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PCS 2476 – Introdução - 1© Copyright LARC 2002 DG/LARC/PCS/EPUSP

PCS 2476INFRAESTRUTURA DE

SISTEMAS DE INFORMAÇÃO

Parte 1


Capítulo 1:INTRODUÇÃO


Anatomia de Sistemas de Informação


Sistemas Distribuídos

• Vantagens– Econômicas– Velocidade– Distribuição Natural– Confiabilidade– Escalabilidade

• Precauções– Complexidade– Estado-da-arte– Segurança


Distribuição de RecursosProblema: controle de acesso

Usuários Recursos

Estrutura

de

Comunicação

de

Dados


Distribuição de RecursosControle de acesso: Servidor

Usuários Recursos

Estrutura

de

Comunicação

de

Dados

Servidor

Servidor

Servidor


Processamento: Distribuição

• Etapas de Processamento em uma Tarefa1. Captação de requisições - interface homem/máquina-

apresentação2. Interpretação das requisições - analisador léxico -

consistências3. Montagem da estratégia de resolução do problema -

conhecimento do tema4. Resolução - execução da estratégia - consulta de dados5. Organização dos resultados - agrupamento - correlações6. Apresentação dos resultados - interface homem/máquina -

apresentação


Distribuição de Processamento

Usuários/Clientes Recursos

U

U

U

U

U

Estrutura

de

Comunicação

de

Dados

Servidor

Servidor

Servidor

C

C

C

C

C


Cliente ServidorApresentação Interpretação

Montagem de EstratégiasExecuçãoOrganização dos Resultados

ApresentaçãoInterpretação

Montagem de EstratégiasExecuçãoOrganização dos Resultados

ApresentaçãoInterpretaçãoMontagem de EstratégiasOrganização de Resultados

Montagem de EstratégiasExecução

Organização de Resultados

Modos de Distribuição


Interação Entre Cliente e Servidor

1.Troca de Mensagens

C S

2.Chamada Remota de Procedimentos

C S

Mensagem

Mensagem

Requisição

Resposta


Interação Entre Cliente e Servidores

Modelos Transacionais

C

S2C S1Requisição

Resposta

Requisição

Resposta

1

4

2

3

S1

S2

Requisição

Resposta

1

RequisiçãoResposta

2

1

2

C

S1

S2

Requisição

Resposta

1

RequisiçãoResposta

2

3

4


Comunicação de DadosX Redes de Computadores...

Sistemas CentralizadosTerminais

LocaisRecursos

Locais

Características:

• Grandes CPDs• Processamento Batch• Tarefas Científicas• Grandes Quantidades de Cálculo• Tempo Livre

Evolução

• Popularização do Computador• Aumento da Capacidade (HW)• Grande Utilização• Aumento da população em torno do CPD


Sistemas Centralizados com Terminais Remotos

Terminais LocaisRecursos Locais

Terminais RemotosRecursos Remotos

(limitações)


Características:

• Teleprocessamento• Compartilhamento de Recursos• Limitações de Acesso

Evolução:

• Redução de Custos de HW• Aumento de Capacidade - Processamento

- Recursos• Aplicações “on line”• Respostas mais Rápidas


Estações de Trabalho Dedicadas


Características:

• Dedicadas• Especializadas• Potência Compatível• Capacidade Compatível

Evolução:

• Compartilhamento de RecursosEspecializados

• Compartilhamento de Dados• Aumento da Complexibilidade dos Sistemas

Dedicados


Redes de Computadores

Características:

• Compartilhamento de Recurso HW, SW, Informação

• Independência de Sistemas

• Modularidade

• Especialização


Rede deComunicação de Dados


ESTRUTURA DE TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO

SERVIDORESLOCAL 1

SERVIDORESLOCAL 2

USUÁRIOSLOCAL 1

USUÁRIOSLOCAL 2

RedeCorporativaPARCEIRO

RedeCorporativaPARCEIRO

RedeCorporativa

CLIENTE

CLIENTEUSUÁRIOSREMOTOS

INTERNET RedeCorporativa


Nós de Comutação

Troncos de Transmissão

Redes de Acesso

VISÃO GERAL DE UMA REDE


INTERNET

INTERNET: Conjunto de redes interligadas por roteadores.

Os roteadores principais da rede formam espinhas dorsais (backbones)

R

R

R

R

R RedeTelefônica

BackboneInternet

EMBRATEL

R

RR

R

R

BackboneInternet

TELEMAR

RR

R

USA

USA


Introdução às Redes


Classes de Redes

• Podem-se identificar quatro classes básicas de redes:

– Redes Locais (LAN - Local Area Networks): usadas tipicamente para interconectar computadores pessoais dentro de uma área geográfica pequena, tal como um escritório, um prédio ou um pequeno cluster de prédios. Opera, tipicamente, em uma taxa de 10 a 100 Mbps conectando centenas de estações a uma distância de até 5 ou 10 Km.

– Redes Locais de Alta Velocidade (HSLN - High-Speed Local Network): usadas, normalmente, na interconexão de computadores com grande capacidade de processamento e periféricos situados em uma área de aproximadamente 1 Km. Opera a uma taxa de transmissão entre 50 Mbps e 1 Gbps. Já existem redes operando a 10 Gbps.


Classes de Redes

– Redes Metropolitanas (MAN - Metropolitan Area Networks): correspondem a uma classe intermediária entre as LANs e WANs. São usadas na interconexão de redes locais e hosts situados em um campus ou até mesmo em uma cidade. Opera em áreas de até 100 km a uma taxa de transmissão que varia entre 45 a 150 Mbps no acesso. Seu backbone pode trabalhar a velocidades da ordem de 622 Mbps a 1 Gbps.

– Redes de Longa Distância (WAN - Wide Area Networks): usadas na interconexão de sistemas computacionais e redes menores dentro de áreas geográficas grandes, que podem envolver uma cidade, um país ou até o mundo inteiro. Sua taxa de transmissão no acesso varia desde 1200 bpsaté taxas maiores de 150 Mbps, chegando hoje a 622 Mbps em alguns casos. Seu backbone pode trabalhar a taxas de dezenas de Gbps.


Classificação de Redes

10 3

10 4

10 5

10 6

10 7

10 8

10 9

10 710 610 510 410 310 210 1

Taxa

s de

Tran

smis

são

Área Geográfica (m)

LAN

High-Speed LAN

WAN

MANHigh-Speed

WAN

10 10


Classificação de Redes

Frame Relay

SDH

Fast Ethernet Gigabit Ethernet Full

Fast Ethernet FullFDDI

ATM

LAN MAN

WAN

Gigabit Ethernet

X.25

Ethernet


Modelo em Camadas


MEIOS DE CARACTERIZAÇÃOMEIOS DE CARACTERIZAÇÃO

• pública,• privada,• mista.

DE ACORDO COM A APLICAÇÃO: • bancárias,• “bureau” de serviços,• sistemas cient./empresários,• etc.

DE ACORDO COM A GEOGRAFIA:

DE ACORDO COM A TOPOLOGIA:

DE ACORDO COM O PROPRIETÁRIO OU ADMINISTRADOR:

• locais,• longa distância.

• estrela,• multiponto,• anel,• árvore,• mista,• mista de árvores.

CARACTERIZAÇÃO MAIS PROFUNDACARACTERIZAÇÃO MAIS PROFUNDA

Enumerar o conjunto de funções que a rede realiza (ou deveria) para assegurar um CAMINHO DE ACESSO entre DOIS USUÁRIOS FINAIS.

NÃO REVELAM EXATAMENTE O QUE A REDE ESTÁ FAZENDO.


Modelo Intuitivo: Diálogo Humano

FUNÇÕES DE REDE (I)

1º Nível: TRANSMISSÃO adaptação ao meio.

3º Nível: COGNITIVO

2º Nível: LINGUAGEM colocar conceitos palavras frases

intelectual,compreensão,conhecimento.

Todos os níveis são mutuamente independentes;

Apesar de usarem as funções de níveis inferiores, não lhes importam como são implementados;

As partes envolvidas entrarão em acordo antecipadamente a respeito de detalhes da conversa em cada nível:

Importante:

Protocolo


FUNÇÕES DE REDE (II)

TAREFAS FERRAMENTASManter Caminho Físico Linhas de Comunicação de Dados

(LPs, linhas disc., microondas)

Garantir “Conversa” em Bits Modems

Transportar Mensagens Individuais DCL: “Data Link Control”

Proporcionar Economia de Recursos (compartilhamento)

Discagem, Linhas Multiponto,Multiplexação, Chaveamento de Pacotes

Mensagens p/ Destino Correto Evitando Linhas/nós Defeituosos

Endereçamento e Roteamento

Acomodar Diferenças de Tamanho de Mensagens

Empacotamento e Desempacotamento

Resolver Problemas de Diferenças de Velocidade de Processamento

Armazenamento e Controle de Fluxo

Acomodar Padrões Diferentes de Intermitência

Datagrama, Sist. de Transação,Geren. de Diálogo de Sesssão

Acomodar Diferenças de: Formato, Códigos, Linguagens Entre Usuários Finais

Conversão de Protocolos


CONVERSÃO DE PROTOCOLOS

INTERAÇÃO AOS PARES (I)U S U Á R I O

GERENCIAMENTO DE DIÁLOGO

ENDEREÇAMENTO /ROTEAMENTO DE PACOTES

DLC

MODEM

TRANS. LOCAL: CHAVEAMENTO/MULTIPLEX

PORTADORAS/CHAVEAMENTO/MULTIPLEX

TRANS.LOCAL: CHAVEAMENTO/MULTIPLEX

MODEM

DLC

ENDEREÇAMENTO /ROTEAMENTO DE PACOTES


CONVERSÃO DE PROTOCOLOS

APLICATIVO


APLICAÇÃO


ENDEREÇAMENTO/ ROTEAMENTO

DCL

MODEMS

COMUNICAÇÃO LOCALPORTADORAS

1 2

1PC 2

WORKSTATION

INTERAÇÃO AOS PARES (II)


CD

CR

CL

APL

Seqüência de Bits

CD

CR

CL

APL

Seqüência de BitsLinha

Controle de Linha

Endereçamento/Roteamento

Gerenciamento de Diálogo

Aplicação

INTERAÇÃO AOS PARESUso do Cabeçalho


1 2

1 2

PC ROTEADOR ROTEADOR WORKSTATION

INTERAÇÃO AOS PARES (IV)


ARQUITETURA X IMPLEMENTAÇÃO

ARQUITETURAARQUITETURA

IMPLEMENTAÇÃOIMPLEMENTAÇÃO

Definição das funções que uma rede de computadores e seus componentes devem executar.

Distribuição dessas funções através dos elementos de hardware e software da rede.

ARQUITETURA DE SISTEMA DE COMUNICAÇÃOARQUITETURA DE SISTEMA DE COMUNICAÇÃO

Conjunto de funções que interagem aos pares através de um conjunto de acordos chamado PROTOCOLO.

Portanto encontramos:

ARQUITETURAS DE REDES especificadas em termos de PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃOentre PARES IGUAIS DE NÍVEIS.

Elementos de um ProtocoloElementos de um Protocolo

1. Sintaxe (formato)

2. Semântica (significado)

3. Sequências (mecanismos)


ARQUITETURA TCP/IP

CAMADAS

APLICAÇÃO(WWW, E-mail,etc)

TCP

IP

REDE 1

APLICAÇÃO(WWW, E-mail, etc)

TCP

IP

REDE 3

IP IP

REDE 1 REDE 2 REDE 2 REDE 3

MEIO FÍSICO 1 MEIO FÍSICO 3MEIO FÍSICO 2

PC ROTEADOR ROTEADOR WORKSTATION


ARQUITETURA TCP/IP

CAMADAS

PC ROTEADORROTEADOR WORKSTATIONS

São Paulo

Rio de Janeiro

PC ROTEADOR

Brasília


ARQUITETURA OSI

O modelo de referência é composto por sete camadas

mídia física para o OSI

Aplicação

ApresentaçãoSessão

Transporte

RedeEnlaceFísica

CAMADASISTEMA ABERTO

SISTEMA ABERTO RETRANSMISSOR

SISTEMA ABERTO

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