Fundamentos de Redes e Sistemas Distribuídosthom/redes/aula1.pdf · · 2015-09-30Copyright -Todos os direitos reservados 1 Fundamentos de Redes ... Por que usar redes de computadores?

Prof. Dr. Rodrigo Clemente Thom de Souza

(UFPR)

30/09/2015

Copyright - Todos os direitos reservados 1

Fundamentos de Redes

e Sistemas DistribuídosAula 01 – Introdução


Critérios de Avaliação

• M=(P1+P2+P3+T)/4

– P1: Prova escrita (valor 100) � data: 11/11/2015



– T: Trabalhos (valor 100) � datas: 26/10, 28/10, 04/11, 03/02, 08/02 e 10/02

• Média mínima para aprovação: 70

• Frequência mínima para aprovação: 75%

• EXAME: Os alunos que ficarem com frequência igual ou superior a 75% e

média maior ou igual a 40 e menor que 70 ficam para exame final (prova

escrita valendo 100)

• No exame final serão aprovados na disciplina os que obtiverem grau

numérico igual ou superior a 50 na média aritmética entre o grau do exame

final e a média do conjunto das avaliações realizadas


(UFPR)

30/09/2015


Bibliografia Recomendada

• TANENBAUM, A. S., WETHERALL, D. J. Redesde Computadores. 6a ed. São Paulo: Pearson,

2013.

• COULOURIS, G., DOLLIMORE, J., KINDBERG, T.

Sistemas Distribuídos – Conceitos e Projeto.

5a. ed. São Paulo: Bookman, 2013.

Conteúdo

• Introdução:– Hardware de Rede– Software de Rede– Exemplos

• Modelos de Referência:– OSI– TCP/IP

• Camadas:– Camada de Aplicação– Camada de Transporte– Camada de Rede– Camada Física

• Sistemas Distribuídos:– Características– Modelos– Desafios– Coordenação Distribuída

• Segurança:– Questões Sociais


(UFPR)

30/09/2015


Trabalho: Exemplos de Redes

Temas:• 26/10

– NFC (Rhayanne)

– TV a Cabo (João Martioro)

– Telefonia Móvel 3G/4G (Matheus)

• 28/10– Bluetooth (Taísa)

– Rede Pública de Telefonia Comutada (Wagner)

– WiFi 802.11 (Eli)

– Rede de Comunicação via Satélite Iridium/Globalstar/Teledesic (Neiva)

• 04/11– Internet (Sean)

– Ethernet (Kléber)

– ATM (Leonardo)

– Frame Relay (João Bosco)

• X.25

• BBS

Sugestões de conteúdo:• Origem e histórico

• Conceitos físicos e tecnologias utilizadas

• Arquitetura, protocolos e camadas

• Vantagens e desvantagens

• Perspectivas futuras

Revolução Industrial

• Cada um dos três séculos anteriores foi dominado por uma única tecnologia:– Século 18 - Grandes sistemas mecânicos

– Século 19 - Máquinas a vapor

– Século 20 - Aquisição, processamento e distribuição de informações

• Meios de comunicação: Redes de telefonia em escala mundial, rádio e TV, satélites de comunicação

• Informática

• Fusão Computadores + Comunicações � Redes de Computadores

Obs: Século 21 - Convergência


(UFPR)

30/09/2015


Definição

• Rede de computadores: conjunto de computadores autônomos interconectados por uma única tecnologia

– Dois computadores estão interconectados quando podem trocar informações

– Tipos de conexões: fio de cobre; fibras ópticas, microondas, ondas de infravermelho e satélites de comunicações

PERGUNTAS: Internet é uma rede? WWW é uma rede?

Resposta

• Não.

– A Internet é uma rede de redes

– A Web é um Sistema Distribuído (SD) que funciona

na Internet


(UFPR)

30/09/2015


SD x Rede de Computadores

• SD = conjunto de computadores independentes que, para os usuários, parece ser um único sistema coerente, por meio de uma camada de software intermediária (middleware) – Ex: WWW - nela tudo tem a aparência de um documento (uma página da Web)

• Rede de Computadores:– Esta coerência e este middleware estão ausentes

– Os usuários ficam expostos às máquinas reais, sem qualquer tentativa por parte do sistema de fazer as máquinas parecerem e atuarem de modo coerente

– Se as máquinas tiverem hardware diferente e SOs distintos, isso será totalmente visível para os usuários

– Se quiser executar um programa em uma máquina remota, o usuário terá de efetuar o login nessa máquina e executar o programa lá

• Na prática, um SD é um sistema de software instalado em uma rede!• É o software que determina a diferença entre uma rede e um SD, não o

hardware!• Apesar disso, há uma considerável sobreposição entre os dois assuntos:

– Ex: SDs e Redes precisam movimentar arquivos (a diferença está em quem é o responsável pela movimentação, o sistema ou o usuário)

Por que usar redes de computadores?

• Aplicações comerciais– Compartilhamento de recursos: tornar

todos os programas, equipamentos e dados ao alcance de todas as pessoas na rede, independentemente da localização física do recurso e do usuário

• Ex: impressora comum

– Compartilhamento de informações: servidores de dados mantidos em um local central por um administrador de sistemas e acessados por clientes

• Ex: modelo cliente-servidor

– Comunicação entre pessoas• Exemplos: e-mail, videoconferência, edição

compartilhada de documentos

– Negócios eletrônicos• Exemplos: SCM, E-commerce...


(UFPR)

30/09/2015


Por que usar redes de computadores?

• Aplicações domésticas– Acesso a informações remotas

• Ex: Web, Internet Bank...

– Comunicação entre pessoas• Ex: Instant Messengers, Newsgroups, Redes Sociais,

Comunicação não hierárquica (P2P), VoIP...

– Entretenimento interativo• Ex: Jogos online, simuladores, E-learning, Vídeos On

Demand...

– Comércio eletrônico

– Usuários móveis

– Redes domésticas

Questões Sociais

• Privacidade

– Ex: cookies, espionagem governamental, hacking, spams

• Liberdade de Opinião (e alcance)

– Ex: aconselhamento médico, posts anônimos,

cyberbullying, haters

• Marco Civil da Internet


(UFPR)

30/09/2015


Hardware de Rede

• Tecnologia de Transmissão

• Escala

Classificação de Redes

(por Tecnologia de Transmissão)

• Links de difusão: possuem apenas um canal de comunicação, compartilhado por todas as máquinas da rede.Um campo de endereço dentro do pacote especifica o destinatário pretendido. Quando uma máquina recebe o pacote, verifica o campo de endereço:

• Se o pacote se destinar à máquina receptora, ela o processará

• Se for destinado a alguma outra máquina, o pacote é ignorado

– Multicasting: admitem a transmissão para um subconjunto das máquinas

– Broadcasting: endereçamento de um pacote a todos os destinos, com a utilização de um código especial no campo de endereço

• Links ponto a ponto: conexões entre pares de máquinas individuais– Unicasting: um pacote nesse tipo de rede talvez tenha de visitar

máquinas intermediárias até chegar ao seu destino (problema do roteamento)


(UFPR)

30/09/2015


Classificação de Redes

(por Escala)

Redes Pessoais (PAN)

• Redes destinadas a uma única pessoa

– Exemplos:

• car kit multimídia bluetooth

• teclado infrared

• aparelhos de audição

• marca-passos

• frequência cardíaca


(UFPR)

30/09/2015


Redes Locais (LAN)

• Redes privadas contidas em um único edifício

com até alguns km de extensão

– Exemplos: escritórios, redes domésticas, LAN house...

– Tamanho restrito: o pior tempo de transmissão é

limitado e conhecido com antecedência. O

conhecimento desse limite permite a utilização de

determinados tipos de projetos que em outras

circunstâncias não seriam possíveis, além de

simplificar o gerenciamento da rede

– Diversas topologias: barramento, anel, estrela...

– Controle de colisão entre pacotes (ex: Token Ring)

Redes Metropolitanas (MAN)

• Abrangem uma cidade

• Exemplo: Rede de TV a cabo (oferece serviços

de Internet de mão dupla em partes não

utilizadas do espectro da TV a cabo)


(UFPR)

30/09/2015


Redes Geograficamente Distribuídas (WAN)

• Abrange uma grande área geográfica (ex: país ou continente)

• Separa os aspectos da comunicação pura da rede (sub-rede) dos aspectos de aplicação (hosts)

• Pode operar por comutação de pacotes (roteamento) ou sistema de satélites

• Hosts: usuários conectados por uma sub-rede de comunicação operada por um provedor (empresa de telefonia ou provedor de Internet)

• Sub-rede: transporta mensagens de um host para outro usando:– Linhas de transmissão: transportam os bits entre as máquinas e podem

ser formadas por fios de cobre, fibra óptica, enlaces de rádio...

– Elementos de comutação (roteadores): computadores especializados que conectam três ou mais linhas de transmissão. Quando os dados chegam a uma linha de entrada, o elemento de comutação deve escolher uma linha de saída para encaminhá-los

Exemplo de WAN


(UFPR)

30/09/2015


Software de Rede

• Hierarquia de Protocolos

• Questões de Projeto relacionadas às Camadas

• Orientação a Conexões

• Primitivas de Serviço

• Serviços x Protocolos

Hierarquia de Protocolos

• Objetivo: reduzir a complexidade do projeto de rede (organizando-a em uma pilha de camadas)

• Camada: “provedor” de serviços específicos a camadas superiores (mas mantendo encapsulados seu estado interno e detalhes de implementação)

• Protocolo: acordo (regras) para comunicação entre máquinas

• Arquitetura de Rede: conjunto de camadas e protocolos

• Pares (peer): entidades (processos, dispositivos de hw, seres humanos) que ocupam uma mesma camada em máquinas diferentes se comunicando por um protocolo


(UFPR)

30/09/2015


Questões de Projeto• IDENTIFICAÇÃO DE TRANSMISSORES E RECEPTORES DE UMA MENSAGEM:

– Uma solução seria criar uma forma de endereçamento (ex: HEAD)

• CONTROLE DE ERROS:– O receptor deve ter algum meio para informar ao transmissor quais mensagens

foram recebidas corretamente e quais não foram (ex: ACK)

• TAMANHO DE MENSAGENS: – Muito grandes: mecanismos de desmontagem, transmissão e remontagem de

mensagens

– Muito pequenas (unidades de mensagem tão pequenas que o envio de cada uma separadamente se torna ineficiente): reunir várias mensagens com um destino comum em uma grande mensagem e desmembrá-la na outra extremidade

• ORDENAÇÃO DE PACOTES NO RECEPTOR:– Uma solução seria enumerá-los

• CONTROLE DE FLUXO:– O que fazer com os pacotes enumerados recebidos enquanto não chegam seus

predecessores?

– Como impedir que um transmissor envie uma quantidade excessiva de dados a um receptor mais lento?

– Limitar o transmissor a uma velocidade de transmissão pré-determinada?

Serviços

• Orientados a Conexões:

– Baseado no sistema telefônico

– estabelecer conexão � utilizá-la � liberá-la)

• Não Orientados a Conexões:

– Baseado no sistema postal

– Cada mensagem carrega seu endereço de destino

completo e é roteada em cada nó da rede de

modo independente das outras mensagens


(UFPR)

30/09/2015


Primitivas de Serviço

• Um serviço é especificado formalmente por

um conjunto de primitivas (operações)

• Exemplo:

Serviços x Protocolos

• Serviço: conjunto de primitivas que cada camada (camada fornecedor do serviço) oferece à camada acima (camada usuário do serviço)– Um serviço gerencia o relacionamento entre duas

camadas diferentes

• Protocolo: conjunto de regras que controla o formato dos pacotes trocados em uma mesma camada por entidades pares diferentes (ex: cliente e servidor)– Um protocolo gerencia o relacionamento entre

máquinas diferentes referente a uma mesma camada

Documents

Fundamentos de Redes e Sistemas Distribuídosthom/redes/aula1.pdf · · 2015-09-30Copyright -Todos os direitos reservados 1 Fundamentos de Redes ... Por que usar redes de computadores?