Internet que utilizamos nos dias de hoje.

Modelo TCP/IP

• O modelo TCP/IP foi definido para que a sua arquitetura fosse flexível, capaz de adaptar a aplicações como transferência de arquivos e voz em tempo real e sobreviver a perda de hardwares e redes.

• A partir dessas exigências, permitiu que esse modelo conquistasse a preferência dos protocolos na rede mundial de computadores destacando as seguintes vantagens.

Modelo TCP/IP

• Utilizado em redes locais como redes de longa distancia;

• Adaptar-se a diferentes tecnologias físicas e de diferentes velocidades;

• Permite que um pacote seja transmitido em caminhos distintos pela rede;

• Faz o melhor esforço para entregar os pacotes.

Modelo TCP/IP

• O modelo TCP/IP foi uma pilha de protocolos criado para atender a ARPANET possuindo 4 Camadas:

Camada de Aplicação

• A camada de aplicação é a camada que a maioria dos programas de rede usa de forma a se comunicar através de uma rede com outros programas.

• Processos que rodam nessa camada são específicos da aplicação; o dado é passado do programa de rede, no formato usado internamente por essa aplicação, e é codificado dentro do padrão de um protocolo.

Camada de Aplicação

• Alguns programas específicos são levados em conta nessa camada.

• Eles proveem serviços que suportam diretamente aplicações do usuário.

• Esses programas e seus correspondentes protocolos incluem o HTTP (navegação na World Wide Web), FTP (transporte de arquivos), SMTP (envio de email), SSH (login remoto seguro), DNS (pesquisas nome <-> IP) e muitos outros.

Camada de Aplicação

• Uma vez que o dado de uma aplicação foi codificado dentro de um padrão de um protocolo da camada de aplicação ele será passado para a próxima camada da pilha IP.

• Na camada de transporte, aplicações irão em sua maioria fazer uso de TCP ou UDP, e aplicações servidoras são frequentemente associadas com um número de porta.

Camada de Aplicação

• Aplicações cliente conectando para fora geralmente usam um número de porta aleatório determinado pelo sistema operacional.

• O pacote relacionado à camada de aplicação é chamado Mensagem.

Camada de Aplicação

• Nessa camada ficam localizadas as interfaces sockets e NetBIOS.

• A sockets oferece uma interface de programação de aplicativos (API) que é padronizada para os diversos sistemas operacionais e que permite a comunicação de protocolos de transporte com diferentes convenções de endereçamento como TCP/IP e o IPX/SPX.

Camada de Aplicação

• A NetBIOS proporciona uma interface de programação de aplicativo (API) para os protocolos que suportam a convenção de nomes NetBIOS para endereçamento como o próprio TCP/IP, IPX/SPX e ainda o NetBEUI.

Camada de Aplicação

• Portas para aplicações servidoras são oficialmente alocadas pela IANA (Internet Assigned Numbers Authority) mas desenvolvedores de novos protocolos hoje em dia frequentemente escolhem os números de portas por convicção própria.

Camada de Aplicação

• Uma vez que é raro ter mais que alguns poucos programas servidores no mesmo sistema, problemas com conflito de portas são raros.

• Aplicações também geralmente permitem que o usuário especifique números de portas arbitrários através de parâmetros em tempo de execução.

Camada de Aplicação

• Existem diversos protocolos nesta camada.

• Como exemplo de alguns deles podemos citar:

• SMTP (Simple Mail Transport Protocol) é utilizado para a comunicação entre serviços de correio eletrônico na Internet.

• POP (Post Office Protocol) é utilizado para recuperação de mensagens de correio eletrônico via Internet.

Camada de Aplicação

• IMAP (Internet Mail Access Protocol) - também é utilizado para recuperação de mensagens de correio eletrônico via Internet, mas de forma mais avançada que o POP3.

• HTTP (Hypertext Transport Protocol) – utilizado para a publicação de sites WEB na Internet.

• FTP (File Transfer Protocol) – utilizado para publicação de arquivos na Internet.

Camada de Transporte

• Os protocolos na camada de transporte podem resolver problemas como confiabilidade (o dado alcançou seu destino?) e integridade (os dados chegaram na ordem correta?).

• Na suíte de protocolos TCP/IP os protocolos de transporte também determinam para qual aplicação um dado qualquer é destinado.

Camada de Transporte

• Permite que as máquinas mantenham uma comunicação entre origem e destino.

• Dois protocolos fim-a-fim foram definidos.

• TCP (Transmission Control Protocol): é um protocolo confiável com conexão que entrega as informações sem erros.

Camada de Transporte

• UDP (User Datagrama Protocol): é um protocolo sem conexão e não confiável destinado a aplicação de vídeo e dados de voz.

• Esse protocolo não possui controle de fluxo e manutenção de seqüência das mensagens enviadas.

Camada de Transporte

• Os protocolos dinâmicos de routing, que tecnicamente cabem nessa camada do TCP/IP, são geralmente considerados parte da camada de rede.

• O TCP é um mecanismo de transporte "confiável", orientado à conexão e que fornece um stream de bytes confiável, garantindo assim que os dados cheguem íntegros (não danificados e em ordem).

Camada de Transporte

• O TCP tenta continuamente medir o quão carregada a rede está e desacelera sua taxa de envio para evitar sobrecarga.

• Além disso, o TCP irá tentar entregar todos os dados corretamente na sequencia especificada.

• Essas são as principais diferenças dele para com o UDP, e pode se tornar desvantajoso em streaming, em tempo real ou aplicações de routing com altas taxas de perda na camada internet.

Camada de Transporte

• O UDP é tipicamente usado por aplicações como as de mídia de streaming (áudio, vídeo etc), onde a chegada na hora é mais importante do que confiabilidade, ou para aplicações de simples requisição/resposta como pesquisas de DNS, onde o overhead de configurar uma conexão confiável é desproporcionalmente largo.

Camada de Transporte

• Tanto o TCP quanto o UDP são usados para transmitir um número de aplicações de alto nível.

• As aplicações em qualquer endereço de rede são distinguidas por seus endereços de porta TCP ou UDP.

• O pacote da camada de transporte é chamado segmento.

Camada de Internet

• Essa camada define um formato de pacote oficial e um protocolo chamado IP (Internet Protocol).

• Sua função é integrar toda a arquitetura permitindo que as maquinas injetem os pacotes IP em qualquer rede garantindo que esses pacotes IP irão trafegar independentemente do destino.

Camada de Internet

• Os pacotes não precisam chegar à mesma ordem que foi enviada, pois, as camadas superiores fariam essa ordenação.

• Dois pontos devem ser relevados que é o roteamento de pacotes e o congestionamento para garantir a entrega.

Camada de Internet

• Com o advento da internet novas funcionalidades foram adicionadas nesta camada, especialmente para a obtenção de dados da rede de origem e da rede de destino.

• Isso geralmente envolve rotear o pacote através de redes distintas que se relacionam através da internet.

Camada de Internet

• Na suíte de protocolos para a internet, o IP executa a tarefa básica de levar pacotes de dados da origem para o destino.

• O protocolo IP pode transmitir dados para diferentes protocolos de níveis mais altos, esses protocolos são identificados por um único número de protocolo IP.

Camada de Internet

• Alguns dos protocolos transmitidos por IP, como o ICMP (usado para transmitir informação de diagnóstico sobre a transmissão IP) e o IGMP (usado para gerenciar dados multicast) são colocados acima do IP mas executam funções da camada internet.

Camada de Acesso a Rede

• A camada de interface de acesso a rede ou física é a primeira camada.

• Também chamada camada de abstração de hardware, tem como função principal a interface do modelo TCP/IP com os diversos tipos de redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token Ring, Frame Relay, sistema de conexão ponto-a-ponto SLIP,etc.) e transmitir os datagramas pelo meio físico, sinais físicos, tem a função de encontrar o caminho mais curto e confiável.

Camada de Acesso a Rede

• Como há uma grande variedade de tecnologias de rede, que utilizam diferentes velocidades, protocolos, meios transmissão, etc.

• Esta camada não é normatizada pelo modelo, o que provê uma das grandes virtudes do modelo TCP/IP: a possibilidade de interconexão e inter-operação de redes heterogêneas.

Camada de Acesso a Rede

• Esta camada lida com os meios de comunicação, corresponde ao nível de hardware, ou meio físico, que trata dos sinais eletrônicos, conector, pinagem, níveis de tensão, dimensões físicas, características mecânicas e elétricas etc.

• Os protocolos da camada física enviam e recebem dados em forma de pacotes, que contém um endereço de origem, os dados propriamente ditos e um endereço de destino.

Camada de Acesso a Rede

• Também gerencia o tráfego e taxas de velocidade nos canais de comunicação.

• Outra função que pode ter é o agrupamento de pequenos pacotes em um único para transmissão pela rede (ou a subdivisão de pacotes grandes).

• No destino os dados são recompostos no seu formato original.

Camada de Acesso a Rede

• Características

• Ela estabelece e encerra as conexões;

• Notificação e correção de falhas;

• Podem ser guiados, através de cabos;

• Podem ser não guiados, sem fio: rádio, micro-ondas;

• Pode usar o sinal analógico ou digital;

Camada de Acesso a Rede

• Alguns protocolos utilizados nesta camada são:

• Protocolos com estrutura de rede própria: X.25, Frame-Relay e ATM;

• Protocolos de Enlace OSI: PPP, Ethernet, Token-Ring, FDDI, HDLC, Slip, etc.;

• Protocolos de nível físico: V.24, X.21;

• Protocolos de barramento de alta velocidade: SCSI, HIPPI;

• Protocolo de mapeamento de Endereços: ARP.

Comparação entre modelo OSI e TCP/IP

Atividade Avaliativa

• Faça um resumo sobre as camadas do modelo OSI e as camadas do modelo TCP/IP, demostrando o porque que existem essas camadas e quais as vantagens de se separar a comunicação de redes em camadas.

• Enviar no email marcianodionizio@aedu.com até as 23:59h do dia 25/05/2015.