capítulo 1 redes de computadores e a internet - ic.uff.brlsousa/redes_i/cap-1.pdf · como esses...

Capítulo 1

Redes de computadorese a Internet

Redes de computadores I

Prof.: Leandro Soares de Sousa

E-mail: [email protected]

Site: http://www.ic.uff.br/~lsousa

Não deixem a matéria acumular!!!

Datas das avaliações, exercícios propostos, transparências,... no site!

http://www.ic.uff.br/~lsousa

3Para que servem as redes de computadores?

Para que servem?

4

Para os computadores trocarem informações?

Para que servem as redes de computadores?

5

Para os computadores trocarem informações?

Não! Isso é uma consequência.


6

● As redes de computadores foram criadas para executar aplicações distribuídas.

● Uma aplicação distribuída executa parte em um computador e parte em outro (ou milhões deles)


7

Exemplos: Correio eletrônico (e-mail), Web, Compartilhamento de Arquivos, FTP, TELNET, ...


8



Aplicação distribuída: Web

Cliente Web:Firefox, IE,Chrome,...

Servidor Web:Apache,Microsoft IIS,...

9



Aplicação distribuída: Web

Cliente Web:Firefox, IE,Chrome,...

Servidor Web:Apache,Microsoft IIS,...

Reparem que todos esses

produtos executam uma única aplicação!

10Como esses computadores se interligam para formar uma rede?

?


Será assim?


Claro que não!


Infraestrutura


Efeito esgoto de Copacabana!

Infraestrutura

15O que está fora dessa infraestrutura são hospedeiros (hosts)!

?


Além desses, mais óbvios…


E a infraestrutura?

Infraestrutura


Enlaces


Comutadores(em Redes I → Roteadores)

Borda

Interno

21

Um sistema enorme?


Pensemos nessa rede como um sistema


Qual a unidade mínima de informação que atravessa os enlaces?


Bits, em diversos meios e tecnologias!

Física

Física

Física

Física

Física

Física

Física Física

25Como esses computadores se interligam para formar uma rede?Vários enlaces, até com diferentes tecnologias num

mesmo dispositivo?

Física

Física

Física

Física

Física

Física

Física Física


SOLUÇÃO: uma para cada enlace!

Física

Física

Física X3

Física X3

Física

Física

Física X2 Física X2

27Como esses computadores se interligam para formar uma rede?Já conseguimos transferir bits entre elementos da

rede em diversas tecnologias!

Física

Física

Física X3

Física X3

Física

Física


28Como esses computadores se interligam para formar uma rede?Pacotes de dados entre elementos vizinhos da rede?

Física

Física

Física X3

Física X3

Física

Física


29Como esses computadores se interligam para formar uma rede?Pacotes de dados (solução): simples, incluímos uma camada

que transfira dados entre elementos vizinhos da rede!

Física

Física

Física X3

Física X3

Física

Física


30Como esses computadores se interligam para formar uma rede?Pacotes de dados (solução): simples, incluímos uma camada que

transfira pacotes de dados entre elementos vizinhos da rede!

EnlaceFísica

EnlaceFísica

Enlace X3Física X3

Enlace X3Física X3

EnlaceFísica

EnlaceFísica

Enlace X2Física X2

Enlace X2Física X2

31Como esses computadores se interligam para formar uma rede?Nesse ponto introduzimos os conceitos de pacotes de dados,

separação de fluxos e endereçamento!

EnlaceFísica

EnlaceFísica

Enlace X3Física X3

Enlace X3Física X3

EnlaceFísica

EnlaceFísica

Enlace X2Física X2

Enlace X2Física X2

32Como esses computadores se interligam para formar uma rede?Agora já conseguimos transferir pacotes entre elementos da

rede nas mais diversas tecnologias de enlace!

EnlaceFísica

EnlaceFísica

Enlace X3Física X3

Enlace X3Física X3

EnlaceFísica

EnlaceFísica

Enlace X2Física X2

Enlace X2Física X2

33Como esses computadores se interligam para formar uma rede?Como faço para transferir um pacote da origem até o destino?

EnlaceFísica

EnlaceFísica

Enlace X3Física X3

Enlace X3Física X3

EnlaceFísica

EnlaceFísica

Enlace X2Física X2

Enlace X2Física X2

34Como esses computadores se interligam para formar uma rede?SOLUÇÃO: criamos uma camada de software que se abstraia das tecnologias e “veja” a rede inteira, desde a origem até o destino!

RedeEnlaceFísica

RedeEnlaceFísica

RedeEnlace X3Física X3


RedeEnlaceFísica

RedeEnlaceFísica



35Como esses computadores se interligam para formar uma rede?Assim a rede está completa, consigo enviar pacotes de um host

origem até um host destino!

RedeEnlaceFísica

RedeEnlaceFísica



RedeEnlaceFísica

RedeEnlaceFísica



Morreu!

36Como esses computadores se interligam para formar uma rede?A camada de rede lida com pacotes individuais com origem num host e destino em outro. PROBLEMA: como separo uma interação da outra?

Ex.: Browser ↔ Servidor Web e Cliente Torrent ↔ Cliente Torrent

RedeEnlaceFísica

RedeEnlaceFísica



RedeEnlaceFísica

RedeEnlaceFísica



37Como esses computadores se interligam para formar uma rede?A camada de rede lida com pacotes individuais com origem num host e destino em outro. PROBLEMA: como separo uma interação da outra?

Ex.: Browser ↔ Servidor Web e Cliente Torrent ↔ Cliente Torrent

RedeEnlaceFísica

RedeEnlaceFísica



RedeEnlaceFísica

RedeEnlaceFísica



38Como esses computadores se interligam para formar uma rede?SOLUÇÃO: uma camada de software que ligue a camada rede aos processos

em execução no sistema operacional! Separando diferentes fluxos.

TransporteRede

EnlaceFísica

TransporteRede

EnlaceFísica



RedeEnlaceFísica

TransporteRede

EnlaceFísica



39Como esses computadores se interligam para formar uma rede?A camada de transporte “conecta” processos em execução, um no host

origem com outro no destino (Ex.: Browser ↔ Servidor Web). API disponibilizada para tal – veremos mais adiante!

TransporteRede

EnlaceFísica

TransporteRede

EnlaceFísica



RedeEnlaceFísica

TransporteRede

EnlaceFísica




PROBLEMA: e as aplicações? Na web posso usa um Mozilla, IE, Chrome… servidores IIS, Apache… Todos servem à aplicação Web, mas são diferentes.

TransporteRede

EnlaceFísica

TransporteRede

EnlaceFísica



RedeEnlaceFísica

TransporteRede

EnlaceFísica



41Como esses computadores se interligam para formar uma rede?SOLUÇÃO: camada de aplicação para ligar os aplicativos aos protocolos que

esses implementam! A Web usa o HTTP, que é implementado nos produtos que nos disponibilizam a essa aplicação.

AplicaçãoTransporte

RedeEnlaceFísica


RedeEnlaceFísica



RedeEnlaceFísica


RedeEnlaceFísica



42Como esses computadores se interligam para formar uma rede?Pronto! Essa arquitetura de aplicação que nos disponibiliza a Internet!

É conhecida como “PILHA DE PROTOCOLOS DA INTERNET”!


RedeEnlaceFísica


RedeEnlaceFísica



RedeEnlaceFísica


RedeEnlaceFísica



43

?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!

Outras questões:

Gerenciamento?Congestionamento?

Velocidade?Segurança?

Acomodar novas tecnologias?

44

?!?!?!?!?!?!?!?!?!?!

Observaram que é necessário um sistema (ou vários na verdade)

para que essas coisas aconteçam?

Que esse sistema é complexo?

45

● Estrutura da Internet: como ela é organizada para realizar o serviço (Ex.: Serviço dos Correios)

● aplicação: dá suporte a aplicações de rede● FTP, SMTP, HTTP (web) (hospedeiros)

● transporte: transferência de dados host-a-host● TCP, UDP (hospedeiros)

● rede: roteamento de datagramas da origem até o destino● IP, protocolos de roteamento (roteadores)

● enlace: transferência de dados entre elementos de rede vizinhos● PPP, Ethernet, wifi (switches)

● física: bits “no fio” (hubs)

Pilha de protocolos da Internet

Aplicação

Transporte

Rede

Enlace

Física

46Pilha de protocolos da Internet

Aplicação

Transporte

Rede

Enlace

Física

AplicativosUsuáriosJogos, Google,IE, Firefox, Apache, Youtube, APPs.. Facebook, BitTorrent...

FTP, SMTP, HTTP... hospedeiros

TCP e UDP hospedeiros

IP, ICMP, protocolos de roteamento... roteadores

PPP, Ethernet, 802.11...

Switches, Torres de celular,

Pontos de acesso Wifi

hubsBits no “fio”

Essa coluna é “daqui para baixo!

47Como está organizado o curso(partindo do livro texto)

Aplicação

Transporte

Rede

Enlace

Física

● Capítulo 1: Redes de computadores e a Internet → uma visão geral!

● Capítulo 2: A camada de aplicação● Capítulo 3: A camada de transporte● Capítulo 4: A camada de rede● Capítulo 5: A camada de enlace (com fio)● Capítulo 6: A camada de enlace (sem fio)● Capítulo 7: Redes multimídia● Capítulo 8: Segurança em redes● Capítulo 9: Gerenciamento de redes

●Redes de computadores I e II

● Como estudar para essa disciplina?

48

1.1 – O que é a Internet?1.2 – A periferia da Internet1.3 – O núcleo da rede1.4 – Atraso, perda e vazão em redes de comutação por pacotes1.5 – Camadas de protocolos e seus modelos de serviço1.6 – Redes sob ameaça1.7 – História das redes de computadores e da Internet

Sumário

49


Sumário

50

• Duas formas de explicar:

● Através de seus componentes

● Pelos serviços prestados ao desenvolvedor

O que é a Internet?

51Uma descrição dos componentes da rede

52

• Sistemas finais são conectados entre si por enlaces (links) de comunicação e comutadores (switches e roteadores) de pacotes.

• Eles acessam a Internet por meio de Provedores de Serviços de Internet.

• Os sistemas finais, os comutadores de pacotes e outras peças da Internet executam protocolos que controlam o envio e o recebimento de informações.

• O TCP e o IP são dois dos mais importantes da Internet.

Uma descrição dos componentes da rede

53

● Serviços de comunicação disponibilizados:

● sem conexões não confiável (UDP)

● orientado a conexões e confiável (TCP)

● Esses serviços são utilizados na construção das aplicações distribuídas:

● WWW, e-mail, jogos, comércio eletrônico, compartilhamento de arquivos (MP3)

Uma descrição do serviço

54

Objetivo: transferência de dados entre sistemas finais.● handshaking: inicialização (prepara para) a transferência de dados

● Alô, alô protocolo humano● inicializa o “estado” em dois hosts que desejam se comunicar

TCP - Transmission Control Protocol ● serviço orientado a conexão da Internet

serviço TCP [RFC 793]● transferência de dados através de um fluxo de bytes ordenados e

confiável● perda: reconhecimentos e retransmissões● controle de fluxo : transmissor não inundará o receptor● controle de congestionamento : transmissor “diminui a taxa de

transmissão” quando a rede está congestionada.

Uma descrição do serviço: serviço orientado à conexões

55

Objetivo: transferência de dados entre sistemas finais (mesmo que antes!)

UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]:

● serviço sem conexão● transferência de dados não confiável● não controla o fluxo● nem congestionamento

Aplicações que usam TCP:

● HTTP (WWW), FTP (transferência de arquivo), Telnet (login remoto), SMTP (e-mail)

Aplicações que usam UDP:

● streaming media, teleconferência, telefonia Internet

Uma descrição do serviço: serviço sem conexão

56

• Os sistemas finais ligados à Internet oferecem uma Interface de Programação de Aplicação (API).

• Ela especifica como o programa solicita à infraestrutura da Internet que envie dados a um programa de destino específico.

• Essa API da Internet é um conjunto de regras que o software emissor deve cumprir para que a Internet seja capaz de enviar os dados ao programa de destino.

Uma descrição do serviço

57

● Todos os serviços ou disponibilização dessa infraestrutura são implementados obedecendo aos protocolos de rede.

Protocolos de rede

58

● Protocolos: controlam o envio e recepção de mensagens

● ex., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP

● Internet: “rede de redes”

● livremente hierárquica● Internet pública versus

Intranet privada

● Padrões Internet:

● RFC: Request for comments● IETF: Internet Engineering

Task Force

Protocolos de rede

59

● Protocolos humanos:● “que horas são?”● “tenho uma dúvida”● apresentações

● … msgs específicas são enviadas● … ações específicas são realizadas quando as msgs são

recebidas, ou acontecem outros eventos

● Protocolos de rede:● máquinas ao invés de pessoas● todas as atividades de comunicação na Internet são

governadas por protocolos

O que é um protocolo?

60

“Protocolos definem o formato, ordem das mensagens enviadas e recebidas pelas entidades da rede,

e ações tomadas quando da transmissão ou recepção de

mensagens”


61

• Um protocolo humano e um protocolo de rede de computadores


62


Sumário

63

Sistemas finais (hosts):● rodam programas de

aplicação● ex., WWW, e-mail● na “borda da rede”Modelo cliente/servidor● o host cliente faz os pedidos,

são atendidos pelos servidores

● ex., cliente WWW (browser)/ servidor; cliente/servidor de e-mail

modelo peer-peer:● uso mínimo (ou nenhum) de

servidores dedicados● ex.: Gnutella, BitTorrent

A periferia da Internet

64

• Rede física que conecta um sistema final ao primeiro roteador de um caminho partindo de um sistema final até outro qualquer (“roteador de borda”).

Redes de acesso

65

Os dois tipos de acesso residencial banda largas predominantes são: a linha digital de assinante (DSL) ou a cabo (HFC).

A linha telefônica conduz, simultaneamente, dados e sinais telefônicos tradicionais, que são codificados em frequências diferentes:

• um canal downstream de alta velocidade, com uma banda de 50 kHz a 1 MHZ;

• um canal upstream de velocidade média, com uma banda de 4 kHz a 50 kHz;

• um canal de telefone bidirecional comum, com uma banda de 4 kHz.

Acesso doméstico: DSL, cabo, FTTH, discado e satélite

66

Embora o DSL utilize a infraestrutura de telefone local da operadora, o acesso à Internet via cabo utiliza a infraestrutura de TV a cabo da operadora de televisão.

O acesso à Internet via cabo necessita de modems especiais.


67

• Acesso à Internet por DSL


Multiplexador digital de acesso à linha do

assinante

68

• Uma rede de acesso híbrida fibra-coaxial (HFC)


Sistema de término do modem a cabo

69

• O conceito da FTTH é simples (Fiber To The Home) — oferece um caminho de fibra ótica da CT (central telefônica) diretamente até a residência.

• Estratégias: AON (Ativas – Cap.5 – Ethernet comutadas) / PON (Passivas - aqui)


Terminal de Fibra Ótica

Terminal de Linha Ótica

70

• Em locais onde DSL, cabo e FTTH não estão disponíveis, um enlace de satélite pode ser empregado para conexão em velocidades não maiores do que 1 Mbit/s.

• StarBand e HughesNet são dois desses provedores de acesso por satélite.

• O acesso discado por linhas telefônicas tradicionais é baseado no mesmo modelo do DSL.

• O acesso discado é terrivelmente lento em 56 kbits/s.


71

• Acesso a Internet por ethernet

Acesso na empresa (e na residência): Ethernet e Wi-Fi

72

• O bit, ao viajar da origem ao destino, passa por uma série de pares transmissor -receptor, que o recebem por meio de ondas ‑eletromagnéticas ou pulsos ópticos que se propagam por um meio físico.

• Alguns exemplos de meios físicos são par de fios de cobre trançado, cabo coaxial, cabo de fibra ótica, espectro de rádio terrestre e espectro de rádio por satélite.

• 3G (1Mbit/s), 4G-LTE (10Mbits/s), 4G-LTE-Advanced (130Mbit/s), 5G (1Gbit/s) ?!?!?

• Os meios físicos se enquadram em duas categorias: meios guiados e meios não guiados.

Meios físicos

73


Sumário

74

• O núcleo da rede

O núcleo da rede

75

• Em uma aplicação de rede, sistemas finais trocam mensagens entre si.

• Para enviar uma mensagem de um sistema final de origem para um destino, a origem fragmenta mensagens longas em porções de dados menores, denominadas pacotes.

• Entre origem e destino, cada um deles percorre enlaces de comunicação e comutadores de pacotes.

• Há dois tipos principais de comutadores de pacotes: roteadores e comutadores de camada de enlace.

Comutação de pacotes

76

• Significa que o comutador de pacotes deve receber o pacote inteiro antes de poder começar a transmitir o primeiro bit para o enlace de saída.

Transmissão armazena-e-reenvia

77

• A figura abaixo ilustra uma rede simples de comutação de pacotes.

Transmissão armazena-e-reenvia

78

• Cada roteador possui uma tabela de encaminhamento que mapeia os endereços de destino para enlaces de saída desse roteador.

• O processo de roteamento fim a fim é semelhante a um motorista que não quer consultar o mapa, preferindo pedir informações.

• Um protocolo de roteamento pode, por exemplo, determinar o caminho mais curto de cada roteador a cada destino e utilizar os resultados para configurar as tabelas de encaminhamento nos roteadores.

Tabelas de repasse e protocolos de roteamento

79

• As redes de telefonia tradicionais são exemplos de redes de comutação de circuitos (recursos alocados da origem ao destino – fase de conexão e desconexão).

Comutação de circuitos

80

• Um circuito é implementado em um enlace por multiplexação por divisão de frequência (FDM) ou por multiplexação por divisão de tempo (TDM).

• A figura a seguir ilustra as técnicas FDM e TDM para um enlace de rede que suporta até quatro circuitos.

• Embora tanto a comutação de pacotes quanto a de circuitos predominem nas redes de telecomunicação de hoje, a tendência é, sem dúvida, a comutação de pacotes.

Multiplexação em redes de comutação de circuitos

81

• Com FDM, cada circuito dispõe continuamente de uma fração da largura de banda.

• Com TDM, cada circuito dispõe de toda a largura de banda periodicamente, durante breves intervalos de tempo.

Multiplexação em redes de comutação de circuitos

82

Comutação por pacotesX

Comutação por circuitos

?

83

• Condução dos pacotes dentro da rede

Atravessando a rede

ISP deNível 1

ISPRegional

ISPRegional

IXP IXP IXP

ISP deAcesso

ISP deNível 1

Provedor deConteúdo

(Ex.: Google)

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

84


Atravessando a rede

ISP deNível 1

ISPRegional

ISPRegional

IXP IXP IXP

ISP deAcesso

ISP deNível 1


(Ex.: Google)

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

Via Cabo,Sumicity, OI, Vivo, Claro, Net,

PredialNet,...

85


Atravessando a rede

ISP deNível 1

ISPRegional

ISPRegional

IXP IXP IXP

ISP deAcesso

ISP deNível 1


(Ex.: Google)

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

OI, Vivo, Claro,...

86


Atravessando a rede

ISP deNível 1

ISPRegional

ISPRegional

IXP IXP IXP

ISP deAcesso

ISP deNível 1


(Ex.: Google)

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

Embratel, Sprint, AT&T,...

87


Atravessando a rede

ISP deNível 1

ISPRegional

ISPRegional

IXP IXP IXP

ISP deAcesso

ISP deNível 1


(Ex.: Google)

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

Internet Exchange PointMais de 300...

Mapeamentos, POPs...

88


Atravessando a rede

ISPRegional

IXP IXP

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISP deAcesso

ISPRegional

ISP deNível 1

ISP deNível 1

ISP deAcesso

IXP


(Ex.: Google)

ISP deAcesso

89


Sumário

90

• Um pacote começa em um sistema final (a origem), passa por uma série de roteadores e termina sua jornada em outro sistema final (o destino).

• Quando um pacote viaja de um nó ao nó seguinte, sofre, ao longo desse caminho, diversos tipos de atraso em cada nó.

Uma visão geral de atraso em redes de comutação de pacotes

91

• Os mais importantes deles são:

● o atraso de processamento nodal, ● o atraso de fila, ● o atraso de transmissão e● e o atraso de propagação.

• juntos, eles se acumulam para formar o atraso nodal total.

O desempenho de muitas aplicações da Internet é bastante afetado por atrasos na rede.


92

• O atraso nodal no roteador A


93

• O atraso nodal no roteador A (atraso de propagação - fixo)


d: distância (m)

v: velocidade de propagação no meio (m/s)

d/v

94

• O atraso nodal no roteador A (atraso de transmissão – fixo para o pacote que atravessa o roteador)


T: Tamanho do pacote (bits)

r: Taxa de transmissão (bits/s)

T/r

95

• O atraso nodal no roteador A (atraso de fila – variável – depende da quantidade e tamanho dos pacotes na fila)


T: tamanho do pacote (bits)

r: Taxa de transmissão (bits/s)

(∑T(i))/r

96

• O atraso nodal no roteador A (atraso de processamento nodal – fixo – desprezível em relação aos demais)


97

Exercício: Atraso de um pacote de T bits atravessando uma rede de A para B com distâncias múltiplas de d e taxas de r bits/s e velocidades de propagação v? Todos os pacotes têm tamanho de T bits. Expressão geral do atraso?


A B

d 4xd 2xd d

Fila: 2 Fila: 6Fila: 4

98

• Dependência entre atraso de fila médio e intensidade de tráfego (a → pacotes por segundo)

Atraso de fila e perda de pacote

99

• Quando o atraso de fila é grande e quando é insignificante?

• A resposta depende da velocidade de transmissão do enlace, da taxa com que o tráfego chega à fila e de sua natureza em rajadas.

• Uma das regras de ouro da engenharia de tráfego é: projete seu sistema de modo que a intensidade de tráfego não seja nunca maior do que 1 (ideal não chegue perto de 0,8).


100

• A fila é capaz de conter um número infinito de pacotes?

• O que acontece de fato é que um pacote pode chegar e encontrar uma fila cheia.

• Sem espaço disponível para armazená-lo, o roteador o descartará; isto é, ele será perdido.

• Uma perda de pacote é vista como um pacote que foi transmitido para o núcleo da rede, mas sem nunca ter emergido dele no destino.


101

• Para definir vazão, considere a transferência de um arquivo grande do hospedeiro A para o hospedeiro B por uma rede de computadores.

• A vazão instantânea a qualquer momento é a taxa (em bits/s) em que o hospedeiro B está recebendo o arquivo.

• Se o arquivo consistir em F bits e a transferência levar T segundos para o hospedeiro B receber todos os F bits, então a vazão média da transferência do arquivo é F/T bits/s.

Vazão nas redes de computadores

102

• Vazão para uma transferência de arquivo do servidor ao cliente


103

Vazão fim a fim:

• (a) O cliente baixa um arquivo do servidor;

• (b) 10 clientes fazem o download com 10 servidores


104


Sumário

105

• Cada camada, combinada com as que estão abaixo dela, implementa alguma funcionalidade, algum serviço.

• Uma arquitetura de camadas nos permite discutir uma parcela específica e bem definida de um sistema grande e complexo.

• Essa simplificação tem considerável valor intrínseco.

Arquitetura de camadas

106

• Uma camada de protocolo pode ser executada em software, em hardware, ou em uma combinação dos dois.

• O sistema de camadas de protocolos tem vantagens conceituais e estruturais.

• A divisão em camadas proporciona um modo estruturado de discutir componentes de sistemas.

• A modularidade facilita a atualização de componentes de sistema.


107

• Como funciona essa arquitetura?

● Vamos construir essa arquitetura da base para o topo


Aplicação

Transporte

Rede

Enlace

Física

108


• CAMADA FÍSICA: A tarefa da camada física é movimentar os bits individuais que estão dentro do quadro de um nó para o seguinte. Ou seja, precisamos de uma camada que lide com as tecnologias de comunicação, com ou sem fio. Ex.: fibra ótica, cabo coaxial, par trançado, sinais de rádio…

• Elementos dessa camada: hubs e bridges.


FÍSICA FÍSICA FÍSICA FÍSICA

109


• CAMADA DE ENLACE: A camada de enlace é responsável pela conexão entre elementos vizinhos da rede. Sobre a camada física, essa camada lida com a transmissão de pacotes, que nela tem o nome de quadro (frame).

• Elementos dessa camada: switches, pontos de acesso wifi e torres de celulares.



ENLACE ENLACE ENLACE ENLACE

110







Questões: tecnologias distintas? Velocidades distintas? destino (endereçamento)?

111







Resposta: Camada de rede

112


• CAMADA DE REDE: A camada de rede da Internet é responsável pela movimentação, de um hospedeiro origem até o hospedeiro de destino dos pacotes da camada de rede, conhecidos como datagramas. O protocolo principal dessa camada é o IP que dá o endereço da origem e do destino.

• Elementos dessa camada: roteadores.




FÍSICA

ENLACE

FÍSICA

ENLACE

REDE REDEREDE REDE

113


• CAMADA DE TRANSPORTE: A camada de transporte da Internet carrega mensagens da camada de aplicação entre os lados do cliente e servidor de uma aplicação. Há dois protocolos de transporte na Internet: TCP e UDP.

• Elementos dessa camada: hospedeiros (hosts).




FÍSICA

ENLACE

FÍSICA

ENLACE

REDE REDEREDE REDE

TRANS. TRANS.

114


• CAMADA DE APLICAÇÃO: A camada de aplicação é onde residem aplicações de rede e seus protocolos.

• Elementos dessa camada: hospedeiros (hosts).




FÍSICA

ENLACE

FÍSICA

ENLACE

REDE REDEREDE REDE

TRANS. TRANS.

APLIC. APLIC.

115

• Uma mensagem da camada de aplicação na máquina emissora é passada para a camada de transporte.

• No caso mais simples, esta pega a mensagem e anexa informações adicionais que serão usadas pela camada de transporte do lado receptor.

• A mensagem da camada de aplicação e as informações de cabeçalho da camada de transporte, juntas, constituem o segmento da camada de transporte, que encapsula a mensagem da camada de aplicação.

Encapsulamento

116Encapsulamento

117


Sumário

118

• Os vilões podem colocar “malware” em seu hospedeiro por meio da Internet.

• Os vilões podem atacar servidores e infraestrutura de redes.

• Os vilões podem analisar pacotes.

• Os vilões podem se passar por alguém de sua confiança.

Redes sob ameaça

119


Sumário

120

• Os primeiros passos da disciplina de redes de computadores e da Internet podem ser traçados desde o início da década de 1960.

• Na imagem ao lado, um dos primeiros comutadores de pacotes.

História das redes de computadores e da Internet

121

• Em 1972, a ARPAnet tinha cerca de 15 nós e foi apresentada publicamente pela primeira vez por Robert Kahn.

• A ARPAnet inicial era uma rede isolada, fechada.

• Do início a meados de 1970, surgiram novas redes independentes de comutação de pacotes.

• O trabalho pioneiro de interconexão de redes, sob o patrocínio da DARPA, criou basicamente uma rede de redes e o termo internetting foi cunhado para descrever esse trabalho.


122

• Ao final da década de 1980, o número de máquinas ligadas à Internet pública alcançaria cem mil.

• O principal evento da década de 1990, no entanto, foi o surgimento da World Wide Web, que levou a Internet para os lares e as empresas de milhões de pessoas no mundo inteiro.

• A segunda metade da década de 1990 foi um período de tremendo crescimento e inovação.

• A inovação na área de redes de computadores continua a passos largos.


123

Os seguintes desenvolvimentos merecem atenção especial:

• Acesso à Internet por banda larga.

• Wi-Fi público de alta velocidade e acesso à Internet por redes de telefonia celular 4G e 5G.

• Redes sociais on-line.

• Provedores de serviços on-line.

• Empresas rodando suas aplicações na “nuvem”.

• IoT – Internet das coisas


124

Capítulo 1 - FIM

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