Paper tecnologia comunicacao

1FUNDA1A.PPT - Direitos de reprodução reservados a Rafael Timóteo de Sousa Jr.
TecnolRedes052001 - Direitos de reprodução reservados a Rafael Timóteo de Sousa Jr.
R D Se e
TECNOLOGIAS DE REDES DE COMUNICAÇÃO
Rafael T. De Sousa Jr., Dr.
“licença para 1 (uma) impressão”
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R D Se e
TECNOLOGIAS DE
REDES DE
COMUNICAÇÃO
Rafael T. De Sousa Jr., Dr.
Universidade de Brasília - UnB
Depto. Engenharia Elétrica - ENE
desousa @ unb.br
Fone: 061 307 2308 R.238
hub-switch
roteador
Estação de
Gerência de
Rede
Servidor
hub
Rede de
Telecomunicações
Serviço
de acesso
a Internet

R D Se e
Roteiro
• Evolução das Comunicações
• Conceitos Básicos
• Transmissão analógica X transmissão digital
• Multiplexação, FDM, TDM, PAM, PCM
• Estrutura da Rede de Telefonia Pública Comutada
• Hierarquia de Comutação
• RDI, RDSI-FE, RDSI-FL
• Evolução do Uso de Redes de Comunicação de Dados
• Aspectos de Normalização - Modelos ITU, OSI, Internet, IEEE
• Tecnologias de Redes
• Redes de longa distância: STM, ATM, X.25, frame-relay
• Redes locais e metropolitanas: ethernet, fast-ethernet, token ring, 100VG-
AnyLan, FDDI I e II, DQDB, ATM
• Internet: denominações, endereçamento, roteamento, IP, UDP, TCP
R D Se e
Evolução das Comunicações
História das Comunicações Modernas
Principais Eventos

R D Se e
• 1835, telégrafo, S. Morse, comunicação em longa distância, codificação da
informação usando código binário
• 1876, telefone, A. Graham Bell, telefonia analógica
• ~1880, formação da AT&T
• ~1900, comunicações sem fio, G. Marconi, comunicações em longa
distância via rádio
• 1906, válvula elétrica, L. DeForest, amplificadores de sinal e repetidores
• 1945, conceito de satélite geo-estacionário, A.C. Clarke
• 1947, transistor, Bell Labs, miniaturização dos equipamentos de telecom
• 1957, Sputnik 1, URSS
• 1959, circuitos integrados, Texas Instruments e Fairchild, integração dos
equipamentos
R D Se e
• 1962, PCM, Bell Labs, introdução da portadora digital T1
• 1965, Intelsat 1, primeiro satélite de comunicações internacionais em órbita
geo-estacionária
• 1966, conceito de transmissão em fibra ótica, C.K. Kao
• 1966, fax, Xerox
• ~1970, fibra ótica de vidro de sílica, Corning Glass Works
• ~1970, ARPANET, DARPA
• 1971, microprocessador, Intel
• 1972, UNIX
• 1971-1973, e-mail, FTP, TCP, Internet
• 1979, primeira rede de telefonia celular pública, Japão

R D Se e
• 1980, Comitê 802, IEEE
• 1981, PC, IBM
• 1982-1984, fim do monopólio e divisão da AT&T
• 1979-1984, Modelo OSI, X.25 (84)
• 1984, mais de 1.000 hosts na Internet, introdução do DNS
• 1988, primeira rede nacional RDSI, França
• 1989, mais de 100.000 hosts na Internet
• 1990-1992, world wide web
• 1996, mais de 4.000.000 de hosts na Internet
R D Se e
Conceitos Básicos
Transmissão analógica X transmissão digital
Multiplexação, FDM, TDM, PAM, PCM

R D Se e
Transmissão Analógica X Transmissão Digital
• freqüências presentes na voz humana: 100-10.000 Hz
• instrumentos musicais: 50-15.000 Hz
• freqüências distinguidas pelo ouvido humano: 30-16.500 Hz
• faixa de freqüências de operação da rede de telefonia: 300-3.000 Hz
• duas formas de transmissão dos sinais de voz
• analógica: sinais contínuos de voltagem variando no tempo
• digitais: sinais em forma de pulso com valores discretos de voltagem
• trasmissão exclusivamente analógica na rede telefônica até ~1962 e ainda
largamente utilizada
• cada vez mais transmissões digitais na rede de telecomunicações
R D Se e
• Sinais de voz, som, vídeo, fotografia ou dados podem ser transmitidos sob
forma digital através de uma corrente de pulsos com valores discretos de
amplitude: símbolos 0 e 1
• Dados de computadores podem ser transmitidos diretamente sobre um
canal digital
• Informações anlógicas precisam ser convertidas para um formato digital
• A taxa de transmissão requerida para cada sinal depende da faixa de
frequências presentes no sinal analógico e da quantidade de níveis de
frequência a ser reproduzido (Teorema de Nyquist)
• Uma chamada telefônica, usando banda passante padrão de um circuito de voz
de 4 KHz, necessita de uma taxa de transmissão de 64 Kbps
• A taxa de amostragem é pelo menos o dobro da maior das freqüências do sinal
de entrada: 8 KHz. Cada amostragem é codificada em 8 bits
• 8 bits X 8 KHz = 64 Kbps

R D Se e
• Transmissão digital veicula informações na forma de símbolos chamados
bits
• Um bit só pode ter dois valores 0 e 1, nada mais
• pequenas alterações do sinal não alteram o conteúdo informacional
• somente distorções maiores podem mudar um valor de 0 para 1 e vice-versa
• Transmissão analógica veicula informações através de ondas que variam
continuamente em amplitude ou frequência
• Toda pequena alteração da onda implica em correspondente degradação do
conteúdo informacional
R D Se e
• Em todo sistema de transmissão, o sinal recebido difere do sinal
transmitido:
• Atenuação
• Ruídos branco e impulsivo
• Atraso de propagação e jitter
• Interferência mútuas: crosstalk, intermodulação, eco
• Auto-interferências: eco, interferência intersimbólica

R D Se e
• Efeito dos distúrbios em sistemas analógicos
• uma vez introduzido, um distúrbio não pode mais ser eliminado e degrada o
conteúdo informacional
• a degradação se acumula de equipamento para equipamento, de canal para
canal
• Efeito dos distúrbios em sistemas digitais
• um distúrbio não altera o conteúdo a não ser que se torne tão severo que
impossibilite o reconhecimento dos símbolos pelo receptor
• até um certo limiar de distúrbio, a transmissão é perfeita e o sinal original pode
ser regenerado eliminando as degradações do conteúdo informacional
• a degradação não se acumula de equipamento para equipamento, de canal para
canal
R D Se e
Recebido
Retransmitido
Distúrbios
Sinal Original
Atenuação
Atraso

R D Se e
Multiplexação
• Crescimento da quantidade de canais necessárias à rede telefônica
• Impossibilidade ou inviabilidade econômica de instalar mais cabos e outras
facilidades
• Necessidade de veicular mais de um circuito de voz sobre um mesmo canal
físico
• banda passante do canal muito maior que a de cada circuito individual
• canais de voz de 4KHz transpostos para freqüências mais altas
• Técnicas básicas:
• FDM
• TDM
• STDM
R D Se e
Multiplexação
• FDM - frequency division multiplexing
• divisão do espectro de freqüências em partes alocadas para cada canal
• técnica básica para os sistemas de portadora analógica
• TDM - time division multiplexing
• divisão do tempo do canal em intervalos
• sinais de entrada são amostrados em alta velocidade e as amostram ocupam
intervalos de tempo do canal sucessivamente
• combinada com a codificação PCM - pulse code modulation, é a técnica mais
usada para os sistemas de portadora digital

R D Se e
FDM - Frequency Division Multiplexing
Canal 1, 4KHz
Canal 12, 4KHz
Portadora
62 KHz
Portadora
106KHz
Canal 2, 4KHz
Canal 3, 4KHz
......
Canal 10, 4KHz
Canal 11, 4KHz
Canal FDM
48 KHz
60KHz 108KHz
R D Se e
TDM - Time Division Multiplexing
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
A
B
C
5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1
C B A C B A C B A C B A C B A
Multiplexador
• Divisão no Tempo: turno de um canal de
cada vez
• Multiplexação: todos os canais de entrada
compartilham o canal de saída
Time Slot
TDM

R D Se e
PAM - Pulse Amplitude Modulation
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
A
B
C
5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Multiplexador
• Cada pulso PAM é uma amostra de um canal
de entrada em determinado instante
• A taxa de amostragem é pelo menos o dobro
da maior das freqüências do sinal de entrada
(Teorema de Nyquist)
Time Slot
PAM
R D Se e
PAM - Pulse Amplitude Modulation - Quantização
• A quantização mede os pulsos PAM com relação a uma determinada escala
• A escala de quantização é não-linear pois a maior parte da informação está na voz
mais suave
5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Time Slot
PAM
Escala de
Quantização
Maior
Quantidade
de
Informação

R D Se e
PCM - Pulse Code Modulation
• A codificação consiste em atribuir um código binário para cada nível dos pulsos PAM
• O código binário é transmitido na forma de pulsos digitais
5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Time Slot
PAM
Escala de
Quantização
00000001
10010001
00010000
PCM
10010001 00000001 00010000
Codificação
com 8 bits
Canal C Canal B Canal A
R D Se e
PCM - Pulse Code Modulation - Quadro
• Em cada quadro, 8 bits são usados para codificação da informação em cada canal
• A cada 6 quadros, o bit menos significante de cada canal é usado para sinalização
• Para efeito de sincronização, 1 bit de quadro é inserido após a seqüência de 24
canais de 8 bits
Canal 1 Canal 2 Canal 3 Canal 24
Voz
Bits de
Supervisão e
Sinalização
Bit de
Quadro
1 quadro, 193 bits, 125µs

R D Se e
PCM - Pulse Code Modulation - Portadora T1
• Na central ou em um equipamento terminal, ocorre a conversão da voz para o código digital
• Conversações nos 24 canais são multiplexadas para a linha T1
• A velocidade na portadora T1 é de 1,544 Mbps, chamada DS-1 ou T1
• Se forem utilizados 30 canais de entrada/saída a velocidade é de 2,048 Mbps, chamada E1
Repetidor
Canal 1
Canal 24
Canal 1
Canal 24
Linha T1Central Central
MUX MUX
R D Se e
Modos de Transmissão
• Difusão irrestrita - Broadcast
• Difusão restrita - Multicast
• Ponto-a-ponto

R D Se e
Direção e Simultaneidade das Transmissões
• Comunicação simplex
• Comunicação duplex
• bidirecional alternada - half-duplex
• bidirecional simultânea - ful-duplex
R D Se e
Serviços de Redes
• Com conexão
• com base em comutação de circuitos físicos dedicados
• com base em circuitos virtuais comutados - pacotes ou células
• Sem conexão
• com base em datagramas

R D Se e
Estrutura da Rede de Telefonia Pública
Comutada
Hierarquia de Comutação
RDI
RDSI-FE
RDSI-FL
R D Se e
Estrutura da Rede Telefônica Pública Comutada
• Conexões ponto-a-ponto, adotadas nos primeiros sistemas
• Comunicações estabelecidas manualmente por um operador
• Utilização inviável nos grandes sistemas telefônicos atuais

R D Se e
• Topologia em estrela
• Todas as chamadas roteadas através do comutador central
• Substancial redução do número de linhas necessárias
Comutador
Central
R D Se e
Central
Local
Central
Trânsito I
Central
Trânsito II
Central
Trânsito III
Central
Trânsito IV

R D Se e
Evolução do Uso de Redes de
Comunicação de Dados
Sistemas Centralizados, Sistemas Departamentais
Estações de Trabalho, Microcomputadores
Redes Locais
Arquiteturas de Redes de Comunicação de Dados
R D Se e
Comunicações de Dados - Sistemas Centralizados
BATCH
BATCH
TIME
SHARING
Características:
• Grandes CPD
• Processamento Batch
• Tarefas científicas
• Grandes quantidades de cálculo
• Tempo desocupado
Evolução:
• Popularização do computador
• Aumento de capacidade (HW)
• Grande utilização
• Aumento da população no CPD

R D Se e
Comunicações de Dados - Terminais Remotos
Características:
• Teleprocessamento
• Compartilhamento de recursos
• Limitações de acesso
Evolução:
• Redução de custos de HW
• Aumento de capacidade
– Recursos
– Processamento
• Aplicações “on line”
• Respostas mais rápidas
R D Se e
Características:
• Dedicados
• Especializados
• Potência adequada
• Capacidade adequada
Evolução:
• Compartilhamento de recursos
especializados
• Compartilhamento de dados
• Aumento da complexidade dos
sistemas dedicados
Comunicações de Dados - Sistemas Departamentais

R D Se e
Características:
• Interface usuário gráfica
• Multi-processos (UNIX)
• Dedicada ao usuário
• Capacidade e aplicações
Evolução:
• Interoperação em redes
• Sistemas distribuidos
Comunicações de Dados - Estações de Trabalho
R D Se e
Características:
• Interface usuário gráfica
• Dedicada ao usuário
• Aplicações de escritório
Evolução:
• Redes locais
• Integração corporativa
Comunicações de Dados - Microcomputadores

R D Se e
Características:
• Compartilhamento de
recursos
– Hardware
– Software
– Informação
• Independência de sistemas
• Modularidade
• Especialização
Comunicações de Dados - Redes de Computadores
SUB-REDE DE
COMUNICAÇÃO
DE DADOS

R D Se e
Comunicações de Dados - Elementos Funcionais
LINHAS DE COMUNICAÇÃO DE DADOS
DISPOSITIVOS DE ACESSO AO MEIO
CONTROLE DO ENLACE DE DADOS
MECANISMO DE ENDEREÇAMENTO
EMPACOTAMENTO E DESEMPACOTAMENTO
ARMAZENAMENTO E CONTROLE DE FLUXO
SISTEMA DE TRANSAÇÃO, GERÊNCIA DE
DIÁLOGO
CONVERSÃO DE DADOS
MANTER CAMINHO FÍSICO
GARANTIR CONVERSA EM BITS
COMPARTILHAR RECURSOS/MEIO
ENVIAR MENSAGENS PARA DESTINO CERTO
ACOMODAR DIFERENÇAS DE TAMANHO DE
MENSAGENS
RESOLVER DIFERENÇAS DE VELOCIDADE DE
PROCESSAMENTO
ACOMODAR PADRÕES DIFERENTES DE
INTERMITÊNCIA
ACOMODAR DIFERENÇAS DE
FORMATO, CÓDIGOS, LINGUAGENS
R D Se e
USUÁRIO/APLICATIVO
USUÁRIO/APLICATIVO
Trans. Local: Chaveamento/Multiplex
Trans. Local: Chaveamento/Multiplex
MODEM
DLC
Endereçamento/Roteamento de Pacotes
Gerenciamento de Diálogo
Conversão de Protocolos
Conversão de Protocolos
Gerenciamento de Diálogo
DLC
Endereçamento/Roteamento de Pacotes
MODEM
Interações entre Elementos Funcionais

R D Se e
Elementos Funcionais - Arquitetura e Implementação
ARQUITETURA
IMPLEMENTAÇÃO
Definição das funções que uma
rede de computadores e seus
componentes devem executar
Distribuição dessas funções
através dos elementos de
hardware e software da rede
R D Se e
• Interconexão de sistemas distintos sem utilização de um padrão comum
• A instalação de outro sistema exige o desenvolvimento de “N” interfaces, sendo
“N” a quantidade de sistemas já participantes do ambiente
Arquitetura para Interconexão de Sistemas em Redes
Sistema A
Sistema B
Sistema DSistema C
interface
A-B
interface
A-D
interface
C-D
interface
A-C interface
B-D
interface
B-C

R D Se e
• Interconexão de sistemas distintos com utilização de protocolos comuns
• A instalação de outro sistema requer apenas a compatibilização do mesmo com
os protocolos já definidos para o ambiente:
• Capacidade de integração de sistemas
• Clareza na definição das funcionalidades
• Capacidade de evolução de produtos
• Economia no desenvolvimento
• Gerência completa do ambiente
Sistema A
Sistema B
Sistema DSistema C
Protocolos-Padrão
de Comunicações
R D Se e
Protocolos:
• regras de interação...
• entre elementos funcionais pares...
• para executar funções de rede
Elementos de um protocolo:
• SINTAXE: formato das mensagens
• SEMÂNTICA: significado dos dados nas mensagens
• SEQÜÊNCIA: procedimentos para a troca de mensagens

R D Se e
Aspectos de Normalização
Evolução da Demanda
Órgãos e Principais Áreas de Padronização
Modelo ITU
Modelo de Referência OSI
Arquitetura Internet
Série IEEE 802
R D Se e
Normalização - Evolução da Demanda
VELOCIDADE
I
N
T
E
L
I
G
Ê
N
C
I
A
Comunicações
Personalizadas
Comunicações
Multimeios
Correio
Eletrônico
Vídeo sob
Demanda
HDTV sob
Demanda
Telefonia,
Fax, Texto
Áudio
HiFi
Imagem CATV HDTV

R D Se e
Normalização - Conceitos Básicos
• PACOTE (PACKET)
• Bloco de informações identificado por um cabeçalho de nível 3
• QUADRO (FRAME)
• Bloco de tamanho variável
• Identificado por um cabeçalho de nível 2
• CÉLULA (CELL)
• Bloco de tamanho fixo
• Identificado por um cabeçalho de nível 2
• COMUTAÇÃO RÁPIDA DE PACOTES
• Técnica para prover maior capacidade através da...
• Redução do processamento dos pacotes em nós intermediários e...
• Confiando em protocolos dos nós finais para recuperação de erros
R D Se e
Normalização - Conceitos Básicos
• FRAME RELAY
• Transferência de quadros sem recuperação de erros ponto a ponto
• FRAME SWITCHING
• Transferência de quadros com recuperação de erros ponto a ponto
• CELL RELAY
• Transferência de células sem recuperação de erros ponto a ponto

R D Se e
Normalização - Órgãos e Padrões
• ITU-TSS (ex CCITT):
• Sistema de Sinalização nº 7 e rede inteligente
• Gerência de Rede de Telecomunicações TMN
• N-ISDN: X.25 sobre ISDN, LAP-D origem de frame relay
• B-ISDN: SDH, STM, ATM
• ISO:
• Modelo de Referência OSI
• Serviços de Dados
• Gerência de Rede: CMIS, CMIP, MIB, Áreas Funcionais Básicas
• IEEE:
• Redes Locais 802.x: LLC e MAC CSMA/CD, TB, TR, FDDI, FE
• Redes Metropolitanas: FDDI, 802.6 DQDB
• IAB:
• Serviços de Dados
• Gerência de Rede: SNMP, MIB
R D Se e
Normalização - Modelo de Referência ITU-T
Modelo de Referência para Redes de Serviços Integrados
TRANSPORTE
ISDN
INTELIGÊNCIA
Rede de
Sinalização
IN
GERÊNCIA
Rede de Suporte
à Operação
TMN
Rede de Serviços
ao Usuário

R D Se e
Normalização - Modelo de Referência OSI
• RM-OSI: Reference Model for Open Systems Interconnection
• Modelo de Referência para a Interconexão de Sistemas Abertos - Norma
ISO-7498
• ISO - International Organization for Standardization
• Sistema Aberto:
• sistema que atende os padrões OSI na comunicação com outros sistemas
também aderentes a tais padrões,
• sem condicionar-se a particularidades de implementação ou de tecnologia
R D Se e
Modelo de Referência OSI - Conceitos
S IS T E M A A S IS T E M A B
U su á rio P re sid . d e E m p re sa n o B ra s il P re sid . d e E m p re sa n a F ra n ç a
A p lica çã o S e cre tá ria : fa z a n o ta ç õ e s,
d a tilo g ra fa , a n e xa d o c u m e n to s
S e c re tá ria : p re p a ra p a ra a le itu ra ,
co lo ca n a o rd e m
A p re se n ta çã o T ra d u to r: tra d u z d e P o rtu g u ê s p a ra
In g lê s
T ra d u to r: tra d u z d e In g lê s p a ra
F ra n c ê s
S e s sã o A rq u ivis ta : re g is tra re fe rê n cia s ,
d a ta , c o n te xto
A rq u iv ista : re cu p e ra e re g is tra
re fe rê n c ia s, d a ta , c o n te xto
T ra n s p o rte D e sp a c h a n te : co lo ca e fe c h a
e n v e lo p e , co lo c a e tiq u e ta e se lo
D e s p a c h a n te : v e rifica e tiq u e ta e
se lo , c o n firm a re ce b im e n to
R e d e F u n cio n á rio C o rre io : d e fin e a ro te ,
e sc o lh e o m e io d e e n v io
F u n c io n á rio C o rre io : C o n fe re a
ch e g a d a
E n la c e P re p a ra d o r d e m a lo te : e m p a c o ta ,
a n e xa lista d e e n v io
P re p a ra d o r d e m a lo te :
d e se m p a co ta , co n fe re lis ta
F ísica C a rre g a d o re s e C o n d u to re s:
re c o lh e m m a lo te , tra n s p o rta m
C a rre g a d o re s e C o n d u to re s:
tra n s p o rta m , e n tre g a m m a lo te
m e io d e tra n s fe rê n c ia

R D Se e
SISTEMA
ABERTO
SISTEMA ABERTO
RETRANSMISSOR
SISTEMA
ABERTO
6 APRESENTAÇÃO
CAMADAS
7 APLICAÇÃO
5 SESSÃO
4 TRANSPORTE
3 REDE
2 ENLACE
1FÍSICA
Protoc.
de Rede
Protoc.
de Enlace
Protoc.

R D Se e
camada 7 APLICAÇÃO
camada 6 APRESENTAÇÃO
camada 5 SESSÃO
camada 4 TRANSPORTE
camada 3 REDE
camada 2 ENLACE
camada 1 FÍSICA
Modelo de Referência OSI - Estrutura
R D Se e Modelo de Referência OSI - Conceitos
• Arquitetura: funções que a rede e seus elementos têm de executar
• Serviços: definição das tarefas executadas por uma Entidade de uma camada, ou
seja Entidade da Camada N
• Protocolo: regras e procedimentos para o diálogo entre entidades de mesmo nível,
ou seja entidades pares, instaladas em sistemas abertos distintos

R D Se e
Modelo OSI - Protocolos e Serviços
Camada N
Camada N-1
Camada N+1
Serviço N
Serviço N-1
Entidade N
Usuário do
Serviço N
Serviço N
Serviço N-1
Entidade N
(entidade par)
Usuário do
Serviço N
SISTEMA
ABERTO A
SISTEMA
ABERTO B
caminho virtual N-1
Protocolo N
UDP
UDP
UDP - Unidade de Dados do Protocolo ou
PDU - Protocol Data Unit
R D Se e
Modelo de Referência OSI - Conceitos
• A estruturação em camadas permite que a implementação da camada “N”
seja independente das formas de implementação das camadas adjacentes
“N+1” e “N-1”
• Os protocolos, apesar de rigorosamente especificados, não limitam as
formas de implementação ou a tecnologia a ser empregada
• Possíveis evoluções e aperfeiçoamentos dos protocolos devem assegurar
a compatibilidade com versões anteriores

R D Se e
SISTEMA
ABERTO
SISTEMA ABERTO
RETRANSMISSOR
SISTEMA
ABERTO
APRESENTAÇÃO
CAMADAS
APLICAÇÃO
SESSÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE
FÍSICA
Protoc.
de Rede
Protoc.
de Enlace
Protoc.
Físico
Protoc.
de Rede
Protoc.
de Enlace
Protoc.
Físico
Protocolo de Aplicação
Protocolo de Apresentação
Protocolo de Sessão
Protocolo de Transporte
MEIO FÍSICO
Modelo de Referência OSI - Componentes
R D Se e
Física: define o tipo de meio usado para a conexão, tipo de cabos e
conectores, níveis de sinal, velocidade de transmissão, método de
codificação...
Enlace: descreve regras para estabelecer, manter e liberar conexões de
enlace. Define o formato do quadro e procedimentos para acesso
e controle ao nível físico
Rede: endereçamento e roteamento de mensagens entre diversas redes,
controla congestionamentos
Transporte: provê serviços orientados a conexão com total integridade das
mensagens. Controla o fluxo e o reconhecimento das mensagens
Sessão: estabelece, sincroniza, gerencia e termina dialógos entre
usuários. Também responsável pela conversão de nomes em
endereços de rede
Apresentação: representa e interpeta a sintaxe das mensagens, provê conversão
do formato da mensagem quando necessário
Aplicação: presta serviços básicos para o usuário final (ex.: banco de dados
distribuído e correio eletrônico)
Modelo de Referência OSI - Funções das Camadas

R D Se e
Modelo OSI - Sistemas Abertos Intermediários
R D Se e
1
2
3
4
5
6
7
Modelo OSI - Conversa entre Camadas Pares

R D Se e
Apresentação
Aplicação
Usuário no
Sistema A
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
Apresentação
Aplicação
Usuário no
Sistema A
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
FísicoF E R T S A A Dados E F F E R T S A A Dados E F
E R T S A EA Dados E R T S A EA Dados
R T S A A Dados R T S A A Dados
T S A A DadosT S A A Dados
S A A Dados S A A Dados
A A DadosA A Dados
A Dados A Dados
DadosDados
Modelo OSI - Conversa entre Camadas Pares
R D Se e
Modelo OSI - Padrões Principais
• Aplicação
• MHS X.400: Message Handling System - Correio Eletrônico
• EDIM X.435: Electronic Data Interchange Message - Mensagem de Intercâmbio
Eletrônico de Dados
• X.500: Serviço de Diretório (catálogo de rede)
• FTAM: File Transfer Access and Management - Transferência de Arquivos
• VT: Virtual Terminal - Terminal Virtual
• JTM: Job Transfer Management - Gerência e Tranferência de Jobs
• RDA: Remote Database Access - Acesso Remoto a Bancos de Dados
• MMS: Manufacturing Message Specification
• CMIP: Common Management Information Protocol - Protocolo de Gerência de
Rede

R D Se e
Modelo OSI - Padrões Principais
• Outros
• Protocolos de Suporte de Aplicação:
• ACSE: Association Control Service Element
• ROSE: Remote Operations Service Element
• RTSE: Reliable Transfer Service Element
• TP: Transaction Processing
• CCR: Commitment, Concurrency and Recovey
• Apresentação ASN.1: Abstract Syntax Notation 1 - Notação de Sintaxe Abstrata
• Protocolo de Sessão
• Protocolos de Transporte: TP0 a TP4
• Protocolos de Rede: CONS X.25 Nível 3, CNLS
• Protocolos de Enlace e Camada Física: X.25 e Redes Locais
R D Se e
Intra-rede
Interface de Rede
Inter-rede
Transporte
Aplicação
Intra-rede
Interface de Rede
Inter-rede
Transporte
Aplicação
Intra-rede
Protocolo IP
ICMP, ARP, RARP
Protocolo de
Quadros
Protocolo
Físico
Protocolo
Físico
Protocolo de
Quadros
Protocolo IP
ICMP, ARP, RARP
Protocolos TCP e UDP
Protocolos de Aplicação
Telnet, FTP, SMTP, SNMP ...
Intra-rede
Normalização - Arquitetura Internet ou TCP/IP

R D Se e
Drivers de hardware e Protocolos de Acesso ao Meio
ARP RARP
IP (com ICMP e IGMP)
TCP UDP
SMTP RPC rlogin e
rsh
FTP
TELNET DNS
SNMP
ASN1
TFTP
BOOTP
e DHCP RPC
NFS
XDR
PROGRAMAS APLICATIVOS
USUÁRIOS
HARDWARE
Arquitetura TCP/IP - Protocolos
R D Se e
SUB-REDE Diversas tecnologias: Ethernet, ATM, Token Ring, FDDI,
Frame Relay, X.25, SLIP, PPP
REDE (3) Formação de (inter)redes
Transferência de Dados na Rede
Determinação de Rotas
Modo Datagrama IP
Balanceamento de Carga
TRANSPORTE (4) Transferência Fim-a-Fim
Confiável
Gerência de Sessões
Controle de Fluxo
Com conexão: TCP, sem conexão: UDP
APLICAÇÃO (5-7) Acesso direto ao TCP ou UDP
Aplicações simples
Arquitetura TCP/IP - Funções das Camadas

R D Se e
Arquitetura TCP/IP - Padrões Principais
• Aplicação
• SMTP: Simple Mail Transfer Protocol - Correio Eletrônico
• FTP: File Transfer Protocol - Transferência de Arquivos
• NFS: Network File System - Sistema de Arquivos de Rede
• TELNET: Terminal Virtual
• DNS: Domain Name System - Esquema de Identificação de sistema na rede
• HTTP: Hypertext Transfer Protocol - Protocolo de transferência de hipertextos,
suporte da WWW (World Wide Web)
• SNMP: Simple Network Management Protocol - Protocolo de gerência de rede
R D Se e
Arquitetura TCP/IP - Padrões Principais
• Outros
• XDR: eXternal Data Representation - protocolo de apresentação para
representação e formatação de dados
• RPC: Remote Procedure Call - Execução de operações em sistemas remotos
• TCP: Transmission Control Protocol - Protocolo de Transporte com conexão
• UDP: User Datagram Protocol - Protocolo de Transporte sem conexão
• IP: Internet Protocol - Protocolo de formação de Rede
• ARP/RARP: Address Resolution Protocol/Reverse Address Resolution Protocol -
Protocolos de tradução/conversão de endereços

R D Se e
Apresentação
Aplicação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Física
OSI INTERNET
Intra-rede
Interface deRede
Inter-rede
Transporte
Aplicação
Artquiteturas OSI e TCP/IP - Estrutura Comparada
R D Se e
Enlace
Física
IEEE
802.3
IEEE
802.4
IEEE
802.5
IEEE 802.2
IEEE
802.12
...
IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers
IEEE 802.1
OSI IEEE
LLC
MAC
PHY
PMD
Normalização - Arquitetura IEEE 802

R D Se e
• 802.1: esclarece como os padrões IEEE se relacionam uns com os outros e
como se classificam dentro do modelo OSI
• 802.2: LLC-Logical Link Control, mecanismos para troca de mensagens:
• sem conexão: transmissão de mensagens para um único endereço ou para um
grupo de endereços ou para todos os endereços
• com conexão
• Métodos de acesso ao meio
• 802.3: ethernet CSMA/CD e fast ethernet (100 Mbps)
• 802.4: token bus
• 802.5: token ring
• 802.6: DQDB
• 802.12: 100 VG-AnyLAN
• FDDI e FDDI-II seguem o modelo, embora sejam definidos pela ANSI
Normalização - Arquitetura IEEE 802
R D Se e
CAMADAS OSI
APLICAÇÃO
APRESENTAÇÃO
DTE
AUI
MAU
MDI
PMA
MEIO
LLC
LOGICAL LINK CONTROL
MAC
MEDIA ACCESS CONTROL
PLS
PHYSICAL SIGNALING
IEEE 802.3
CSMA/CD
camadas altas
SESSÃO
TRANSPORTE
REDE
ENLACE
FÍSICA
AUI - Attachment Unit Interface MAU - Medium Attachment Unit
MDI - Medium Dependent Interface PMA - Physical Medium Attachment
Arquitetura IEEE 802 - Estrutura - Exemplo Ethernet

R D Se e
Normalização - Gerência de Rede
• Redes TCP/IP
• gerência mais simples, menos genérica
• Protocolos de gerência de rede: SNMP, SNMPv2
• Informações para gerência de rede: MIB-I, MIB-II, RMON
• Redes OSI
• Áreas funcionais da gerência de rede:
• Configuração
• Falhas
• Desempenho
• Contabilização
• Segurança
• Serviços da camada aplicação: CMIS
• Protocolo da camada aplicação: CMIP
• Informações para gerência de rede: MIB
• Gerência específica das telecomunicações: TMN
R D Se e
Normalização - Gerência de Rede - Áreas Funcionais
Áreas Funções
CONFIGURAÇÃO Controle das configurações física e lógica
Identificação de elementos de rede
Manipulação do estado da rede
FALHAS Detecção de comportamento de rede anômalo
Isolação de problemas de rede e Diagnóstico
Controle e Solução de Problemas de Rede
DESEMPENHO Análise de taxas de erro na rede
Análise de capacidade de rede
Obtenção de desempenho de rede ótimo
CONTABILIZAÇÃO Coleta de dados de utilização de recursos
Processamento dos dados de utilização
SEGURANÇA Controle do acesso à rede para operações de gerência
Ativação de serviços e mecanismos de segurança
Coleta de dados para auditoria da segurança

R D Se e
Normalização - Gerência de Rede - SNMP
NÃO SNMP
WANEstação Gerente
SNMP
NMS
MIB
LAN
RMON
MIB
Ag MIB
Ag MIB Ag MIB
Ag MIB
Repository
Agente
Procurador
(Proxy)
Ag MIB
mapeamento
Sistema Gerente
Não-SNMP
Rede sem SNMP
gerenciada via
Procurador
SNMP
R D Se e
Normalização - Gerência de Rede - OSI
Sistema Gerente Sistema Gerenciado
comunicações
Gerente Agente
operações de gerência
notificações
operações de gerência
notificações
execução de Objetos
Gerente Agente
Objetos
Gerente Agente
Objetos
Agente
Objetos
Gerente

R D Se e
Normalização - Gerência de Rede - TMN
Rede de
Comunicação de dados
Comutação Transmissão
Serviço a Valor
Agregado
ComutaçãoTransmissão
Rede deTelecomunicações
(ambiente gerenciado)
Sistema de
Operação
Sistema de
Operação
Sistema de
Operação
Estação de
Trabalho
TMN
R D Se e
Normalização - Inteligência - Redes Inteligentes

R D Se e
Normalização - Inteligência - Sinalização No. 7
R D Se e
Normalização - Inteligência
• Capacidades de redes inteligentes
• Processamento necessário ao estabelecimento e manutenção da conexão entre
fonte e destino da informação
• Gerência da informação "au vol" durante à transmissão
• Identificação dos usuários:
• identificação simbólica
• associação de atributos relativos ao comportamento, possibilidades de conexão
e direitos de utilização
• Gerência e serviços:
• autoconhecimento sobre a estrutura de rede, de modo a gerenciar defeitos e
falhas
• assegura um serviço contínuo "fim-a-fim" e permitir uma administração de rede
pro-ativa
• flexibilidade para os usuários e mais qualidade aos serviços: acesso em
qualquer lugar, independente do protocolo ou da interface utilizada.

R D Se e
Normalização - Inteligência
• Serviços de redes inteligentes
• Número de acesso universal
• Bloqueio de chamada
• Destinatário alternativo
• Fila de chamadas
• Roteamento sob critério
• Conversão de formato:
• síntese de voz
• correio de voz
• síntese da escrita
• comunicação por fio para comunicação sem fio
• Tradução em tempo real
R D Se e
• Ethernet
• Token Ring
• FDDI-I - Fiber Distributed Data Interface
• FDDI-II
• Fast-Ethernet 100baseT
• 100VG-AnyLAN
• DQDB - Distributed Queue Dual Bus
• N-IDSN, B-ISDN
• X.25 e frame relay
• SDH - Synchronous Digital Hierarchy
• STM - Synchronous Transfer Mode
• ATM - Assynchronous Transfer Mode
Normalização - Transporte - Redes de Alta Velocidade

R D Se e
Tecnologias de Redes
Redes locais e metropolitanas: ethernet, fast-ethernet, token ring,
100VG-AnyLan, FDDI I e II, DQDB, ATM
Redes de longa distância: X.25, frame-relay, STM, ATM
Internet: denominações, endereçamento, roteamento, IP, UDP,
TCP
R D Se e
A detecta meio livre e começa a transmitir
B detecta meio livre e começa a transmitir
Colisão
B detecta colisão. Pára Tx. Começa reforço
A detecta colisão. Pára Tx. Começa reforço
C detecta colisão. B e A param reforço
A B C
Ethernet - IEEE 802.3 - CSMA/CD

R D Se e
Ethernet - IEEE 802.3 - CSMA/CD
• 10 Mbps
• Quadro
• Tamanho mínimo: 64 bytes
• Tamanho máximo: 1518 bytes
• Padrões de interface física:
• 10base5
• 10base2
• 10baseT
• 10baseF
• Topologias
• Barra
• Estrela
Fibra óptica
2 Km
UTP
TX
MAU
RX
TX
MAU
RX
Fibra óptica
2 Km
R D Se e
• topologia em estrela
• utiliza concentrador multi-repetidor (Hub)
• cabo par trançado telefônico EIA/TIA cat. 3 UTP - 2 pares (Tx/Rx)
• segmentos de até 100 metros (ponto a ponto)
• máximo de 1024 nós na rede
• conectores RJ45. No Hub, também BNC e AUI
• maior tolerância a falhas
Ethernet - IEEE 802.3 - Padrão 10BaseT

R D Se e
Fast-ethernet - IEEE 802.3 - 100BaseT
• Extensão simples e direta do padrão 10BaseT
• Transmissão a 100 Mbps, usando CSMA/CD
• MII - Media Independent Interface: equivalente ao AUI
• Auto-detecção da velocidade da rede 10/100 Mbps
• Rede limitada a 2 repetidores

R D Se e
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
Tx
Rx
Estação Hub
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
Tx
Rx
Estação Hub
Tx/Rx
Fast-ethernet - 100BaseT - Transmissão
• 100BaseTX
• 100Mbps = 1par * 125 MHz * 80%
• código 4B5B
• 100BaseT4
• 100Mbps = 3pares * 25MHz * 133%
• código 8B6T (compressão)
• 100BaseFX
• 100Mbps = 1 fibra * 125 MHz * 80%
• código 4B5B
• 1 fibra Tx, outra Rx
R D Se e
Token Ring - Método Single Token
Rx Tx
token livre
Tx recebe o token e o muda p/ocupado
Rx Tx

R D Se e
Tx recebe a mensagem de volta
Rx Tx
Tx libera o tokene retira a mensagem
Rx Tx
Token Ring - Método Single Token
R D Se e
Token Ring - IEEE 802.5
• 4 ou 16 Mbps
• Tamanho máximo do quadro: 17800 bytes
• Padrões de interface física:
• tipos de cabos: STP 150ohms e UTP comum
• utiliza um concentrador passivo para ligar as estações (MAU - Multistation
Access Unit)
• topologia
• anel lógico - estrela física

R D Se e
RingIn RingOut
Estações inseridas
no anel
Estação
fora do anel
TCU - trunk
coupling unit
lobe cable
Token Ring - 802.5 - Anel Lógico / Estrela Física
R D Se e
100VG-AnyLAN - IEEE 802.12
• transmissão de quadros Ethernet e Token Ring a 100 Mbps
• Novo método de acesso chamado Prioridade por Demanda - DPAM
(Demand priority Access Method)
• Tem base em um hub central inteligente que varre circularmente os nós da rede
• uma estação, desejando transmitir, sinaliza sua demanda ao hub
• se a rede estiver disponível, o hub reconhece o pedido e á estação começa a
transmitir seus pacotes para o hub
• o hub decodifica o endereço de destino de cada pacote e comuta os pacotes
para as respectivas portas de destino
• caso mais de uma demanda seja recebida ao mesmo tempo, o hub usa um
esquema simples de turno (round robin) para reconhecer os pedidos
• Pode existir até 3 níveis hierárquicos para os hub

R D Se e
estações transmitem 1pacote por turno
1 2 3 4
1 2
1 2 3
1 2 3
1 2 3
1pacote por turno
1pacote por turno
1pac./turno
1pac./turno
hub: 2 pac./turno
hub: 3 pac./turno
hub: 6 pac./turno
hub: 3 pac./turno
hub raiz
100VG-AnyLAN - IEEE 802.12 - Método DPAM
R D Se e
IDLE
REQ
IDLE
REQ
CLEAR
TX DADOS
IDLE
Estação Transmitindo Estação Recebendo
IDLE/REQ
IDLE/REQ
INCOMING
CLEAR
INCOMING
RX DADOS
IDLE

R D Se e
Turno com
Prioridade Normal
Turno com
Priridade Alta
A
B
C
a1
b1
c1
a2
b1
c1
a2
c1
a2
A
B
C
a1
b1
c1
a1
b2
c1
a1
c2
a1
b2
c2 c2
R D Se e
100VG-AnyLAN - IEEE 802.12 - Especificações Físicas
• Alternativas de cabeamento
• 100BaseT4: 4 pares, categoria 3, 4 e 5, UTP (transmissão: 4 pares, recepção: 4
pares, controle: 2 pares de entrada e 2 pares de saída)
• 100BaseTx: 2 pares, categoria 5 UTP ou STP Tipo 1
• 100BaseFx: par de fibras óticas
• Regras de Topologia
• qualquer topologia 10BaseT ou Token Ring sobre par trançado ou fibra ótica

R D Se e
FDDI - ANSI X3T9.5
• Fiber Distributed Data Interface
• Anel duplo com fluxo de dados em sentidos opostos
• corrente de símbolos passando pelos repetidores, pequeno atraso, sem armazenamento,
leitura durante a passagem
• Acesso à rede semelhante ao Token Ring, com modificações:
• o token livre é gerado após a transmissão do quadro, permitindo que múltiplos quadros
circulem pelo anel em um mesmo instante
• a retenção do token é temporizada
• o mesmo tempo de circulação do token vale para todas as estações do anel
• o procedimento de inicialização estabelece um tempo adequado, TTRT, para que o
token contorne o anel integralmente
• toda estação verifica o endereço de destino
• toda estação repete o quadro, salvo a estação de origem
• Serviço síncrono e serviço assíncrono
R D Se e
Estação transmissora espera token livre
Tx
token livre
Tx recebe o token e o muda p/ocupado
Tx
Tx acrescenta endereços e dados e
transmite quadros síncronos
Tx
Se houver tempo, Tx transmite os
quadros assíncronos
Tx
FDDI - ANSI X3T9.5 - Método de Acesso

R D Se e
FDDI - ANSI X3T9.5
• Taxa de transmissão do sinal 125 Mbaud, mas taxa de transmissão de
dados de 100 Mbps, devido ao uso de codificação 4B5B
• Tamanho máximo do quadro é 4500 bytes
• Topologia: Anel duplo / estrela
• Tipos de cabos: Fibras óticas (multi-modo e mono-modo)
• Máximo de 500 estações em um anel de no máximo 100 Km
• Distância entre nós: 2 Km (fibra multi-modo) e até 40 Km (fibra mono-
modo)
• Nova versão dos níveis físico e de enlace do modelo OSI (LLC compatível
com a arquitetura IEEE 802.2)
R D Se e
Ethernet Token RingFDDI
FDDI
FDDI - ANSI X3T9.5

R D Se e
FDDI - II
Preâmbulo
Cabeçalho
Ciclo
Grupo de
Pacotes
Grupo
Cíclico 0
Grupo
Cíclico 95
Grupo
Cíclico 1
• • •
2,5 12 12 16 16 16
• FDDI-II tem a mesma arquitetura física e transmite na mesma velocidade (100 Mbps)
de FDDI-I
• FDDI-II é iniciada de forma idêntica a FDDI-I
• A rede passa a operar em modo FDDI-II somente se nenhuma estação FDDI-I
estiver presente
• No modo FDDI-II, uma estação Cycle Master passa a criar ciclos FDDI-II, numa base
de tempo de 125 µs (8 KHz) e com o seguinte formato:
R D Se e
FDDI - II

R D Se e
FDDI - II
PA SD PS PG Rs PDG
• • •
2,5 12 12
16 WBC
0
1
95
• Ciclos FDDI-II
• contêm 1560 (12+12+96*16) bytes úteis transmitidos a uma taxa de 8 KHz (a
cada 125 µs), levando cada um o equivalente a 8 bits
• banda passante total = 99,84 Mbps (1560 * 8000 * 8)
• PDG = 768 Kbps (12 * 8000 * 8)
• cada WBC = 6,144 Mbps (96 * 8000 * 8), ou seja T2
• sub-múltiplos de 6,144 Mbps (64 Kbps...1,536 Mbps...2,048 Mbps...6,144 Mbps)
podem servir às estações do anel
R D Se e
FDDI - II
• • •
0
1
95
PA SD PS PG Rs PDG
12,288 Mbps 64 Kbps 256 Kbps

R D Se e
• Barramento duplo suportando a comunicação em direções opostas,
oferecendo um canal full-duplex entre qualquer par de estações
• Em cada extremidade dos barramentos há um gerador de quadros e um
terminador
• o gerador de quadros insere em um dos barramentos uma seqüência de células
de 53 octetos, usando uma base de tempo de 125 µs
• funcionando a 155,52 Mbps, a cada 125 µs são geradas 45 células de 53
octetos
• cada célula tem cabeçalho de 5 octetos e área de dados de 48 octetos
• as células atravessam o barramento e são retiradas pelo terminador na outra
extremidade
• Cada estação têm uma conexão de leitura e escrita em cada um dos
barramentos
DQDB - IEEE 802.6 - Método de Acesso
R D Se e
Barramento B
barramento Agerador A
gerador Bterninador
terninador
48 5 48 548 548 548 5
485485 485 485 485
48 5
célula
bit de ocupação
bit de requisição

R D Se e
Tx Rx
Tx tem uma mensagem a enviar a Rx e faz
uma requisição pelo barramento B
A
B
As estações anteriores a Tx deixam
passar uma célula livre
Tx Rx
A
B
Tx Rx
A requisição de Tx é recebida pelas
estações anteriores a Tx
A
B
Tx Rx
Tx recebe uma célula livre e pode fazer
sua transmissão
A
B
R D Se e
RDSI - Faixa Estreita(N-ISDN)

R D Se e
RDSI - Faixa Larga (B-ISDN)
R D Se e
X.25 e Frame-relay
• Vantagens de X.25
• Base instalada
• Capacitação de recursos humanos
• Confiável mesmo em redes de má qualidade
• detecção de erros e retransmissão são feitas pelo equipamento de rede
• Endereçamento:
• circuitos virtuais permanentes
• circuitos virtuais comutados
• Possibilidade de maior velocidade:
• 64 kbps
• 256 kbps
• 2,048 Mbps
• X.25 como protocolo de acesso a redes de alta velocidade

R D Se e
X.25 e Frame-relay
• Frame Relay
• Modo pacote sobre a canal D ISDN: LAP-D
• Multiplexação no nível 2 da ISDN
• Detecção de erros somente nos 2 primeiros níveis de protocolo:
• mais simples que X.25
• detecção de erros e retransmissão são feitas pelo equipamento do usuário
• necessidade de ambiente de transmissão de alta qualidade
• Endereçamento:
• DLCI data link connection identifier, 11 bits
• circuitos virtuais
• Controle de Congestionamento
• ECN Explicit Congestion Notification para montante, para jusante
• Aplicabilidade:
• 10 a 40 vezes mais rápido que X.25
• pode transmitir voz
• apropriado para ambientes de transmissão não ISDN
R D Se e
X.25 e Frame-relay
VC 1
1
5 1
VC 2
1
2
1
4

R D Se e
RDSI - Hierarquias Digitais PDH/SDH
DS Digital Signal
STM Synchronous Transfer
Module
STS Synchronous Transport
Signal
OC Optical Carrier
Velocidade Canais DS0
(Mbps) (64 kbps)
DS-0 0,064 1
DS-1, T1 1,544 24
H1, E1 2,048 30
DS-2, T2 6,312 96
H2 8,448 132
H3 34,368 537
DS-3, T3 44,736 699
STS/OC-1 51,84 810
H4 139,264 2176
STS/OC-3, STM-1 155,520 2430
STS/OC-9 466,560 7290
STS/OC-12, STM-4 622,080 9720
STS/OC-18 933,120 14580
STS/OC-24, STM-8 1244,160 19440
STS/OC-36, STM-12 1866,240 29160
STS/OC-48, STM-16 2488,320 38880
PDH
SDH
R D Se e
STM - Synchronous Transfer Mode
• Quadro B-ISDN STM-1 155,520 Mbps

R D Se e
STM - Synchronous Transfer Mode
• Multiplexação síncrona usando a estrutura do quadro B-ISDN
• O payload pode começar em qualquer lugar dentro do quadro
• O PP (payload pointer) mostra o começo e o fim do payload
R D Se e
ATM - Assynchronous Transfer Mode
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
• Convergência das áreas de telecomunicações, informática e
entretenimento
• Baseado em tecnologia de comutação de células (cell relay)
• Controle da banda - largura de faixa conforme a demanda
• Alto desempenho permitindo aplicação multimédia (voz,dados e imagem)
• Célula de tamanho fixo de 53 bytes: cabeçalho 5, dados 48
• Tamanho fixo da célula permite chaveamento por hardware
• Aplicação universal: redes locais, metropolitanas e de longa distância

R D Se e
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
ATM - Operação
• O header de cada célula contém um identificador de conexão virtual (VC):
• VPI: identificador de caminho virtual
• VCI: identificador de circuito virtual
• Em cada enlace de entrada do comutador, o VC de cada célula indica
univocamente o enlace de saída pelo qual a célula deve ser enviada
• As informações sobre roteamento dos VC são obtidas quando uma
conexão é estabelecida e permanecem inalteradas durante toda a conexão
R D Se e
ATM - Célula
GFC VPI
VPI VCI
VCI
VPI PT/CLP
HEC
Dadoscell
payload
cell
header
1
2
3
4
6
5
53
Bytes
GFC - Generic Flow Control
VPI - Virtual Path Identifier
VCI - Virtual Channel Identifier
PT - Playload Type (3 bits)
CLP - Cell Loss Priority (1 bit)
HEC - Header Error Control
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5

R D Se e
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
ATM - Características Físicas
• Não há restrições quanto aos meios de transmissão: coaxial, UTP, STP,
fibra, rádio
• Não restrições quanto à velocidade de transmissão: 25 Mbps... 45 Mbps...
155 Mbps... 622 Mbps... 2,5 Gbps...
• Redes ATM têm base interconexão de comutadores por canais
bidirecionais, com linhas dedicadas para cada dispositivo usuário
• Qualquer número de transmissões pode ocorrer em paralelo
R D Se e
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
ATM - Serviços
• Serviços orientados a conexão e sem conexão
• Estabelecimento de conexões dinâmico
• Qualidade do serviço garantida por reserva de recursos
• Difusão global ou por grupo
• Reconfiguraçào automática em caso de falha
• Gerência de rede integrada no equipamento comutador
• Atribuição dinâmica de endereços

R D Se e
Connection
oriented
Connection
less
AAL2 AAL4AAL3 AAL5
Adaptation Layer
ATM Layer
Physical Layer
Required Not Required
Constant Variable
Connection Oriented
AAL1
Connection Mode
Bit Rate
Timing Relationship
ATM - Níveis Padronizados e Tipos de Serviços
Níveis
Serviços
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
48 5
R D Se e
Ethernet Token Ring
622Mbps
155Mbps
155Mbps
155Mbps
155Mbps
45Mbps
ATM - Estrutura da Rede de Comutadores

R D Se e
Rede Virtual 1

R D Se e
Internet - Rede de Redes de Comunicação de Dados

R D Se e
Arquitetura TCP/IP - Propriedades
• Requisitos básicos
• nenhuma tecnologia de rede satisfaz todas as necessidades
• novas tecnologias surgem e devem ser integradas de modo flexível
• são necessárias comunicações entre quaisquer dois pontos
• as comunicações não devem ser restringidas devido às fronteiras e limitações
de redes físicas
• os serviços e aplicações devem ser independentes de detalhes tecnológicos
subjacentes
• os usuários não precisam conhecer a infraestrutura de rede para utilizar os
serviços e aplicações
R D Se e
• Conceito de Internetworking
• separar os programas aplicativos das atividades de comunicação de dados
• prover um mecanismo de entrega de pacotes desde a origem até o destino em
tempo real
• realizar as transmissões de pacotes usando em cada ponto o hardware de sub-
rede da maneira mais eficaz
• permitir a todas as maquinas compartilhar um conjunto universal de
identificadores
• prover um conjunto de operações para estabelecer comunicações e transferir
dados idependente da infraestrutura de rede

R D Se e
• Mecanismo básico de Internetworking
• a Arquitetura TCP/IP trata todas as redes igualmente: uma rede local, uma rede
de longa distância ou uma ligação ponto-a-ponto contam como uma rede cada
uma
• computadores denominados roteadores, provêem todas as interconexões entre
redes físicas
• as estações emitem pacotes de dados que identificam o destino final, mas não
necessariamente a rota a ser utilizada
• os roteadores tomam decisões sobre para e por onde devem enviar os pacotes
de dados
• os roteadores determinam a rota dos pacotes de dados com base na rede de
destino, não se interessando pelo computador de destino
R D Se e
roteador C
roteador B
roteador A
rede R5
rede R1
rede R2
rede R3
rede R4
rede R6
rede R7
rede R8
Internet
Servidor
DNS

R D Se e
roteador C
roteador B
roteador A
rede R5
rede R1
rede R2
rede R3
rede R4
rede R6
rede R7
rede R8
Rota (route)
Salto (hop)
Estação
(host)
Estação (host)
Internet
R D Se e
FTP - 20
telnet - 23
SMTP - 25
HTTP - 80
TCP - 6
UDP - 17
FTP - 20
telnet - 23
SMTP - 25
HTTP - 80
TCP - 6
UDP - 17
roteador C
roteador B
roteador A
rede R5
rede R1
rede R2
rede R3
rede R4
rede R6
rede R7
rede R8
Internet
FTP - 20
telnet - 23
SMTP - 25
HTTP - 80
TCP - 6
UDP - 17
FTP - 20
telnet - 23
SMTP - 25
HTTP - 80
TCP - 6
UDP - 17

R D Se e
Internet - Denominações - Domínios
• Requisitos básicos
• nomes e endereços necessários para todos os nós de uma internet
• nomes devem representar a estrutura lógica deuma organização
• endereços devem corresponder à topologia da rede da organização
• nomes devem ser fáceis de criar e de lembrar
• o esquema de denominação deve tornar possível delegar a atribuição de nomes
e endereços a alguém encarregado de parte de uma rede
R D Se e
• Domínios
• a estrutura dos nomes na Internet é hierárquica
• a Internet é dividida em partes chamadas domínios
• a atribuição de nomes dentro de um domínio é delegada ao administrador desse
domínio
• o administrador pode criar sub-domínios e delegar a outros a responsabilidade
de atribuir nomes em cada sub-domínio
• cada domínio recebe um rótulo
• os nomes dos nós de rede são construídos pela concatenação dos rótulos da
hierarquia de domínios a que pertecem
• na Internet, os nomes são organizados em uma estrutura de árvore:
• cada nó da árvore corresponde a um domínio
• os nós na raiz da árvore foram definidos pela administração da Internet
• os nomes derivados dessa árvore são camados Domain Names

R D Se e
div2.futebol.com.br
campinense.futebol.com.br
treze.futebol.com.br
sport.futebol.com.br
nautico.futebol.com.br
santa-cruz.futebol.com.br
corinthians.futebol.com.br
sao-paulo.futebol.com.br
palmeiras.futebol.com.br
atletico.futebol.com.br
cruzeiro.futebol.com.br
america.futebol.com.br
flamengo...
fluminense...
vasco...
botafogo...
Domínio: futebol.com.br
Internet
R D Se e
• Relacionamento nomes-endereços
• nomes correspondem a conceitos administrativos da Internet
• correpondem a estruturas organizacionais
• têm significado para os usuários
• endereços são elementos da tecnologia da Internet
• endereços numéricos são usados para identificar as estações e rotear os dados para
elas: endereços IP
• toda estação deve possuir um endereço IP para realizar comunicações
• o nome de uma estação é traduzido para seu endereço IP, consultando uma
tabela de pares nome-endereço
• existe um serviço (DNS) para conversão de nomes em endereços

R D Se e
Internet - Camada de Rede - Protocolo IP
• Protocolo IP (Internet Protocol), núcleo da Arquitetura Internet
• todos os outros protocolos das camadas superiores usam IP para enviar dados
• protocolo sem conexão: não troca informações de controle com a estação
remota, antes de transmitir
• não provê detecção de erros ou recuperação:
• entrega os dados à estação receptora
• não verifica se os dados foram corretamente recebidos
• confia tais funções aos protocolos das camadas superiores
• Funções do IP
• passagem de dados entre as camadas de Transporte e Intra-rede
• definição do formato do datagrama, a unidade básica de transmissão da Internet
• definição do esquema de endereçamento Internet
• roteamento de datagramas até a estação receptora remota
• fragmentação e remontagem de datagramas
R D Se e
Protocolo IP - Unidade de Transmissão Datagrama
Vers. IHL Type of Serv. Total Length
Identification Flags Fragmentat. Offset
Time to Live Protocol Header Checksum
Source Address
Destination Address
Options Padding
Dados da Camada de Transporte
32 bits
Header

R D Se e
Protocolo IP - Endereçamento
• Cada datagrama IP é entregue ao endereço contido no campo Destination
Address
• O campo Source Address permite enviar respostas ou mensagens de
controle à estação de origem
• Endereços
• 32-bits, divididos em quatro grupos de 8 bits, contendo informações de
indentificação da rede e estação de destino
• dividido em uma parte rede (usada no roteamento) e uma parte estação (usada
na entrega final do datagrama no destino)
• o número de bits atribuído às partes rede e estação varia segundo a classe do
endereço: classes A, B, C e classe especiais D (Multicast Addresses) e E
(experimental/uso futuro)
R D Se e
• Endereços - Notações
• Nome no domínio guarany.cpd.unb.br
• Endereço notação binária 10100100 00101001 00001100 01000001
• Endereço notação ponto 164 . 41 . 12 . 65
• Espaço de endereçamento 0.0.0.0 a 255.255.255.255, 232 números
• Endereços - Formatos
• classe A0rrrrrrr eeeeeeee eeeeeeee eeeeeeee
• classe B10rrrrrr rrrrrrrr eeeeeeee eeeeeeee
• classe C110rrrrr rrrrrrrr rrrrrrrr eeeeeeee
• classe D1110mmmm mmmmmmmm mmmmmmmm mmmmmmmm
• classe E1111xxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

R D Se e
• Classes de endereços IP
• A: para grandes redes, endereços começam com número de 0 a 127
• B: redes de tamanho médio, endereços começam com número de 128 a 191
• C: pequenas redes, endereços começam com número de 192 a 223
Classe Primeiro
Byte
Faixa de Endereços Rede
Bytes Redes
Estação
Bytes Estações
A 0xxxxxxx 0.0.0.0 - 127.0.0.0 1 128 3 16.777.216
B 10xxxxxx 128.0.0.0 - 191.255.0.0 2 16.128 2 65.536
C 110xxxxx 192.0.0.0 - 223.255.255.0 3 2.097.152 1 256
D/E 111xxxxx 224.0.0.0 - 255.255.255.255 - - - -
R D Se e
roteador C
roteador B
roteador A
X.25
R1: 210.164.11.0
210.164.11.1, 210.164.11.2,
210,164.11.3, 210.164.11.4
R2: 210.164.12.0
210.164.12.1,
210.164.12.2,
210,164.12.3,
210.164.12.4,
210.164.12.5
R4: 210.164.14.0
210.164.14.1,
210.164.14.2
R3: 210.164.13.0
210.164.13.1,
210.164.13.2,
210,164.13.3,
210.164.13.4
R5: 210.164.15.0
210.164.15.1,
210.164.15.2,
outros dinâmicos
R7: 210.164.17.0
210.164.17.1,
210.164.17.2,
210,164.17.3,
210.164.17.4
R6: 210.164.16.0
210.164.16.1,
210.164.16.2,
210,164.16.3 R8: 210.164.18.0
210.164.18.1,
210.164.18.2,
Internet

R D Se e
Protocolo IP - Roteamento
• Entrega do datagrama
• se o Destination Address é o endereço de uma estação numa rede diretamente
conectada ao emissor, o datagrama é entregue diretamente
• na estação destino, os dados são entreguas ao software do protocolo de
transporte identificado na mensagem
• se o Destination Address não está na rede diretamente conectada, então o
datagrama é passado para um roteador para que este faça a entrega
• Roteamento
• só é possível entregar datagramas a dispositivos na mesma rede física
• rotedores são dispositivos que comutam os datagramas entre diferentes redes
físicas
• o roteamento é o processo de escolha do roteador a ser utilizado para entregar
um datagrama
• IP toma a decisão de roteamento para cada datagrama individualmente
• as estações (end systems) processam os dados nas quatro camadas de
protocolo, os roteadores (intermediate systems) processam somente até a
Camada Internet
R D Se e
Protocolo IP - Roteamento - Vector Distance
• Tabelas de roteamento (inicialização)
Roteador A
Destino Roteador Interface Saltos
210.164.11.0 direto 1 0
210.164.12.0 direto 2 0
210.164.13.0 direto 3 0
210.164.14.0 direto 4 0
default (Roteador Internet) 5 0
Roteador B
210.164.14.0 direto 1 0
210.164.15.0 direto 2 0
210.164.18.0 direto 3 0
default 210.164.14.1 1 0
Roteador C
210.164.16.0 direto 1 0
210.164.17.0 direto 2 0
210.164.18.0 direto 3 0
default 210.164.18.1 3 0

R D Se e
Protocolo IP - Roteamento - Vector Distance
• Tabelas de roteamento (1a. troca de informações de roteamento)
Roteador A
210.164.11.0 direto 1 0
210.164.12.0 direto 2 0
210.164.13.0 direto 3 0
210.164.14.0 direto 4 0
210.164.15.0 210.164.14.2 4 1
210.164.18.0 210.164.14.2 4 1
default (Roteador Internet) 5 0
Roteador B
210.164.14.0 direto 1 0
210.164.15.0 direto 2 0
210.164.18.0 direto 3 0
210.164.11.0 210.164.14.1 1 1
210.164.12.0 210.164.14.1 1 1
210.164.13.0 210.164.14.1 1 1
210.164.16.0 210.164.18.2 3 1
210.164.17.0 210.164.18.2 3 1
default 210.164.14.1 1 0
R D Se e
Internet - Camada de Transporte
• os protocolos desta camada proveêm o transporte dos dados de estação a
estação, ou fim-a-fim
• principais protocolos
• UDP (User Datagram Protocol): provê um serviço de entrega de datagramas do
usuário, sem conexão e com baixa sobrecarga de processamento
• TCP (Transmission Control Protocol): provê um serviço de entrega de dados
confiável, com conexão e com detecção e correção de erros fim-a-fim
• TCP e UDP passam os dados entre a Camada Aplicação e a Camada Internet

R D Se e
Internet - Camada de Transporte - Protocolo UDP
• UDP fornece às aplicações acesso direto a um serviço de entrega de
datagramas
• com UDP, as mensagens passam pela rede com um mínimo de sobrecarga
de protocolo
• não integra nenhuma técnica para verificar se os dados chegam
corretamente ao ponto de destino
• para entregar os dados à aplicação correta, UDP utiliza dois campos de 16-
bits do header: Source Port e Destination Port
• utilização do UDP
• quando a quantidade de dados a transmitir é pequena: é melhor retransmitir os
dados do que se sobrecarregar com o estabeleciimento de conexões e controle
fim-a-fim
• quando a própria aplicação tem seus mecanismos de controle fim-a-fim
R D Se e
Protocolo UDP - Formato das Mensagens
Length Checksum
Source Port Destination Port
Dados da Camada de Aplicação
32 bits

R D Se e
Protocolo UDP - Portas
• uma estação participa de muitas comunicações simultâneas
• para entregar os datagramas UDP à aplicação correta, é necessário atribuir
um identificador (porta) de 16 bits a cada aplicação
• números de porta de 0 a 1023 são reservados para serviços padrão da
Internet (well-known ports)
ServiçoPorta Descrição
echo 7 ecoa o datagrama UDP de volta para a origem
discard 9 descarta o datagrama UDP
daytime 13 fornece a hora legível
quote 17 retorna a “máxima do dia”
chargen 19 gera datagrama contendo de 0 a 512 caracteres
nameserver 53 DNS, converte nomes em endereços IP, etc
bootps 67 porta de servidor para pegar configurações
bootpc 68 porta de cliente para receber configuração
TPTF 69 transferência de arquivos trivial
RPC (Sun) 111 chamada de procedimentos remotos da Sun
NTP 123 protocolo de relógio da rede
SNMP 161/162 protocolo de gerência de rede
R D Se e
Internet - Camada de Transporte - Protocolo TCP
• protocolo confiável para envio contínuo de uma corrente de dados (byte
stream) entre aplicações
• mecanismo para reenviar os dados até ouvir do sistema remoto que os memos
chegaram corretamente
• a unidade de transmissão, chamada segmento, contém um campo Checksum para
verificação de correção dos dados na recepção
• se um segmento é recebido sem estragos, o receptor envia um reconhecimento
positivo (ACK) para o ponto de origem
• se um segmento está estragado, o receptor o descarta
• após uma temporização, o transmissor reenvia todos os segmentos para os quais não
chegaram os reconhecimento positivos
• o canal entre as aplicações é bidirecional simultâneo, havendo portanto uma
segunda corrente de dados da aplicação remota para a local
• protocolo com conexão e controle de fluxo
• informações de controle são trocadas fim-a-fim para estabelecimento de um
diálogo, antes da transmissão efetiva de dados (three-way handshake)
• durante a troca de dados, o TCP ajusta dinâmicamente a quantidade de
informação a ser trasmitida (sliding window)

R D Se e
Protocolo TCP - Formato dos Segmentos
FlagsOffset
Checksum
Source Port Destination Port
Options Padding
Dados da Camada de Aplicação
32 bits
Header
Reserved
Urgent Pointer
Window
Acknowledgement Number
Sequence Number
R D Se e
TCP - Conexão/Desconexão - Three-way Handshake
closed
TCP TCPAplicação Cliente Aplicação Servidor
passive openactive open SYN, seq = 100
SYN/ACK, seq = 700, ack = 101
ACK, seq = 101, ack = 701connection open connection open
Transferência de dados bidirecional
c-s: 300 bytes, s-c: 200 bytes
connection close
close from remote
FIN, seq = 901, ack = 401
ACK, seq = 401, ack = 902
FIN, seq = 401, ack = 902connection close
ACK, seq = 902, ack = 402

R D Se e
TCP - Corrente de Dados Bidirecional
closed
TCP TCPAplicação Cliente Aplicação Servidor
data(100 bytes)
data(100 bytes) DATA, seq = 101, ack = 701
ACK, seq = 700, ack = 201
DATA, seq = 701, ack = 201data(100 bytes)
connection close
close from remote
FIN, seq = 901, ack = 401
ACK, seq = 401, ack = 902
FIN, seq = 401, ack = 902connection close
ACK, seq = 902, ack = 402
data(100 bytes)
data(200 bytes) DATA, seq = 201, ack = 801
DATA, seq = 301, ack = 801 data(200 bytes)
data(100 bytes)DATA, seq = 801, ack = 401
R D Se e
TCP - Controle de Fluxo - Janela de Recepção
janela de recepção
100 200 300
700 701 1000
XXXXXXXXXX
700 701 1000
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
700 701 1000
900 901 1200
janela de recep.
800
900
conexão, ACK, win = 300
recepção 100 bytes, ACK, win = 200
recepção 100 bytes
a aplicação copia os dados,
a janela corre para a direita
(sliding window)
ACK, win = 300

R D Se e
TCP - Controle de Fluxo - Janela de Emissão
janela de emissão
100 200 300
700 701 1000
XXXXXXXXXX
700 701 1000
XXXXXXXXXX
1000
900 901 1200
janela de emissão
janela de emissão
janela de emiss.
800
900
conexão, recebe ACK, win = 300
emite 100 bytes
emite 100 bytes
atualiza a janela
(sliding window)
recebe ACK, win = 200
recebe ACK, win = 300
sem ACK
sem ACK
R D Se e
Protocolo TCP - Multiplexação
• Protocolos da camada transportam dados para diferentes aplicações
• Campos Source Port e Destination Port permitem identificar
respectivamente a aplicação que enviou os dados e aquela que deve
recebê-los
• Portas das aplicações, ou serviços Internet, conhecidas amplamente (well-
known ports)
• abaixo de 256: serviços tradicionais da Internet
• de 256 a 1024: serviços ligados ao sistema operacional UNIX
• 7/tcp e 7/udp: echo
• 20/tcp e 21/tcp: respectivamente dados e controle FTP
• 23/tcp: telnet
• 25/tcp: SMTP
• 37/tcp e 37/udp: time
• 53/tcp e 53/udp: domain name server
• Portas acima de 1024 são atribuídas dinamicamente no momento de
estabelecer comunicações

R D Se e

R D Se e
Conclusão - Redes do Presente
• Várias alternativas tecnológicas
• Várias soluções físicas: meios e topologias
• Várias aplicações e modos de utilização
• tolerância a erros, perdas e atraso
• necessidade de relacionamento de tempo
• necessidade de conexão
• Projetos de Redes
• Levantamento de necessidades da empresa usuária e dos usuários
• Definição de uma arquitetura global
• Estudo da rede física e das soluções de mercado (serviços e produtos)
• Estudo dos custos e das restrições de implantação
• Definição da arquitetura de gerência e segurança
R D Se e
Conclusão - Redes do futuro
• Integração de Voz, Dados e Imagem
• convergência para redes de comutadores óticos
• sinalização distribuída e serviços de rede inteligente
• serviços múltiplos
• com e sem conexão
• modo circuito e modo pacote
• acesso com várias interfaces a partir de qualquer lugar
• suporte operacional e gerencial integrados

R D Se e
Fontes
• A.S.Tanembaum. Computer Networks. Prentice-Hall. 1996.
• ISO. ISO 7498. Information Processing Systems - Open Systems
Interconnection - Basic Reference Model. ISO. 1984.
• J.G.Nellist. Understanding Telecommunications and Lightwave Systems.
IEEE Press. 1992
• S.Feit. TCP/IP Architecture, Protocols and Implementation. McGraw-Hill.
1993.
• W.Stallings. Data and Computer Communications. Prentice-Hall. 1997.

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