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Redes de Computadores 1

Redes de Computadores 1. Prof. Marcelo Diniz Fonte: http://wps.aw.com/br_kurose_rede_1/. Objetivo do capítulo: entender o contexto, visão geral, “sacar” o que são redes maior profundidade, detalhes posteriormente no curso abordagem: descritiva uso da Internet como exemplo. Resumo:

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Redes de Computadores 1

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Presentation Transcript

  1. Redes de Computadores 1 Prof. Marcelo Diniz Fonte: http://wps.aw.com/br_kurose_rede_1/ 1: Introdução

  2. Objetivo do capítulo: entender o contexto, visão geral, “sacar” o que são redes maior profundidade, detalhes posteriormente no curso abordagem: descritiva uso da Internet como exemplo Resumo: o que é a Internet o que é um protocolo? a borda (periferia) da rede o núcleo da rede desempenho: atraso, perda e vazão camadas de protocolos, modelos de serviço segurança: redes sob ataque história Parte I: Introdução 1: Introdução

  3. Roteiro do Capítulo 1 1.1 O Que é a Internet? 1.2 A Borda (Periferia) da Internet 1.4 Redes de acesso e meios físicos 1.3 O Núcleo da Rede 1.5 ISPs e backbones da Internet 1.6 Atraso, perda e vazão em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolos e seus modelos de serviços (1.6 Redes sob ataque) 1.8 História das redes de computadores e da Internet 1: Introdução

  4. milhões de dispositivos de computação conectados: hospedeiros (hosts) = sistemas finais rodando aplicações de rede enlaces (links) de comunicação fibra, cobre, rádio, satélite Taxa de transmissão = largura de banda (bandwidth) Roteadores (comutadores de pacotes): encaminham pacotes (pedaços) de dados através da rede Provedores de serviço Internet - ISP (Internet Service Providers) O que é a Internet: visão dos componentes estação de trabalho roteador servidor móvel ISP local ISP regional Rede da empresa 1: Introdução

  5. milhões de dispositivos de computação conectados: hospedeiros (hosts) = sistemas finais rodando aplicações de rede enlaces (links) de comunicação fibra, cobre, rádio, satélite Taxa de transmissão = largura de banda (bandwidth) Roteadores (comutadores de pacotes): encaminham pacotes (pedaços de dados) através da rede Provedores de serviço Internet - ISP (Internet ServiceProviders) O que é a Internet: visão dos componentes 1: Introdução

  6. Aparelhos internet interessantes Tostadeira habilitada para a Web + Previsão do tempo http://news.bbc.co.uk/1/low/sci/tech/1264205.stm Porta retratos IP http://www.ceiva.com/ O menorservidor Web do mundo Telefones Internet Kindle DX 1: Introdução

  7. Aplicações Populares • Navegação • Correio • Mensagens Instantâneas • Compartilhamento de Arquivos • Jogos em rede • Voz e Vídeo • Blogs • Trabalho Cooperativo 1: Introdução

  8. 1: Introdução

  9. protocolos: controlam o envio e o recebimento de mensagens ex., TCP, IP, HTTP, Skype, Ethernet Internet: “rede de redes” livremente hierárquica Internet pública versus intranet privada Padrões Internet RFC: Request for comments IETF: Internet EngineeringTask Force www.ietf.org O que é a Internet: visão dos componentes 1: Introdução

  10. a infra-estrutura de comunicaçãopermite o uso de aplicações distribuídas: Web, e-mail, jogos, mensagens instantâneas, voz sobre IP (VoIP), compartilhamento de arquivos (MP3) , ... serviços de comunicação disponibilizados: Transferência confiável de dados da origem até o destino Transferência de dados “melhor esforço” (não confiável) O que é a Internet: visão dos serviços 1: Introdução

  11. protocolos humanos: “que horas são?” “tenho uma dúvida” apresentações … msgs específicas são enviadas … ações específicas são realizadas quando as msgs são recebidas, ou acontecem outros eventos Protocolos de rede: máquinas ao invés de pessoas todas as atividades de comunicação na Internet são governadas por protocolos O que é um protocolo? protocolos definem o formato, ordem das msgs enviadas e recebidas pelas entidades da rede, e ações tomadas quando da transmissão ou recepção de msgs 1: Introdução

  12. um protocolo humano e um protocolo de rede: resposta de conexão TCP Get http://www.awl.com/kurose-ross Que horas são, por favor? 2:00 <arquivo> tempo O que é um protocolo? Oi sol. conexão TCP Oi P: Apresente outro protocolo humano! 1: Introdução

  13. Roteiro do Capítulo 1 1.1 O Que é a Internet? 1.2 A Borda (Periferia) da Internet 1.4 Redes de acesso e meios físicos 1.3 O Núcleo da Rede 1.5 ISPs e backbones da Internet 1.6 Atraso, perda e vazão em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolos e seus modelos de serviços (1.6 Redes sob ataque) 1.8 História das redes de computadores e da Internet 1: Introdução

  14. Borda da rede: aplicações e hospedeiros (hosts)/sistemas finais núcleo da rede: roteadores rede de redes redes de acesso, meio físico: enlaces de comunicação Uma olhada mais de perto na estrutura da rede: 1: Introdução

  15. Sistemas finais (hosts): rodam programas de aplicação ex., WWW, email na “borda da rede” modelo cliente/servidor o host cliente faz os pedidos, são atendidos pelos servidores ex., cliente Web (browser)/ servidor; cliente/servidor de e-mail modelo peer-peer (p2p): uso mínimo (ou nenhum) de servidores dedicados ex.: Skype, BitTorrent A borda da rede: 1: Introdução

  16. Roteiro do Capítulo 1 1.1 O Que é a Internet? 1.2 A Borda (Periferia) da Internet 1.4 Redes de acesso e meios físicos 1.3 O Núcleo da Rede 1.5 ISPs e backbones da Internet 1.6 Atraso, perda e vazão em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolos e seus modelos de serviços (1.6 Redes sob ataque) 1.8 História das redes de computadores e da Internet 1: Introdução

  17. P: Como conectar os sistemas finais aos roteadores de borda? redes de acesso residencial redes de acesso corporativo (escola, empresa) redes de acesso sem fio Questões a serem consideradas: largura de banda (bits por segundo) da rede de acesso. compartilhada ou dedicada? Redes de acesso 1b Introdução

  18. O quão rápido é rápido? FONTE: http://www.psc.edu/~mathis/ 1: Introdução

  19. Discado (Dialup) via modem acesso direto ao roteador de até 56kbps (teoricamente) Não dá para navegar pela Web e telefonar ao mesmo tempo! RDSI/ISDN: rede digital de serviços integrados: conexão digital de 128kbps ao roteador. Serviço DVi (Digital Voice Image) da Telemar. ADSL:asymmetric digital subscriber line até 1 Mbps casa-ao-roteador até 8 Mbps roteador-para-casa Serviço Velox da Telemar ADSL2+: 24/1 Mbps Acesso residencial: acesso ponto a ponto 1: Introdução

  20. Acesso discado central telefônica • Usa a infraestrutura existente de telefonia • Residência está conectada à central telefônica • Até 56kbps de acesso direto ao roteador (frequentemente menos) • Não dá para navegar e usar o telefone ao mesmo tempo: não está “sempre conectado” rede telefônica Internet Modem discado modem do ISP (ex., Terra) PC doméstico 1: Introdução

  21. Modems 1: Introdução

  22. Modulação 1b: Introdução

  23. rede telefônica DSL (Digital SubscriberLine) Linhaexistente de telefone:0-4kHz voz; 4-50kHz dados de subida; 50kHz-1MHz dados de descida Internet • Também usa a infraestrutura telefônica • até 1 Mbps de subida (tipicamente < 256 kbps) • até 8 Mbps de descida (tipicamente < 1 Mbps) • linha física dedicada até a central telefônica telefone DSLAM splitter Modem DSL central telefônica PC 1: Introdução

  24. rede telefônica ADSL (Asymmetric Digital SubscriberLine) Linhaexistente de telefone:0-4kHz voz; 4-50kHz dados de subida; 50kHz-1MHz dados de descida Internet • Também usa a infraestrutura telefônica • até 1 Mbps de subida (tipicamente < 256 kbps) • até 8 Mbps de descida (tipicamente < 1 Mbps) • linha física compartilhada até a central telefônica telefone DSLAM splitter Modem DSL central telefônica PC 1: Introdução

  25. Não utiliza a infraestrutura da rede telefônica Usa a infraestrutura da TV a cabo HFC: cabo híbrido coaxial/fibra assimétrico: até 30Mbps descida (downstream), 2 Mbps subida (upstream). rede de cabos e fibra conectam as residências ao roteador do ISP acesso compartilhado das residências ao roteador ao contrário do DSL, que tem acesso dedicado Acesso residencial: modens a cabo 1: Introdução

  26. Acesso residencial: modens a cabo Diagrama: http://www.lightreading.com/document.asp?doc_id=109449&site=cdn 1: Introdução

  27. Arquitetura de redes a cabo: Visão Geral Tipicamente entre 500 a 5.000 residências terminal casa Rede de distribuição (simplificada) 1: Introdução

  28. Arquitetura de redes a cabo: Visão Geral terminal casa Rede de distribuição (simplificada) 1: Introdução

  29. servidore(s) Arquitetura de redes a cabo: Visão Geral terminal casa Rede de distribuição (simplificada) 1: Introdução

  30. ONT ONT ONT FTTH (Fiber to the Home) fibras ópticas Internet • Links ópticos da central telefônica até as residências • Duas tecnologias ópticas competidoras: • Rede óptica passiva (PON) • Rede óptica ativa (PAN) • Taxas Internet muito mais altas; fibra transporta televisão e serviços telefônicos fibra óptica OLT Splitter óptico central telefônica 1: Introdução

  31. Acesso Ethernet • Usado tipicamente em empresas, universidades, etc. • Ethernet de 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps e 10Gbps • Hoje tipicamente os sistemas terminais se conectam a switches Ethernet 100 Mbps Roteador Institucional Para o ISP da instituição switch Ethernet 100 Mbps 1 Gbps 100 Mbps servidor 1: Introdução

  32. rede de acesso compartilhado sem fio conecta o sistema final ao roteador Via estação base = “ponto de acesso” sem fio LANs sem fio: ondas de rádio substituem os fios 802.11 (Wi-Fi): 802.11b <= 11 Mbps 802.11g <= 54 Mbps 802.11n <= 12x 802.11g acesso sem fio com maior cobertura Provido por uma operadora 3G > 1 Mbps EVDO (EVolution-DataOptimized) HSDPA (High-SpeedDownlinkPacket Access) Próximo (?): WiMAX (dezenas Mbps) em grandes distâncias roteador estação base hospedeiros móveis Redes de acesso sem fio (wireless) 1: Introdução

  33. Componentes típicos da rede doméstica: ADSL ou modem a cabo roteador/firewall/NAT Ethernet Ponto de acesso sem fio Redes domésticas Laptops wireless do/para terminal modem a cabo roteador/ firewall Ponto de acesso wireless Ethernet (comutado) 1: Introdução

  34. Wi-Fi (Wireless Fidelity) www.wi-fi.org 1: Introdução

  35. Wired Internet Wi-Max Backhaul Mesh Cell Gateways Mesh Cell Nodes Indoor or Outdoor Antenna Portable Clients Nomadic Clients Fixed Clients http://www.wirelessphiladelphia.net/ 1b: Introdução

  36. WiMAX • Worldwide Interoperability for Microwave Access • Padrão IEEE 802.16d-2004 • Distâncias de 16 km • Taxas de até 75 Mbps • Padrão IEEE 802.16e-2005 (WiMax Móvel) • www.wimaxforum.org 1: Introdução

  37. Julho 2008 Tipos de conexão usadas no país – em % As velocidades mais usadas no Brasil – em % 1: Introdução

  38. Bit: Propaga-se entre o transmissor e o receptor enlace físico: o que está entre o transmissor e o receptor meios guiados: os sinais se propagam em meios sólidos: cobre, fibra meios não guiados: os sinais se propagam livremente, ex. rádio Par Trançado (TP - TwistedPair) dois fios de cobre isolados Categoria 3: fios tradicionais de telefonia, 10 Mbps Ethernet Categoria 5: 100Mbps Ethernet Meios Físicos 1: Introdução

  39. Cabo coaxial: fio (transporta o sinal) dentro de outro fio (blindagem) bidirecional banda base (baseband): canal único no cabo Ethernet legada banda larga (broadband): múltiplos canais num cabo HFC Meios físicos: cabo coaxial, fibra Cabo de fibra óptica: • fibra de vidro transporta pulsos de luz • opera em alta velocidade: • transmissão ponto a ponto de alta velocidade (ex., 10´s a 100´s Gbps) • baixa taxa de erros: repetidores mais afastados; imune a ruído eletromagnético 1b: Introdução

  40. 1b: Introdução

  41. sinal transportado em ondas eletromagnéticas não há “fio” físico bidirecional efeitos do ambiente de propagação: reflexão obstrução por objetos interferência Meios físicos: rádio Tipos de enlaces de rádio: • microondas • ex.: canais de até 45 Mbps • LAN (ex., Wifi) • 2Mbps, 11Mbps, 54 Mbps • longa distância (ex., celular) • ex. 3G, ~ 1 Mbps • satélite • canal de até 50Mbps (ou múltiplos canais menores) • atraso de propagação de 280 mseg (fim-a-fim) • geoestacionários versus de baixa altitude (LEOS) 1: Introdução

  42. 1: Introdução

  43. Meios Físicos: Satélites de Baixa Órbita - Iridium • Projeto original: • 77 satélites • No. atômico do Irídio • Projeto implementado: • 66 satélites • No. atômico do Disprósio!!! 1: Introdução

  44. Meios físicos: Fios elétricos 1: Introdução

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