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Capítulo 1 R edes de computadores e a Internet Redes de computadore s e a Internet

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Rede de Computadores aulas

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  • C aptulo1

    Redes de computadores e a Internet

    R edes de c omputadores e a Internet

  • 11 - 2 2005 by Pearson Education

    Introduo

    Nossos objetivos: Obter contexto, terminologia, sentimento sobre redes Maior profundidade e detalhes sero vistos depois no curso Abordagem:

    Usar a Internet como exemplo

    Viso geral: O que a Internet O que um protocolo? Bordas da rede Ncleo da rede Rede de acesso e meio fsico Estrutura de Internet/ISP Desempenho: perda, atraso Camadas de protocolo, modelos de servios Modelagem de redes

  • 11 - 3 2005 by Pearson Education

    Captulo 1: Redes de computadores e a Internet

    1.1 O que Internet? 1.2 Borda da rede 1.3 Ncleo da rede 1.4 Acesso rede e meio fsico 1.5 Estrutura da Internet e ISPs 1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes 1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio 1.8 Histria

    Redes de computadores e a Internet

  • 11 - 4 2005 by Pearson Education

    Milhes de elementos de computao interligados: hospedeiros = sistemas finais

    Executando aplicaes distribudas

    Enlaces de comunicaofibra, cobre, rdio, satlitetaxa de transmisso = largura

    de banda

    Roteadores: enviam pacotes blocos de dados)

    O que a Internet?

  • 11 - 5 2005 by Pearson Education

    Protocolos: controlam o envio e arecepo de mensagensex.: TCP, IP, HTTP, FTP, PPP

    Internet: rede de redesfracamente hierrquicaInternet pblica e Internets privadas (intranets)

    Internet standardsRFC: Request for comments

    http://www.rfc-editor.org/IETF: Internet Engineering Task Force

    http://www.ietf.org/

    O que a Internet?

  • 11 - 6 2005 by Pearson Education

    Infra-estrutura de comunicaopermite aplicaes distribudas:Web, e-mail, jogos, e-commerce,compartilhamento de arquivos

    Servios de comunicao oferecidos:sem conexoorientado conexo

    S ervios de Internet

  • 11 - 7 2005 by Pearson Education

    Protocolos humanos: Que horas so? Eu tenho uma pergunta. Apresentaes msgs especficas enviadas aes especficas tomadas quando msgs so recebidas ou outros eventos

    Protocolos de rede: Mquinas em vez de humanos (os formatos e estrutura tem que ser bem

    definidos) Toda atividade de comunicao na Internet governada por protocolos

    PROTOCOLOS DEFINEM OS FORMATOS, A ORDEM DAS MSGS ENVIADAS E RECEBIDAS PELAS ENTIDADES DE REDE E AS AES A SEREM TOMADAS NA

    TRANSMISSO E RECEPO DE MENSAGENS

    O que um protocolo?

  • 11 - 8 2005 by Pearson Education

    Um protocolo humano e um protocolo de rede de computadores:

    O que um protocolo?

  • 11 - 9 2005 by Pearson Education

    1.1 O que Internet?

    1.2 Borda da rede

    1.3 Ncleo da rede

    1.4 Acesso rede e meio fsico

    1.5 Estrutura da Internet e ISPs

    1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes

    1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio

    1.8 Histria

    Redes de computadores e a Internet

  • 11 - 10 2005 by Pearson Education

    Borda da rede: aplicaes e hospedeiros (que usam ou fornecem as aplicaes)

    Ncleo da rede: roteadoresrede de redes

    Redes de acesso, meio fsico:enlaces de comunicao

    Uma viso mais de perto da estrutura da rede:

  • 11 - 11 2005 by Pearson Education

    Sistemas finais (hospedeiros): Executam programas de

    aplicao Ex.: Web, e-mail Localizam-se nas extremidades

    da rede Modelo cliente/servidor

    O cliente toma a iniciativa enviando pedidos que so respondidos por servidores

    Ex.: Web client (browser)/ server; e-mail client/server

    Modelo peer-to-peer: Mnimo (ou nenhum) uso de

    servidores dedicados Ex.: Gnutella, KaZaA

    As bordas da rede

  • 11 - 12 2005 by Pearson Education

    Meta: transferncia de dados entre sistemas finais. Handshaking: estabelece as condies para o envio de dados antes de envi-los

    Al: protocolo humano Estados de conexo controlam a troca de mensagens entre dois hospedeiros

    TCP - Transmission Control Protocol Realiza o servio orientado conexo da Internet

    Servio TCP [RFC 793] Transferncia de dados confivel e seqencial, orientada cadeia de bytes

    Perdas: reconhecimentos e retransmisses Controle de fluxo:

    Evita que o transmissor afogue o receptor Controle de congesto:

    Transmissor reduz sua taxa quando a rede fica congestionada

    Borda da rede: servio orientado conexo

  • 11 - 13 2005 by Pearson Education

    Meta: transferncia de dados entre sistemas finais O mesmo de antes!

    UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: oferece o servio sem conexo da Internet

    Transferncia de dados no confivel Sem controle de fluxo Sem controle de congesto

    Apps usando TCP: HTTP (Web), FTP (transferncia de arquivo), Telnet (login

    remoto), SMTP (e-mail)

    Apps usando UDP: Streaming media, teleconferncia, DNS, telefonia IP

    Borda da rede: servio sem conexo

  • 11 - 14 2005 by Pearson Education

    1.1 O que Internet?

    1.2 Borda da rede

    1.3 Ncleo da rede

    1.4 Acesso rede e meio fsico

    1.5 Estrutura da Internet e ISPs

    1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes

    1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio

    1.8 Histria

    Redes de computadores e a Internet

  • 11 - 15 2005 by Pearson Education

    Malha de roteadores interconectados

    A questo fundamental: como os dados so transferidos atravs da rede?

    Comutao de circuitos: usa um canal dedicado para cada conexo

    Ex.: rede telefnica

    Comutao de pacotes: dados so enviados em blocos discretos

    O ncleo da rede

  • 11 - 16 2005 by Pearson Education

    Recursos fim-a-fim so reservados por chamada

    Taxa de transmisso, capacidade dos comutadores

    Recursos dedicados: no h compartilhamento

    Desempenho anlogo aos circuitos fsicos (QOS garantido)

    Exige estabelecimento de conexo

    O ncleo da rede: comutao de circuitos

  • 11 - 17 2005 by Pearson Education

    Recursos da rede (ex.: capacidade de transmisso) dividida em pedaos

    Pedaos alocados s chamadas

    Pedao do recurso desperdiado se no for usado pelo dono da chamada (sem diviso)

    Formas de diviso da capacidade de transmisso em pedaos

    Diviso em freqncia

    Diviso temporal

    O ncleo da rede: comutao de circuitos

  • 11 - 18 2005 by Pearson Education

    Comutao de circuitos: FDMA e TDMA

  • 11 - 19 2005 by Pearson Education

    Quanto tempo leva para enviar um arquivo de 640.000 bits do hospedeiro A para o hospedeiro B numa rede de comutao de circuitos? Todos os links possuem 1.536 Mbps Cada link utiliza TDM com 24 slots 500 mseg para estabelecer um circuito fim-a-fim

    Calcule!

    Usando toda a capacidade do link 0,5seg + 640.000 bits / 1.536.000 bits/seg =~ 0,92seg

    Usando apenas um slot Cada slot = 1.536.000 bits/seg / 24 = 64.000 bits/seg 0,5seg + 640.000 bits / 64.000 bits/seg = 10,5seg

    Exemplo numrico

  • 11 - 20 2005 by Pearson Education

    Cada fluxo de dados fim-a-fim dividido em pacotes

    Os recursos da rede so compartilhados em bases estatsticas

    Cada pacote usa toda a banda disponvel ao ser transmitido

    Recursos so usados na medida do necessrio

    Conteno de recursos:

    A demanda agregada por recursos pode exceder a capacidade disponvel

    Congesto: filas de pacotes, espera para uso do link

    Armazena e reenvia: pacotes se movem um salto por vez

    O n recebe o pacote completo antes de encaminh-lo

    Banda passante dividida em slotsAlocao fixa

    Reserva de recursos

    Ncleo da rede: comutao de pacotes

  • 11 - 21 2005 by Pearson Education

    A seqncia de pacotes A e B no possui padro especfico multiplexao estatstica

    No TDM, cada hospedeiro adquire o mesmo slot dentro do frame TDM

    Comutao de pacotes: multiplexao estatstica

  • 11 - 22 2005 by Pearson Education

    Comutao de pacotes permite que mais usurios usem a mesma rede! Enlace de 1 Mbit/s Cada usurio:

    100 Kbits/s quando ativo Ativo 10% do tempo

    Comutao de circuitos: 10 usurios comutao de pacotes: Com 35 usurios, probabilidade > 10 ativos menor que 0,0004

    Comutao de pacotes x comutao de circuitos

  • 11 - 23 2005 by Pearson Education

    A comutao de pacotes melhor sempre?

    tima para dados espordicos Melhor compartilhamento de recursos No h estabelecimento de chamada

    Congestionamento excessivo: atraso e perda de pacotes Protocolos so necessrios para transferncia confivel, controle de

    congestionamento

    Como obter um comportamento semelhante ao de um circuito fsico? Garantias de taxa de transmisso so necessrias para aplicaes de

    udio/vdeo Problema ainda sem soluo (captulo 6)

    Comutao de pacotes x comutao de circuitos

  • 11 - 24 2005 by Pearson Education

    Exemplo com 2 comutadores (roteadores) Leva L/R segundos para enviar pacotes de L bits para o link ou R bps O pacote todo deve chegar no roteador antes que seja transmitido para o

    prximo link: armazena e reenvia Atraso = 3L/R

    Exemplo:L = 7,5 MbitsR = 1,5 Mbpsatraso = 15 s

    Comutao de pacotes: armazena e reenvia

  • 11 - 25 2005 by Pearson Education

    Objetivo: mover pacotes entre roteadores da origem ao destino Iremos estudar vrios algoritmos de seleo de caminhos (captulo 4)

    Redes datagrama: O endereo de destino determina o prximo salto Rotas podem mudar durante uma sesso Analogia: dirigir perguntando o caminho

    Rede de circuitos virtuais: Cada pacote leva um nmero (virtual circuit ID), o nmero determina o

    prximo salto O caminho fixo e escolhido no instante de estabelecimento da conexo,

    permanece fixo durante toda a conexo

    Roteadores mantm estado por conexo

    Redes de comutao de pacotes: roteamento

  • 11 - 26 2005 by Pearson Education

    Rede de datagramas no nem orientada conexo nem orientada conexo

    A Internet prov servios com orientao conexo (TCP) e servios sem orientao conexo (UDP) para as apps.

    Taxonomia da rede

  • 11 - 27 2005 by Pearson Education

    1.1 O que Internet?

    1.2 Borda da rede

    1.3 Ncleo da rede

    1.4 Acesso rede e meio fsico

    1.5 Estrutura da Internet e ISPs

    1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes

    1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio

    1.8 Histria

    Redes de computadores e a Internet

  • 11 - 28 2005 by Pearson Education

    P.: Como conectar o sistema final ao roteador de borda?

    Redes de acesso residencial

    Redes de acesso institucionais (escolas, bancos, empresas)

    Redes de acesso mveis

    Lembre-se :

    largura de banda (bits por segundo) da rede de acesso?

    Compartilhado ou dedicado?

    Redes de acesso e meios fsicos

  • 11 - 29 2005 by Pearson Education

    Modem discado At 56 kbps com acesso direto ao roteador (menos em tese) No possvel navegar e telefonar ao mesmo tempo: no pode estar

    sempre on-line

    ADSL: asymmetric digital subscriber line At 1 Mbps de upstream (hoje tipicamente < 256 kbps)

    At 8 Mbps de downstream (hoje tipicamente < 1 Mbps) FDM: 50 kHz 1 MHz para downstream

    4 kHz 50 kHz para upstream0 kHz 4 kHz para telefonia comum

    Acesso residencial: redes ponto-a-ponto

  • 11 - 30 2005 by Pearson Education

    HFC: hbrido fibra e coaxial Assimtrico: at 30 Mbps upstream, 2 Mbps downstream

    Rede de cabo e fibra liga residncias ao roteador do ISP Acesso compartilhado das casas de um condomnio ou de um bairro

    Deployment: disponvel via companhias de TV a cabo

    Acesso residencial: cable modems

  • 11 - 31 2005 by Pearson Education

    casa

    ponto final do cabo

    rede de distribuiode cabo (simplificada)

    Tipicamente 500 a 5.000 casas

    Arquiteturas de redes a cabo: viso geral

  • 11 - 32 2005 by Pearson Education

    casa

    ponto final do cabo

    rede de distribuiode cabo (simplificada)

    Arquiteturas de redes a cabo: viso geral

  • 11 - 33 2005 by Pearson Education

    casa

    ponto final do cabo

    rede de distribuiode cabo (simplificada)

    servidor(es)

    Arquiteturas de redes a cabo: viso geral

  • 11 - 34 2005 by Pearson Education

    casa

    ponto final do cabo

    rede de distribuiode cabo (simplificada)

    canais

    VIDEO

    VIDEO

    VIDEO

    VIDEO

    VIDEO

    VIDEO

    DATA

    DATA

    CONTROL

    1 2 3 4 5 6 7 8 9

    FDM:

    Arquiteturas de redes a cabo: viso geral

  • 11 - 35 2005 by Pearson Education

    A rede local (LAN) da companhia/univ conecta sistemas finais ao roteador de acesso

    Ethernet: Cabo compartilhado ou dedicado conecta sistemas finais e o roteador 10 Mbs, 100 Mbps, Gigabit Ethernet

    LANs: captulo 5

    Acesso institucional: redes de rea local

  • 11 - 36 2005 by Pearson Education

    Rede de acesso sem fio compartilhada conecta sistemas finais ao roteador Atravs de ponto de acesso da estao base

    LANs sem fio: 802.11b (WiFi): 11 Mbps

    802.11g (WiFi): 54 MbpsWide-area de acesso sem fio

    Provido pelo operador telco 3G ~ 384 kbpsO que acontecer WAP/GPRS na Europa

    Redes de acesso sem fio

  • 11 - 37 2005 by Pearson Education

    Componentes tpicos de uma rede residencial: ADSL ou cable modem Roteador/firewall Ethernet Ponto de acesso sem fio

    Redes residenciais

  • 11 - 38 2005 by Pearson Education

    Bit: propaga-se entre os pares transmissor/receptor

    Enlace fsico: meio que fica entre o transmissor e o receptor

    Meios guiados: Os sinais se propagam em meios slidos com caminho fixo: cobre, fibra

    Meios no guiados: Propagao livre, ex.: rdio

    Twisted Pair (TP) Par de fios tranados de cobre isolados

    Categoria 3: taxas de transmisso at 10 Mbps categoria 5: 100 Mbps Ethernet Categoria 5: 100 Mbps Ethernet

    Meios fsicos

  • 11 - 39 2005 by Pearson Education

    Cabo coaxial: Dois condutores de cobre

    concntricos Bidirecional

    banda base: Um nico sinal presente no

    cabo Legado da Ethernet

    Banda larga: Canal mltiplo no cabo HFC

    Cabo de fibra ptica: Fibra de vidro transportando pulsos de

    luz, cada pulso um bit Alta velocidade de operao:

    Alta velocidade com transmisso ponto-a-ponto (ex.: 5 Gps)

    Baixa taxa de erros:

    Repetidores bem espaados; imunidade a rudos eletromagnticos

    Meio fsico: coaxial, fibra

    Aiko:Sem esses dois pontos aps erros?

  • 11 - 40 2005 by Pearson Education

    Sinal transportado como campo eletromagntico

    No h fios fsicos

    Bidirecional

    O ambiente afeta a propagao: Reflexo Obstruo por objetos Interferncia

    Meio fsico: rdio

  • 11 - 41 2005 by Pearson Education

    Tipos de canais de rdio:

    Microondas terrestre Canais de at 45 Mbps

    LAN (ex.: WiFi) 2 Mbps, 11 Mbps

    Wide-area (ex.: celular) Ex., 3G: centenas de kbps

    Satlite Canal de at 50 Mbps (ou vrios canais menores) 270 ms de atraso fim-a-fim Geossncrono versus LEOS

    Meio fsico: rdio

  • 11 - 42 2005 by Pearson Education

    1.1 O que Internet?

    1.2 Borda da rede

    1.3 Ncleo da rede

    1.4 Acesso rede e meio fsico

    1.5 Estrutura da Internet e ISPs

    1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes

    1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio

    1.8 Histria

    Redes de computadores e a Internet

  • 11 - 43 2005 by Pearson Education

    Grosseiramente hierrquica

    No centro: ISPs de zona-1 (ex.: UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), cobertura nacional/internacional

    Os outros so igualmente tratados

    ISP Zona-1

    ISP Zona-1

    ISP Zona-1

    A Zona-1 prov interconexo (peer) de modo privativa

    NAP

    A Zona-1 tambm prov interconexo nos pontos de acesso (NAPs) da rede pblica

    Estrutura da Internet: rede de redes

    NAP = Network Access Point)

  • 11 - 44 2005 by Pearson Education

    Rede de backbone da Sprint US

    IS P de Zona-1 ex.: S print

  • 11 - 45 2005 by Pearson Education

    ISPs de Zona-2: ISPs menores (freqentemente regionais) Conectam-se a um ou mais ISPs de Zona-1, possivelmente a outros ISPs

    de Zona-2

    ISP Zona-1

    ISP Zona-1

    ISP Zona-1

    NAP

    ISP Zona-2ISP Zona-2

    ISP Zona-2 ISP Zona-2

    ISP Zona-2

    ISP de Zona-2 paga ao ISP de Zona-1 pela conectividade ao resto da Internet ISP de Zona-2 cliente do provedor de Zona-1

    ISPs de Zona-2 tambm provem conexo privativamente entre si, interconexo em NAP

    Estrutura da Internet: rede de redes

  • 11 - 46 2005 by Pearson Education

    ISPs de Zona-3 e ISPs locais ltima rede de acesso (hop) (mais prxima dos sistemas finais)

    ISP Zona-1

    ISP Zona-1

    ISP Zona-1

    NAP

    ISP Zona-2ISP Zona-2

    ISP Zona-2 ISP Zona-2

    ISP Zona-2

    ISPlocalISPlocal

    ISPlocal

    ISPlocal

    ISPlocal ISP

    Zona-3

    ISPlocal

    ISPlocal

    ISPlocal

    ISPs locais e de Zona-3 so clientes dos ISPs de zonas mais altasconectando-os ao resto da Internet

    Estrutura da Internet: rede de redes

  • 11 - 47 2005 by Pearson Education

    Um pacote passa atravs de muitas redes

    ISP Zona-1

    ISP Zona-1

    ISP Zona-1

    NAP

    Tier-2 ISPISP Zona-2

    ISP Zona-2 ISP Zona-2

    ISP Zona-2

    ISPlocalISPlocal

    ISPlocal

    ISPlocal

    ISPlocal ISP

    Zona-3

    ISPlocal

    ISPlocal

    ISPlocal

    Estrutura da Internet: rede de redes

  • 11 - 48 2005 by Pearson Education

    1.1 O que Internet?

    1.2 Borda da rede

    1.3 Ncleo da rede

    1.4 Acesso rede e meio fsico

    1.5 Estrutura da Internet e ISPs

    1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes

    1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio

    1.8 Histria

    Redes de computadores e a Internet

  • 11 - 49 2005 by Pearson Education

    Filas de pacotes em buffers de roteadores

    Taxa de chegada de pacotes ao link ultrapassa a capacidade do link de sada

    Fila de pacotes esperam por sua vez

    A

    B

    pacote sendo transmitido (atraso)

    enfileiramento de pacotes (atraso)buffers livres (disponveis): pacotes chegando descartados (perda) se no houver buffers livres

    Como perdas e atrasos ocorrem?

  • 11 - 50 2005 by Pearson Education

    1. Processamento nos ns: Verifica erros de bit Determina link de sada

    2. Enfileiramento Tempo de espera no link de sada para transmisso Depende do nvel de congestionamento do roteador

    Quatro fontes de atraso de pacotes

  • 11 - 51 2005 by Pearson Education

    3. Atraso de transmisso: R = largura de banda do link (bps) L = tamanho do pacote (bits) Tempo para enviar bits ao link = L/R

    4. Atraso de propagao: d = comprimento do link fsico s = velocidade de propagao no meio (~2x108 m/s) Atraso de propagao = d/s

    Nota: s e R so medidas muito diferentes!

    Atraso em redes de comutao de pacotes

  • 11 - 52 2005 by Pearson Education

    Carros se propagam a 100 km/h

    Pedgios levam 12 s para atender um carro (tempo de transmisso)

    Carro = bit; caravana = pacote

    P.: Quanto tempo levar at a caravana ser alinhada antes do 2o pedgio? Tempo para empurrar a caravana toda pelo pedgio at a estrada =

    12 . 10 = 120 s

    Tempo para o ltimo carro se propagar do 1o ao 2o pedgio: 100 km/(100 km/h) = 1 h

    R.: 62 minutos

    pedgiopedgiocaravana de 10 carros

    100 km 100 km

    Analogia da caravana

  • 11 - 53 2005 by Pearson Education

    Agora os carros se propagam a 1.000 km/h

    Agora o pedgio leva 1 min para atender um carro

    P.: Os carros chegaro ao 2o pedgio antes que todos os carros tenham sido atendidos no 1o pedgio?

    R.: Sim! Aps 7 min, o 1o carro est no 2o pedgio e ainda restam 3 carros no 1o pedgio

    1o bit do pacote pode chegar ao 2o roteador antes que o pacote seja totalmente transmitido pelo 1o roteador! Veja Ethernet applet no AWL Web site

    peddiopedgiocaravana de10 carros

    100 km 100 km

    Analogia de caravana

  • 11 - 54 2005 by Pearson Education

    dproc = atraso de processamento Tipicamente uns poucos microssegundos ou menos

    dfila = atraso de fila Depende do congestionamento

    dtrans = atraso de transmisso = L/R, significante para links de baixa velocidade

    dprop = atraso de propagao Uns poucos microssegundos a centenas de milissegundos

    proptransfilaprocno ddddd +++=

    Atraso nodal

  • 11 - 55 2005 by Pearson Education

    R = largura de banda do link (bps) L = tamanho do pacote (bits) a = taxa mdia de chegada de pacotesIntensidade de trfego = La/R La/R ~ 0: atraso mdio de fila pequeno La/R -> 1: atraso se torna grande La/R > 1: mais trabalho chega do que a capacidade de transmisso.

    O atraso mdio cresce indefinidamente!

    Atraso de filas (revistado)

  • 11 - 56 2005 by Pearson Education

    Como so os atrasos e perdas na Internet real?

    Programa Traceroute: fornece medidas do atraso da fonte para o roteador ao longo de caminhos fim-a-fim da Internet at o destino. Para todo i: Envia trs pacotes que alcanaro o roteador i no caminho at o destino O roteador i retornar pacotes ao emissor O emissor cronometra o intervalo entre transmisso e resposta

    3 probes

    3 probes

    3 probes

    Atrasos e rotas da Internet real

  • 11 - 57 2005 by Pearson Education

    1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms17 * * *18 * * *19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms

    Traceroute: gaia.cs.umass.edu to www.eurecom.fr

    Trs medidas de atraso de gaia.cs.umass.edu para cs-gw.cs.umass.edu

    * sem resposta (perda de probe, roteador no responde)

    linktransocenico

    Atrasos e rotas da Internet real

  • 11 - 58 2005 by Pearson Education

    A fila (isto , buffer) no buffer que precede o link possui capacidade finita

    Quando um pacote chega a uma fila cheia, ele descartado (isto , perdido)

    O pacote perdido pode ser retransmitido pelo n anterior, pelo sistema final do emissor, ou no ser retransmitido

    Perda de pacotes

  • 11 - 59 2005 by Pearson Education

    1.1 O que Internet?

    1.2 Borda da rede

    1.3 Ncleo da rede

    1.4 Acesso rede e meio fsico

    1.5 Estrutura da Internet e ISPs

    1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes

    1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio

    1.8 Histria

    Redes de computadores e a Internet

  • 11 - 60 2005 by Pearson Education

    Redes so complexas

    Muitos componentes:

    Hospedeiros sistemas finais

    Roteadores

    Enlaces de vrios tipos

    Aplicaes

    Protocolos

    Hardware, software

    QUESTO: H alguma esperana de organizar a arquitetura de uma rede?

    Ou pelo menos nossa discusso sobre redes?

    Camadas de protocolos

  • 11 - 61 2005 by Pearson Education

    Uma srie de passos

    Organizao de uma viagem area

  • 11 - 62 2005 by Pearson Education

    Camadas: cada camada implementa um servio Via suas prprias aes internas

    Confiando em servios fornecidos pela camada inferior

    Camadas de funcionalidades da companhia area

  • 11 - 63 2005 by Pearson Education

    Convivendo com sistemas complexos: A estrutura explcita permite identificao, o relacionamento das partes

    de um sistema complexo Um modelo de referncia em camadas permite a discusso da arquitetura

    Modularizao facilita a manuteno, atualizao do sistema As mudanas na implementao de uma camada so transparentes para o resto do sistema Ex.: novas regras para embarque de passageiros no afetam os procedimentos de decolagem

    A diviso em camadas considerada perigosa?

    Por que as camadas?

  • 11 - 64 2005 by Pearson Education

    Aplicao: suporta as aplicaes de rede FTP, SMTP, HTTP

    Transporte: transferncia de dados hospedeiro-hospedeiro TCP, UDP

    Rede: roteamento de datagramas da origem ao destino IP, protocolos de roteamento

    Enlace: transferncia de dados entre elementos vizinhos da rede PPP, Ethernet

    Fsica: bits nos fios dos canais

    Pilha de protocolos da Internet

  • 11 - 65 2005 by Pearson Education

    Encapsulamento

  • 11 - 66 2005 by Pearson Education

    1.1 O que Internet?

    1.2 Borda da rede

    1.3 Ncleo da rede

    1.4 Acesso rede e meio fsico

    1.5 Estrutura da Internet e ISPs

    1.6 Atraso e perda em redes de comutao de pacotes

    1.7 Camadas de protocolo, modelos de servio

    1.8 Histria

    Redes de computadores e a Internet

  • 11 - 67 2005 by Pearson Education

    1961: Kleinrock - teoria das filas mostra a efetividade da comutao de pacotes

    1964: Baran - comutao de pacotes em redes militares

    1967: ARPAnet concebida pela Advanced Research Projects Agency

    1969: primeiro n da ARPAnet operacional

    1972: ARPAnet demonstrada publicamente NCP (Network Control Protocol) primeiro protocolo hospedeiro-hospedeiro Primeiro programa de e-mail ARPAnet cresce para 15 ns

    1961-1972: primeiros princpios da comutao de pacotes

    Histria da Internet

  • 11 - 68 2005 by Pearson Education

    1970: ALOHAnet rede via satlite no Hava 1973: tese de PhD de Metcalfe prope a rede Ethernet 1974: Cerf e Kahn - arquitetura para interconexo de redes Final dos anos 70: arquiteturas proprietrias: DECnet, SNA, XNA Final dos anos 70: comutao com pacotes de tamanho fixo (precursor do ATM ) 1979: ARPAnet cresce para 200 nsPrincpios de interconexo de redes de Cerf e Kahn: Minimalismo, autonomia - no se exigem mudanas internas para interconexo

    de redes Modelo de servio: melhor esforo Roteadores stateless Controle descentralizadoDefine a arquitetura da Internet de hoje

    1972-1980: Inter-redes, redes novas e proprietrias

    Histria da Internet

  • 11 - 69 2005 by Pearson Education

    Incio dos anos 90: ARPAnet descomissionada

    1991: NSF retira restries sobre o uso comercial da NSFnet (descomissionada em 1995)

    Incio dos anos 90: WWW Hypertext [Bush 1945, Nelson 1960s] HTML, HTTP: Berners-Lee 1994: Mosaic, depois Netscape Final dos anos 90: comercializao da Web

    Final dos anos 90-2000: Mais aplicaes killer: instant messaging, P2P file sharing

    segurana de redes dianteira Est. 50 milhes de hospedeiros, 100 milhes de usurios Enlaces de backbone operando a Gbps

    1990-2000: comercializao, a Web, novas aplicaes

    Histria da Internet

  • 11 - 70 2005 by Pearson Education

    Cobriu uma tonelada de material! Internet overview O que um protocolo? Borda da rede, ncleo, rede de acesso

    Comutao de pacotes versus comutao de circuitos Estrutura da Internet/ISP Desempenho: perda, atraso Camadas e modelos de servios HistriaVoc agora tem: Contexto, viso geral, sentimento das redes Mais profundidade e detalhes viro mais tarde no curso

    Introduo: resumo