Redes de computadores I

1. Redes de computadores I Prof: Diovani Milhorim

2. Comutação de dados Comutação de pacotes X comutação de circuitos.

3. Comutação de circuitos A comutação de circuitos, em redes de telecomunicações, é um tipo de alocação de recursos para transferência de informação que se caracteriza pela utilização permanente destes recursos durante toda a transmissão. É uma técnica apropriada para sistemas de comunicações que apresentam tráfego constante (ex: a comunicação de voz), necessitando de uma conexão dedicada para a transferência de informações contínuas.

4. Comutação de circuitos Essencialmente, uma comunicação via comutação de circuitos entre duas estações se subdivide em três etapas: • Uma rota fixa entre as estações envolvidas é estabelecida para que elas possam se comunicar • As estações envolvidas podem trocar informações entre si, transmitindo e recebendo dados através do circuito já estabelecido. • Após um período indeterminado, a conexão é finalmente encerrada, quase sempre pela ação de uma das estações comunicantes

5. Comutação de circuitos Chaveamento Existem três maneiras diferentes de se alocar canais de comunicação em comutação de circuitos. São elas: • Chaveamento espacial: é estabelecido um caminho entre duas estações por meio de enlaces físicos permanentes durante toda a comunicação. • Chaveamento de freqüências: é estabelecida uma associação entre dois canais de freqüência em cada enlace (FDM) • Chaveamento do tempo: é estabelecida uma associação de dois canais de tempo em cada enlace. Cada nó intermediário associa um canal TDM síncrono de uma linha com outro canal TDM síncrono de outra linha

6. Comutação por circuitos Vantagens dos circuitos virtuais • Economiza cálculos de rotas (Precisa ser feito somente uma vez no início da sessão). • Economiza o tamanho do cabeçalho. • Facilita o fornecimento de QoS. • Mais complexo.– Menos flexível

7. Comutação de pacotes Os recursos de rede são compartilhados entre todos os hosts da rede. São caracteristicas da comutação por pacotes: • A taxa de envio é sempre a taxa total do canal. • Existe processo de armazenamento (buffer) e reenvio durante a transmissão gerando diferentes atrasos para cada pacotes.

8. Comutação por pacotes Temos dois tipos de comutação por pacotes: • Comutação a pacote por datagrama: • Comutação de pacote por circuito virtual:

9. Comutação por pacotes Comutação de pacotes por datagrama • A rota de cada pacote é individual. • Diferentes pacotes podem seguir rotas distintas. • Pacotes podem chegar fora de ordem ao seu destino. Exemplo: Protocolo IP

10. Comutação por pacotes Comutação de pacotes por circuito virtual • Todos os pacotes associados a uma sessão seguem a mesma rota. • A rota é escolhida no início da sessão • Pacotes são identificados com o VC# que designa a rota. • O número do VC deve ser único em cada enlance, mas pode se alterar de enlace para enlace. Ex: ATM (Asynchronous transfer mode)

11. Comutação por pacotes Vantagens da comutação a pacote • Efetiva para dados em rajadas. • Facilidade em prover largura de faixa sob demanda com taxas variáveis. • Desvantagens da comutação a pacote • Atrasos variáveis. • Dificuldade em garantir QoS (serviço do melhor esforço). • Pacotes podem chegar fora de ordem

12. História das redes de computadores A comutação de pacotes passa a ser estudada como alternativa para interligação de computadores devido as características D e tráfego em rajadas nestas comunicações • Leonard Kleinrock (MIT) – Teoria das filas • Paul Baran (Rand Institute) – Segurança em tráfego de voz • Donald Davies e Roger Scantlebury (national physical Laboratory – Inglaterra)

13. História das redes de computadores • ARPANET(1969) – Primeira rede de comutação de pacotes, desenvolvida . • Os primeiros hosts desta rede foram chamados de IMP’s ( interface message protocol) • Em 1969 foi instalado o primeiro nó na universidade da california (UCla) • Em 1972 a Arpanet foi apresentada publicamente • O primeiro protocolo de rede usado foi o NCP (network-control protocol) • Primeiro programa de e-mail foi elaborado por Ray Tomlinson em 1972.

14. História das redes de computadores Em meados dos anos 70 surgiram outras redes fechadas: • Alohanet : Criada no Havai em 1970. Era uma rede de microondas que interligava as universidades do havai. • Telenet: Rede comercial baseada na tecnologia da Arpanet. • Transpac : Rede de comutação de pacotes francesa

15. História das redes de computadores Em 1973, Robert Metcalfe apresenta (em sua tese de Doutorado) os principios da tecnologia Ethernet, que levaria ao enorme crescimento das LANs.

16. História das redes de computadores Em 1974, Vinton Cerf e Robert Kahn iniciam o trabalho pioneiro de interconexão das redes sob o patrocinio da DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency). Começa desta forma a nascer a Internet.

17. História das redes de computadores Os principios de arquitetura de Cerf e Kahn para a arquitetura de rede aberta são: • Minimalismo e autonomia: Uma rede deve ser capaz de operar por si só, sem que seja exigida nenhuma mudançainterna para que possa funiconar em rede com outras redes. • Serviço de melhor esforço: A redes interconectadas devem fornecer serviço de melhor esforço fim a fim. Comunicação confiável deve ser conseguida com retransmissões quando necessário. • Roteadores sem estado: Os roteadores não tem de manter nenhum estado em relação ao fluxo de dados de qualquer comunicação em curso. • Controle descentralizado: não haveria controle global sobre as redes interconectadas.

18. História das redes de computadores • Os princípios de arquitertura aberta de rede foram englobados no protocolo TCP. • Inicialmente o protocolo TCP incluia a função de envio, depois desmenbrada e atribuida ao protocolo IP. • Derivando do TCP temos também o UDP que é sua versão para transporte não confiável. • No fim da década de 1970 já dispunhamos dos três protocolos de rede chave que usamos na internet de hoje ( TCP, IP e UDP).

19. História das redes de computadores Década de 1970. Outras redes: • DECnet da Digital equipment corporation • XNS da xerox • SNA da IBM

20. História das redes de computadores Em primeiro de janeiro de 1973 a Arpanet adota oficialmente o protocol TCP/IP em substituição ao protocolo NCP.

21. História das redes de computadores No final da década de 80 foram feitas extensões ao TCP/IP tais como: • Controle de congestionamento baseado no hospedeiro • Sistema de nomeação de domínios (DNS) • Endereços iPs de 32 bits.

22. História das redes de computadores • Principal evento da década de 1990 foi a criação da Word Wide Web que levou a Internet para os lares e empresas de milhões de pessoas. • A web foi inventada no Cern ( European center of nuclear physics) entre 1989 e 1991, onde foram desenvolvidas as versões iniciais do protocolo HTML, HTTP, um servidor Web e um browser • Em 1993, Marc Andeesen libera a versão alfa de um navegador web com interface gráfica o “mosaic”, desenvolvida no NCSA da universidade de Ilinois.

23. História das redes de computadores Década de 1990 até dias atuais: • Roteadores de alta velocidade • Tecnologia de rede locais (wireless) • Modelo de serviço para tráfego de tempo real (vídeos e som) • Qualidade de serviço (QOS) • Segurança

24. História das redes de computadores Leitura indicada: Kurose e Ross “Redes de computadores e a Internet” Páginas 43 a 48.