Cap. 1 - Introduo - 1TRC 1 NA
PROTOCOLOS DE REDES
Cap. 1 - Introduo - 2TRC 1 NA
Programa da Disciplina
INTRODUO
APLICAES
INTERCONEXODE
REDES
COMUNICAODE DADOSEM REDE
1.1.Conceito e Exemplos de Rede de Computadores1.2.Estrutura de Uma Rede Seus Principais Componentes1.3.Comunicao na Rede: Funes, mensagens e protocolos1.4.Organizando Tudo: o OSI e o TCP/IP
2.1.Introduo: Modelo Cliente/Servidor2.2 Nomes de Host e o DNS e o DHCP2.3.Correio Eletrnico2.4.Transferncia de Arquivos2.5.A WEB e o HTTP
3.1.Endereamento IPv43.2.Os Protocolos IPv4 e o ICMP3.3.Roteamento Bsico3.4.Os Protocolos TCP e UDP
4.1.Classificao das Redes4.1.Redes Locais (LAN): Conceitos e Ethernet 4.2.Redes de Longa Distncia (WAN): Meios Fsicos e Problemas, Multiplexao e Modulao, RS-232 e Modems, PPP e Frame Relay
FUNDAMENTOS EM COMUNICAO
DE DADOS
2.1.Transmisso Digital e Qualidade de Servio2.2.Topologias Fsicas de Rede2.3.Tcnicas de Comutao2.4.Princpios de Comunicao Digital
Cap. 1 - Introduo - 3TRC 1 NA
Captulo 1:INTRODUO
Cap. 1 - Introduo - 4TRC 1 NA
1.1Conceito e Exemplos deRedes de Computadores
Cap. 1 - Introduo - 5TRC 1 NA
Redes de Computadores
Rede deComunicao de Dados
Conjuntos de computadores interligados atravs de redes de comunicao de dados.
Cap. 1 - Introduo - 6TRC 1 NA
Exemplo de Rede (1) (Desenho Lgico)
Cap. 1 - Introduo - 7TRC 1 NA
Classificao das Redes
Redes Locais (LANs Local Area Networks)
Redes Metropolitanas (MANs Metropolitan Area Networks)
Redes de Longa Distncia (WANs Wide Area Networks)
Redes Pessoais (PANs Personal Area Networks)
Redes no Corpo Humano (BANs Body Area Networks)
Cap. 1 - Introduo - 8TRC 1 NA
LAN: Ex. 1: LAN Party
Cap. 1 - Introduo - 9TRC 1 NA
LAN: Ex. 2: Data Center 1
Cap. 1 - Introduo - 10TRC 1 NA
LAN: Ex. 3: Data Center 2
Cap. 1 - Introduo - 11TRC 1 NA
Wireless LANs
Cap. 1 - Introduo - 12TRC 1 NA
PANs: Exemplos
Cap. 1 - Introduo - 13TRC 1 NA
formada por um conjunto de dispositivos sensores sem fio distribudos de forma densa capazes de organizar a rede automaticamente e obter informaes do ambiente.
Rede de Sensores Sem Fio
Cap. 1 - Introduo - 14TRC 1 NA
Redes de Sensores: Monitorao
Cap. 1 - Introduo - 15TRC 1 NA
Redes de Sensores: Domtica
Sensor de Nvel de gua
Sensor de Aviso
Sensor de Abertura/Fechamento
Roteador de Banda LargaSensor de Energia
Sensor de Movimento
Sensor de Aviso
Sensor de Controle de gua
Sensor de Porta de Garagem
Repetidor
Cap. 1 - Introduo - 16TRC 1 NA
BANs: Exemplos (1)
Computao Vestida Monitorao
Cap. 1 - Introduo - 17TRC 1 NA
Rede Metropolitana de Alta Velocidade de Porto Alegre
Cap. 1 - Introduo - 18TRC 1 NA
MAN: Exemplo
Cap. 1 - Introduo - 19TRC 1 NA
REMAV SP: Rede Metropolitana de Alta Velocidade de So Paulo
Projeto INTERNET 2
Telefnica Anglica
Telefnica Perdizes
FAPESP
LARC
EPM
INCOR NET
CCE
PUC
EPUSP
Cap. 1 - Introduo - 20TRC 1 NA
MAN: Anis de Fibra tica
Cap. 1 - Introduo - 21TRC 1 NA
Transmisso para WAN
Microondas Fibra tica
Cap. 1 - Introduo - 22TRC 1 NA
RN
PB
PEALSE
MT
AMPA
MA
TO
BA
CE
PI
MS
MG
SP
ES
RJ
RS
PR
SC
AC
RO
RRAP
GO
DF
FLA_AD
SDR_CB
RCE_IR
BHE_FU
SPO_CO
SPO_IB
RJO_TP
VTA_SNJFA_RB
MNS_CE
BLM_GM
JPA_CT
NTL_PM
MCO_CT
BSA_GR
CPE_PL
CBA_GB
CTA_RBLDA_HG
CSL_CT
PAE_BVPAE_CT
GNA_UN
FNS_CQ
ULA_LI
Topologia da
Rede Multiservio
(ATM/FR)
WANs:
Cap. 1 - Introduo - 23TRC 1 NA
RNP: Rede Nacional de Pesquisa
Cap. 1 - Introduo - 24TRC 1 NA
WANs: A INTERNET
Cap. 1 - Introduo - 25TRC 1 NA
Cabos Submarinos e Rede Telegrfica em 1901
Cap. 1 - Introduo - 26TRC 1 NA
1.2Comunicao na Rede
Cap. 1 - Introduo - 27TRC 1 NA
A comunicao entre os equipamentos da rede feita hoje, na sua grande
maioria, atravs de mensagens, carregadas em um conjunto de um ou mais
pacotes.
Esses pacotes so unidades de informao, transmitidas normalmente de
maneira serial, bit a bit, pelas linhas ou canais de comunicao.
Essas mensagens vo comandar a execuo do mais diverso nmero de
funes e operaes na rede.
Essas mensagens precisam possuir formatos bem definidos para que os
programas de comunicao dos computadores e equipamentos de rede
interpretem exatamente o que significam e o que devem fazer.
OBSERVAES (1)
Cap. 1 - Introduo - 28TRC 1 NA
Alm disso, as operaes entre os equipamentos possuem sequncias
bem definidas, como por exemplo:
1. Enviar o pedido de conexo;
2. Esperar a resposta do pedido;
3. Recebeu a resposta afirmativa;
4. Enviar uma mensagem de dados;
5. Esperar a confirmao da chegada.
A definio do formato das mensagens, o significado de cada uma e a
seguncia de operaes correta e suas variaes denominado no
conjunto de PROTOCOLO DE COMUNICAO
OBSERVAES (2)
Cap. 1 - Introduo - 29TRC 1 NA
1.4Organizando Tudo
Cap. 1 - Introduo - 30TRC 1 NA
Numa rede misturamos todas as tecnologias existentes:
Par tranado;
Fibra tica;
Rdio;
Fazemos vrias coisas, at ao mesmo tempo:
Correio eletrnico,
Upload e download de arquivos,
Vdeo conferncia,
Etc...
COMO QUE CONTROLAMOS TUDO ISSO???
OBSERVAES (3)
Cap. 1 - Introduo - 31TRC 1 NA
1.4.1Sistema em Camadas
Cap. 1 - Introduo - 32TRC 1 NA
Um Modelo de Camadas para Comunicao:
Correio
Voc escreve e imprime
Documento eEntrega para
Secretria
Secretria coloca num envelope.
Manda para setor de
expedio
Setor de Expedio coloca num
malote.
Malote colocado numa VAN
Vai para o postode correio
Malote tirado Da VAN
Malote colocado
num caminho
Setor de Triagem verifica destino e manda para o
prximo posto
Vai para a cidade destino
Malote tirado Do caminho
Malote entregue a um carteiro
Setor de Triagem verifica destino e manda para o destino
Carteiro vai at o destino
Funcionrio abre o envelope e l o
documento.
Secretria pega envelope e
coloca na mesa do funcionrio
Setor de Expedio abre malote e entrega correspondncia
Malote entregue no destino
Cap. 1 - Introduo - 33TRC 1 NA
Um Modelo de Camadas para Comunicao:
Protocolos!!!
Voc escreve e imprime
Documento eEntrega para
Secretria
Secretria coloca num envelope.
Manda para setor de
expedio
Setor de Expedio coloca num
malote.
Malote colocado numa VAN
Vai para o postode correio
Malote tirado Da VAN
Malote colocado
num caminho
Setor de Triagem verifica destino e manda para o
prximo posto
Vai para a cidade destino
Malote tirado Do caminho
Malote entregue a um carteiro
Setor de Triagem verifica destino e manda para o destino
Carteiro vai at o destino
Funcionrio abre o envelope e l o
documento.
Secretria pega envelope e
coloca na mesa do funcionrio
Setor de Expedio abre malote e entrega correspondncia
Malote entregue no destino
Troca de documentos, conversa entre pessoas sobre vrios assuntos
Secretrias controlam entre si envio de documentos, re-envios, etc
Sistema de encaminhamento e triagem, identificao de correspondncia,
roteamento e controle de rotas
Cap. 1 - Introduo - 34TRC 1 NA
PROPRIEDADES DO MODELO
Todos os nveis so mutuamente independentes;
Apesar de usarem as funes de nveis inferiores, nolhes importam como so implementados;
As partes envolvidas entram em acordoantecipadamente a respeito de detalhes (regras) da
conversa em cada nvel: Protocolo deComunicao
Cap. 1 - Introduo - 35TRC 1 NA
FUNES DE REDE
Montar e interpretar comandos e respostas de sistemas e aplicaes Programas de aplicaes: correio
eletrnico, videoconferncia, etc.
Codificar comandos e respostas em bits e bytes
Tcnicas de codificao
Resolver Problemas de Diferenas de Velocidade de Processamento
Armazenamento e Controle de Fluxo
Acomodar Diferenas de Tamanho de Mensagens
Empacotamento e Desempacotamento
Mensagens p/ Destino Correto Evitando Linhas/ns Defeituosos
Endereamento e Roteamento
Transportar Mensagens Individuais Controle de Enlace
Colocar os Bits no meio fsico Modems
Manter Caminho Fsico Linhas de Comunicao de Dados (fio par tranado, rdio, fibra tica)
Funes Exemplos de Tcnicas
Cap. 1 - Introduo - 36TRC 1 NA
APLICAO
GERENCIAMENTO DE DILOGO
ENDEREAMENTO/ ROTEAMENTO
ENLACE
MODEMS
COMUNICAO LOCALPORTADORAS
1 2
1PC 2
WORKSTATION
INTERAO AOS PARES (I)
Cap. 1 - Introduo - 37TRC 1 NA
CD
CR
CL
APL
Seqncia de Bits
CD
CR
CL
APL
Seqncia de BitsLinha
Controle de Linha
Endereamento/Roteamento
Gerenciamento de Dilogo
Aplicao
INTERAO AOS PARES
Uso do Cabealho
Cap. 1 - Introduo - 38TRC 1 NA
1 2
1 2
PC ROTEADOR ROTEADOR WORKSTATION
INTERAO AOS PARES (III)
Cap. 1 - Introduo - 39TRC 1 NA
1.4.2Arquiteturas para Redes de Computadores
Cap. 1 - Introduo - 40TRC 1 NA
ARQUITETURA X IMPLEMENTAO
ARQUITETURA
IMPLEMENTAO
Definio das funes que uma rede de computadores e seus componentes devem executar.
Distribuio dessas funes atravs dos elementos de hardware e software da rede.
ARQUITETURA DE SISTEMA DE COMUNICAO
Conjunto de funes que interagem aos pares atravs de um conjunto de acordos chamado PROTOCOLO.
Portanto encontramos:
ARQUITETURAS DE REDES especificadas em termos de PROTOCOLOS DE COMUNICAOentre PARES IGUAIS DE NVEIS.
Elementos de um Protocolo
1. Sintaxe (formato)
2. Semntica (significado)
3. Sequncias (mecanismos)
Cap. 1 - Introduo - 41TRC 1 NA
ARQUITETURA TCP/IP
CAMADAS
APLICAO(WWW, E-mail,etc)
TCP
IP
Interface Fsica 1(Transmisso)
APLICAO(WWW, E-mail, etc)
TCP
IPIP IP
MEIO FSICO 1 MEIO FSICO 3MEIO FSICO 2
PC ROTEADOR ROTEADOR WORKSTATION
Controle do Enlace 1
Interf.Fsica 1
Contr.Enlace 1
Interf.Fsica 2
Contr.Enlace 2
Interf.Fsica 2
Contr.Enlace 2
Interf.Fsica 3
Contr.Enlace 3
Interface Fsica 3(Transmisso)
Controle do Enlace 3
Cap. 1 - Introduo - 42TRC 1 NA
EXEMPLOS DE ARQUITETURAS
So exemplos de arquiteturas:
TCP/IP: Transmission Control Protocol / Internet Protocol ( DoD )
SNA: Systems Network Architecture ( IBM )
IPX/SPX: Novell Architecture
OSI: Open Systems Interconnections ( ISO )
Cap. 1 - Introduo - 43TRC 1 NA
rgos de Padronizao em Redes e Telecomunicaes
ISO - International Standards Organization (Suia) ITU - International Telecommunication Union ( Ex CCITT) (Suia) EIA - Eletronic Industries Association (USA) IEEE - Institute of Eletrical and Eletronics Engineers (USA)
Administrao e padronizao na Internet IAB - The Internet Architecture Board IRTF - The Internet Reserach Task Force IETF - The Internet Engineering Task Force IANA - The Internet Assigned Numbers Authority InterNIC - The Internet Network Information Center CERT/CC - Computer Emergency Response Team - Coordinate Center
Cap. 1 - Introduo - 44TRC 1 NA
1.4.4O Modelo OSI:
Viso Geral das Camadas
Cap. 1 - Introduo - 45TRC 1 NA
ARQUITETURA OSI
O modelo de referncia composto por sete camadas
mdia fsica para o OSI
Aplicao
Apresentao
Sesso
Transporte
Rede
Enlace
Fsica
CAMADASISTEMA ABERTO
SISTEMA ABERTO RETRANSMISSOR
SISTEMA ABERTO
Cap. 1 - Introduo - 46TRC 1 NA
CAMADA FSICA
Transmisso transparente de seqncias de bits pelo meio fsico;
Contm padres mecnicos, funcionais, eltricos e procedimentos para acesso a esse meio fsico;
Mantm a conexo fsica entre sistemas;Vrios tipos de conexo:
Ponto-a-ponto ou multiponto
Full ou half duplex
Serial ou paralela
Cap. 1 - Introduo - 47TRC 1 NA
CAMADA DE ENLACE
Esconde caractersticas fsicas do meio de transmisso;
Prov meio de transmisso confivel entre dois sistemas adjacentes;
Funes mais comuns: Delimitao de quadro Deteco de erros Seqencializao Controle de fluxo
Cap. 1 - Introduo - 48TRC 1 NA
CAMADA DE REDE
Prov canal de comunicao independente do meio e dos meios;
Efetua operaes de chaveamento;
Funes caractersticas: Acesso sub-rede
Operao da rede
Interconexo de redes e de sub-redes
Endereamento lgico
Roteamento
Cap. 1 - Introduo - 49TRC 1 NA
Controla a comunicao fim-a-fim. Prov confiabilidade para as aplicaes;
Transferncia de dados transparente, independente de sub-redes; Significado fim-a-fim, independente de topologias de redes; Controle de qualidade de servio de rede global:
classes de servios:0 - Simples1 - Recuperao de erros bsicos2 - Multiplexao3 - Recuperao de erro e multiplexao4 - Deteco, recuperao de erros e multiplexao
CAMADA DE TRANSPORTE
Cap. 1 - Introduo - 50TRC 1 NA
CAMADA DE SESSO
Prov sincronismo de dilogo:Recepo x transmisso
Recupera conexes de transporte sem perder conexes de sesso;
Possui mecanismos de verificao (sincronizao);
No efetua multiplexao da camada de transporte;
Utiliza mesma conexo de transporte para vrias conexes de sesso no simultneas;
Cap. 1 - Introduo - 51TRC 1 NA
CAMADA DE APRESENTAO
Transparncia de representao de dados: sintaxes
Sintaxes: Do transmissor
Do receptor
De transferncia
Contexto de apresentao:Sintaxe abstrata + sintaxe de transferncia
Cap. 1 - Introduo - 52TRC 1 NA
CAMADA DE APLICAO
Funes especficas de utilizao dos sistemas;
Categoria de processos de aplicao Correio eletrnico Transferncia de arquivos Servio de diretrio Processamento de transaes Terminal virtual Acesso a bancos de dados Gerncia de rede
Formato de dadosEDI/EDIFACT: electronic data interchange for administration, commerce, and trading
ODA/ODIF: open document architecture/interchange format
CGM/CGMIF: computer graphics metafile/interchange format
HTML: Hipertext Markup Language
XML: Extended Markup Language
MPEG: Moving Picture Especification Group
Cap. 1 - Introduo - 53TRC 1 NA
1.4.3Arquitetura TCP/IP
Cap. 1 - Introduo - 54TRC 1 NA
Arquitetura TCP/IP
Aplicaes
Fsica
Transporte
Rede
FSICA
ENLACE
REDE
TRANSPORTE
SESSO
APRESENTAO
APLICAO
Enlace
Aplicaes
Transporte
IP
Sub-rede
Cap. 1 - Introduo - 55TRC 1 NA
Arquitetura TCP/IP
SNMP FTP SMTP Telnet
Sub - Rede
IP, ICMP, ARP, RARPProtocolos de Roteamento
TCP , UDP
Legenda:ARP - Address Resolution Protocol FTP - File Transfer ProtocolIP - Internet Protocol ICMP - Internet Control Message ProtocolRARP - Reverse Address Resolution Protocol SNMP - Simple Network Management ProtocolSMTP - Simple Mail Transfer Protocol TCP - Transmission Control ProtocolUDP - User Datagram Protocol
Cap. 1 - Introduo - 56TRC 1 NA
Arquitetura TCP/IP
So definidas diversas aplicaes: Transferncia de Arquivos:
FTP (File Transfer Protocol). NFS (Network File System).
Correio Eletrnico: SMTP (Simple Mail Transfer Protocol). POP3 (Post Office Protocol).
Terminais Virtuais: TELNET.
World Wide Web: HTTP (Hipertext Transport Protocol).
Gerenciamento de Redes: SNMP (Simple Network Management
Protocol).
Aplicaes
Acesso Sub-Rede
Transporte
Rede
Cap. 1 - Introduo - 57TRC 1 NA
Arquitetura TCP/IP
TCP (Transmission Control Protocol): comunicao fim-a-fim confivel.
orientado conexo. implementa mecanismos de controle de
erro e fluxo.
UDP (User Datagram Protocol): comunicao fim-a-fim simples.
no-orientado conexo. no implementa mecanismos de controle
de erro e de fluxo. a aplicao responsvel por suportar
mecanismos de confiabilidade.
Aplicaes
Acesso Sub-Rede
Transporte
Rede
Cap. 1 - Introduo - 58TRC 1 NA
Arquitetura TCP/IP
IP (Internet Protocol): comunicao fim-a-fim simples. no-orientado conexo.
ICMP(Internet Control Message Protocol) notificao de no-entrega de pacotes. teste de comunicao (e.g., eco). regulao de fluxo (source quench).
Protocolos de Traduo de Endereos: ARP (Address Resolution Protocol) RARP (Reverse ARP).
Protocolos de Roteamento: RIP (Routing Information Protocol). OSPF (Open Shorthest Path First).
Aplicaes
Acesso Sub-Rede
Transporte
Rede
Cap. 1 - Introduo - 59TRC 1 NA
Arquitetura TCP/IP
Os protocolos da Arquitetura TCP/IP podem ser empregados sobre diversas tecnologias de redes.
Como exemplos, podem-se citar: Ethernet. Frame Relay PPP ADSL etc
Aplicaes
Acesso Sub-Rede
Transporte
Rede
Cap. 1 - Introduo - 60TRC 1 NA
Arquitetura TCP/IP
Estao A
Estao B
Exemplo de Comunicao em uma Rede TCP/IP
Estao C Estao D
Cap. 1 - Introduo - 61TRC 1 NA
Protocolo FTP
Ethernet
ClienteFTP
IP
driverEthernet
Protocolo TCPTCP
Protocolo IP
ServidorFTP
Protocolo LLC/ Ethernet
Aplicao
Transporte
Rede
Acesso rede
Arquitetura TCP/IP
TCP
IP
driverEthernet
Estao A Estao D
Cap. 1 - Introduo - 62TRC 1 NA
Arquitetura TCP/IP Dados deUsurio
Cabealhode aplic.
Dados deUsurio
CabealhoTCP Dados de Aplicao
segmento TCP
CabealhoTCP
CabealhoIP Dados de Aplicao
datagrama IP
cabealhoTCP
cabealhoIP dados de aplicao
TrailerEthernet
CabealhoEthernet
14 20 20 4quadro Ethernet
ClienteFTP
IP
driverEthernet
TCP
Aplicao
Transporte
Rede
Acesso rede
Estao A
Cap. 1 - Introduo - 63TRC 1 NA
Arquitetura TCP/IP
U
FU
TA
T IA
T IAE E
FTP
IP
Eth
TCP
U
FU
TA
T IA
T IAE E
FTP
IP
Eth
TCP
Estao A Estao D
Cap. 1 - Introduo - 64TRC 1 NA
Identifique a Camada
Funo ou Problema Camada Responsvel
Tecnologia para derivao multiponto de uma fibra tica.
Manter condies de desempenho de rede, tais como tempo de resposta e vazo.
Permitir acesso de vrias aplicaes simultneas rede.
Efetuar transformaes de estrutura de armazenamento de tipos de matrizes de dados.
Fazer criptografia dos dados em tempo real, ou seja, no momento da transmisso.
Identificao de mensagem (quadro) de dados com tamanho incorreto, geralmente maior que o permitido.
Recuperar-se de uma perda de comunicao.
Cap. 1 - Introduo - 65TRC 1 NA
Exerccio: monte a representao de camadas e as interconexes dos equipamentos da rede abaixo
PC ROTEADORROTEADOR WORKSTATIONS
So Paulo
Rio de Janeiro
PC ROTEADOR
Braslia
ROTEADOR
ROTEADOR
ROTEADOR