como funciona a internet rede ethernet rede corporativa provedores de acesso routers internet

Como funciona a Internet

Rede EthernetRedeCorporativa

Provedores de

Acesso

“routers”Internet

Copyright (C) 1995 by Julião Braga & Oscar Farias 2

Como funciona a Internet

• Os diferentes segmentos (sub-redes) que compõem a Internet são conectados por “routers”

• Os segmentos podem ser quaisquer tipos de rede: Ethernet, token ring, rede de telefonia ...

• Analogia com o sistema postal– as subredes são os meios por onde trafega a informação

(aviões, caminhões e carteiros)– os “routers” são responsáveis pelo encaminhamento da

informação entre as diferentes rotas disponíveis (subestação postal responsável pela triagem e encaminhamento das cartas a diferentes regiões em que residem os destinatários)

• Há regras definidas para a comunicação entre elementos da rede


Protocolos (i)

• Protocolo: conjunto de regras prescrevendo estrita aderência à correta etiqueta e precedência (ex.: serviço militar e diplomático)

• Protocolos de Comunicação: São conjuntos de regras que viabilizam e ordenam a comunicação entre entidades cooperantes em sistemas abertos, possivelmente heterogêneos (permitem que modelos e tipos diferentes de computadores possam se conectar e se relacionar independentemente do fabricante).


Protocolos (ii)

• Siglas importantes:

– ISO - International Standards Organization (voluntary, non-treaty organization - 1946)

– CCITT- Comité Consultatif International de Télégraphique et Téléphonique. (subordinado ao ITU - International Telecomunication

Union / ONU).

– RM-OSI- Reference Modal for Open Systems Interconection da ISO.


Arquitetura de Redes (i)

• As modernas redes de computadores são projetadas de modo altamente estruturado

• são organizadas como uma série de “layers” ou níveis, cada um construído sobre o seu predecessor.

• O propósito de cada “layer” é oferecer certos serviços aos “layers” de mais alto nível, “protegendo-os” dos detalhes referentes à implementação desses serviços

• O “layer” n de uma máquina “A” conduz uma conversação com o “layer” n da máquina “B” (comunicação virtual)

• As regras e convenções usadas nesta conversação são coletivamente denominadas como o protocolo do “layer” n

• Arquitetura de Rede: é o conjunto de “layers” e protocolos entre os vários “layers”


Arquitetura de Redes (ii)

Host A

Na realidade os dados não são diretamente transferidos do layer-n do Host-A para o layer-N do Host-B. Ao invés, cada “layer” transmite os dados e informações de controle para o nível imediatamente inferior, até que o nível mais baixo seja alcançado (“layer 1”). Abaixo do “layer 1” está o meio físico (conectando as duas máquinas) no qual a comunicação estre as máquinas A e B efetivamente ocorre.Comunicação real: é a que efetivamente se dá no meio físico.“Interface”: define as operações primitivas e serviços que o “layer” n oferece ao “layer” n-1

Protocolo do layer n-1

Host B

layer n layer n

layer n-1 layer n-1

Protocolo do layer ninterface


Arquitetura de Redes: Projeto dos “layers” elementos necessários

• mecanismo para o estabelecimento de conexão

• algum tipo de endereçamento para identificar uma destinação específica

• mecanismo para término da conexão

• regras para transferência de dados

• controle de erros (“aknowledgement” de que a mensagem foi corretamente recebida)

• controle de fluxo de dados (para evitar o “afogamento” do receptor)

• mecanismos para processar mensagens arbitrariamente longas (“disassembling, transmission, assembling”)

• escolha de rota quando houver múltiplos paths origem-destino

O Modelo de Referência da OSI

Aplicação Aplicação

Apresentação Apresentação

Sessão Sessão

Transporte Transporte

Rede Rede

Protocolo de Transporte

Protocolo de Aplicação

Protocolo de Apresentação

Protocolo de Sessão

Rede Rede

Enlacede Dados

Enlacede Dados

Enlacede Dados

Enlacede Dados

MeioFísico

MeioFísico

MeioFísico

MeioFísico

IMP IMP


Os “Layers” no Modelo de Referência OSI (i)

• Os quatro primeiros “layers” preocupam-se em fornecer uma comunicação confiável “end-to-end”

• Os três últimos “layers” fornecem serviços orientados ao usuário que são úteis a várias aplicações

• Layer Físico: sua função está relacionada com a transmissão dos bits em estado bruto (“raw bits”) no canal de comunicação.

– Nível de voltagem para apresentar 0’s e 1’s;

– Quantos microssegundos correspondem a 1 bit;

– Se a transmissão pode ser simultânea em ambas as direções;

– Como se estabelece e terminam as conexões;

– Número de pinos no conector para a rede;


Os “Layers” no Modelo de Referência OSI (ii)

• Layer Enlace de dados ( “Data Link Layer” ): tem por função transformar os “raw bits” recebidos do “layer” físico em uma linha que apareça livre de erros para o “network layer”.

– Determina como os “bits” do “layer” físico são agrupados em “frames”

– trata dos problemas relacionados a erros de transmissão

– regula o fluxo de informação de modo que o receptor não seja “afogado” pelos dados


Os “Layers” no Modelo de Referência OSI (iii)

• “Network Layer”: Sua função está relacionada ao controle da operação da “subnet”.

– Uma decisão chave de projeto é como os “pacotes” são encaminhados da origem ao destinatário.

– O controle da congestão dos pacotes na subnet também cabe ao “Network Layer”.

– Em alguns casos há funções de “accounting”.

Nas redes “broadcast”, em que o problema de roteamento é trivial, o “Network Layer” é simples ou mesmo inexistente.


Os “Layers” no Modelo de Referência OSI (iv)

• “Transporte Layer”: Sua função básica é prover um transporte de dados eficiente, confiável e a custo aceitável entre as máquinas origem e destino. Deve:

– Aceitar os dados do layer sessão

– Particioná-los em unidades menores, se necessário

– Passá-los à camada de rede

– Assegurar-se que todos os pedaços da mensagem são corretamente recebidos no outro extremo

– A eficiência é fundamental para os ítens acima. Além disto, a camada de transportes deve isolar a camada de sessão das mudanças inevitáveis que ocorrem na tecnologia do “hardware”

– Preocupar-se com a multiplexação de vários “message-streams” em um único canal, ou com o particionamento dos dados entre várias conexões de rede.

– Deve cuidar do estabelecimento e término das conexões através da rede


Os “Layers” no Modelo de Referência OSI (v)

• Camada de Sessão: sua função principal é permitir que usuários, em diferentes máquinas, estabeleçam sessões entre si e transfiram dados entre si de forma ordenada. Alguns dos seus serviços são:

– o gerenciamento de diálogos - usa-se um “token” para determinar quem deve tansmitir os dados (ex.: sistemas de bancos de dados acessados por terminais remotos)

– sincronização - usado para se reposicionar e entidade de sessão em um estado conhecido no caso de um erro

– gerência de atividades - (ex.: transações bancárias)


Os “Layers” no Modelo de Referência OSI (vi)

• Camada de Apresentação: Preocupa-se basicamente com a preservação do significado da informação transportada entre diferentes máquinas.

• A camada de apresentação relaciona-se com a SINTAXE e a SEMÂNTICA da informação transmitida.

• Para se possibilitar a comunicação entre computadores com diferentes representações internas de informação, as estruturas de dados devem ser definidas e intercambiadas em modo abstrato, com um código padrão a ser usado “on the wire” (i.e., entre as máquinas). A tarefa de gerenciar estas estruturas de dados abstratos e convertê-los para a representação interna dos computadores (e vice-versa) é realizada pela camada de apresentação. ( + Compressão de Dados e Criptografia ).


Os “Layers” no Modelo de Referência OSI (vii)

• Layer de Aplicação: Esta camada contém uma variedade de protocolos para aplicações comumente utilizadas, tais como:

– transferência de arquivos

– eletronic mail

– terminais virtuais

– RJE

– directory lookup (páginas amarelas), etc...


Os “Layers” na ARPANET

• Aplicação:

• FTP ( File Transfer Protocol )

• SMTP ( Simple Mail Transfer Protocol )

• TELNET ( Remote Login )

• Apresentação: Não existe

• Sessão: Não existe

• Transporte: TCP ( Transmission Control Protocol ) orientado à

conexão

• Rede: IP ( Internet Protocol ) - Connection Less

• Datalink (Enlace): protocolo IMP. IMP ( na realidade incorpora

funções dos níveis 2 e 3 )

• Físico:


Protocolos na Internet

• TCP/IP integra o “Internet protocol suite” (correspondem aos “layers” de transporte e de rede no modelo de referência OSI)

• TCP/IP é baseado na tecnologia “connection less”• A informação é transferida como uma seqüência de datagramas• Cada datagrama é enviado individualmente pela rede• TCP é responsável:

– pelo particionamento da mensagem em datagramas– pela reconstrução da mensagem original no destinatário, inclusive

reordenação dos datagramas– pelo reenvio de datagramas que eventualmente se percam

• IP é responsável:– pelo roteamento dos datagramas

host Ahost B

12

4 3 2 1

3

1

2

2

3

3

4

1

1

3

1

3

4

2 1

2

3 2

3

2

1

2

3

4

1342

1

2

2

1

O Encaminhamento das Mensagens na Internet

host J

host K

host X

host Y


• Consiste de 4 números, menores que 256, separados por pontos

• O início do endereço identifica a sub-rede da qual o computador faz parte

• A parte final do endereço identifica o “host” dentro da rede

Ex.: 146.134.8.182

• O “Domain NAme System” torna os endereços mais amigáveis, substituindo os números por nomes

Endereço dos Computadores na Internet

Organização do “Domain Name System”

ux.cso.uiuc.edu - a hierarquia se dá da direita para a esquerdaux - “host computer”cso - departamentouiuc - University of Illinois at Urbana Champaignedu - instituição educacional

eduuiuc

cso

ncsa

ux


Organização do “Domain Name System”

• classificação por tipo de organização:

.com

.edu

.gov

.mil

.org

.net

• pelo país em que se situa o “host”

.ca .br .fr .uk

• “DNS Servers”: para procurar endereços na Internet

• “root servers”: conhecem os endereços correspondente aos nomes dos servidores que estão no nível mais à direita

• “domain name”: diz quem é o responsável pelo domínio

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Endereçamento: Informações gerais

• É possível obter somente o domínio, sem o correspondente endereço numérico. Este domínio ficará associado a um “host”.

• Os domínios e/ou endereços são obtidos através do robô

[email protected]@fapesp.br

• Enviando uma mensagem com um “help” no corpo, para o robô acima, ele enviará dois formulários com as respectivas instruções de preenchimento.

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