aulas 13 / 14 – tec 11ºf redes de computadores prof. antónio dos anjos
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Aulas 13 / 14 – TEC 11ºF
Redes de computadores
Prof. António dos Anjos
Aulas 13 / 14 2
INTERNETWORK
SIGNIFICADO: Conjunto de diferentes redes interligadas entre si.
São necessários circuitos públicos ou privados para que a ligação exista.
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Problema
Para rentabilizar a utilização dos circuitos existentes, permite-se que neles circule informação de vários emissores para vários receptores.
Desta forma é necessário que existam mecanismos para assegurar que as mensagem cheguem correctamente ao destino:
Assegurar que os dados cheguem ao destino;
Assegurar que os dados que percorrem diferentes encaminhamentos não sejam entregues várias vezes ao receptor.
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Técnicas de comutação
Comutação de circuitos (Circuit switching)
Comutação de mensagens (Message switching)
Comutação de pacotes (Packet switching)
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Comutação de circuitos
Estabelece-se um encaminhamento (rota) físico entre emissor e receptor através da comutação de circuitos (comutadores);
Essa rota é então utilizada exclusivamente para a passagem dos dados resultantes da conversação estabelecida entre os dois dispositivos;
Ao terminar a conversação os circuitos que estavam ocupados são libertados;
A rede telefónica é a rede mais conhecida que usa comutação de circuitos;
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Comutação de circuitos (2)
1 2 3
4 5 6
7 8 9
* 8 #
1 2 3
4 5 6
7 8 9
* 8 #
Circuito reservado em exclusivo até ao fim da comunicação Há uma ligação física estabelecida (cobre)
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Comutação de circuitos (3)
Aspectos positivos: Não há congestionamento (encaminhamento dedicado – exclusivo);
Largura de banda constante;
Não há praticamente atrasos na propagação dos dados.
Aspectos negativos: Pode existir atraso no estabelecimento da rota de encaminhamento
caso todos os caminhos estejam ocupados;
Fraco aproveitamento da largura de banda, visto que a rota se vai encontrar ocupada durante toda a conversação mesmo que não exista troca de informação.
Aulas 13 / 14 8
Comutação de mensagens
Não é estabelecido um encaminhamento dedicado entre os dispositivos que pretendem comunicar;
O emissor coloca a mensagem de forma INTEGRAL no meio físico de TX junto com o endereço do destinatário;
A mensagem é então passada de nó em nó de forma integral até atingir o destino;
Cada nó memoriza a mensagem temporariamente e de seguida envia para o próximo nó que repete o processo até ao destinatário (store-and-forward).
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Comutação de mensagens (2)
Store-And-Forward Não há reserva de circuito. Routers com muita memória secundária.
iMac
iMac
Aulas 13 / 14 10
Comutação de mensagens (3)
Aspectos positivos: Congestionamentos reduzidos porque cada nó guarda
temporariamente as mensagens recebidas;
Podem estabelecer-se esquemas de prioridade, permitindo atrasar o envio das mensagens de baixa prioridade e reenvio imediato das mensagens prioritárias.
Aspectos negativos: Não é bom para aplicações de tempo real nem para aplicações que
exijam interactividade: Atrasos no tempo de memorização; O tempo gasto na busca do próximo nó não é determinístico.
Os nós envolvidos no percurso tem de ser máquinas com muita memória de massa (discos com grande capacidade) pelo facto de que têm de armazenar as mensagens inteiras temporariamente.
Aulas 13 / 14 11
Comutação de pacotes
Combina as vantagens e minimiza as desvantagens da comutação de circuitos e da comutação de mensagens;
As mensagens são divididas em partes mais pequenas (packets);
O tamanho máximo do packet (pacote) é fixo;
A cada pacote são adicionados o endereço de origem e de destino.
Aulas 13 / 14 12
Comutação de pacotes
Subdivide-se em:
Comutação por datagramas
Comutação por circuitos virtuais
Aulas 13 / 14 13
Comutação por datagramas
Os vários pacotes (datagramas) que compõe a mensagem são colocados no meio físico;
Cada um dos datagramas pode tomar uma rota diferente em direcção ao destinatário;
A rota de cada pacote é determinada por algoritmos de routing que determinam qual o melhor caminho no momento;
Os datagramas podem chegar fora de ordem, por isso cada um tem um número de sequência que permite que o destinatário possa “remontar” a mensagem;
Analogia: Sistema Postal.
Aulas 13 / 14 14
Comutação por datagramas
A
B
C
D
E
1
2
3
4
5
7
6
5
1
43
23
45
21
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Comutação por circuitos virtuais
A grande diferença em relação à comutação por datagramas é que se estabelece uma rota fixa (virtual);
Isso resulta em:Maior fiabilidade na comunicação;Maior overhead:
Estabelecimento da rota;Negociação do tamanho máximo dos pacotes.
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Comutação de pacotes (datagramas+circuitos virtuais)
Aspectos positivos: Excelente relação qualidade preço, visto que nenhum dos
dispositivos intervenientes necessita de memória de massa (Basta a RAM);
Os atrasos na propagação dos dados são minimizados visto que apenas se transmitem pequenas quantidades de informação o que permite um tratamento bastante rápido em cada nó. PORQUÊ?
O acesso à RAM é muito mais rápido do que o acesso a memórias de massa.
O tamanho dos pacotes é negociado de forma a se tirar o máximo proveito da largura de banda existente;
Algoritmos de encaminhamento (routing) calculam qual o melhor caminho por onde cada pacote deverá passar.
Aulas 13 / 14 17
Comutação de pacotes (datagramas+circuitos virtuais) - 2
Aspectos negativos: Protocolos de comutação de pacotes são
complexos;
Implementação de redes que usem a comutação por pacotes tem um custo inicial elevado;
Visto que cada pacote tem de conter os endereços de origem e destino, há um maior overhead por pacote do que na comutação de circuitos (físicos).