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Redes de ComputadoresProf. Me. Clodoaldo Brasilino [email protected]

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Prof. Me. Clodoaldo Brasilino

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1. Introdução aos princípios de comunicação digital

2. Topologias 3. Transmissão de informação 4. Meios físicos de transmissão 5. Arquiteturas de rede: modelo OSI6. Arquiteturas de rede: modelo TCP/IP

Acompanhamento da Disciplina


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• Arquiteturas de rede • Por que padronizar?

• Organizações Internacionais e Nacionais • O modelo RM-OSI • O padrão IEEE 802/ ISO/IEC 8802

Introdução


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• Conjunto de convenções para interconexão de Conjunto de convenções para interconexão de equipamentos

• As arquiteturas de rede em geral são definidas em camadas • Cada camada resolve problemas

específicos relacionados à interconexão de equipamentos

Arquiteturas de Rede


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• Há algum tempo os grandes fabricantes desenvolveram soluções proprietárias para a interconexão de seus equipamentos • IBM - System Network Architecture (SNA) • DEC - Digital Network Architecture (DNA)



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• Princípio do “Dividir para Conquistar” • Facilidade de modificação e validação • Projetar uma rede como um conjunto

hierárquico de camadas



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• cada nível utiliza os cada nível utiliza os serviços serviços oferecidos pelo oferecidos pelo nível imediatamente inferior para implementar para implementar e oferecer os seus ao nível imediatamente superior



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• o projeto de um nível está restrito a um contexto específico e supõe que os problemas fora deste contexto já estejam devidamente resolvidos



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• Preservação de investimentos • Segurança de continuidade • Segurança de integração com tecnologias

emergentes • Maior número de fabricantes

• Menor preço • Maior qualidade • Maior competitividade

Por que padronizar?


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Organizações Internacionais• Pela necessidade de padronização, algumas

organizações internacionais entram em cena • ITU-T - ITU Telecommunication

Standardization Sector • ITU - International Telecommunication

Union • Antigamente eram dois: CCITT e CCIR


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organizações internacionais entram em cena • ISO/IEC • ISO - International Organization for

Standardization • IEC - International Electrotechnical

Commission


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organizações internacionais entram em cena • IETF - Internet Engineering Task Force


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• No Brasil: ABNT • Nos EUA: ANSI • Na Alemanha: DIN • Na Inglaterra: BSI

Organizações Nacionais


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• Detalhando o ANSI, temos: • TIA - Telecommunications Industry

Association • IEEE - Institute of Electrical and Electronics

Engineers

Organizações Nacionais


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• Essas organizações foram responsáveis por produzir diversos padrões extremamente importantes para o desenvolvimento das telecomunicações

• Dois foram principais, pois foram essenciais para o desenvolvimento das telecomunicações até o estado da arte atual: • O RM-OSI, da ISO • O IEEE 802, da IEEE • A

Organizações Internacionais e Nacionais


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O modelo RM-OSI


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• Definido pela ISO 7498 • É um modelo de referência para interconexão

aberta de sistemas • Define da estrutura básica para o

desenvolvimento coordenado de padrões • Segue o princípio do “Dividir para Conquistar”

• Facilidade de modificação e validação • Projeta uma rede como um conjunto

hierárquico de camadas

O modelo RM-OSI


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• Cada nível utiliza os serviços oferecidos pelo nível imediatamente inferior para implementar e oferecer os seus serviços ao nível imediatamente superior

• O projeto de um nível está restrito a um contexto específico e supõe que os problemas fora deste contexto já estejam devidamente resolvidos

O modelo RM-OSI


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• O modelo de referência OSI concentra-se apenas na questão de interconexão de sistemas • Transferência de informação (transmissão) • Interoperabilidade (ex. representação de

dados, integridade, segurança, etc) • O modelo de referência OSI não especifica

implementação, tecnologia, interconexão de sistemas particulares

O modelo RM-OSI


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• Estrutura em camadas permite o desenvolvimento simultâneo e independente de padrões

• Interfaces bem definidas permitem que mudanças no padrão que define uma camada não afetem as demais

• O RM-OSI é complementado com padrões que especificam o protocolo e o serviço de cada camada

O modelo RM-OSI


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O modelo RM-OSI


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O modelo RM-OSI


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O modelo RM-OSI


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O modelo RM-OSI


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• A camada inferior do modelo OSI • Está encarregada da transmissão e recepção

do fluxo de bits brutos não estruturados através de um meio físico

• Descreve as interfaces eletromagnéticas/ópticas, mecânicas e funcionais com o meio físico

• Transporta os sinais para todas as camadas superiores

Camada Física


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• Fornece os seguintes serviços: • Codificação de dados • Conexão com o meio físico • Técnica de transmissão • Transmissão do meio físico

Camada Física


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• Codificação de dados: modifica o padrão de sinal digital simples (1s e 0s) usado pelo PC para acomodar melhor as características do meio físico e para ajudar na sincronização de bits e quadros. Determina: • Qual estado de sinal representa um 1

binário? • Como a estação de recepção sabe quando

um "tempo de bit" começa? • Como a estação de recepção delimita um

quadro?

Camada Física


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• Conexão com o meio físico, acomodando várias possibilidades no meio: • Um transceptor externo (MAU) será usado

para conexão com o meio? • MAU - Medium Attachment Unit

• Quantos pinos têm os conectores e para o quê cada um deles é usado?

Camada Física


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MAU - Medium Attachment Unit (Transceiver)


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GBIC - Gigabit Interface Converter


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• Técnica de transmissão: determina se os bits codificados serão transmitidos por sinalização de banda base (digital) ou de banda larga (analógica).

Camada Física


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• Transmissão do meio físico: transmite bits como sinais eléctricos ou ópticos apropriados para o meio físico e determina: • Quais opções de meio físico podem ser

usadas • Quantos volts/db devem ser usados para

representar um determinado estado de sinal, usando um meio físico específico

Camada Física


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• Também chamada de vínculo de dados • Proporciona uma transferência de quadros de

dados sem erros de um nó para outro através da camada física

• Permite que as camadas acima dela assumam a transmissão praticamente sem erros através da ligação

• Responsável pelas ligações diretas à interface

• Controla o fluxo de acesso ao meio

Camada de Enlace


36

• Fornece os seguintes serviços: • Estabelecimento e finalização de ligação • Controle de tráfego • Sequenciamento de quadros • Confirmação de quadros • Delimitação de quadros • Verificação de erros de quadros • Controle de acesso ao meio

Camada de Enlace


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• Estabelecimento e finalização de ligação: estabelece e finaliza o vínculo lógico entre dois nós. • Identificação de interfaces

• Controle de tráfego: instrui o nó de transmissão a se "retirar" quando não houver memória de quadros disponíveis

• Sequenciamento de quadros: transmite/recebe quadros em ordem

Camada de Enlace


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• Confirmação de quadros: fornece/espera confirmações de quadros • Faz a detecção e recuperação de erros

que ocorrem na camada física, retransmitindo quadros não confirmados

• Corrige o recebimento de quadros duplicados

Camada de Enlace


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• Delimitação de quadros: cria e reconhece limites de quadros

• Verificação de erros de quadros: verifica a integridade dos quadros recebidos

• Controle de acesso ao meio: determina quando o nó "tem o direito" de utilizar o meio físico • Redes multiponto

Camada de Enlace


40

• Controla a operação da sub-rede, decidindo que caminho físico os dados devem seguir com base em: • Condições da rede • Prioridade do serviço • Outros fatores

Camada de Rede


41

• Fornece os seguintes serviços: • Roteamento • Controle de tráfego da sub-rede • Fragmentação de mensagens • Mapeamento de endereços lógicos-físicos • Contabilidade de uso da sub-rede

Camada de Rede


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• Roteamento: define caminhos pelos quais os quadros devem trafegar

• Controle de tráfego da sub-rede: roteadores (sistemas intermediários da camada de rede) podem instruir uma estação de envio a "desacelerar" sua transmissão de quadros quando o buffer do roteador fica cheio

Camada de Rede


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• Fragmentação de mensagens: se ela determinar que o tamanho da unidade máxima de transmissão (MTU) do roteador downstream é menor que o tamanho do quadro, um roteador poderá fragmentar um quadro para transmissão e remontagem na estação de destino • MTU - Maximum Transfer Unit

Camada de Rede


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• Mapeamento de endereços lógicos-físicos: converte endereços lógicos, ou nomes, em endereços físicos • Identificação de máquinas

• Contabilidade de uso da sub-rede: tem funções de contabilidade para manter o controle dos quadros encaminhados por sistemas intermediários da sub-rede, para produzir informações de cobrança

Camada de Rede


45

• Garante que as mensagens sejam entregues: • Sem erros • Em sequência • Sem perdas ou duplicações

• Elimina para os protocolos de camadas superiores qualquer preocupação a respeito da transferência de dados entre eles e seus pares

Camada de Transporte


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• O tamanho e a complexidade de um protocolo de transporte depende do tipo de serviço que ele pode obter da camada de rede

• Para uma camada de rede confiável com capacidade de circuito virtual, uma camada de transporte mínima é necessária

• Se a camada de rede não for confiável e/ou apenas tiver suporte para datagramas, o protocolo de transporte deverá incluir procedimentos externos de detecção e recuperação de erros



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• Fornece os seguintes serviços: • Segmentação de mensagens • Confirmação de mensagens • Controle do tráfego de mensagens • Multiplexação de sessões



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• Segmentação de mensagens: aceita uma mensagem da camada acima dela (sessão), divide a mensagem em unidades menores (se ela ainda não for suficientemente pequena) e transmite as unidades menores até a camada de rede • A camada de transporte na estação de

destino remonta a mensagem • Confirmação de mensagens: fornece uma

entrega completa e confiável de mensagens com confirmações



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• Controle do tráfego de mensagens: instrui a estação de transmissão a se "retirar" quando não houver buffers de mensagens disponíveis

• Multiplexação de sessões: multiplexa vários fluxos de mensagem ou sessões em um vínculo lógico e controla quais mensagens pertencem a quais sessões



50

• Normalmente, a camada de transporte pode aceitar mensagens relativamente grandes

• Mas existem limites rigorosos de tamanho de mensagens impostos pela camada de rede (ou inferior)

• A camada de transporte deve dividir as mensagens em unidades menores, ou quadros • Acrescentando um cabeçalho ao início de

cada quadro



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• As informações de cabeçalho da camada de transporte devem então incluir informações de controle, como: • sinalizadores de início e fim de mensagem:

permite que a camada de transporte na outra extremidade reconheça os limites da mensagem

• Se as camadas inferiores não mantiverem a sequência, o cabeçalho de transporte deverá conter informações de sequência



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• Ao contrário das camadas inferiores, cujo protocolo está entre nós imediatamente adjacentes, a camada de transporte e superiores são verdadeiras camadas de “origem-destino", ou fim a fim, e desconsideram os detalhes dos recursos de comunicações subjacentes

• Os softwares da camada de transporte (e superiores) na estação de origem realizam uma conversa com softwares semelhantes na estação de destino



53

• Permite o estabelecimento da sessão entre processos em execução em estações diferentes

Camada de Sessão


54

• Fornece os seguintes serviços: • Estabelecimento da sessão, manutenção e

encerramento • Suporte de sessão

Camada de Sessão


55

• Fornece os seguintes serviços: • Estabelecimento da sessão, manutenção e

encerramento: permite que dois processos de aplicativo em máquinas diferentes para estabelecer, usar e terminar uma conexão, uma sessão de chamada

• Suporte de sessão: permitem que esses processos se comuniquem através da rede, realizando tarefas de: • Segurança • Reconhecimento de nomes/usuários/papéis/perfis • Registro em logs

Camada de Sessão


56

• Formata os dados a serem apresentados na camada de aplicativo • Ela pode ser considerada o tradutor da

rede • Pode converter dados entre formatos

diferentes

Camada de Apresentação


57

• Fornece os seguintes serviços: • Conversão de tabelas de codificação de

caracteres • Conversão de dados • Compactação • Criptografia



58

• Fornece os seguintes serviços: • Conversão de tabelas de codificação de

caracteres: Por exemplo, ASCII para EBCDIC, Unicode para MacRoman, etc.

• Conversão de dados: ordem de bits, ponto de CR-CR/LF, flutuante inteiro e assim por diante



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• Fornece os seguintes serviços: • Compactação: reduz o número de bits que

precisam ser transmitidos na rede • Criptografia: criptografa dados para fins de

segurança • Confidencialidade (privacidade ou sigilo) • Integridade • Autenticidade • Não-repúdio



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• Serve como a janela onde os processos de aplicativos e usuários podem acessar serviços de rede

• Essa camada contém uma variedade de funções normalmente necessárias

• A camada de maior diversidade de protocolos

• Geralmente ligado a aplicativos ou conjunto de aplicativos

Camada de Aplicação


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• As funções são diversas, pois dependem do software utilizado pelo cliente/servidor: • Compartilhamento de recursos • Acesso remoto a arquivos • Acesso de impressora remota • Comunicação entre processos • Gerenciamento de rede • Serviços de diretório • Mensagens eletrônicas (como e-mail) • Terminais virtuais

Camada de Aplicação


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Alguma dúvida?


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• Leitura do capítulo 5 do livro Redes de Computadores: das LANs, MANs e WANs às redes ATM

Fixação da Aula


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SOARES, L. F. G. et al. Redes de computadores: das LANs MANs e WANs às redes ATM. Campus, 2a Edição, 1995.

https://support.microsoft.com/pt-br/kb/103884

Referências

https://support.microsoft.com/pt-br/kb/103884

redes de computadores. me. clodoaldo brasilino 46 • o tamanho e a complexidade de um protocolo de...

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