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Software de Rede

Willamys Araújo

Tópicos da Aula de hoje

• Hierarquias de protocolos (camadas)• Questões de projeto relacionadas às camadas• Serviços oferecidos por camadas• Primitivas de Serviços• Relacionamento entre serviços e protocolos

Software de Rede

• Nas primeiras redes de computadores os aspectos relacionados ao hardware foram colocados como prioridade e os aspectos de software em segundo plano.

• No entanto logo foi percebida a fundamental importância dos mecanismos de software de uma rede, e, em função disto, os softwares de rede são altamente estruturados.

Software de Rede

• Os conceitos relacionados a esta estruturação são de vital importância para a compreensão de todos os aspectos relacionados à arquitetura de redes como um todo.

Hierarquia de Protocolos


• Em redes de computadores, um protocolo é um acordo entre as partes que se comunicam, estabelecendo como se dará a comunicação.

• Para reduzir a complexidade do projeto, a maioria das redes é organizada como uma pilha de camadas ou níveis, colocadas umas sobre as outras.


• O numero de camadas, o nome, o conteúdo e a função de cada camada diferem de uma rede para outra.

• No entanto, em todas as redes o objetivo de cada camada e oferecer determinados serviços as camadas superiores, isolando essas camadas dos detalhes de implementação desses recursos.


• A camada n de uma máquina se comunica com a camada n de outra.

• As regras e convenções usadas nesse diálogo são conhecidas como protocolo de camada n.

• Na realidade, os dados não são transferidos diretamente da camada n de uma máquina para a camada n de outra máquina.


• Entre cada par de camadas adjacentes existe uma interface.

• Esta define as operações e os serviços que a camada inferior tem a oferecer à camada que se encontra acima dela.

• Isso alem de reduzir o volume de informações que deve ser passado de uma camada para outra,

• Simplificam a substituição da implementação de uma camada por uma implementação completamente diferente.


• Um conjunto de camadas e protocolos é chamado de arquitetura de rede.

• Uma arquitetura de rede deve conter informações suficientes para permitir que um programador desenvolva software/hardware de cada camada.

• Uma lista de protocolos usados por um determinado sistema é chamado pilha de protocolos.


• Vejamos um exemplo mais técnico:– Uma mensagem M é produzida por um processo que

funciona na camada 5;– A camada 4 coloca um cabeçalho no início da

mensagem para identificá-la;– A camada 3, por limitações no tamanho das

mensagens, divide a mensagem M em duas partes: M1 e M2.

– A camada 2 então adiciona não só um cabeçalho no começo de cada fragmento, mas também no fim.

– Por fim a camada transmite fisicamente a mensagem

Questões de projetos relacionadas às camadas


• Todas as camadas precisam de um mecanismo para identificar os transmissores e os receptores

• Como em geral uma rede tem muitos computadores, e alguns deles tem vários processos, é necessário um meio para que um processo de uma maquina especifique com quem ela deseja se comunicar.

• Isso é feito através do endereçamento.


• Transferência de dados– Em alguns sistemas, os dados são transferidos em

apenas um sentido; – em outros, os dados trafegam em ambos os

sentidos.– O protocolo também deve definir a quantos canais

lógicos corresponde a conexão e quais são suas prioridades.


• Controle de Erros– é uma questão importante, pois os circuitos de

comunicação física não são perfeitos.– o receptor deve ter algum meio para informar ao

transmissor quais mensagens foram recebidas corretamente e quais não foram.


• Controle de fluxo– Nem todos os canais de comunicação preservam a

ordem das mensagens enviadas a eles.– Uma questão que afeta cada nível é como impedir

que um transmissor rápido envie uma quantidade excessiva de dados a um receptor mais lento


• Mensagens arbitrariamente longas– Nos diversos níveis existe a falta de habilidade de

todos os processos para aceitarem essas mensagens

– Essa propriedade nos leva ao uso de mecanismos para desmontar, transmitir e remontar mensagens

– Uma questão relacionada é o que fazer quando os processos insistem em transmitir dados em unidades tão pequenas que o envio de cada uma separadamente se torna ineficiente.


• Roteamento– Quando houver vários caminhos entre a origem e

o destino, uma rota deverá ser escolhida.


• Multiplexação e Demultiplexação– Quando for inconveniente configurar uma

conexão isolada para cada par de processos de comunicação, a camada subjacente pode decidir usar a mesma conexão para diversas conversações não relacionadas entre si.

Serviços oferecidos por camadas


• As camadas podem oferecer dois tipos diferentes de serviços às camadas situadas acima delas:

– Serviços orientado a conexões– Serviços sem conexões


• Serviços orientados a conexões– Se baseiam no sistema telefônico.• Para falar com alguém, você tira o fone do gancho,

disca o numero, fala e, em seguida, desliga.

– Na maioria dos caos a ordem é preservada; – os bytes chegam na ordem em que foram

enviados.


• Serviços sem conexão– Se baseiam no sistema postal.– Cada mensagem carrega o endereço de destino

completo.– e cada uma delas e roteada (encaminhada)

através do sistema, independentemente de todas as outras.

– Também chamado de serviço de datagramas.

Primitivas de Serviço


• Um serviço é especificado formalmente por um conjunto de primitivas (operações) disponíveis para que um processo do usuário acesse o serviço.

• Essas primitivas informam ao serviço que ele deve executar alguma ação ou relatar uma ação executada por uma entidade par.

O Relacionamento entre serviços e protocolos


• Serviços e protocolos são conceitos diferentes, embora sejam confundidos com freqüência.

• Serviço – é um conjunto de primitivas (operações) que uma camada

oferece à camada situada acima dela.– define as operações que a camada esta preparada para

executar em nome de seus usuários, mas não informa absolutamente nada sobre como essas operações são implementadas.

– se relaciona a uma interface entre duas camadas, sendo a camada inferior o fornecedor do serviço e a camada superior o usuário do serviço.


• Protocolo– é um conjunto de regras que controla o formato e

o significado dos pacotes ou mensagens que são trocadas pelas entidades pares contidas em uma camada.

O Relacionamento entre serviços e protocolos Os serviços estão

relacionados as interfaces entre camadas.

Os protocolos se relacionam aos pacotes enviados entre entidades paresde maquinas diferentes.

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