Aulas 25 / 26 – TEC 11ºF

1. Aulas 25 / 26 – TEC 11ºF Redes de computadores Prof. António dos Anjos

2. Modelo OSI – Problemas! • Falha num dos seus princípios de criação: • Cada camada deve definir uma função bem específica; • Isto resulta em que a separação de algumas camadas, está muito difusa: • I.e. as de Sessão, Apresentação e Aplicação; • Podem existir duas ou mais camadas a efectuar a mesma tarefa. • A camada de transporte apenas prevê mecanismos de TX orientados à ligação.

3. Alternativa ao modelo OSI • O modelo DoD (Department of Defense): • Foi desenvolvido antes do modelo OSI (1974), na sequência do desenvolvimento da ARPANET; • Também conhecido por modelo TCP/IP; • Tem apenas quatro camadas; • Responde às mesmas questões sobre comunicação de redes que o modelo OSI.

4. Modelo OSI vs Modelo DoD

5. Modelo OSI vs Modelo DoD–TCP/IP • O modelo OSI é muito útil para discutir redes, mas tem algumas camadas muito difusas; • A camada de acesso ao meio (física) é uma grande omissão no modelo TCP/IP; • O modelo TCP/IP é muito mais popular na industria de redes que o modelo OSI; • Protocolos primeiro e modelo depois; • Ambos têm aspectos positivos e negativos. O que seria ideal? • Um híbrido dos dois (Sugestões!!!).

6. OSI vs DoD vs Híbrido

7. Modelo de Referência Híbrido • Modelo de cinco camadas idealizado por Tanenbaum; • Vamos situar-nos nas camadas deste modelo ao analisar: • Os equipamentos de Internetworking; • Os protocolos do conjunto TCP/IP;

8. Camada Física • Trata da TX de bits entre dois nós de rede: • Que tipo de cablagem? (e.g. cobre, fibra óptica); • Que tipo de sinal? (e.g. digital, analógica); • Qual a frequência? (e.g. 400Hz, 2Ghz); • A que velocidade enviar? (e.g. 10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps); • Como codificar os bits? (e.g. Manchester Encoding, Differential Manchester Encoding). • Ao nível da camada física, a unidade de informação é o BIT. • Exemplos de protocolos que respondem: Ethernet, X25, RS232C;

9. Camada de Ligação • Permite a TX fiável sobre o meio físico de TX: • Agrupa os bits recebidos da camada física em Tramas e verifica se não tem erros (Checksum); • Se houver erros volta a pedir a Trama; • Como identificar cada NIC num meio partilhado? (e.g. MAC Address); • Como controlar o acesso ao meio? (e.g. CSMA/CD, Token-Passing). • Ao nível da camada de ligação, a unidade de informação é a TRAMA (Frame). • Também se dá o nome de pacotes aos dados que viajam entre computadores/redes. • Exemplos de protocolos que respondem: Ethernet, FDDI, Frame Relay.

10. Camada de Rede • Trata de como encaminhar (routing) os pacotes baseando-se num endereço lógico: • Como identificar logicamente uma rede? • Como identificar logicamente (≠ fisicamente) um nó na rede? • E.g. endereço IP (Rede + Computador) ≠ MAC Address; • Como fragmentar o pacote? • Ao nível da camada de Rede, a unidade de informação é o DATAGRAMA. • Exemplos de protocolos que respondem: IP, IPX, AppleTalk;

11. Camada de Transporte • Assegura a entrega fiável dos pacotes: • Como estabelecer uma ligação lógica? (e.g. SYN, FIN) • Como saber se o pacote foi entregue com sucesso? (e.g. ACK ≈ Aviso Recepção); • Quanto tempo esperar pela confirmação? • Como fazer para não sobrecarregar o destinatário com demasiados pacotes? (e.g. WinSize); • Que mecanismos utilizar para permitir o reagrupamento dos pacotes ao nível lógico? (e.g. Sequence Number). • Ao nível da Camada de Transporte, a unidade de informação é o SEGMENTO. • Exemplos de protocolos que respondem: TCP, UDP.

12. Camada de Aplicação • Providencia, às aplicações, o interface para utilizar a comunicação em rede: • E.g. para clientes de Internet, Email, FTP, Telnet, VNC, etc; • Providencia também o acesso a funcionalidades para o incremento de segurança na comunicação e compressão de dados: • E.g. mecanismos de encriptação (camada de apresentação do modelo OSI); • Ao nível da Camada de Aplicação, a unidade de informação é a MENSAGEM.

13. Unidades de Informação – Resumo

14. O TCP/IP Suite • O que é? • Conjunto (suite) de protocolos que responde às questões de cada camada do modelo de referência DoD/Híbrido; • Apesar de bastante coerente e funcional, tem evoluído ao longo dos anos: • Modificação do funcionamento de protocolos (e.g. DNS); • Criação e adição de novos protocolos (e.g. HTTP, DHCP).

15. As camadas e o TCP/IP Suite • Exemplos de respostas dadas pelo TCP/IP Suite ao nível de cada camada:

16. TCP/IP Suite – Objectivos • Independência de HW – Poder ser usado de igual forma em qualquer computador; • Independência de SW – Poder ser utilizado por diferentes aplicações e com configurações diferentes; • Recuperação de erros – Ser capaz de recuperar de qualquer falha na comunicação, resultante de perda de dados ou falha em qualquer nó; • Baixo overhead – Adicionar o mínimo de informação extra aos dados a ser enviados; • Adição de novas redes – Permitir que novas redes independentes possam ser adicionadas à rede global sem que esta seja perturbada; • Dados encaminháveis – Permitir que dados possam ser enviados através de uma rede de computadores para qualquer destino possível.

17. TCP/IP Suite - Encapsulamento • Exemplo de encapsulamento de um pacote de transferência de um ficheiro utilizando o protocolo FTP:

18. TCP/IP Suite – Encapsulamento (2)