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Conceitos basicos de Rede

Sistemas Móveis e Convergentes em Telefonia Celular. Conceitos basicos de Rede. Ernande Ferreira de Melo ernande.fmelo@gmail.com. Redes de Computadores - Introdução. Hd. Antes das Redes : Computadores não conectados Módulos independentes Sem compartilhamento de recursos.

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Conceitos basicos de Rede

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Presentation Transcript

  1. Sistemas Móveis e Convergentes em Telefonia Celular Conceitos basicos de Rede Ernande Ferreira de Melo ernande.fmelo@gmail.com

  2. Redes de Computadores - Introdução Hd • Antes das Redes : • Computadores não conectados • Módulos independentes • Sem compartilhamento de recursos

  3. Redes de Computadores - Introdução Depois das Redes • Compartilhamento de recursos • Disco, Impressora, Comunicação, Informação • Módulos independentes • Clientes & Servidores • Internet Hd Servidor Internet

  4. Redes de Computadores - Introdução Aplicações Distribuídas • Cliente & Servidor • Módulos independentes • Servidores oferecem serviços • Clientes requisitam serviços • Páginas (Web), FTP, Email, Banco de Dados • Internet Hd Servidor Internet Servidor Cliente Cliente Cliente

  5. Redes de Computadores - Introdução Aplicações Distribuídas • Cliente & Servidor • Módulos independentes • Servidores oferecem serviços • Clientes requisitam serviços • Páginas (Web), FTP, Email, Banco de Dados • Internet Servidor Cliente Solicito conexão TCP Resposta de conexão TCP Get http://www.cesf.br/image.jpg <arquivo> Tempo Tempo

  6. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Comunicação entre entidades Solicito conexão TCP Oi Resposta de conexão TCP Oi Que horas são, por favor ? Get http://www.cesf.br/image.jpg 10h <arquivo> Tempo Tempo Tempo Tempo

  7. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Protocolo – define o formato e a ordem das mensagens trocadas entre duas entidades comunicantes, bem como as ações realizadas na transmissão e/ou no recebimento de uma mensagem ou outro evento Solicito conexão TCP Oi Resposta de conexão TCP Oi Que horas são, por favor ? Get http://www.cesf.br/image.jpg 10h <arquivo> Tempo Tempo Tempo Tempo

  8. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Modelo de camadas para comunicação entre entidades • Dividir para conquistar • Dividir o processo de comunicação em etapas • Cada etapa é uma camada • Camada N presta serviços para camada acima (N+1) • Camada N solicita serviços da camada abaixo (N-1)

  9. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Para uma melhor compreensão da idéia do modelo de camadas vejamos o seguinte exemplo: Um professor de física brasileiro, que só "fala" português, deseja se comunicar com um professor de física americano, que só "fala" inglês, através do envio de um fax. Aplicando o modelo de camadas temos: Msg Professor de Física Brasileiro Professor de Física Americano Tradutor Português/Inglês Tradutor Inglês/Português Operador de Fax Operador de Fax Fax Fax

  10. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Msg Msg InfoTd Msg InfoOf InfoTd Msg Info Fax InfoOf InfoTd Msg Info Fax InfoOf InfoTd Msg Professor de Física Brasileiro Tradutor Português/Inglês Tradutor Inglês/Português Operador de Fax Operador de Fax Fax Fax

  11. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Msg Msg InfoTd Msg InfoOf InfoTd Msg Info Fax InfoOf InfoTd Msg Info Fax InfoOf InfoTd Msg Professor de Física Brasileiro Professor de Física Americano Tradutor Português/Inglês Tradutor Ingles/Português Operador de Fax Operador de Fax Fax Fax

  12. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Msg Info Fax InfoOf InfoTd Msg Professor de Física Brasileiro Professor de Física Americano Tradutor Português/Inglês Tradutor Inglês/Português Operador de Fax Operador de Fax Fax Fax Fone Origem Fone Destino Número Páginas Tipo Tradução

  13. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Comunicação entre computadores • Quantas camadas ? • Qual a função de cada camada ? • Que problemas a resolver ? ? ? ? ? ? ? ? ? . . ..

  14. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Um modelo com três camadas N Aplicação Aplicação 3 Transporte Transporte 2 Rede Rede 1

  15. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Um modelo com três camadas – Endereçamento Endereço da Aplicação no computador - SAP (Service Access Point) Endereço do Computador na Rede - Network Address Aplicação Transporte Acesso Rede Aplicação Transporte Acesso Rede SAP Network Address Ex: 172.100.20.30 : 80

  16. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Um modelo com três camadas – Formato de Protocolo PDU (Protocol Data Unit) Informações de controle do protocolo da camada (Header / cabeçalho) Dados da camada acima Aplicação Transporte Acesso Rede Dados da Aplicação Transporte Header Dados da Aplicação Network Address Transporte Header Dados da Aplicação PDU Aplicação PDU Transporte PDU Rede

  17. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Um modelo com três camadas – Transporte Header Funções de Controle • SAP de destino (DSAP) • Número de sequência (Nseq) • Controle de fluxo (Cf) Transporte Header Dados da Aplicação Aplicação Transporte Acesso Rede DSAP NSeq Cf Dados da Aplicação

  18. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Um modelo com três camadas – Network Header Funções de Controle • Endereço do computador/host de destino – (DHost) • Requisição de facilidade - Prioridade (P) Network Header Dados Aplicação Transporte Acesso Rede DHost P DSAP NSeq Cf Dados da Aplicação

  19. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Dados Aplicação Transporte Acesso Rede Dados Aplicação Transporte Acesso Rede DSAP NSeq Cf Dados DSAP NSeq Cf Dados DHost P DSAP NSeq Cf Dados DHost P DSAP NSeq Cf Dados DHost P DSAP NSeq Cf Dados Um modelo com três camadas – Resumo

  20. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Arquitetura de protocolos de camada • Protocol Data Unit – Funções/problemas a resolver em rede • Controle de erro – confiabilidade do canal de comunicação • Segmentação e remontagem – dividir e remontar grandes blocos de dado • Estabelecimento de conexão – mútua apresentação entre pares • Controle de fluxo - comunicação entre pontos rápidos x lentos • Endereçamento – como localizar uma aplicação em uma rede • Multiplexação – várias aplicações compartilhando uma única saída • Serviços de transmissão (QoS) – priorização e diferenciação de aplicações • Outros

  21. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Nosso modelo de camada N 5 Aplicação Aplicação 4 Transporte Transporte 3 Rede Rede 2 Enlace Enlace 1 Físico Físico

  22. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Nosso modelo de camada • Considere em nossa arquitetura de exemplo, as seguintes funções para cada camada: • Camada de Aplicação : • Nossa aplicação é de envio de mensagens criptografadas com a seguinte estrutura de PDU: • Mensagem: dois caracteres alfanuméricos • Chave de criptografia: inteiro de 0 a 7 0-7 A - 9 A - 9

  23. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Nosso modelo de camada • Camada de Transporte: • Esta camada é responsável pelas seguintes funções com a estrutura de PDU mostrada abaixo: • Endereço da aplicação (porta) de origem e destino (endereço SAP): de 0 a 7 • Confirmação de Mensagem recebida: sim ACK(1) , não NAK(0) • Controle de fluxo: WAIT (0) para dizer ao outro computador que esta muito ocupado e que o mesmo não deve enviar mais dados e GO (1) para que continue enviando dados • Número de sequência da mensagem (fragmentação); 0 a 7 Porta Origem Porta Destino Confirmação Fluxo Nseq Aplicação

  24. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Nosso modelo de camada Camada de Rede: Esta camada é responsável pelas seguintes funções com a estrutura de PDU mostrada abaixo: Origem Destino Prioridade Nseq Transporte • Endereço de rede do computador de origem e destino : de 1 a 7 • Prioridade do pacote: 0 sem prioridade e 1 com prioridade • Número de sequência do pacote: 0 - 7

  25. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Nosso modelo de camada • Camada de Enlace : • Esta camada é responsável pelas seguintes funções com a estrutura de PDU mostrada abaixo: • Delimitação de Frame ou Quadro: START(1111) • Endereço físico do computador de origem e destino : de 1 a 7 • Confirmação de bits recebidos: sem erro: ACK (1) com erro NAK (0) • Controle de fluxo: 0 WAIT e 1 GO • Check de erro (Ce): 1 impar e 0 par Start Frame EO ED Confirmação Fluxo Rede Ce

  26. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Nosso modelo de camada • Camada Física : • Esta camada é responsável pela transmissão de bits: • Cabos • Conectores • Meio físico • Caracterização de bits • Transmissão de Bits 1111001100010111110010000101011000101001011011011101011

  27. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Que pacote seria gerado com as seguintes informações ? • Aplicação: • Estou lhe enviando a mensagem Oi criptografada com chave = 2 • Transporte: • Minha aplicação escuta na porta 2 e a sua na porta 5 • Recebí sua última mensagem • Não me envie mais nada por enquanto, estou muito ocupado • Sequência da Mensagem: este é o primeiro pedaço • Rede: • Meu endereço de rede é 3 e o seu é 7 • Este pacote tem prioridade • Este pacote não tem fragmentação • Enlace: • Meu endereço físico é 1 e o seu é 4 • Seu último quadro chegou com erro • Pode continuar me enviando quadros • Os bits têm paridade ímpar Start 1 4 NAK GO 3 7 1 0 2 5 ACK Wait 1 2 Q k 1

  28. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Que pacote seria gerado com as seguintes informações ? • Camada Física: Start 1 4 NAK GO 3 7 1 0 2 5 ACK Wait 1 2 Q k 1 1111 001 100 0 1 011 111 1 000 010 101 1 0 001 010 01011011 01110101 1 11110011000101111110000101011000101001011011011101011

  29. Redes de Computadores - Modelo de Camadas • Exercícios • 1) Descreva o conteúdo dos pacotes mostrados abaixo ? • a) Start 3 6 ACK Wait 1 4 0 0 7 1 NAK GO 0 5 Q f 0 11110111011100111110000101011001101111011011110001011 b) 2)Uma arquitetura de protocolos para comunicação através de uma rede de computadores tem as seguintes camadas, funções/serviços e estrutura de cabeçalho mostradas na tabela abaixo

  30. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Continuação do exercício 2 a) Que pacote seria gerado com as seguintes informações? Descreva nas linguagens “humano” e de “máquina” Aplicação: Estou lhe enviando a mensagem Lg criptografada com chave = 7 Transporte: Minha aplicação escuta na porta 7 e a sua na porta 2 Recebi sua última mensagem Não me envie mais nada por enquanto, estou muito ocupado. Seqüência da Mensagem: este é o terceiro pedaço Rede: Meu endereço de rede é 1 e o seu é 6 Este pacote não tem prioridade Este pacote não tem fragmentação Enlace: Meu endereço físico é 3 e o seu é 1 Seu último quadro chegou correto Pode continuar me enviando quadros Os bits têm paridade Ímpar.

  31. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Modelo de Referência OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física • Agrupamento de Funções de Protocolos de Camadas • Encapsulamento – informações de controle • Segmentação e remontagem • Controle de Conexão • Entrega ordenada • Controle de fluxo • Controle de erro • Endereçamento • Multiplexação • Serviços de transmissão

  32. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Modelo INTERNET

  33. N Aplicação Aplicação 5 Transporte Transporte 4 3 Rede Rede 2 Interface de Rede Interface de Rede 1 Redes de Computadores - Modelo de Camadas Modelo INTERNET

  34. Aplicação Transporte Rede Interface de Rede Redes de Computadores - Modelo de Camadas OSI Internet X Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física

  35. Redes de Computadores - Modelo de Camadas Arquitetura TCPIP

  36. N Aplicação Web, Email, FTP, Db Aplicação 5 Transporte TCP UDP Transporte 4 3 Rede IP ICMP ARP Rede 2 Interface de Rede 1 Interface de Rede Ethernet, ATM, Frame Relay Redes de Computadores - Modelo de Camadas Arquitetura TCPIP

  37. Servidor Aplicação Web, Email, FTP, Db Aplicação Web, Email, FTP, Db Transporte TCP UDP Transporte TCP UDP Rede IP ICMP ARP Rede IP ICMP ARP Interface de Rede Ethernet, ATM, Frame Relay Interface de Rede Ethernet, ATM, Frame Relay Arquitetura TCPIP – Pilha TCPIP Cliente Ethernet IP TCP Web

  38. Aplicação Web, Email, FTP, Db Transporte TCP UDP Rede IP ICMP ARP Interface de Rede Ethernet, ATM, Frame Relay Arquitetura TCPIP – Pilha TCPIP Aplicação: WWW, FTP, Email, Banco de Dados, outros Comunicação com o mundo: Aplicação utiliza portas para estabelecimento de conexão através da camada de Transporte Ex: WWW porta 80, FTP porta 21, Email porta 25/110

  39. Aplicação Web, Email, FTP, Db Transporte TCP UDP Rede IP ICMP ARP Interface de Rede Ethernet, ATM, Frame Relay Arquitetura TCPIP – Pilha TCPIP TCP – conexão com confirmação, controle de fluxo e congestionamento, sequenciamento de mensagens Aplicações: WWW,FTP,EMAIL, BD UDP – sem conexão sem confirmação, Sem controle de fluxo e congestionamento Aplicações: Transmissão de vídeo e audio

  40. Aplicação Web, Email, FTP, Db Transporte TCP UDP Rede IP ICMP ARP Interface de Rede Ethernet, ATM, Frame Relay Arquitetura TCPIP – Pilha TCPIP IP – Endereço lógico Classes de endereços Roteamento e fragmentação de pacotes ICMP – Mensagens de monitoramento de erros de comunicação, PING, TRACERT ARP – conversão IP – Endereço Físico/MAC Hardware - Roteador Rede Host 200.242.100 1-255

  41. Arquitetura TCPIP – Pilha TCPIP Int. rede Header IP Header TCP Header Appl Dados Header CRC Aplicação Appl Dados Header TCP TCP Header Appl Dados Header IP IP Header TCP Header Appl Dados Header Interface de Rede Int. rede Header IP Header TCP Header Appl Dados Header CRC

  42. Arquitetura TCPIP – Pilha TCPIP Int. rede Header IP Header TCP Header Appl Header Appl Dados CRC Página Web Arquivo Email Sequencenciamento, Confirmação Controle de fluxo Porta Origem Porta Destino Endereço de origem Endereço destino Protoclo Transporte Http Ftp Smtp Pop3 Check de Erro Int. rede Header 10110.... 10011... 00010... 11010... 101..

  43. Redes de Computadores Tecnologias de Rede

  44. Redes de Computadores – Tecnologias de Rede LAN (Ethernet, ATM) WAN(Rede Pública) Aplicação Transporte Enlace Rede Física Interface de Rede

  45. Redes de Computadores – Tecnologias de Rede Frame Check de erro (CRC) Controle de Fluxo Ponto-a-Ponto (HDLC,PPP) - WAN Método de Acesso (LAN) Contenção - Broadcast Ordenado - Token Interface de Rede Enlace Física

  46. Redes de Computadores – Tecnologias de Rede Cabos Par trançado Fibra Ótica Conectores RJ-45 RS-232-C V-35 Meios de Transmissão Rádio Microonda SONET SDH Multiplexação FDM TDM Codificação Manchester NRZI Interface de Rede Enlace Física

  47. Redes de Computadores – Tecnologias de Rede Servidor • Método de Acesso • Contenção: as estações (nós da rede) transmitem quanto estão prontas sem se preocupar com as outras estações.As estações competem pelo acesso ao meio. • Problemas de colisão Interface de Rede Enlace Física

  48. Redes de Computadores – Tecnologias de Rede Servidor • Método de Acesso • Ordenado: • Polling: um dispositivo gerencia o acesso das estações ao meioToken: a estação que estiver com a ficha transmite e passa a ficha para a próxima estação. Interface de Rede Enlace Física

  49. Redes de Computadores – Tecnologias de Rede Servidor Servidor Servidor • Topologia • Barra (BUS): Interface de Rede • Anel (Ring): Enlace Física • Estrêla (Star): HUB

  50. Redes de Computadores – Tecnologias de Rede 10/100/1000 BaseTx/Fx: Topologia:Estrela (STAR) física Barra (BUS) lógico Método de Acesso: Contenção – CSMA/CD Velocidade: 10/100Mbps Cabeamento: Par Trançado (UTP) Categorias 5 Distância máxima da estação aocentro da estrêla: 100 m Interface de Rede Padrão IEEE 802.3 Ethernet Enlace Física

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