Introdução a Redes de

Computadores

Universidade Católica de Pelotas

Curso de Engenharia da Computação

Disciplina: Redes de Computadores I

Sumário

• Introdução• Evolução dos Sistemas• Redes de Computadores

▫ Histórico▫ Elementos necessários▫ Endereçamento▫ Pacotes▫ Compartilhamento▫ Detecção de Erros▫ Protocolo▫ Categoria de Redes

• E a Internet?

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Introdução (1/3)

Cada um dos 3 últimos séculos foi dominado por uma única tecnologia:

▫ O século XVIII foi o tempo dos grandes sistemas mecânicos Revolução Industrial

▫ O século XIX foi a idade da máquina a vapor

▫ O século XX foi pródigo em tecnologias, mas considera-se a mais importante os recursos de coleta, processamento e distribuição da informação Rede mundial de telefonia, rádio e TV, indústria dos

computadores, satélites de comunicação, Internet .

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Introdução (2/3)

A comunicação é uma das maiores necessidades humanas

▫ Marco: telégrafo de Samuel Morse em 1838

▫ A partir daí a evolução dos sinais elétricos transmitidos a distância atravessou uma evolução muito grande.

▫ Por outro lado o armazenamento de dados e o tratamento de informações da década de 50 até os dias de hoje mudou a civilização ao ponto de caracterizá-la como a Era da Informação.

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Introdução (3/3)

• A conjunção destas 2 tecnologias revolucionou o mundo atual

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TelecomunicaçãoProcessamento

de Dados

Evolução dos Sistemas (1/4)Década de 50 - Processamento batch

▫ uma única entrada de dados (cartões perfurados ou fitas) e programas (jobs) executados em lote (batch).

▫ Nenhuma forma de interação direta usuário-computador.

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Evolução dos Sistemas (2/4)

Década de 60 - Processamento Centralizado▫ um computador fornecia a informação para a organização;

▫ um único banco de dados;

▫ usuários conectados ao computador central através de terminais remotos interativos.

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Evolução dos Sistemas (3/4)Década de 70 - Processamento Descentralizado

▫ Cada departamento ou componente geográfico da organização possuía um computador de porte mini ou médio;

▫ Sistemas pequenos e dispersos mais acessíveis ao usuário;

▫ Sistemas que exigiam grande capacidade continuaram centralizados devido ao ainda alto custo de cada máquina.

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Evolução dos Sistemas (4/4)

Redes de Comunicação de Dados

▫ Compatibilidade entre diferentes sistemas de dados locais (LAN) e sistemas de grandes proporções geográficas (WAN-MAN);

▫ Transmissão mais rápida e eficiente com as redes digitais de comunicação de dados.

▫ Integração de sistemas.

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Redes de Computadores

▫ Histórico

▫ Elementos necessários à Rede

▫ Endereçamento

▫ Pacotes

▫ Compartilhamento

▫ Detecção de Erros

▫ Protocolo

▫ Categoria de Redes

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Redes de Computadores

• Uma Rede de Computadores é formada por um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos interligados por um sistema de comunicação

• Elementos

▫ Meios de transmissão

▫ Protocolos

▫ Serviços

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Sistema de comunicação

Elementos necessários à Rede▫ Serviços de rede

Recursos compartilhados pelos computadores Executados por uma combinação de

hardware/software Serviços diferentes podem ser oferecidos

simultaneamente▫ Meio de transmissão

Caminho usado para comunicação entre os computadores

Inclui as tecnologias de cabo e sem cabo▫ Protocolos

Regras necessárias para estabelecer a comunicação entre equipamentos de rede

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Breve Histórico

• Primeiras pesquisas entre 1962 e 1964

• Agência ARPA (que originou a atual Internet)

• Sistemas comerciais usavam time-sharing, depois redes locais de minicomputadores - 1967

• Rede ALOHA via rádio interligando terminais na Universidade Honolulu (1970)

• Rede CYCLADES - França (1970-75)

• Rede ETHERNET - Xerox, Digital e Intel - (1972)

• Rede CAMBRIDGE - interligar universidades (1974)

• EPPS - Rede de comutação de pacotes - Inglaterra

• TRANSPAC (França), TELENET(USA), RENPAC (Brasil)

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Endereçamento

• Em uma interligação em rede, o endereço de um dispositivo é sua identificação única.

• Endereços geralmente são numéricos e seguem um formato padrão bem definido.

• O endereço deve identificar a qual rede (ou área) e a qual host (ou nó) pertence o equipamento.

• Equipamentos de uma mesma rede podem se comunicar diretamente entre si usando um protocolo comum.

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Pacotes

• Na maioria das redes, as informações enviadas são quebradas em partes menores chamadas “pacotes”

• 2 motivos principais

▫ Compartilhamento de recursos

▫ Detecção e correção de erros

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Compartilhamento• Nas redes com mais de 2 computadores, o meio físico de

conexão é compartilhado por todos▫ Havendo comunicação entre 2 pontos os demais devem aguardar

(como uma linha telefônica).

▫ Se os 2 dispositivos precisarem transferir um volume muito grande de dados eles monopolizariam a linha, o que seria inadequado.

• O desmembramento em pacotes permite que circulem na rede vários pacotes e que outros usuários encaixem no meio físico os seus pacotes▫ Assim em um dado momento vários pacotes com origem e

destinos diferentes estão trafegando na rede.

▫ Cada pacote contem informações suficientes para que seja recomposto e reordenado e a mensagem original será reconstruída adequadamente.

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Detecção de Erros

• A comunicação em rede é feita através de sinais elétricos em fios, ondas de radio ou raios luminosos, sujeitos a interferências que podem danificá-los.

• Saber lidar com pacotes adulterados é uma questão importante da interligação de redes

• Várias técnicas de detecção e correção de erros são baseadas em somas de verificação (checksum) .▫ Quando o emissor transmite o pacote, uma totalização em cima

dos bytes transmitidos é calculada e o resultado enviado junto com a informação

▫ No destino, o receptor isola a soma, recalcula a soma de bytes e compara com o valor isolado

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Protocolo

• Cada pacote deve conter dados de endereçamento para que possam chegar ao seu destino e serem recompostos

• Protocolo é um conjunto de regras que definem a forma de construção do pacote.

• O protocolo também identifica o momento de se enviar o pacote, quais pacotes devem ser enviados, quais devem ser reenviados devido a erro de transmissão e o que fazer para que eles sejam reconstruídos

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Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados do pacote

Categorias de Redes

• LAN (Local Area Network)

• MAN (Metropolitan Area Network)

• WAN (Wide Area Network)

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LAN - Local Area Network

Rede local

▫ Rede que permite a conexão entre equipamentos numa pequena região (distâncias entre 100 m e 25 km)

▫ Este limite é apenas uma mera formalidade não sendo imposto pelos limites do hardware nem pela capacidade da rede

▫ Altas taxas de transmissão

▫ Geralmente de propriedade privada

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Exemplo de uma Rede LAN

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MAN - Metropolitan Area Network

Redes Metropolitanas

▫ Operam em áreas maiores que as LAN e com menores velocidades

▫ O termo surgiu com o padrão IEE 802.6.

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Rede 3G

G

G

GRede 4 Rede 5

Rede 1

Rede 2G

EE

E E

E

EE

E

Cemig

Prodemge

Prodabel

Embratel

Exemplo de uma Rede MAN

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WAN - Wide Area Network

Redes geograficamente Distribuídas

▫ Surgiram da necessidade de compartilhar recursos especializados por uma maior comunidade de usuários geograficamente dispersos

▫ Altos custos de comunicação (circuitos para satélites e enlaces de microondas)

Geralmente financiadas pelo Serviço Público ou por operadoras de telecomunicações

Caminhos alternativos levam às fibras óticas de longa distância, repetidoras de satélite, estações rastreadoras, etc.

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Exemplo de uma Rede WAN

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E a Internet?

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E a Internet?A maior e mais bem desenvolvida rede.

▫ Conecta usuários do mundo inteiro.

▫ Não é realmente uma rede, mas, sim,

uma coleção de milhares de redes.

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Conectando-se

• Para acessar a Internet, é necessário conectar-se a um computador servidor.▫ O servidor recebe, processa e transmite

informações.

• Os computadores usam um padrão para se comunicarem.

• É necessário um provedor de serviços da Internet – Internet Service Provider (ISP).

Provedores de Serviços (Internet

Service Providers)

• O proprietário de um computador servidor:▫ Cobra uma taxa de acesso à Internet. A taxa pode garantir acesso ilimitado ou basear-se

na utilização do serviço.

• Constitui um meio para o usuário conectar-se ao servidor.▫ Uma vez conectado, você pode conectar-se à

Internet e a todos os outros computadores servidores.

Duvidas?

Perguntas?

• Folha de exercício 1

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