Redes de Computadores Arquitetura de Protocolos

1. Redes de ComputadoresArquitetura de Protocolos Prof.ª Ana Cristina Benso da Silva Faculdade de Informática PUCRS

2. Arquitetura de Protocolos • Encapsulamento • Segmentação e Blocagem • Controle de Conexão • Entrega ordenada • Controle de Fluxo • Controle de Erro • Endereçamento • Multiplexação • Serviços de Transmissão Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

3. Encapsulamento • Adição de informações de controle aos dados • informações de endereçamento • informações para detecção de erro • informações de controle do protocolo • Cada protocolo adiciona seus dados de controle, formando um novo header Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

4. Encapsulamento • Cada nível recebe os dados de níveis superiores, encapsulando as informações recebidas em um novo frame Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

5. Segmentação • Blocos de dados estão fora dos limites • Mensagens do nível de aplicação são grandes • Pacotes de redes devem ser pequenos • Dividir um pacotes em vários é segmentação (ou fragmentação no TCP/IP) • blocos ATM (células) tem 53 bytes • blocos Ethernet (frames) tem 1500 bytes Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

6. Por que Fragmentar? • Vantagens • controle de erro mais eficiente • igualdade no acesso aos recursos da rede • atraso menor • bufferes menores para envio/recepção • Desvantagens • Overheads • aumenta as interrupções no receptor • mais tempo de processamento Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

7. Controle de Conexão • Estabelecimento da conexão • Transferência de dados • Encerramento da conexão • Gerenciamento de resets ou perda da conexão • Números de seqüência usados para • entrega ordenada • controle de fluxo • controle de erro Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

8. Serviço Orientado à Conexão Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

9. Serviço Não Orientado à Conexão Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

10. service.request service.indication service.response service.confirm Serviços Confirmados Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

11. service.request service.indication Serviços Não Confirmado Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

12. Entrega Ordenada • Pacotes passam por diferentes redes até chegar ao destino • Pacotes podem chegar fora de ordem • Número seqüencial permite a ordenação dos pacotes Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

13. Controle de Fluxo • Executado pela entidade receptora • Limita a quantidade ou a taxa de transferência dos dados • Stop and wait • Sistema de créditos • Sliding window Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

14. Controle de Erros • Controla perdas e erros de transmissão • Detecção de erros • A origem insere bits para detecção de erros • O receptor verifica a ocorrência de erros • Se está OK, aceita o pacote (acknowledge) • Se tem erros, descarta o pacote • Retransmissão • Se o reconhecimento não chegar a origem em tempo, retransmite o pacote. • Executado em vários níveis Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

15. Endereçamento • Nível do Endereçamento • Escopo do Endereçamento • Identificadores de Conexão • Modo de Endereçamento Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

16. Nível do Endereçamento • Nível na arquitetura em uso na entidade • Endereço único para cada sistema e roteadores • Endereço de nível de rede • Endereço IP (TCP/IP) • NSAP - Network service access point (OSI) • Processos dentro do sistema • Número da porta (TCP/IP) • SAP - Service access point(OSI) Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

17. Conceitos de Endereço Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

18. Escopo do Endereçamento • Endereço global único • Existe somente um sistema com endereço X • Aplicabilidade global • Em qualquer sistema é possível identificar qualquer outro sistema pelo seu endereço global • O endereço X identifica um sistema visível de qualquer lugar da rede • Exemplo: Endereços MAC em redes IEEE 802 Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

19. Modos de Endereçamento • Usualmente um endereço refere-se a um único sistema • Unicast • Pode endereçar todas as entidades dentro de um domínio • Broadcast • Pode endereçar um subconjunto de entidades dentro de um domínio • Multicast Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

20. Multiplexação • Suporte a múltiplas conexões em uma máquina • Mapeamento de múltiplas conexões de um nível e uma conexão de outro nível Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

21. Serviços de Transmissão • Prioridade • controle de mensagens • Quality of service (QoS) • throughput mínimo aceitável • retardo máximo aceitável • Segurança • restrições de acesso Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

22. Modelo de Referência OSI Princípios: • nível tem funções bem definidas e diferenciadas • números de níveis suficientes para conter as funções distintas sem sobrecarga ou redundância • arquitetura para interoperabilidade de sistemas heterogêneos Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

23. Aplicação Apresentação Sessão Transporte Redes Enlace Físico Open System Interconnection 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 Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

24. OSI - Protocolo de Nível N P. Aplicação Aplicação Aplicação P. Apresentação Apresentação Apresentação P. Sessão Sessão Sessão P. Transporte Transporte Transporte P. Rede Rede Rede P. Enlace Enlace Enlace P. Físico Físico Físico Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

25. O Ambiente OSI Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

26. 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 Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

27. Framework OSI Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

28. Protocolo N + 1 N + 1 N + 1 SAP SAP Protocolo N N N SAP SAP Protocolo N - 1 N - 1 N - 1 Framework ... Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

29. Conceitos • Especificação de protocolos • operam entre o mesmo nível entre dois sistemas • pode envolver diferentes sistemas operacionais • a especificação deve ser precisa • no formato das unidades de dados • na semântica de todos os campos • Definição de Serviço • descrição do que é provido • Endereçamento • referenciado pelos SAPs (Service Access Points) Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

30. Níveis OSI • Físico • dispositivos entre interfaces físicas • mecânica • elétrica • funcional • procedural • Enlace • ativação, manutenção e desativação de um enlace confiável • detecção e controle de erro Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

31. Níveis ... • Rede • informações de transporte • níveis superiores não necessitam conhecer a tecnologia subjacente • Transporte • transporte de dados entre sistemas fim-a-fim • controle de erro • sequenciamento • controle de fluxo • QoS Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

32. Níveis ... • Sessão • Controle de diálogos entre aplicações • Sincronização • Recuperação de falhas • Apresentação • Codificação e formatação de dados • Compressão de dados • Criptografia • Aplicação • X.500, X.400, FTAM, CMISE (CMIP), ... Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

33. O Uso de Relay Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

34. 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 Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

35. 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 Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

36. Arquitetura TCP/IP • Nível de Aplicação • Comunicação entre processos de aplicação • Nível de Transporte • Transmissão de dados fim-a-fim • Pode incluir mecanismos de confiabilidade (TCP) • Suprime detalhes dos níveis inferiores • Nível de Rede • Roteamento de pacotes • Interface entre o sistema e a rede Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

37. PDUs no TCP/IP Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

38. Protocolos de Aplicação TCP/IP Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

39. Redes de ComputadoresComunicação de Dados Prof.ª Ana Cristina Benso da Silva Faculdade de Informática PUCRS

40. Modelo de Comunicação • Origem • Gera dados a serem transmitidos • Transmissor • Converte os dados em sinais transmissíveis • Sistema de Transmissão • Transmite os sinais • Receptor • Converte os sinais recebidos em dados • Destino • Trata os dados recebidos Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

41. Modelo - Diagrama Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

42. Comunicação • Utilização do sistema de transmissão • Interfaceamento • Geração de Sinais • Sincronização • Detecção e correção de erros • Endereçamento e roteamento • Formatação das mensagens • Segurança • Gerenciamento da rede Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

43. Modelo de Comunicação - Sinais Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

44. A Rede • Ligações ponto-a-ponto nem sempre são práticas • distância entre os dispositivos • grande número de dispositivos interconectados • Rede de comunicação Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

45. Modelo de Rede Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

46. Wide Area Networks - WANs • Grande áreas geográficas • Rede pública de comunicação • Híbrida = redes pública + redes privada • Tecnologias • Redes de Comutação de Circuitos • Redes de Comutação de Pacotes • Frame relay • Asynchronous Transfer Mode (ATM) Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

47. Local Area Networks - LANs • Distâncias geográficas pequenas • Usualmente privadas • Alta taxa de transferência de dados (Mbps) • Tecnologias • Ethernet, Fast Ethernet, GigaEthernet • Token Ring • ATM Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso

48. Protocolos x Modelo de Comunicação Redes e Sistemas Distribuídos Profa. Ana Benso