RDC 123 - Fundamentos de Redes de Computadores - Apostilas - Ciência da Computação_Parte3, Notas de estudo de Informática. Centro Federal de Educação Tecnológico (CEFET-PA)
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RDC 123 - Fundamentos de Redes de Computadores - Apostilas - Ciência da Computação_Parte3, Notas de estudo de Informática. Centro Federal de Educação Tecnológico (CEFET-PA)

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Apostilas de Gestão em Redes de Computadores sobre o estudo dos Fundamentos de Redes de Computadores, Tipos de Redes, Periferia da Rede, Núcleo da Rede, Redes de Acesso e Meios Físicos.
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Microsoft PowerPoint - Apostila RDC 123 - 2009.2.ppt

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 119

3. Redes de Computadores

3.1 - Tipos de Redes 3.2 - A Periferia da Rede 3.3 - O Núcleo da Rede 3.4 - Redes de Acesso e Meios Físicos 3.5 - Atraso e Perda em Redes de Comutação

de Pacotes 3.6 - Dispositivos de Rede

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 120

Como ocorrem as perdas e atrasos?

Pacotes enfileiram nos buffers do roteador taxa de chegada de pacotes ao enlace excede a capacidade do link de saída. pacotes enfileiram, esperam pela vez

A

B

pacote em transmissão (atraso)

enfileiramento de pacotes (atraso) buffers livres (disponíveis): pacotes que chegam são descartados (perda) se não houver buffers livres

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Quatro fontes de atraso dos pacotes

1. processamento no nó: verificação de bits

errados identificação do enlace de saída

2. enfileiramento tempo de espera no enlace de saída até a transmissão depende do nível de congestionamento do roteador

A

B

propagação

transmissão

processamento no nó enfileiramento

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Atraso em redes comutadas por pacotes

3. Atraso de transmissão: R=largura de banda do enlace (bps) L=compr. do pacote (bits) tempo para enviar os bits no enlace = L/R

4. Atraso de propagação: d = compr. do enlace s = velocidade de propagação no meio (~2x108 m/seg) atraso de propagação = d/s Nota: s e R são valores

muito diferentes! A

B

propagação

transmissão

processamento no nó enfileiramento

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Analogia com uma Caravana

Os carros se “propagam” a 100 km/h O pedágio leva 12 seg para atender um carro (tempo de transmissão) carro~bit; caravana ~ pacote P: Quanto tempo leva até que a caravana esteja enfileirada antes do segundo pedágio?

Tempo para “atravessar” toda a caravana através do pedágio para a estrada = 12*10 = 120 sec Tempo para que o último carro se propaga do primeiro para o segundo pedágio: 100km/(100km/h)= 1 h R: 62 minutos

pedágiopedágioCaravana de dez carros

100 km 100 km

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 124

Analogia com uma Caravana (mais)

pedágiopedágioCaravana de dez carros

100 km 100 km

Os carros agora se “propagam” a 1000 km/h Os pedágios agora levam em torno de 1 min para atender um carro P: Os carros chegarão ao segundo pedágio antes que todos os carros tenham sido atendidos no primeiro pedágio?

Sim! Após 7 min, o 1o. Carro chega ao 2o. Pedágio e ainda há 3 carros no 1o. pedágio. O 1o. bit do pacote pode chegar ao 2o. Roteador antes que o pacote tenha sido totalmente transmitido no 1o. roteador!

Veja o applet Ethernet no site da AWL : http://media.pearsoncmg.com/ aw/aw_kurose_network_2/appl ets/transmission/delay.html

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Atraso no nó

dproc = atraso de processamento tipicamente de poucos microsegs ou menos

dqueue = atraso de enfileiramento depende do congestionamento

dtrans = atraso de transmissão = L/R, significativo para canais de baixa velocidade

dprop = atraso de propagação poucos microsegs a centenas de msegs

proptransenfilprocnó ddddd +++=

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Atraso de enfileiramento

R=largura de banda do enlace (bps) L=compr. do pacote (bits) a=taxa média de chegada de pacotes

intensidade de tráfego = La/R

La/R ~ 0: pequeno atraso de enfileiramento La/R -> 1: grande atraso La/R > 1: chega mais “trabalho” do que a capacidade de atendimento, atraso médio infinito!

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Exercícios Calcule o tempo total que leva a transmissão de um arquivo de 1MB do ponto A ao ponto B, utilizando de um link de satélite GEO, a 500 kbps. Considere a distância a ser percorrida de 72.000 km (36.000 km de altura) e 260 ms de atraso de retransmissão do satélite.

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Exercícios

O Sea-Me-We-3 é o maior sistema de cabos submarinos do mundo, com 39.000 Km de comprimento. Inclui 39 pontos de presença em 33 países e 4 continentes, da Europa Ocidental (incluindo Alemanha, França e Inglaterra) a Ásia Oriental (China, Japão e Singapura) e Austrália. Utilizando este cabo submarino, calcule o atraso de ponta a ponta (algo como da Alemanha à Austrália, passando pelo canal de Suez) para a transferência de um arquivo de 5 Gbytes, a uma taxa de transmissão de 10Gbps. Considere a velocidade de propagação na fibra ótica de 2,4 x 108 metros/s e despreze outros atrasos. Imagine uma situação utópica na qual este enlace está todo para você....

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Atrasos e rotas “reais” da Internet

Como são os atrasos e as perdas reais da Internet? Programa Traceroute : fornece medições de atraso da fonte até os diversos roteadores ao longo do caminho fim-a- fim até o destino. Para cada i:

Envia três pacotes que alcançarão o roteador i no caminho até o destino. O roteador i devolverá os pacotes ao transmissor O transmissor calcula o intervalo de tempo decorrido entre a transmissão e a chegada da resposta.

3 probes

3 probes

3 probes

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 130

Atrasos e rotas “reais”

1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms 2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms 3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms 4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms 7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms 8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms 9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms 10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms 11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms 12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms 13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms 14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms 15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms 16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms 17 * * * 18 * * * 19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms

traceroute: roteadores, atrasos de ida e volta no caminho da origem até o destino source-dest path também: pingplotter, vários programas windows (tracert)

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Traceroute (www.traceroute.org) 1 thing-i.sdsc.edu (198.202.76.40) 0.415 ms 1.364 ms 0.478 ms 2 thunder.sdsc.edu (198.202.75.5) 1.027 ms 1.959 ms 0.845 ms 3 piranha.sdsc.edu (132.249.30.8) 1.392 ms 0.971 ms 1.256 ms 4 sdg-hpr--sdsc-sdsc2-ge.cenic.net (137.164.27.53) 1.107 ms 0.833 ms 1.646 ms 5 lax-hpr1--sdg-hpr1-10ge-l3.cenic.net (137.164.25.4) 12.299 ms 5.222 ms 4.129 ms 6 abilene-LA--hpr-lax-gsr1-10ge.cenic.net (137.164.25.3) 52.650 ms 5.328 ms 5.327 ms 7 snvang-losang.abilene.ucaid.edu (198.32.8.95) 13.085 ms 12.992 ms 13.272 ms 8 dnvrng-snvang.abilene.ucaid.edu (198.32.8.2) 42.376 ms 43.627 ms 36.447 ms 9 kscyng-dnvrng.abilene.ucaid.edu (198.32.8.14) 47.407 ms * 60.791 ms

10 iplsng-kscyng.abilene.ucaid.edu (198.32.8.80) 301.250 ms 298.888 ms * 11 chinng-iplsng.abilene.ucaid.edu (198.32.8.76) 61.772 ms 60.848 ms 71.536 ms 12 abilene.nl1.nl.geant.net (62.40.103.165) 161.640 ms 161.587 ms 161.617 ms 13 nl.de1.de.geant.net (62.40.96.101) 167.426 ms 167.697 ms 167.412 ms 14 de1-1.de2.de.geant.net (62.40.96.130) 167.437 ms 167.747 ms 167.421 ms 15 de.it1.it.geant.net (62.40.96.62) 176.583 ms 177.143 ms 176.567 ms 16 it.es1.es.geant.net (62.40.96.185) 198.889 ms 198.929 ms 198.888 ms 17 clara-br-gw.es1.es.geant.net (62.40.105.14) 398.838 ms 398.819 ms 398.783 ms 18 200.0.204.194 (200.0.204.194) 399.577 ms 399.352 ms 399.363 ms 19 rj-pos2-0.bb3.rnp.br (200.143.253.102) 405.552 ms 405.193 ms 405.176 ms 20 rj7507-fastethernet6-1.bb3.rnp.br (200.143.254.93) 406.627 ms 405.902 ms 405.965

ms 21 ba-serial4-1-0.bb3.rnp.br (200.143.253.90) 436.836 ms 437.363 ms 437.128 ms 22 200.128.6.147 (200.128.6.147) 437.582 ms 438.540 ms 440.072 ms 23 200.128.80.130 (200.128.80.130) 440.742 ms 439.366 ms 438.056 ms

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 132

Traceroute (www.traceroute.org) 1 thing-i.sdsc.edu (198.202.76.40) 0.441 ms 1.275 ms 1.295 ms 2 thunder.sdsc.edu (198.202.75.5) 1.656 ms 1.941 ms 1.955 ms 3 piranha.sdsc.edu (132.249.30.8) 1.027 ms 1.931 ms 9.723 ms 4 inet-lax-isp--sdsc-sdsc2-ge.cenic.net (137.164.24.205) 4.849 ms 9.652 ms 3.988 ms 5 64.156.191.9 (64.156.191.9) 5.430 ms 4.533 ms 4.683 ms 6 att-level3-oc48.LosAngeles1.Level3.net (4.68.127.134) 4.862 ms att-level3-

oc48.LosAngeles1.Level3.net (4.68.127.138) 5.680 ms att-level3- oc48.LosAngeles1.Level3.net (4.68.127.134) 5.242 ms

7 tbr1-p014001.la2ca.ip.att.net (12.123.29.2) 6.042 ms 5.723 ms 6.641 ms 8 tbr1-cl2.dlstx.ip.att.net (12.122.10.49) 40.245 ms 38.811 ms 39.966 ms 9 tbr2-cl1.attga.ip.att.net (12.122.2.90) 57.603 ms 56.266 ms 55.908 ms

10 tbr1-p012501.attga.ip.att.net (12.122.9.157) 56.429 ms 56.023 ms 55.684 ms 11 gbr4-p10.ormfl.ip.att.net (12.122.12.122) 64.324 ms 63.756 ms 64.373 ms 12 gar1-p360.miufl.ip.att.net (12.123.200.237) 71.912 ms 71.795 ms 71.749 ms 13 12.118.175.78 (12.118.175.78) 73.160 ms 74.312 ms 73.686 ms 14 200.223.131.193 (200.223.131.193) 185.843 ms 186.183 ms 185.561 ms 15 200.223.131.213 (200.223.131.213) 184.640 ms 186.209 ms 184.655 ms 16 200.223.254.154 (200.223.254.154) 201.814 ms 203.325 ms 203.368 ms 17 PO2-0.BDEA-BA-ROTN-01.telemar.net.br (200.223.131.57) 203.069 ms 202.266 ms

203.498 ms 18 PO5-0.BDEA-BA-ROTD-02.telemar.net.br (200.223.131.62) 212.575 ms 204.653 ms

203.047 ms 19 Po2.BDEA-BA-ROTD-01.telemar.net.br (200.164.60.2) 202.571 ms 203.086 ms 203.347 ms 20 200.223.254.34 (200.223.254.34) 203.084 ms 204.007 ms 202.899 ms 21 200.223.64.90 (200.223.64.90) 205.225 ms 206.013 ms 212.787 ms 22 200.223.74.249 (200.223.74.249) 204.567 ms 204.883 ms 204.545 ms 23 * * *

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 133

Traceroute 1 <1 ms <1 ms 1 ms 192.168.100.1 2 183 ms 177 ms 173 ms 10.12.0.1 3 186 ms * * c9110002.rjo.virtua.com.br [201.17.0.2] 4 253 ms 250 ms 250 ms embratel-G5-3-gacc07.rjo.embratel.net.br [200.209.87.1] 5 203 ms 205 ms 202 ms ebt-C2-intl03.rjo.embratel.net.br [200.244.163.26] 6 341 ms 331 ms 326 ms ebt-ge-3-2-0-intl02.mianap.embratel.net.br [200.244.111.246] 7 330 ms 334 ms 335 ms p4-1-1-1.r01.miamfl02.us.bb.gin.ntt.net [157.238.179.5] 8 347 ms 343 ms 339 ms xe-1-3-0.r20.miamfl02.us.bb.gin.ntt.net [129.250.5.121] 9 * * * Esgotado o tempo limite do pedido.

10 355 ms 368 ms 367 ms 208.172.108.25 11 373 ms 376 ms 378 ms cr1-pos-0-3-1-0.miami.savvis.net [208.172.99.93] 12 378 ms 384 ms 379 ms cr2-pos-0-0-0-0.Washington.savvis.net [204.70.192.54] 13 390 ms 380 ms 242 ms cable-and-wireless-americas-operations.Washington.savvis.net

[206.24.238.18] 14 294 ms 291 ms 298 ms so-0-0-0-dcr1.par.cw.net [195.2.10.118] 15 332 ms 363 ms 408 ms xe-4-3-0.xcr1.par.cw.net [195.2.9.233] 16 243 ms 364 ms 468 ms giprenater-gw.par.cw.net [195.10.54.66] 17 342 ms 433 ms 440 ms vl89-paris1-rtr-021.cssi.renater.fr [193.51.189.38] 18 448 ms 452 ms 444 ms 193.51.182.5 19 451 ms 453 ms 460 ms 251.renater.fr [193.49.159.251] 20 462 ms 460 ms 464 ms 10.renater.fr [193.49.159.10]

Rastreamento concluído.

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 134

Perda de pacotes

fila (buffer) anterior a um canal possui capacidade finita quando um pacote chega numa fila cheia, o pacote é descartado (perdido) o pacote perdido pode ser retransmitido pelo nó anterior, pelo sistema origem, ou não ser retransmitido

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 135

3. Redes de Computadores

3.1 - Tipos de Redes 3.2 - A Periferia da Rede 3.3 - O Núcleo da Rede 3.4 - Redes de Acesso e Meios Físicos 3.5 - Atraso e Perda em Redes de Comutação

de Pacotes 3.6 - Dispositivos de Rede

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 136

Dispositivos de Rede

Interface de rede (NIC) Repetidor Hub Ponte (Bridge) Switch Roteador

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Dispositivos de Rede

Interface de rede (NIC) Opera nas camadas 1 e 2 do modelo OSI. Prepara os quadros do host para que possam ser enviados pelo meio físico. Converte os bits de um quadro quando recebe do meio físico para o host.

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Dispositivos de Rede

Interface de rede (NIC) Endereçamento dos dados: cada interface de rede tem seu próprio e único endereço (MAC Address) composto por 6 bytes. Controle de fluxo: a interface dispõe de uma memória RAM para controlar o fluxo de dados.

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 139

Dispositivos de Rede

Repetidor Opera na camada 1 do Modelo OSI. É utilizado para interligar duas redes de mesma tecnologia de camada física. Recebe os bits e os retransmite, regenerando o sinal. Estende o tamanho da rede.

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 140

Dispositivos de Rede

Hub Opera na camada 1 do modelo OSI. O Hub é um dispositivo concentrador de conexões, responsáveis por centralizar a distribuição dos bits de dados em redes de topologia física estrela. Funciona como um repetidor multiporta.

Fundamentos de Redes de Computadores – Prof. Donato Marino Jr. 141

Dispositivos de Rede

Hub O termo Hub é um termo genérico usado para definir qualquer tipo de dispositivo concentrador. Replica em todas as suas portas as mensagens recebidas dos hosts da rede. Utiliza topologia física estrela, e topologia lógica em barramento.

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Dispositivos de Rede

Hub Hubs gerenciáveis são os que permitem qualquer tipo de monitoramento. O monitoramento é feito por software. Podem detectar falhas e fornecer relatórios estatísticos.

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Dispositivos de Rede

Ponte (Bridge) Opera na camada 2 do modelo OSI. As pontes são equipamentos usados para interconectar duas redes, isolando o tráfego de ambas. Pode-se usar pontes para se interligar duas redes distantes por meio de modems. Permite a interligação de duas redes de tecnologia de camada 2 ou de camada 1 diferentes.

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