ANÁLISE E DES. DE SISTEMAS E REDES DE COMPUTADORES

Fundamentos de Rede e Cabeamento Estruturado

Prof. MSc. Rômulo Silva Pinheiro

romulo.s.pinheiro@gmail.com

UNIDADE 1

MODELOS DE REFERÊNCIA(RM-OSI X TCP/IP)

OSI - Open System Interconection

TCP – Transfer ControlProtocol/Internet Protocol

Introdução

• A comunicação sempre uma necessidade humana, buscando aproximar comunidades distantes.

– Sinais de fumaça;

– Pombo-Correio;

– Telégrafo;

– Rede de Telefonia;

– Redes de Distribuição: TV, rádio;

Introdução

• Redes de computadores são complexas

• Muitos componentes:

– Roteadores;

– Enlaces de vários tipos;

– Aplicações;

– Protocolos;

– Hardware e Software;

Introdução – Organização de uma viagem aérea

1. Comprar Passagem2. Despachar Bagagem3. Embarcar4. Decolar5. Viajando...6. Viajando...7. Viajando...8. Aterrissagem9. Desembarcar10. Pegar Bagagem

Camadas de funcionalidade da companhia aerea

• Camadas: Cada camada implementa um serviço.

– Com suas ações internas;

– Confiando em serviços fornecidos pela camada inferior;

Por que as Camadas

• Existência de Sistemas complexos;

• A estrutura explícita permite identificação, orelacionamento das partes de um sistema complexo.– Um modelo de referencia em camadas permite a discussão

da arquitetura.

• Modularização facilita a manutenção, atualização dosistema.– As mudanças na implementação de uma camada são

transparentes para o resto do sistema.

– Ex: novas regras para passageiros, não afetam oprocedimento de decolagem.

Softwares de Redes

• Projetando em camadas pode se reduzir a complexidade e o tempo de desenvolvimento.– Dividir para conquistar.

• Permitir a evolução de sistemas sem afetar outras camadas.

• Permitir diferentes opções de configuração em cada nível, de acordo com as necessidades da aplicação, custos, performance, fornecedores e etc.

Arquiteturas em Camadas

O Conceito de camadas

Introdução

• Os modelos de referência OSI e TCP/IP têmmuito em comum.

• Ambos são baseados no conceito de pilha deprotocolos independentes e a funcionalidadedas camadas é muito semelhante.

Introdução

• Por exemplo, em ambos os modelos, camadasde transporte e as demais acima delafornecem um serviço de transporteindependente de rede de fim a fim,processando pedidos de comunicação,formando o provedor de transporte.

Modelo OSI

Modelo OSI

• Surgiu com o objetivo de tornar possível aconectividade e a interoperabilidade entrediferentes sistemas a nível internacional.

Modelo OSI

• É um modelo de referência da ISO que tinhacomo principal objetivo ser um modelopadrão, para protocolos de comunicação entreos mais diversos sistemas, e assim garantir acomunicação fim a fim.

Modelo OSI

Física

• Trata de Características:

– Mecânicas, eletro/óptica, funcionais e de procedimentos para a conexão física entre entidades da camada de enlace.

• Transmite uma sequência de bits

• Não se preocupa com o significado das informações

Enlace

• Trata o fluxo de dados no enlace entre transmissor e receptor:– Marcação/detecção de frames no fluxo de

bits da camada física.

– Controle de fluxo.

– Sincronização.

– Detecção e correção de erros

– Acesso ao meio compartilhado.

• Não permite ligação entre redes distintas

Rede

• Controla as operações na sub-rede:

– Roteamento: estático ou dinâmico.

– Controle de congestionamento.

– Interconexões de redes.

– Informações sobre a contabilidade do tráfego.

– Tratar problemas de tráfego inter-redes.

• Não garante que o pacote chegue ao destino

Transporte

• Divide as mensagens em pacotes

• É a primeira camada fim-a-fim

• Deve garantir:

– Comunicação fim-a-fim confiável (TCP);

– Multiplexação/splitting de conexões

– Controle de fluxo fim-a-fim;

Sessão

• Permite que aplicações em hosts diferentes partilhem uma sessão

• Provê:

– Sessões de trabalho (controle de diálogo).

– Controle de token

– Sincronização

– Sessões de trabalho

Apresentação

• Dar sintaxe e semântica aos dados trocados entre dois lados envolvidos

• Realiza transformações necessárias nos dados:

– Tradução dos dados.

– Compressão de textos.

– Criptografia.

– Conversão de padrões.

Aplicação

• Provê serviços que suportam diretamente as aplicações do usuário, como:– Correio eletrônico

– Transferência de arquivos

– Acesso a Banco de dados

• Independência do sistema operacional

• Não define as aplicações em si.

Ciclo de Datagramas do Modelo OSI

Encapsulamento de Pacotes

• PCI – Protocol control information

• SDU – Servide data unit

• PDU – Process data unit

Encapsulamento de Pacotes IDA

Encapsulamento de Pacotes VOLTA

Comunicação Lógica

Comunicação Lógica

Comunicação Física

Camadas de Protocolo e Dados• Cada camada recebe dados acima

• Acrescenta um cabeçalho de informação para criar uma nova unidade de dados

• Passa a nova unidade de dados para a camada abaixo

Modelo TCP/IP

Modelo TCP/IP

Modelo TCP/IP

• É o modelo de referencia usado pela ARPANET (deu origem as wans) e pela internet.

• ARPANET– Patrocinada pelo DoD.

– Conectava centenas de universidades e órgão do governo através de linhas telefônicas.

– Dificuldade de conexão com protocolos existentes

– Objetivo: Conectar múltiplas redes de forma eficiente e contínua.

Modelo TCP/IP

• Nome do modelo de referencia TCP/IP tem origem nos 2 principais protocolos. Primeiramente definido por Cerf e Kahn em 1974.

• Outros objetivos:

– Confiabilidade: em caso de perda de rota, o protocolo deve procurar outro caminho.

– Arquitetura Flexível: Deve atender aplicações diversas. Ex: troca de arquivos, voz em tempo real.

Modelo TCP/IP

A camada Inter-Rede (Internet)

• Trabalha com uma rede do tipo comutação depacotes, baseada em uma camada inter-redescom serviços sem conexão.

• Permite aos hosts lançarem pacotes sobre a rede,sendo que cada um é transmitidoindependentemente para o destino(potencialmente numa rede diferente).

• Pacotes podem chegar numa ordem diferente dade envio. Camada superior ordena se necessário.

A camada Inter-Rede (Internet)

• Analogia ao correio comum. O caminho que as ccartas percorrem é transparente ao usuário.

• Camada internet define formato oficial dos pacotes e o protocolo IP.

• Principal função é entregar no destino correto

– Roteamento

• É semelhante em funcionalidade à camada de redes do modelo OSI.

A Camada de Transporte

• Foi projetada para permitir que entidadescooperadas na origem conversem entre sicomo na camada de transporte do modelo OSI

• Define protocolos fim-a-fim

– TCP

– UDP

A Camada de Transporte

• TCP – transfer control protocol

– Protocolo que implementa serviço com conexãoconfiável.

– O fluxo de bits, dividido em pacotes, é enviadopela camada de internet, reagrupado e ordenadopelo processo TCP no destino.

– Transmissão de dados sem erros

– Também realiza controle de fluxo

A Camada de Transporte

• UDP – User Datagram Protocol

– Oferece serviço sem conexão e não confiável para aplicações que não precisam do sequenciamento e controle de fluxo do TCP e/ou providenciam isto por conta própria.

– Ex: serviços cliente/servidor do tipo pedido/resposta e transmissão de voz e vídeo (rapidez mais importante que confiabilidade)

A camada de aplicação

• Não foi identificada a necessidade decamadas de sessão e de apresentação nomodelo TCP/IP.

• Experiência com modelo OSI mostrou queestas camadas são de pouca utilidade para amaioria das aplicações.

• Contém protocolos de nível mais alto

1° Trabalho

• Trabalho seguindo o modelo de artigo da SBC:– Quais são as 7 camadas do modelo OSI?– Liste todos os protocolos que funcionam de 7

camadas no modelo OSI.– Descreva a funcionalidade de cada camada.– Comparação e diferenças entre o modelo de

referencia OSI e TCP/IP.– O que é o wireshark?

• descreva a sua utilização• Para que serve?• Faça um tutorial básico de utilização para análise do

protocolo HTTP