introducao redes

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1. Redes deComputadoresIntrodu Introduo o 2. 2Rede de ComputadoresUma rede de computadores formada por um conjuntode mdulos processadores capazes de trocar informaese compartilhar recursos, interligados por um sistema decomunicao (meios de transmisso e protocolos protocolos). 3. 3Motivao para o Uso de Redes Aplicaes comerciais Compartilhamento de recursos Alta confiabilidade por meio de replicao de fontes dedados Economia de dinheiro Meio de comunicao eficiente entre os empregados daempresa Comrcio eletrnico 4. 4Motivao para o Uso de RedesSistema Cliente/ServidorComunicao em um sistema Cliente/ServidorComunicao Servidor 5. 5Motivao para o Uso de Redes Usurios domsticos (com a internet) Acesso a informaes remotas Comunicao entre as pessoas ( email email, , chat chat, , VoIP VoIP, etc.), Entretenimento interativo Comrcio eletrnico (e e-shop shop, e , e-banking banking, leiles, etc.), JogosNo h nenhuma razo para qualquer indivduo ter um computador em casa.Ken OlsenOlsen, Presidente da Digital , Equipment Co., 1977Co., 1977 6. 6Motivao para o Uso de Redes Usurios mveis Conectividade independente da localizao (escritrioporttil) Acompanhamento da produo/servios Comrcio eletrnico 7. 7Classificao de Redes Critrios de classificao Tecnologia de transmisso Escala 8. 8Tecnologia de Transmisso Redes de difuso (broadcast) Todas as mquinas compartilham um nico canal Comunicao por meio de pacotes endereados O endereamento pode ser Para uma mquina especfica ( unicast unicast) Para todas as mquinas da rede (broadcast) Para um subconjunto de mquinas da rede ( multicast multicast) Redes ponto ponto-a-ponto Conexes entre pares de mquinas Ocorre o roteamento dos dados 9. 9Tecnologia de TransmissoRede pontoRede ponto--aa--pontoponto 10. 10Escala Redes pessoais Redes locais ( LANs Local Area Networks Networks) Redes metropolitanas ( MANs MetropolitanArea Networks Networks) Redes de longo alcance ( WANs Wide AreaNetworks Networks) Inter Inter-Rede (internet) 11. 11Redes Locais ( LANs LANs) As redes locais so normalmente redes privativasque permitem a interconexo de equipamentospresentes em uma pequena regio (um prdio ouuma universidade ou que tenha poucosquilmetros de extenso) 12. 12Redes Locais ( LANs LANs) Possuem 3 caractersticas que as distinguem deoutras redes Tamanho Restrito pior tempo de transmiss transmisso o conhecido Tecnologia de transmisso Cabo conectando todas as mquinas da rede Topologia Barramento Anel 13. 13Redes Locais ( LANs LANs)Topologias em barramento (a) e em anel (b)(b) 14. 14Redes Locais ( LANs LANs) Em relao a alocao do canal Estticas tempo dividido igualmente entre asmquinas quinas Dinmicas tempo de transmiss transmisso determinadoo por um rbitro ou pelas pr rbitro prprias m prias mquinas quinas Exemplos: Ethernet / Fast Ethernet Token Bus Token Ring FDDI ATM 15. 15Redes Metropolitanas ( MANs MANs) Uma rede metropolitana basicamente umagrande verso de uma LAN onde a distnciaentre os equipamentos ligados rede comea aatingir distncias metropolitanas (uma cidade) Exemplos: Rede de TV a cabo RDSI RDSI-FL (ATM) Distributed Queue Dual Bus (DQDB) 16. 16Redes Metropolitanas ( MANs MANs)Rede MAN de TV a cabo 17. 17Redes GeograficamenteDistribudas ( WANs WANs) uma rede que cobre uma rea geogrficagrande, usualmente um pas ou continente. Oshosts da rede so conectados por uma sub sub-rede decomunicao comunicao. A sub sub-rede composta de dois elementos: linhas detransmisso e elementos de comutao ( roteadores roteadores) Exemplos: X.25 SONET/ATM Frame Relay Satlites 18. 18Redes GeograficamenteDistribudas ( WANs WANs)Uma rede WAN 19. 19Redes GeograficamenteDistribudas ( WANs WANs) Quase todas as WANs utilizam a tecnologiastore store-and and-forward ( armazenamento eencaminhamento encaminhamento) ) ou comutao de pacotes As decises de roteamento so tomadas por cadaroteador individualmente de acordo com umalgoritmo de roteamento 20. 20Redes GeograficamenteDistribudas ( WANs WANs)Fluxo de pacotes em uma WANFluxo WAN 21. 21Redes sem Fio Podem ser divididas em 3 categorias principais Interconexo de sistemas Interconexo dos componentes de um computador usandosinais de rdio de alcance limitado Ex: Bluetooth LANs sem fio Redes em que os computadores se comunicam por meio demodems de rdio e antenas Ex: 802.11 22. 22Redes sem Fio Podem ser divididas em 3 categorias principais WANs sem fio Alcance bem maior e taxa de transmisso bem menor que asLANs sem fio Ex: Telefonia celular J existem tambm as WANs sem fio de alta velocidadeutilizada para Internet de banda largaOs computadores mveis sem fio so como banheiros mveis sem tubulao verdadeiros pinicos portteis.Bob MetacalfMetacalf, Inventor da , EthernetEthernet, 1995, 1995 23. 23Redes Domsticas Idia no futuro todos os lares estar estaro oconfigurados para redes Todos os eletrodom eletrodomsticos se comunicar sticos comunicaro eo estar estaro acess o acessveis pela Internetveis Computadores, TV, DVD, telefone, microondas,geladeira, etc. Redes dom domsticas j sticas j so uma realidade, de formao limitada Compartilhamento de Internet, impressoras, arquivos 24. 24Redes Domsticas Caractersticas De fcil instalao A rede e os dispositivos devem ser a prova de falhasem sua operao Preo baixo Suporte multimdia (redes velozes) Padronizao dos dispositivos e fcil expanso Segurana e confiabilidade 25. 25Inter Inter-Rede Interconexo entre diferentes redes Usa Gateways Conectam duas redes realizando as conversesnecessrias de hardware e softwareQuatro ou cinco computadores devem ser suficientes para o mundo inteiro at o ano 2000.T. J. Watson, Presidente da IBM, 1945T. 1945 26. 26Inter Inter-Rede Motivao para a Interconexo Cada tecnologia de rede possui suas vantagens Diferena no hardware e software Redes so escolhidas de forma independente Impossibilidade de se construir uma rede universal comtecnologia nica (fatores tcnicos e polticos) Necessidade de comunicao e troca de informaesentre redes diferentes (as vezes incompatveis) Necessidade de uma rede nica a partir de redesdiferentes (internet) 27. 27Arquitetura de Redes Redes organizadas em camadas reduo dacomplexidade do projeto Cada camada oferece alguns servios para ascamadas superiores escondendo os detalhes deimplementao dos servios A camada n de uma mquina se comunica com acamada n de outra As regras e convenes usadas nessa conversaoso conhecidas como o protocolo da camada n 28. 28Arquitetura de Redes As entidades que ocupam as mesmas camadas emdiferentes mquinas so chamadas pares Na verdade, os dados no so transferidos entre ascamadas pares de mquinas diferentes Na mquina transmissora cada camada envia os dados eas informaes de controle para a camada imediatamenteinferior a ela Isso segue at a camada mais baixa Ocorre ento a transmisso pelo meio fsico Na mquina receptora ocorre a operao inversa 29. 29Arquitetura de RedesExemplo de uma hierarquia de protocolos com 5 camadas 30. 30Arquitetura de Redes Entre cada par de camadas adjacentes existe umainterface define quais os servios e operaes acamada inferior oferece para a camada superior Interfaces devem ser claras Reduz o fluxo de dados Simplificam a a substituio da implementao dacamada 31. 31Arquitetura de Redes Camadas pares podem ter implementaesdiferentes, mas os servios oferecidos devem seriguais Uma rede composta de uma hierarquia deprotocolos O conjunto de camadas e protocolos chamadode arquitetura de rede Sua especificao deve permitir a implementao dosoftware e hardware para cada camada 32. 32Arquitetura de Redes Nem os detalhes da implementao nem asespecificaes das interfaces so partes daarquitetura Pilha de protocolos Conjunto de protocolos utilizado por um determinadosistema, um protocolo por camada 33. 33Arquitetura de RedesArquitetura filsofo / tradutor / secretriaArquitetura secretria 34. 34Arquitetura de RedesFluxo de informao na a arquitetura de 5 camadasFluxo camadas 35. 35Questes de ProjetoRelacionadas s Camadas Mecanismo de identificao de receptores etransmissores endereamento Transferncia de dados Direo Simplex, half half-duplex, full full-duplex Nmero de canais lgicos e suas prioridades Controle de erro Ordenao das mensagens no receptor 36. 36Questes de ProjetoRelacionadas s Camadas Velocidade de transmisso dos dados Problema quando a comunicao se d entremquinas operando a velocidades diferentes Permitir fragmentao e remontagem Permitir o uso da mesma conexo por diversosprocessos Uso de multiplexao e demultiplexao Escolha de rotas ( roteamento roteamento) 37. 37Servios Orientados Conexes eServios sem Conexo Servio orientado conexes Analogia com o sistema telefnico Deve ser estabelecida uma conexo A conexo ento utilizada E, a conexo liberada aps o uso Na maioria dos casos a ordem de transmisso conservada Pode haver uma negociao entre as partes sobre osparmetros da conexo Tamanho mximo das mensagens, qualidade do servio, etc. 38. 38Servios Orientados Conexes eServios sem Conexo Servio sem conexo Analogia aos Correios Mensagem endereada e encaminhada ( roteada roteada) no sistema) As mensagens so independentes umas das outras As mensagens podem chegar fora de ordem 39. 39Servios Orientados Conexes eServios sem Conexo Servio orientado conexes confivel No perdem dados Usa estratgia de confirmao de recebimento dasmensagens pelo receptor Pode gerar atrasos inaceitveis em alguns casos Pode ser de dois tipos Seqncia de mensagens Fluxo de bits 40. 40Servios Orientados Conexes eServios sem Conexo Servios sem conexo Servio de datagramas servio no confivel Servio de datagramas com confirmao servioconfivel Servio de solicitao/resposta servio confivel 41. 41Primitivas de Servio Um servio especificado formalmente por umconjunto de primitivas So as operaes disponveis para que um processo dousurio acesse um servioPrimitivas de servio para implementao de uma conexo simplesPrimitivas simples 42. 42Primitivas de ServioInter