Redes de Computadores Arquitetura de Protocolos Prof.ª Ana Cristina Benso da Silva Faculdade de Informática PUCRS

Redes de Computadores

Arquitetura de Protocolos

Prof.ª Ana Cristina Benso da Silva

Faculdade de Informática

PUCRS

Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

Arquitetura de Protocolos

EncapsulamentoSegmentação e BlocagemControle de ConexãoEntrega ordenadaControle de FluxoControle de ErroEndereçamentoMultiplexaçãoServiços de Transmissão


Encapsulamento

Adição de informações de controle aos dadosinformações de endereçamentoinformações para detecção de erroinformações de controle do protocolo

Cada protocolo adiciona seus dados de controle, formando um novo header


Encapsulamento

Cada nível recebe os dados de níveis superiores, encapsulando as informações recebidas em um novo frame


Segmentação

Blocos de dados estão fora dos limitesMensagens do nível de aplicação são

grandesPacotes de redes devem ser pequenosDividir um pacotes em vários é

segmentação (ou fragmentação no TCP/IP)blocos ATM (células) tem 53 bytesblocos Ethernet (frames) tem 1500 bytes


Por que Fragmentar?

Vantagenscontrole de erro mais eficienteigualdade no acesso aos recursos da redeatraso menorbufferes menores para envio/recepção

DesvantagensOverheadsaumenta as interrupções no receptormais tempo de processamento


Controle de Conexão

Estabelecimento da conexãoTransferência de dadosEncerramento da conexãoGerenciamento de resets ou perda da

conexãoNúmeros de seqüência usados para

entrega ordenadacontrole de fluxocontrole de erro


Serviço Orientado à Conexão


Serviço Não Orientado à Conexão


Serviços Confirmados

service.request

service.indication

service.confirmservice.response


Serviços Não Confirmado

service.request

service.indication


Entrega Ordenada

Pacotes passam por diferentes redes até chegar ao destino

Pacotes podem chegar fora de ordemNúmero seqüencial permite a ordenação

dos pacotes


Controle de Fluxo

Executado pela entidade receptoraLimita a quantidade ou a taxa de

transferência dos dados Stop and waitSistema de créditos

Sliding window


Controle de Erros

Controla perdas e erros de transmissãoDetecção de erros

A origem insere bits para detecção de errosO receptor verifica a ocorrência de errosSe está OK, aceita o pacote (acknowledge)Se tem erros, descarta o pacote

RetransmissãoSe o reconhecimento não chegar a origem em tempo,

retransmite o pacote. Executado em vários níveis


Endereçamento

Nível do EndereçamentoEscopo do EndereçamentoIdentificadores de ConexãoModo de Endereçamento


Nível do Endereçamento

Nível na arquitetura em uso na entidadeEndereço único para cada sistema e

roteadoresEndereço de nível de rede

Endereço IP (TCP/IP)NSAP - Network service access point (OSI)

Processos dentro do sistemaNúmero da porta (TCP/IP)SAP - Service access point (OSI)


Conceitos de Endereço


Escopo do Endereçamento

Endereço global únicoExiste somente um sistema com endereço X

Aplicabilidade globalEm qualquer sistema é possível identificar qualquer

outro sistema pelo seu endereço globalO endereço X identifica um sistema visível de qualquer

lugar da rede

Exemplo: Endereços MAC em redes IEEE 802


Modos de Endereçamento

Usualmente um endereço refere-se a um único sistemaUnicast

Pode endereçar todas as entidades dentro de um domínioBroadcast

Pode endereçar um subconjunto de entidades dentro de um domínioMulticast


Multiplexação

Suporte a múltiplas conexões em uma máquina

Mapeamento de múltiplas conexões de um nível e uma conexão de outro nível


Serviços de Transmissão

Prioridadecontrole de mensagens

Quality of service (QoS)throughput mínimo aceitávelretardo máximo aceitável

Segurançarestrições de acesso


Modelo de Referência OSI

Princípios:nível tem funções bem definidas e

diferenciadasnúmeros de níveis suficientes para conter

as funções distintas sem sobrecarga ou redundância

arquitetura para interoperabilidade de sistemas heterogêneos


Open System Interconnection

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Redes

Enlace

Físico

Transferência de Arquivos, E-mail, etc

Sintaxe Abstrata, Sintaxe de Contexto

Estabelecimento e Gerência da Conexão

Comunicação fim-a-fim

Roteamento, endereçamento,...

Ethernet, Fast Ethernet, ...

Transmissão de sinais


OSI - Protocolo de Nível N

P. Sessão

Físico

Enlace

Rede

Transporte

Sessão

Apresentação

Aplicação

Físico

Enlace

Rede

Transporte

Sessão

Apresentação

AplicaçãoP. Aplicação

P. Apresentação

P. Transporte

P. Rede

P. Enlace

P. Físico


O Ambiente OSI


Fluxo de Informações

No envio os dados são processados do nível mais alto para o mais baixo

Na recepção os dados recebidos são processados na ordem inversa


Framework OSI


Framework ...

N + 1

N

N - 1

SAP

SAP

N + 1

N

N - 1

SAP

SAP

Protocolo N + 1

Protocolo N

Protocolo N - 1


Conceitos

Especificação de protocolosoperam entre o mesmo nível entre dois sistemaspode envolver diferentes sistemas operacionaisa especificação deve ser precisa

no formato das unidades de dados na semântica de todos os campos

Definição de Serviçodescrição do que é provido

Endereçamentoreferenciado pelos SAPs (Service Access Points)


Níveis OSI

Físicodispositivos entre interfaces físicas

mecânicaelétricafuncionalprocedural

Enlaceativação, manutenção e desativação de um

enlace confiáveldetecção e controle de erro


Níveis ...

Rede informações de transporteníveis superiores não necessitam conhecer a tecnologia

subjacente

Transporte transporte de dados entre sistemas fim-a-fimcontrole de errosequenciamentocontrole de fluxoQoS


Níveis ...

SessãoControle de diálogos entre aplicaçõesSincronizaçãoRecuperação de falhas

ApresentaçãoCodificação e formatação de dadosCompressão de dadosCriptografia

AplicaçãoX.500, X.400, FTAM, CMISE (CMIP), ...


O Uso de Relay


Modelo TCP/IP

Arquitetura de protocolos comercialmente dominante

Especificada e extensivamente utilizada antes da OSI

Desenvolvida por pesquisadores do departamento de defesa

Usada na Internet


Modelo TCP/IP

Aplicação

Tranporte

Internetwork

Host to Network

FTP Telnet HTTP

TCP UDP

IP

Ethernet Ponto-a Fast E. Ponto

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Físico


Arquitetura TCP/IP

Nível de AplicaçãoComunicação entre processos de aplicação

Nível de TransporteTransmissão de dados fim-a-fimPode incluir mecanismos de confiabilidade (TCP)Suprime detalhes dos níveis inferiores

Nível de RedeRoteamento de pacotes Interface entre o sistema e a rede


PDUs no TCP/IP


Protocolos de Aplicação TCP/IP

Redes de Computadores

Comunicação de Dados

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Modelo de Comunicação

OrigemGera dados a serem transmitidos

TransmissorConverte os dados em sinais transmissíveis

Sistema de TransmissãoTransmite os sinais

ReceptorConverte os sinais recebidos em dados

DestinoTrata os dados recebidos


Modelo - Diagrama


Comunicação

Utilização do sistema de transmissão InterfaceamentoGeração de SinaisSincronizaçãoDetecção e correção de errosEndereçamento e roteamentoFormatação das mensagensSegurançaGerenciamento da rede


Modelo de Comunicação - Sinais


A Rede

Ligações ponto-a-ponto nem sempre são práticasdistância entre os dispositivosgrande número de dispositivos interconectados

Rede de comunicação


Modelo de Rede


Wide Area Networks - WANs

Grande áreas geográficasRede pública de comunicaçãoHíbrida = redes pública + redes privadaTecnologias

Redes de Comutação de CircuitosRedes de Comutação de PacotesFrame relayAsynchronous Transfer Mode (ATM)


Local Area Networks - LANs

Distâncias geográficas pequenasUsualmente privadasAlta taxa de transferência de dados (Mbps)Tecnologias

Ethernet, Fast Ethernet, GigaEthernetToken RingATM


Protocolos x Modelo de Comunicação

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