Apresentação-01 - Fundamentos de Redes, Notas de estudo de Engenharia de Produção
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Apresentação-01 - Fundamentos de Redes, Notas de estudo de Engenharia de Produção

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Apresentação-01 - Fundamentos de Redes
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Apresentação_01 - Fundamentos de Redes

Capitulo 2

Modelo OSI e Arquitetura TCP/IP

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

“Um protocolo de comunicação é um conjunto de regras e convenções precisamente definidas que permitem a comunicação através de uma rede.

O que é um PROTOCOLO?

Em todas as redes de computadores, há regras a serem seguidas pelos computadores para estabelecerem conexão uns com os outros. Dois ou mais computadores que desejarem trocar informações entre si, deverão seguir os mesmos protocolos”.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Uma rede tipicamente envolve 3 partes:

 Dois ou mais dispositivos que se comunicam;

 Um canal de comunicação entre os dispositivos;

O que é um PROTOCOLO?

Cabo elétrico (metálico), ótica (fibra ótica) ou wireless;

 Protocolos de comunicação.

O modelo OSI surgiu para padronizar os protocolos

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Os protocolos existem para atender a aplicações, oferecendo serviços;

Estes serviços normalmente envolvem hardware e

Modelo OSI

software que exercem uma função específica.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Tipicamente é feita uma distinção entre os seguintes tipos de solicitantes e fornecedores de serviço:

 Servidores (Servers)

 Clientes (Clients)

Modelo OSI

 Pontos (Peers)

Servidor Cliente Ponto - a - Ponto

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Modelo OSI

Estas entidades são diferenciadas pelo que podem fazer em uma rede:

 Os servidores tipicamente apenas fornecem serviços;

 O clientes tipicamente solicitam serviços dos servidores;

Servidor Cliente Ponto - a - Ponto

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

 Os pontos (peers) fazem as duas coisas simultaneamente.

Os servidores oferecem seus dados armazenados, sua capacidade de processamento e seus recursos de entrada/saída para os clientes.

Frequentemente, a maioria das aplicações que fornecem serviços de rede se combinam em um único Network Operating System (NOS)

Os principais serviços oferecidos pelos sistemas operacionais de redes são:

Modelo OSI

 Serviços de arquivo  Serviços de banco de dados  Serviços de impressão  Serviços de mensagem  Serviços de aplicação

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

A comunicação entre os dispositivos de diferentes especificações e características em uma única rede só é possível por conta dos padrões de rede que garantem a interoperabilidade.

Estes padrões baseiam-se em modelos de referência em camadas, sendo que o mais conhecido é o modelo (Open Systems Interconnection), que possui camadas.

Modelo OSI

WAN Servidor

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Switch

Switch

Switch

Router

Print Server

100/1000 MbpsCabo UTP Ca t 5e/Ca t 6 ou

Fibra Óptica

impressora

Servidor de E-mail

de Banco de Dados

10/100 Mbps

100/1000 Mbps

Modelo OSI

 Desenvolvido pela ISO (International Organization

Standardization);

 Documentos ISO 84 e ISO 92 – PI 7498;

 Open System Interconnection Reference Model – RM-

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

OSI;

 Esquema conceitual;

Curiosidade: A ISO é representada no Brasil pela ABNT e nos EUA pela ANSI.

Objetivos:

Modelo OSI

 Fornecer uma base comum que permita o desenvolvimento coordenado de padrões para interconexão de sistemas;

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

 Qualificar padrões para o intercâmbio de informações entre sistemas;

 Identificar áreas para a elaboração ou aperfeiçoamento de padrões, e oferecer uma referencia comum para a manutenção da consistência entre os padrões de comunicação.

“O modelo RM-OSI não define, por si só, a

arquitetura de uma rede, pois ele não

Modelo OSI

Atenção:

especifica com exatidão os serviços e

protocolos de cada camada. Ele simplesmente

“sugere o que cada camada deve fazer”.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Modelo OSI

SESSÃO

APRESENTAÇÃO

APLICAÇÃO CONJUNTO DE APLICAÇÃO

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

FÍSICO

ENLACE

REDE

TRANSPORTE

CONJUNTO DE TRANSPORTE

Destaca a ideia de estruturar a rede como um conjunto de

camadas hierárquicas, cada uma sendo construída

utilizando as funções e serviços oferecidos pela camada

inferior.

Modelo OSI

Cada camada (ou nível) deve ser pensada como um

programa ou processo, implementado por hardware ou

software, que se comunica com o processo correspondente

na outra máquina.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Modelo OSI

APRESENTAÇÃO

APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

APLICAÇÃO

Host 1 Host 2

F l u x

F l u x o d e

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

FÍSICO

ENLACE

REDE

TRANSPORTE

SESSÃO

FÍSICO

ENLACE

REDE

TRANSPORTE

SESSÃO o

d e

e n v i o

r e c e b i m e n t o

 Criado pelo DARPA em meados de 1970;

 Surgimento da ARPANET e da MILNET;

 Integração ao UNIX/BSD;

Arquitetura TCP/IP

 Surgimento da NSFNET;

 Comitê Organizador - IAB (Internet Activities Board);

 Documentação - RFCs e IENs;

 SRI-NIC.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

 TCP/IP - é um conjunto de protocolos

utilizados para comunicação de redes;

 Dividida em “4 camadas”;

Arquitetura TCP/IP

 Orientado a conexão e Não orientado a

conexão;

 Padrão usado atualmente na internet.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

 TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol Suite) é

o nome dado ao conjunto de protocolos utilizados para comunicação de

dados e interligação de redes com tecnologias diferentes. O conjunto de

Arquitetura TCP/IP

Definição:

protocolos TCP / IP recebe este nome em homenagem a dois dos seus

protocolos mais importantes: o

 TCP (Protocolo de Controle de Transmissão);

 IP (Protocolo Inter Redes).

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Arquitetura TCP/IP Comparação OSI e TCP/IP

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Transporte

Aplicação

Arquitetura TCP/IP

4 ou 5 Camadas afinal ????

Inter-Redes

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Interface de Rede

Intra-Rede ou Hardware

 Cada camada recebe dados da camada superior acrescenta cabeçalho com informação para criar nova unidade de dados;

 Passa nova unidade de dados para camada inferior.

Arquitetura TCP/IP

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

FísicaFísica

Inter Rede

Transporte

Aplicação

Inter Rede

Transporte

Aplicação

Host 01 Host 02

Transporte

Aplicação HTTP FTP SMTP DNS FTP

TCP UDP

Arquitetura TCP/IP

Acesso à Rede

Inter-Redes IP

Canais de comunicação

Meios Físicos

LAN-WAN

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Camada de Acesso à Rede

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Camada de Acesso à Rede

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

“Responsável por conectar equipamentos vizinhos através

de um enlace físico. Em termos de redes locais, o padrão

mais utilizado é o Ethernet (e suas variações, como Fast

Ethernet, Gigabit Ethernet, 10Gigabit Ethernet)”.

Camada Física

 Camada de Nível Físico;

Camada de Interface de Rede;

 Interface de Hardware.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

 Cabo de par trançado;  Cabo coaxial;  Fibra ótica;  Placas;  Satélite;  Etc...

O objetivo da Camada Física é transmitir um fluxo bruto de bits de um host para outro, utilizando meios físicos de comunicação”.

Camada Física

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

 Cabo de par trançado;  Cabo coaxial;  Fibra ótica;  Placas de comunicação;  Conectores;  Satélites;  Etc...

 As redes Ethernet são Redes que usam uma topologia em

barramento. Este barramento era implementado via: cabo coaxial.

Hoje, predominam as redes com par trançado e em alguns casos,

Redes Ethernet

Camada Física

fibra óptica.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

 10 Base T;

 Usava um hub para implementar logicamente o barramento, mas

fisicamente a topologia passou a ser estrela;

Redes Ethernet - Hub

Camada Física

 Colisões que geram retransmissões por parte da placa de rede;

 Perda de tempo significativa para transmitir um único quadro;

 Baixa taxa de bits.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

 O switch Ethernet

 Não permite colisões.

Redes Ethernet - Switch

Camada Física

 Arquitetura de um computador:

tem placa-mãe, tem processador,

memória e interfaces.

 Full-duplex.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Redes Ethernet

Camada Física

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

 É a camada que movimenta os bits individuais dentro do quadro da camada de enlace de um nó para o próximo.

 Dependem do enlace (canal de comunicação) e o meio de transmissão dele (par de fios de cobre, fibras...)

Camada de Enlace

 O Pacote da camada Enlace: Quadros.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

ACESSO À REDE ACESSO À REDE

Host 1 Host 2

Camada de Enlace

OBS: A camada de enlace não é realmente parte do modelo TCP/IP, mas é o método usado para passar quadros da camada de rede de um dispositivo para a camada de inter-redes de outro dispositivo.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

ACESSO À REDE ACESSO À REDE

Host 1 Host 2

 Protocolos com estrutura de rede própria (X.25, Frame- Relay, ATM, MPLS)

 Protocolos de Enlace OSI (PPP, Token-Ring, FDDI, HDLC,

Camada de Enlace

Alguns protocolos existentes nesta camada são:

SLIP, …)

 Protocolos de Nível Físico (V.24, X.21)

 Protocolos de barramento de alta-velocidade (SCSI, HIPPI)

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Camada Inter-Rede

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

INTER-REDE

 Realiza a comunicação através do protocolo IP;

 IP, IPX, AppleTalk;

 Identificar cada máquina e a própria rede onde estas estão

situadas;

Camada Inter-Rede

 O pacote da camada de Inter-Rede: Datagrama.

 Camada Internet;  Camada Inter-Rede;

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Alguns protocolos existentes nesta camada são:

 Protocolo de transporte de dados: IP - Internet Protocol;

 Protocolo de controle e erro: ICMP - Internet Control

Camada Inter-Rede

Message Protocol;

 Protocolo de controle de grupo de endereços: IGMP -

Internet Group Management Protocol);

 Protocolos de controle de informações de roteamento.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

O protocolo IP realiza a função mais importante desta camada que é a própria comunicação inter-redes. Para isto ele realiza a função de roteamento que consiste no transporte de mensagens entre redes e na decisão de qual rota uma mensagem deve seguir através da estrutura de rede para chegar ao destino.

O protocolo IP utiliza a própria estrutura de rede dos níveis inferiores

Camada Inter-Rede

para entregar uma mensagem destinada a uma máquina que está situada na mesma rede que a máquina origem. Por outro lado, para enviar mensagem para máquinas situadas em redes distintas, ele utiliza a função de roteamento IP. Isto ocorre através do envio da mensagem para uma máquina que executa a função de roteador. Esta, por sua vez, repassa a mensagem para o destino ou a repassa para outros roteadores até chegar no destino.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Camada de Transporte

TRANSPORTE

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

 Reúne os protocolos que realizam as funções de transporte de

dados fim-a-fim, ou seja, considerando apenas a origem e o destino

da comunicação, sem se preocupar com os elementos intermediários.

A camada de transporte possui dois protocolos que são:

Camada de Transporte

 UDP (User Datagram Protocol);

 TCP (Transmission Control Protocol).

 Pacote da camada de Transporte: Segmento.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Camada de Transporte

 Fornece uma forma simples de acesso ao sistema de comunicação,

provendo um serviço sem conexão, sem confiabilidade e sem correção

Protocolo UDP:

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

de erros.

 Fornece a transferência de dados de uma ponta a outra na camada de transporte é responsável pelo fornecimento de um intercâmbio de informações Utilizando as seguintes características:

Camada de Transporte

Protocolo TCP:

 Controle de erro;  Controle de fluxo;  Seqüenciação e multiplexação do acesso à camada Inter-Rede.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Camada de Transporte

APLICAÇÃO

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Camada de Aplicação

 É fornecida pelo programa que usa o TCP/IP para comunicação. Uma

aplicação é um processo de usuário ou processo de sistema

cooperando com outro processo no mesmo servidor ou em um servidor

diferente.

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

Exemplos de aplicações são:

 Telnet, FTP, SMTP, SSH, DHCP, DNS, BOOTP, HTTP, POP3, IMAP, TFTP, HTTPS, etc.

OBS: As aplicações interagem com a camada de transporte para enviar e receber dados.

 Pacote da camada de Aplicação: Mensagens.

Exercício 1 – Qual a arquitetura de protocolos padrão usada na Internet? Quantas e quais são as suas camadas?

2 – Cite um protocolo de cada camada da questão anterior.

3 – O que é TCP e UDP e quais as suas diferenças

. . : : : Redes de Computadores – Profº: Michell Loureiro : : : . . .

funcionais?

4 – Qual o Protocolo Padrão da Camada 2 usado na Internet?

5 – Qual o modelo criado pela ISO e quais as suas camadas?

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