RC - SL01 - Introdução às Redes de Computadores

Universidade Federal da Paraíba
Centro de Ciências Aplicadas e Educação
Departamento de Ciências Exatas

Redes de Computadores:
Introdução a redes de computadores

Prof. Rafael Marrocos Magalhães
rafael@dce.ufpb.br

06 de Fevereiro de 2011 UFPB - CCAE - DCE

Esta apresentação contém partes, ou mesmo slides inteiros, da apresentação original disponibilizada por J.F Kurose e K.W. Ross, com permissão para
utilização como material de apoio instrucional. E, conforme solicitação do original, incluí aqui a nota de direito autoral.

segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 1

Motivação

O que fazemos com os
computadores hoje em dia?


Sumário
Conceitos sobre comunicação
Protocolos
Arquitetura TCP/IP
Modelo de Referência ISO/OSI
Histórico das redes


S"G:'"E"("<,5'),'5;""
+,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0'"#$""
laptopO que)+3(,3+""-1#2"34)$%&)%
64*>+"I*4.("a internet
–  " é
S"G:'"E"("<,5'),'5;""
sem fio
S"G:'"E"("<,5'),'5;""
64*>+"I*4.(" básicos) Rede móveR
(elementos
celular
PC
.)&)"
64*>+"I*4.("
•  ?40D]'*"3'"34*8+*4-6+*"3'"
portátil
PC .+?8:5(=>+".+,'.5(3+*;"
•  ?40D]'*"3'"34*8+*4-6+*"3'"
servidor .+?8:5(=>+".+,'.5(3+*;"
Rede móvel
PC
hosts,•  ?40D]'*"3'"34*8+*4-6+*"3'"
aplicação de rede Rede
m
enlace, largura de banda comunicação
!  enlaces de
servidor +,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0'"#$"" ISP global
+,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0'"#$""
laptop .+?8:5(=>+".+,'.5(3+*;"
servidor –  ")+3(,3+""-1#2"34)$%&)%
laptop
sem fio
sem fio –  ")+3(,3+""-1#2"34)$%&)%
+,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0'"#$""
celular de "  fibra, cobre, rádio,
comutação de pacotes Rede doméstica
celular .)&)"
pontos
portátil .)&)"
laptop
comutadores, "roteadores
–  )+3(,3+""-1#2"34)$%&)% regional domé
ISP Rede
portátil !  enlaces de comunicação
acesso
taxa defibra,satélite
sem fio
transmissão
.)&)" rádio,
cobre,
celularde " enlaces de comunicação
enlaces rota, caminho
pontos
acesso !  satélite Rede d
comenlaces " ISPs,de transmissão =transmissão =
portátil
"  taxa de
Rede institucional
fio taxafibra, cobre, rádio,
com fio
pontos de "  IP
acesso ! largura de banda comunicação
Padrõesenlaces de de banda Rede i
delargura
Internet
satélite
enlaces roteadores:
IETFencaminham pacotes
! 
(RFCs), W3C cobre, rádio,
com fio de" "  fibra, transmissão =
roteador
pontos taxa de
roteadores:
acesso (pedaços satélite
!  de dados)
largura de banda Re
*043'"W"
segunda-feira, 6 de fevereiro de 12enlaces !"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3+*1"
4

^5',*904+*"@0'C(4*B"3("<,5'),'5"Utensílios
Tostadora preparada para
Internet + previsor de tempo

Quadro de imagens IP
http://www.ceiva.com/

Menor servidor Web do mundo
http://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html Telefones de Internet

*043'"Y" !"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3+*1"

O que é a internet (serviços)
S"G:'"E"("<,5'),'5;""
64*>+"I*4.("
infraestrutura de
PC •  ?40D]'*"3'"34*8+*4-6+*"3'" Rede móvel
comunicação
servidor
.+?8:5(=>+".+,'.5(3+*;"
ISP global
+,$-)&)#.,$%/%$#$()!"$%0'"#$""
- aplicações distribuídas
laptop
sem fio –  ")+3(,3+""-1#2"34)$%&)%
celular .)&)"
portátil Rede doméstica

serviços de comunicação
!  enlaces de comunicação
ISP regional

fornecidosdeàs fibra, cobre, rádio,
pontos "  aplicações
acesso satélite Rede institucional
- entrega de dados conﬁável =
enlaces
com fio "  taxa de transmissão
da origem ao destino de banda
largura
- entrega de dados pelo
!  roteadores:
roteador
encaminham pacotes
“melhor esforço” de dados)
(pedaços
*043'"W" !"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3+*1"

Visão mais próxima da rede
borda da rede
-aplicações e hospedeiros

redes de acesso
- enlaces de comunicação

borda da rede
- roteadores, redes
interconectadas


Borda da rede
X"I+)3("3(")'3';"
•  *4*5'?(*"U,(4*"iD+*8'3'4)+*j;"
sistemas ﬁnais
–  'F'.:5()"8)+C)(?(*"3'"(804.(=>+"
(hosts)
–  81"'1"d'IK"'f?(40"
–  ,("@I+)3("3(")'3'B"
peer-peer

!  modelo cliente/servidor
modelo cliente/
hospedeiro cliente solicita,
" 
servidor serviço de servidor
recebe
sempre ativo cliente/servidor
"  p. e. navegador/servidor Web;
cliente/servidor de e-mail
modelo peer-to-
!  modelo peer-peer:
peer
"  uso mínimo (ou nenhum) de
servidores dedicados
"  p. e. Skype, BitTorrent
*043'"%#"
segunda-feira, 6 de fevereiro de 12
!"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3
8

Sistemas de acesso

modem

Digital Subscriber Line (DSL)

Cabo e HFC


Modem
n+3'?"34*.(3+"
escritório
central
rede de
telefone Internet

modem modem
PC
discado do ISP
doméstico
doméstico (p. e., AOL)

"  usa infraestrutura de telefonia existente
"  casa conectada ao escritório central
"  até 56 kbps de acesso direto ao roteador (geralmen

ADSL
o4C45(0"_:I*.)4I')"p4,'"
io_pj"
Linha telefônica existente: Internet
Telefone 0-4 KHz; dados
telefone upstream 4-50 KHz; dados
residencial downstream 50 KHz-1 MHz

DSLAM

rede
distribuidor telefônica

modem
DSL central
telefônica
PC
residencial

"  também usa infraestrutura de telefone exis

Cabo e HFC
FDM (mais adiante):
C
O
N
V V V V V V D D T
I I I I I I A A R
D D D D D D D D O
E E E E E E O O L
O O O O O O S S E

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Canais

Terminal de distribuição

casa
rede de distribuição
de cabo

Ethernet
X.'**+"h"<,5'),'5"8+)""
b5D'),'5"
100 Mbps roteador
institucional
Switch Ao ISP da
Ethernet instituição

100 Mbps

1 Gbps
100 Mbps

servidor
•  ,+)?(0?',5'":*(3+"'?"'?8)'*(*K":,46')*43(3'"'5.1"
!  b5D'),'5"("%$"nI*K"%$$"nI8*K"%"sI8*K"%$"sI8*"
!  D+g'K"+*"*4*5'?(*"U,(4*",+)?(0?',5'"*'".+,'.5(?"(+"

(.'**+"*'?"U+"
Sem Fio
+"$)!%0,%
+".+,'.5("*4*5'?("
3+)"LAN (WiFi) roteador
I(*'K"5(?IE?".+,D'.43("
+"3'"(.'**+B"
estação
" HSDPA, 3G base
d4c4j;"%%"+:"YW""nI8*"
+"3'")'("?(4*"
WiMAX
0+"+8')(3+)"3'"
(=>+" hosts
*4*5'?(".'0:0()"ibeoSK" móveis


Acesso Típico!
R'3'*")'*43',.4(4*"
.+?8+,',5'*"w84.+*"3(")'3'")'*43',.4(0;""
•  ?+3'?"o_p"+:"(".(I+"
•  )+5'(3+)NU)'q(00N,(5"
•  b5D'),'5"
•  8+,5+"3'"(.'**+"*'?"U+"

laptops
de/para sem fio
modem roteador/
extremidade
a cabo firewall
a cabo
ponto de
acesso
Ethernet sem fio

&()"2)(,=(3+"i2&j"
I45;"8)+8(C("',5)'"8()'*"3'" •  3+4*"U+*"3'".+I)'"4*+0(3+*"
)(,*?4**+)N)'.'85+)"
',0(.'"L*4.+;"+"G:'"U.("',5)'" Meios Físicos
–  .(5'C+)4("Q;"U+*"3'"5'0'A+,'"
5)(34.4+,(4*K"b5D'),'5"("%$"
nI8*"
)(,*?4**+)"'")'.'85+)"
–  .(5'C+)4("Y;""
?'4+"C:4(3+;""
b5D'),'5"("%$$"nI8*"
&()"2)(,=(3+"i2&j"
–  *4,(4*"*'"8)+8(C(?"'?"?'4+"
*P043+;".+I)'K"UI)(K".+(F4(0"
•  3+4*"U+*"3'".+I)'"4*+0(3+*"
?'4+",>+"C:4(3+;""
–  .(5'C+)4("Q;"U+*"3'"5'0'A+,'"
–  *4,(4*"*'"8)+8(C(?"046)'?',5'K"
5)(34.4+,(4*K"b5D'),'5"("%$"
81"'1K")34+"
nI8*"
–  .(5'C+)4("Y;""
b5D'),'5"("%$$"nI8*"

!"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3+*1"


•  I434)'.4+,(0"
•  I(,3("I(*';"
Meios Físicos
n'4+"L*4.+;".(I+"
–  M,4.+".(,(0",+".(I+"
–  b5D'),'5"0'C(3+"
".+(F4(0K"UI)("
.(I+".+(F4(0;" •  I(,3("0()C(;" ótica:
cabo de fibra
•  3+4*".+,3:5+)'*"3'".+I)'" –  fibra de vidro conduzindo
!  ?M0-80+*".(,(4*",+".(I+"
pulsos de luz; cada pulso um bit
.+,.r,5)4.+*" "/c7"
–  operação em alta velocidade:
! 
•  I434)'.4+,(0" "  transmissão em alta velocidade
•  I(,3("I(*';" ponto a ponto (p. e., 10-100
Gps)
–  M,4.+".(,(0",+".(I+"
!  baixa taxa de erro:
–  b5D'),'5"0'C(3+" repetidores bastante
*043'"#Y"
•  I(,3("0()C(;" espaçados; imune a ruído
–  ?M0-80+*".(,(4*",+".(I+" eletromagnético
–  "/c7"

*043'"#Y"
segunda-feira, 6 de fevereiro de 12 !"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3+*1" 17

I434)'.4+,(0" "  transmissão em alta ve
I(,3("I(*';" ponto a ponto (p. e., 10

–  M,4.+".(,(0",+".(I+" Meios Físicos de erro:
baixa taxa ! 
Gps)

–  b5D'),'5"0'C(3+" repetidores bastante
I(,3("0()C(;" fibra ótica:
cabo de espaçados; imune a ruíd
–  ?M0-80+*".(,(4*",+".(I+"
!  fibra de vidro conduzindo eletromagnético
I)'"
pulsos de luz; cada pulso um bit
–  "/c7"
!  operação em alta velocidade:
"  transmissão em alta velocidade
ponto a ponto (p. e., 10-100
Gps)
!  baixa taxa de erro:
repetidores bastante !"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)
espaçados; imune a ruído
+" eletromagnético


Conceitos Iniciais

• Sistemas de comunicações
• comutação de circuitos e de pacotes
• Tipos de comunicações
• síncrono, assíncrono, persistentes, transientes


Meios Físicos
Radio link types:
+" !  micro-ondas terrestre
"  p. e. até canais de 45 Mbps

!  LAN (p. e., Wifi)
"  11 Mbps, 54 Mbps

!  área ampla (p. e., celular)
"  celular 3G: ~ 1 Mbps

!  satélite
"  canal de Kbps a 45Mbps (ou
múltiplos canais menores)
"  atraso fim a fim de 270 msec
"  geoestacionário versus baixa
altitude
!"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3+*1"

",M.0'+"3(")'3'" O Núcleo da rede
?(0D("3'")+5'(3+)'*"
,5').+,'.5(3+*"
Comutação de
""G:'*5>+"A:,3(?',5(0;"
circuitos
.+?+"+*"3(3+*"*>+"
)(,*A')43+*"8'0(")'3'H"
–  .+?:5(=>+"3'".4).:45+*;"
X
.4).:45+"3'34.(3+"8+)"
.D(?(3(;")'3'"5'0'Ay,4.("
Comutação de
–  .+?:5(=>+"3'"8(.+5'*;"
pacotes
3(3+*"',64(3+*"8'0(")'3'"
'?"@8'3(=+*B"34*.)'5+*"


Comutação de Circuito
VM.0'+"3(")'3';".+?:5(=>+""
3'".4).:45+*"
)'.:)*+*"U?"("U?"
)'*')6(3+*"8()("
@.D(?(3(B"
•  0()C:)("3'"I(,3("3+"',0(.'K"
.(8(.43(3'"3'".+?:5(=>+"
•  )'.:)*+*"3'34.(3+*;"*'?"
.+?8()-0D(?',5+"
•  3'*'?8',D+"-8+".4).:45+"
iC()(,-3+j"
•  'F4C'"8)'8()(=>+"3'".D(?(3("


7+?:5(=>+"3'".4).:45+*;"
con"'"2on"
Exemplo:
FDM
4 usuários

frequência

tempo
TDM

frequência

tempo
*043'"Q%" !"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3+*1"

bF'?80+",:?E)4.+"

•  z:(,5+"5'?8+"0'6("8()("',64()":?"()G:46+"3'"
ZW$1$$$"I45*"3+"D+*8'3'4)+"X"8()("+"D+*8'3'4)+"T"
'?":?(")'3'"3'".+?:5(=>+"3'".4).:45+*H"
–  5+3+*"+*"',0(.'*"*>+"3'"%YQZ"nI8*"
–  .(3("',0(.'":*("2on".+?"#W"*0+5*N*'C"
–  Y$$"?*"8()("'*5(I'0'.')".4).:45+"U?"("U?"

e(?+*")'*+06'){"

Comutação de Pacotes
VM.0'+"3(")'3';".+?:5(=>+"
3'"8(.+5'*"
.(3("x:F+"3'"3(3+*"U?"("U?" disputa por recursos:
3464343+"'?"-"2,()$" !  demanda de recurso
•  :*:)4+"XK"8(.+5'*"3'"T" agregado pode exceder
2,!-".@1+"!")'.:)*+*"3(" quantidade disponível
)'3'"
!  congestionamento: fila
•  .(3("8(.+5'":*("0()C:)("3'"
I(,3("5+5(0"3+"',0(.'"" de pacotes, espera por
uso do enlace
•  )'.:)*+*":*(3+*"B6"'&,%
')2)$$C.#,$" !  store and forward:
pacotes se movem um
Divisão da largura de banda em “pedaços” salto de cada vez
Alocação dedicada "  Nó recebe pacote completo
Reserva de recursos antes de encaminhar

*043'"QQ"

7+?:5(=>+"3'"8(.+5'*;""
?:0-80'F(=>+"'*5(w*-.("
Ethernet
A 100 Mb/s multiplexação estatística C

1,5 Mb/s
B
fila de pacotes
esperando pelo
enlace de saída

D E

_'G:r,.4("3'"8(.+5'*"X"|"T",>+"5'?"8(3)>+"UF+K"0()C:)("3'"I(,3(".+?8()-0D(3(
8+)"3'?(,3("!"!"#$%#&'()*+,&-.(/-$0(1"

7+?:5(=>+"3'"8(.+5'*""
5).$6$%.+?:5(=>+"3'".4).:45+*"
:,!6("3E,%&)%-"2,()$%-).!#()%B6)%!"#$%6$6C.#,$%6$)!%"%.)&)F%

•  ',0(.'"3'"%"nIN*"
•  .(3(":*:)4+;""
–  %$$"`IN*"G:(,3+"@(-6+B"
–  (-6+"%$~"3+"5'?8+"
N usuários
•  2,!6("3E,%&)%2#.26#(,$"" enlace 1 Mbps
–  %$":*:)4+*"
•  2,!6("3E,%&)%-"2,()$9""
–  .+?"QY":*:)4+*K"
P: Como obtivemos o valor 0,0004?
8)+I(I4043(3'""%$"(-6+*"
(+"?'*?+"5'?8+"E"?',+)"
G:'"$K$$$W"
*043'"QZ" !"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3+*1"

Qual é melhor?
Comutação de
circuitos

X

Comutação de
pacotes


Estrutura da Internet
b*5):5:)("3("<,5'),'5;"
)'3'"3'")'3'*"
•  (8)+F4?(3(?',5'"D4'))G:4.("
•  ,+".',5)+;"<_&*"3'"@,96'0"%B"i81"'1K"e')4O+,K"_8)4,5K"X2|2K"7(I0'"
(,3"d4)'0'**jK".+I')5:)(",(.4+,(0N4,5'),(.4+,(0"
–  5)(5(?":,*"(+*"+:5)+*".+?+"4C:(4*"

interconexão de
provedores de
ISP nível 1
nível 1 (peer)
privadamente

ISP nível 1 ISP nível 1


•  <_&*"3'",96'0"#;"<_&*"?',+)'*"iC')(0?',5'")'C4+,(4*j"
•  <_&*"3'",96'0"#;"<_&*"?',+)'*"iC')(0?',5'")'C4+,(4*j"
–  .+,'.5(?"(":?"+:"("?(4*"<_&*"3'",96'0"%K"8+**46'0?',5'"+:5)+*"<_&*"3'"
–  .+,'.5(?"(":?"+:"("?(4*"<_&*"3'",96'0"%K"8+**46'0?',5'"+:5)+*"<_&*"3'"
,96'0"#"
,96'0"#"

ISPs de nível 2
ISP de nível 2 paga ISP nível 2 ISPs de nível 2
também olham
ISP nível 2 privadamente
ISPao ISP nível paga
de nível 2 1 por ISP nível 2 também olham
conectividade com
ao ISP nível 1 por
ISP nível 1 ISP nível 2 uns privadamente
para os
outros.
restante da
conectividade com ISP nível 1 uns para os
Internet outros.
restante de nível 2 é
! ISP
da
Internet do provedor
cliente ISP nível 1 ISP nível 1 ISP nível 2
! ISP de nível 2 é
de nível 1
ISP nível 1
cliente do provedor ISP nível 2 ISP nível 2 nível
ISP 1 ISP nível 2
de nível 1
*043'"W$" !"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3+*1"

•  <_&*"3'",96'0"Q"'"<_&*"0+.(4*"
–  )'3'"3+"M0-?+"*(05+"i@(.'**+BjK"?(4*"8)PF4?("3+*"*4*5'?(*"U,(4*"

ISP
local ISP ISP
ISP ISP
nível 3 local
local local
ISPs locais e ISP nível 2 ISP nível 2
de nível 3 são
clientes de ISP nível 1
ISPs de
camada mais
alta
conectando-os ISP nível 1
ao restante da
Internet ISP
ISP local
ISP ISP
local local local
*043'"W%"

?"8(.+5'"8(**("8+)"?:45(*")'3'*{"

ISP
local ISP ISP
ISP ISP
nível 3 local
local local

ISP nível 1

ISP nível 1 ISP nível 1 ISP nível 2
ISP
ISP local
ISP ISP
local local local

z:(5)+"A+,5'*"3'"(5)(*+"
3'"8(.+5'" Atrasos
•  %1"8)+.'**(?',5+",+3(0;"" #1"',U0'4)(?',5+"
–  6')4U.()"'))+*"3'"I45" "  5'?8+"'*8')(,3+"8+)"
–  3'5')?4,()"',0(.'"3'"*(93(" 5)(,*?4**>+",+"',0(.'"3'"
*(93("
"  3'8',3'"3+",96'0"3'"
.+,C'*-+,(?',5+"3+"
)+5'(3+)"
transmissão
A propagação

B
processamento
nodal enfileiramento

X5)(*+",(*")'3'*".+?:5(3(*"
8+)"8(.+5'*" Atrasos
Q1"(5)(*+"3'"5)(,*?4**>+;" W1"(5)(*+"3'"8)+8(C(=>+;"
•  R"}"0()C:)("3'"I(,3("3+"',0(.'" •  3"}"5(?(,D+"3+"',0(.'"L*4.+"
iI8*j" •  *"}"6'01"3'"8)+8(C(=>+",+"?'4+"
•  p"}"5(?(,D+"3+"8(.+5'"iI45*j" it#F%$k"?N*j"
•  5'?8+"8()("',64()"I45*",+"',0(.'" •  (5)(*+"3'"8)+8(C(=>+"}"3N*"
}"pNR"

Nota: s e R são quantidades
muito diferentes!
transmissão
A propagação

B
processamento
nodal enfileiramento
*043'"WZ" !"#$%$"&'()*+,"&)',-.'"/(001"2+3+*"+*"34)'45+*")'*')6(3+*1

Atrasos
traceroute: gaia.cs.umass.edu para www.eurecom.fr
Tres medições de atraso de
gaia.cs.umass.edu para cs-gw.cs.umass.edu
1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms
2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms
3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms
4 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 ms
7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms enlace trans-
8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms
9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms oceânico
10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms
11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms
12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms
13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms
14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms
15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms
16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms
17 * * *
18 * * * * significa sem resposta (sonda perdida, roteador sem resposta)
19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms

"Y#"

Redes de Computadores


O que é um protocolo?


O que é um protocolo?
“Um protocolo deﬁne o formato e a ordem das
mensagens trocadas entre duas ou mais
entidades comunicantes, bem como as ações
realizadas na transmissão e/ou no recebimento
de uma mensagem ou outro evento.”

James F. Kurose e Keith W. Ross em 2005


Analogia
S)C(,4O(=>+"3("64(C'?""
(E)'("
passagem (comprar) passagem (reclamar)

bagagem (verificar) bagagem (retirar)

portões (embarcar) portões (desembarcar)

decolagem na pista pouso na pista

rota da aeronave rota da aeronave
rota da aeronave


Arquitetura TCP/IP

}
Aplicação Aplicação
Solicitação
Transporte Transporte

Resposta
Rede Rede Camadas
Enlace Enlace

Física Física


A borda das redes de computadores


Camada de Aplicação
• Application layer
• Pacote - Mensagem (message)
• Aplicações de rede e seus protocolos
• Navegadores, Comunicadores Instantâneos,
Compartilhadores, Softphones

• Interação
• HTTP, FTP, SMTP, SSH, DNS


Camada de Transporte
• Transport layer
• Pacote - Segmento (segment)
• Oferta de serviço de comunicação fim-a-fim
• (De)multiplexação de comunicação
• TCP - Garantia de entrega, fragmentação de msgs,
Controle de fluxo e de congestionamento.
• UDP - Sem conexão, menor carga (proc. e rede)
• Depende da aplicação

O núcleo das redes de computadores


Camada de Rede
• Network layer
• Pacote - Datagrama (datagram)
• Transporte de remetente ao destinatário
• Comunicação host-a-host
• Endereço IP xxx.xxx.xxx.xxx (0-255), máscara, rede
• Exemplo: 200.189.10.1
• Protocolo IP
• cabeçalho datagrama
• roteamento

Camada de Enlace
• Link layer
• Pacote - Quadro (frame)
• Comunicação host-a-host
• Entrega garantida nível de host
• Ethernet, PPP
• Diferentes padrões para enlace
• 802.X (Ethernet, Wi-ﬁ, Wimax, Bluetooth, Zigbee)


Camada Física
• Physical layer
• Dispositivos de conexão
• Comunicação em nível de bits
• Representação, codiﬁcação, modulação
• Protocolos dependem do enlace e do meio
• guiados: trançado, coaxial, ópticos
• sem ﬁos: espectro eletromagnético, rádio,
microondas


Encapsulamento
Nome do pacote Camada da Rede
Cabeçalho / Header

Mensagem Head dados Aplicação

Segmento Head Head dados Transporte

Datagrama Head Head Head dados Rede

Quadro Head Head Head Head dados crc Enlace


As várias camadas


Arquitetura em Camadas

• Qual o benefício da arquitetura em camadas?
• Exemplo: companhia de transporte aéreo e de
alimentos


Pilha de Protocolos

Aplicação

Transporte

Rede

Enlace

Física


TCP/IP X RM-ISO/OSI
TCP / IP RM-OSI
Aplicação

Aplicação Apresentação

Sessão

Transporte Transporte

Rede Rede

Enlace
Enlace / Física
Física

RM-OSI/ISO - Reference Model - Open Systems Interconnection / International Organization for Standardization


Histórico

• 1961 - Estudos sobre a eﬁciência de comutação
de pacotes, Leonard Kleinrock
• 1969 - ARPAnet, DARPA (Defense Advanced
Research Projects Agency)
• UCLA (Los Angeles)
• SRI (Stanford)
• UCSB (Santa Bárbara)
• Universidade de Utah


/4*5P)4("3("<,5'),'5" Histórico
1961-1972: Princípios da comutação
de pacotes
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•  %mZ%;"Ç0'4,)+.`"É"5'+)4("3+"
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Histórico
1972-1980: Inter-rede, redes novas
e proprietárias
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Histórico
1980-1990: novos protocolos,
proliferação de redes
•  %mkQ;"4?80(,5(=>+"3+" •  ,+6(*")'3'*",(.4+,(4*;"
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Histórico
1990, 2000’s: comercialização,
a Web, novas aplicações
•  4,9.4+"3+*"(,+*"m$;"XR&X,'5")'-)(3("3'" c4,(0"3+*"(,+*"m$"É"(8P*"(,+"
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Histórico
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•  6+OK"693'+"8+)"<&"
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•  )'3'*"*'?"U+K"?+I4043(3'"


Recapitulando

• Comunicação entre computadores
• Arquitetura TCP / IP
• Camadas da arquitetura TCP / IP
• Modelo RM-OSI
• Histórico


Dúvidas

?

Referências
Redes e Histórico da internet: Capítulo 1

Redes e histórico: págs. 1 - 8

Rede de camadas: págs. 29 - 53
Histórico da internet: págs. 54 - 63


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