1) INTRODUÇÃO - Computação UFCGpeter/cursos/rc/material/p1.pdfTodas as considerações já feitas revelam um mundo virtual ideal, cheio de recursos e possibilidades. O mundo real

REDES DE COMPUTADORES

© UFPB / CCT / DSC / PSN, 2001 * Parte 1: Introdução * Pág. 1

1) INTRODUÇÃO

! Tecnologia marcando o tempo:

♦ Século 18: grandes sistemas mecânicos acompanhando arevolução industrial;

♦ Século 19: a era da máquina à vapor;

♦ Século 20: coleta, processamento e distribuição da informação:

" Redes telefônicas de alcance mundial;

" Invenção do rádio e da televisão;

" Nascimento e crescimento sem precedentes da indústriados computadores;

" Lançamento de satélites de comunicação.



! Nos primeiros 20 anos da existência da indústria doscomputadores, os sistemas computacionais:

♦ Eram altamente centralizados (Centro de Processamento deDados) - CPD;

♦ Custavam pequenas (às vezes grandes) fortunas;

♦ Realizavam processamento de dados off-line.

! Ao longo dos últimos 15 anos, a união dos computadores e dascomunicações, mudou profundamente a forma como os sistemascomputacionais são organizados:

♦ O CPD antigo, cedeu lugar à um novo modelo em que umnúmero de computadores separados fisicamente, masinterconectados através de sistemas de comunicação, realizamo trabalho;

♦ Esses sistemas são chamados Redes de Computadores, e oprojeto e a organização dessas redes são o ponto focal dessenosso curso.



USOS DAS REDES DE COMPUTADORES

REDES NAS ORGANIZAÇÕES

! Compartilhamento de recurso, programas, equipamentos e dadosdisponíveis para todos na rede, independente da localização físicade recursos e usuários;

! Alta disponibilidade de recursos, arquivos importantes e/ou muitousados, podem ser replicados em dois ou mais computadores;

! Economia de dinheiro, dado que computadores de menor porteapresentam uma relação custo/benefício melhor quecomputadores de grande porte;

! Escalabilidade, pode-se aumentar a performance do sistemagradualmente, de acordo com o crescimento da demanda,acrescentando novos computadores (mais poderosos) à rede;

! Comunicação, ou a capacidade de permitir que pessoas separadasfisicamente possam compartilhar informações de modo rápido efácil (escrever um livro conjuntamente, por exemplo) - esse,talvez, seja o fruto mais importante da tecnologia de redes decomputadores.



REDES PARA AS PESSOAS

! Acesso à informação remota, nas mais diversas formas (bancos,lojas virtuais, jornais, sistemas de informação, etc.);

! Comunicação pessoa-a-pessoa, na forma de correio eletrônico,reunião virtual (videoconferência), etc.;

! Entretenimento interativo, na forma de jogos via rede, vídeo/áudiosob demanda, etc.

Todas as considerações já feitas revelam um mundo virtual ideal, cheiode recursos e possibilidades.

O mundo real força-nos a encarar alguns problemas que estão emdiscussão no momento.



CONSIDERAÇÕES SOCIAIS

! A introdução em larga escala das redes de computadores trouxenovos problemas sociais, éticos e políticos. Algumas questões nãorespondidas totalmente ainda, são:

♦ Até que ponto a liberdade de opinião e expressão pode (deve)ser respeitada?

♦ Operadores/gerentes de redes de computadores sãoresponsáveis pelas informações que nelas circulam? Umproprietário de um provedor de acesso Internet deveresponder judicialmente por informações consideradas ilegaisarmazenadas em seus computadores?

♦ Empregadores devem (podem) ter o direito de censurar asmensagens enviadas/recebidas por seus empregados na rededa empresa? O que dizer de estudantes nas escolas?

♦ Como tratar mensagens anônimas?

♦ Como tratar problemas de segurança nas redes?



! Em resumo:

♦ As redes de computadores, à exemplo da imprensa 500 anosno passado, permitem ao cidadão disseminar suas idéias eseus pontos de vista de uma forma nova para diferentesaudiências;

♦ Essa nova forma de liberdade, enseja questões sociais,políticas e morais, ainda não resolvidas e, na sua maioria,polêmicas.

Deixemos para a platéia discutir as soluções para essesproblemas.



HARDWARE PARA REDES DE COMPUTADORES

! Embora não haja uma classificação aceita genericamente, duasdimensões aparecem como as mais importantes:

♦ Tecnologia de transmissão; e

♦ Escala.

! Em relação à tecnologia de transmissão, de modo geral trabalha-secom dois tipos:

♦ Redes de difusão (Broadcast networks); e

♦ Redes ponto-a-ponto (Point-to-point Networks).



! Redes de difusão apresentam as seguintes características:

♦ Canal único de comunicação, compartilhado por todas asmáquinas da rede;

♦ Tráfego de pequenas mensagens, chamadas às vezes depacotes, enviadas por uma máquina e recebidas por todas;

♦ Pacotes com campo de endereço que especifica para quemáquina o mesmo deve ser entregue (unicasting);

♦ Um pacote recebido por uma máquina tem seu campo deendereço verificado: se pertence à máquina que o recebeu, eleé processado pela mesma; em caso contrário, é descartado;

♦ Um pacote pode ser endereçado a todas as máquinas da redeao mesmo tempo, usando um valor especial no campo deendereço; Esse modo de operação é chamado de modo dedifusão (broadcasting).

♦ Um pacote pode ser endereçado a algumas máquinas da redeao mesmo tempo, usando outro valor especial no campo deendereço. Esse modo de operação é chamado de multi-difusão(multicasting).



! Redes ponto-a-ponto apresentam as seguintes características:

♦ Canal exclusivo de comunicação para interligação de quaisquerduas máquinas na rede;

♦ Tráfego de pacotes enviados por uma máquina origem parauma única máquina destino;

♦ Para ir de uma origem para um destino um pacote pode ter depassar por uma ou mais máquinas intermediárias;

♦ Múltiplas rotas, de diferentes custos (tamanho, velocidade,atraso), podem existir entre uma origem e um destino, demodo que algoritmos de roteamento (escolha da melhor rota)desempenham um papel relevante nessas redes.

! De modo geral (com a admissão de exceções):

♦ redes pequenas, localizadas em uma mesma região geográfica,tendem a usar transmissão por difusão;

♦ redes grandes e geograficamente espalhadas usamtransmissão ponto-a-ponto.



! Em relação à escala, uma classificação bastante adotada para asredes é dada a seguir.

Distânciaentre

processadores

Localização dosProcessadores Classificação

0,1 m Placa de circuito Máquina de fluxo de dados *1 m Sistema Multicomputador **

10 m Sala100 m Prédio Rede em Área Local (Local Area

Network - LAN)1 Km Região (campus)

10 Km Cidade Rede em Área Metropolitana(Metropolitan Area Network - MAN)

100 Km País Rede em Área de Longo1.000 Km Continente Alcance (Wide Area Network - WAN)

10.000 Km Planeta A Internet

* Máquinas de fluxo de dados são computadores com alta capacidade deparalelismo que possuem muitas unidades funcionais capazes de operarsimultaneamente em um mesmo programa.

** Multicomputadores são sistemas que podem se comunicarenviando/recebendo mensagens sobre barramentos muito curtos e rápidos



REDES LOCAIS DE COMPUTADORES (LOCAL AREA NETWORK – LAN)

! Redes Locais de Computadores apresentam as seguintescaracterísticas:

♦ São redes privadas, localizadas em um único prédio ou campusde poucos quilômetros de tamanho;

♦ São extensamente usadas para conectar computadorespessoais e estações de trabalho nas empresas paracompartilhar recursos e trocar informações;

! Se distinguem dos outros tipos de rede por três características:

♦ Seu tamanho restrito;

♦ Sua tecnologia de transmissão; e

♦ Sua topologia.



! O tamanho restrito permite:

♦ Conhecer o pior tempo de transmissão com antecedência;

♦ Com base nesse conhecimento, usar certos tipos de projetoque não seriam possíveis em caso contrário; e

♦ Com base nesse conhecimento, simplificar a gerência da rede.

! A tecnologia de transmissão se caracteriza, normalmente, por:

♦ Um canal de comunicação simples ao qual são conectadastodas as máquinas;

♦ Velocidade de transmissão da ordem de 10 e/ou 100 Mbps,com baixo atraso (dezenas de microsegundos) e poucos erros;

♦ Avanços recentes permitem velocidades de 155 e/ou 622 Mbps(ATM), até 1.000 Mbps (Gigabit Ethernet).



! As topologias mais utilizadas são:

♦ Barramento, onde, em um dado instante, uma máquina tem epermissão de transmitir e todas as outras não podem transmitir,com mecanismo de arbitragem usado para resolver conflitosquando duas ou mais máquinas quiserem transmitir ao mesmotempo; esse mecanismo pode ser centralizado ou distribuído;IEEE 802.3, mais conhecido como Ethernet, é uma rede dedifusão baseada em barramento bastante conhecida.

♦ Anel, que apresenta um mecanismo de transmissão semelhanteao usado no barramento; IEEE 802.5, mais conhecido como IBMtoken ring, é uma rede de difusão baseada em anel bastanteconhecida.



(a) (b)

Figura 1. Redes de difusão: (a) barramento. (b) anel



! Redes de difusão podem ainda ser divididas em estáticas edinâmicas, dependendo de como o canal de transmissão éutilizado:

♦ Estáticas: dividem o tempo disponível do canal em intervalosdiscretos e usam um algoritmo de distribuição circular,permitindo que cada máquina transmita somente quandorecebe um intervalo de tempo; desperdiçam capacidade docanal quando uma máquina não tem nada para transmitirdurante o intervalo de tempo que lhe foi atribuído;

♦ Dinâmicas: um mecanismo de arbitragem (centralizado oudistribuído) recebe requisições de utilização do canal e asatende ou não de acordo com a ocupação do canal.



REDES METROPOLITANAS (METROPOLITAN AREA NETWORK – MAN)

! São, basicamente, uma versão maior das Redes Locais, usandotecnologias semelhantes;

! Suportam, em geral, dados e voz (telefonia), podendo estarassociadas à rede de televisão via cabo;

REDES DE LONGA DISTÂNCIA (WIDE AREA NETWORK – WAN)

! Espalham-se por uma área geográfica grande: p.ex. um país;

! Elas contêm grandes coleções de máquinas (hosts) que executamprogramas de usuários (aplicações);

! Essas máquinas são conectadas por uma subrede de comunicação,cujo trabalho é transportar mensagens de máquina a máquina,como um sistema telefônico;

! Como separam os aspectos puros de comunicação (a subrede1) dosaspectos das aplicações (as máquinas), seu projeto é maissimplificado.

1 Subrede normalmente apresenta dois significados no mundo das Redes de Computadores. No texto,procuraremos sempre deixar claro o significado pretendido no contexto apresentado.



R

R

R RR

R RoteadorSubrede

Host

Figura 2. Relacionamento entre máquinas e a subrede



! Na maioria das WANs, a subrede consiste de dois componentesdistintos:

♦ Linhas de transmissão, também chamados de circuitos, canaisou troncos, que transportam bits entre elementos da rede;

♦ Elementos de comutação, que são computadoresespecializados usados para conectar duas ou mais linhas detransmissão, escolhendo sempre o melhor caminho para osdados percorrerem para chegar ao seu destino; São chamadosde vários nomes:

" Nós de comutação de pacotes;" Sistemas intermediários;" Comutadores de dados;" Roteadores (nosso termo preferido).

! Em uma Rede de Longa Distância, a subrede de transmissão podeser organizada como:

♦ ponto-a-ponto; e

♦ ponto-a-multiponto.



! Na forma ponto-a-ponto, a transmissão de dados entre duasmáquinas que não compartilham um canal de comunicação se dápela utilização de máquinas intermediárias, em um princípio deorganização de subrede chamado de ponto-a-ponto (point-to-point) ou de armazena-e-segue (store-and-forward) ou comutaçãode pacote (packet-swithing).

! Na forma ponto-a-ponto uma consideração importante de projeto éa topologia de conexão de roteadores.



estrela anel hierárquica

conectividade total anéis interligados

mista

Figura 3. Topologias para subrede ponto-a-ponto



! Na forma ponto-a-multiponto, a transmissão de dados é baseadaem um sistema de satélites ou de rádio difusão em terra; todas asmáquinas podem ouvir a transmissão que uma máquina faz para osatélite o ou rádio difusor.

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

Figura 4. Exemplo de subrede ponto-a-multiponto



REDES SEM FIO

! O crescimento do uso dos computadores móveis, tais comonotebooks e PDAs (Personal Digital Assistants), vemproporcionando um interesse cada vez maior em redes sem fio(wireless networks).

! Usados cada vez mais durante (literalmente) viagens, oscomputadores móveis não dispõe de conexões tradicionais (porfios) em carros, trens, hotéis, etc., o que torna a idéia de uma redetotalmente baseada em ondas eletromagnéticas bastanteinteressante.

! Redes sem fio podem ser usadas apropriadamente para:

♦ Escritórios portáteis;

♦ Manter sistemas de comunicação para, equipe de manutenção,equipes de socorro);

♦ Uso militar em situações de conflito;

♦ Interconectar equipamentos em prédios históricos.



! Redes sem fio versus computação móvel

Semfio

Móvel Aplicações

Não Não Estações de trabalho fixas no local de trabalhoNão Sim Notebook usado em um hotelSim Não Redes locais em prédios históricosSim Sim Escritório portátil; PDA para controle de estoque

! Problemas das redes sem fio:

♦ Custo: ainda são mais caras que as redes convencionais;

♦ Velocidade: tipicamente trabalham em velocidades entre 1 a10 Mbps, muito mais lento que redes locais convencionais (10a 100 Mbps);

♦ Taxas de erro: freqüentemente maiores que nas redesconvencionais, podendo ocorrer interferência entrecomputadores de diferentes redes.

! Novo padrão se estabelecendo Ethernet 802.11.



INTER-REDES

! Muitas redes de computadores existem no mundo, freqüentementecompostas por diferentes hardwares e softwares. A interconexãodessas muitas redes se dá por máquinas chamadas de comportas(gateways). À coleção dessas redes interconectadas dá-se o nomede inter-rede ou internet.

! Uma forma comum de inter-rede é um conjunto de redes locais(LANs) conectadas através de uma rede de longa distância (WAN)e, para efeito do nosso curso, uma rede local conectada à umarede de longa distância forma uma inter-rede, embora não hajaconsenso na literatura e na indústria sobre esse ponto.

! Cabe aqui diferenciar internet e Internet (com I maiúsculo). Aprimeira, como dito acima, define um conjunto de redesinterconectadas. A segunda, da nome à maior de todas as inter-redes em funcionamento no mundo atualmente.



SOFTWARE PARA REDES DE COMPUTADORES

! As primeiras redes de computadores foram projetadas tendo:♦ Hardware como a preocupação principal♦ Software como um coadjuvante.

! Essa estratégia não funciona mais hoje em dia:♦ O software é considerado uma das partes mais importantes na

concepção de novas tecnologias de redes de computadores

! Para reduzir a complexidade de projeto:♦ A maioria das redes são organizadas como uma série de

camadas ou níveis, cada uma construída sobre a outra;♦ O número de camadas, o nome, o conteúdo e a função de cada

camada varia de rede para rede, embora em todas as redes, oobjetivo de cada camada seja oferecer para a camada superiorcertos serviços, liberando a camada superior de se preocuparcom os detalhes de implementação desses serviços;

♦ A camada N de uma máquina da rede desenvolve uma troca dedados com a camada N de outra máquina;

♦ As regras e convenções que regem essa troca de dados sãoconhecidas como protocolos da camada N.



! Basicamente, um protocolo é um acerto entre as partes que secomunicam sobre como a comunicação deve se desenvolver (Quemfala primeiro? Como se identificar um para o outro? Se um nãoentender uma dada mensagem, como proceder para pedir arepetição da mesma?).

! Um exemplo de uma rede em cinco níveis pode ser visto na figuraabaixo.

máquina 1

camada 5

camada 4

camada 3

camada 2

camada 1

meio físico

máquina 2

camada 5

camada 4

camada 3

camada 2

camada 1

interface 4/5

interface 3/4

interface 2/3

interface 1/2

protocolo da camada 5





Figura 5. Camadas, protocolos e interfaces



! Não há transferência de dados direta entre a camada 5 de umamáquina para a camada 5 de outra:

♦ Cada camada passa dados para a camada imediatamenteinferior, até a camada mais baixa ser atingida

♦ Junto da camada 1 está o meio físico de transmissão onde acomunicação realmente acontece

♦ Entre cada par de camadas adjacentes, existe uma interfaceque define que operações primitivas e que serviços a camadainferior oferece para a camada superior, e o que cada camadadeve fazer para interagir com a outra.

! Um conjunto de camadas e protocolos de comunicação entrecamadas do mesmo nível define uma Arquitetura de Rede. Porexemplo, a Internet usa a arquitetura TCP/IP ou a ArquiteturaInternet.

! Uma lista de protocolos usados por um certo sistema define umaPilha de Protocolos. Por exemplo, pode-se falar da pilha TCP/IP dosistema operacional AIX da IBM, da pilha TCP/IP do sistemaoperacional Solaris da SUN, da pilha TCP/IP do Windows9x/ME/NT, etc.



! Considerando nosso exemplo da figura anterior, poderíamosdefinir a seguinte funcionalidade:

♦ Uma mensagem M, produzida por uma aplicação na camada 5,é entregue à camada 4 para transmissão;

♦ A camada 4 coloca um cabeçalho na frente da mensagem paraidentificá-la; o cabeçalho contém informações tais como umnúmero de seqüência para permitir que a camada 4 damáquina destino entregue a mensagem na ordem correta, nocaso das camadas inferiores não manterem a ordem dasmesmas durante o encaminhamento;

♦ A camada 3, como em muitas redes, impõe um limite para otamanho das mensagens que transmite, precisando, em muitasocasiões, quebrar os dados que recebe da camada 4 emunidades menores, chamadas às vezes de pacotes,acrescentando a eles um novo cabeçalho (da camada 3);

♦ A camada 3 também decide que caminho físico usar (quandohouver mais de um), e passa o pacote para a camada 2 que,por sua vez, acrescenta um novo cabeçalho e um terminador(trailer ou sufixo) ao pacote, enviando para a camada 1 para atransmissão.



Meio físico

Camada

M1

H4

H3

H2

T22

3

4

5

M1

H4

H3

MH4

M

M2

H3

M2

H3

H2

T2

M1

H4

H3

H2

T2

M1

H4

H3

MH4

M

M2

H3

M2

H3

H2

T2

Máquinaorigem

Máquinadestino



protocolo dacamada 3


1

Figura 6. Exemplo de fluxo de informação na arquitetura de 5 camadas



CONSIDERAÇÕES DE PROJETO PARA AS CAMADAS

! Várias considerações dever ser feitas no projeto das camadas dosoftware de redes. Algumas das mais importantes são:

♦ Identificação de máquinas e/ou processos: uma rede congregavários computadores, alguns dos quais têm múltiplos processos,logo é preciso existir um mecanismo de endereçamento demáquinas e processos entre os computadores de uma rede;

♦ Formas de transmissão de dados: como os dados trafegam narede quando se dá a comunicação entre duas máquinas?

" Mão única (simplex): transmissão somente em um sentidono canal de transmissão;

" Mão dupla alternada (half-duplex): transmissão em ambosos sentidos, um sentido de cada vez;

" Mão dupla total (full-duplex): transmissão em ambos ossentidos, ao mesmo tempo.

! Controle de erro: como os canais de comunicação não sãototalmente confiáveis, é necessário algum tipo de controle de errospara garantir confiabilidade nas comunicações;



! Sequenciamento: dado que nem todo canal de transmissãopreserva a ordem das mensagens, algum tipo de controle desequenciamento deve existir para permitir ao receptor reordenaras mensagens antes de entregá-las ao programa aplicativo;

! Controle de fluxo: como informar a um emissor rápido que umreceptor lento não comporta mais mensagens?

! Controle de fragmentação: como transmitir mensagens longassobre canais de comunicação com limitações no tamanho dosblocos de dados que eles podem transmitir?

! Controle de mutiplexação: como aglutinar pequenas mensagensem blocos maiores para melhor aproveitar a capacidade de umcanal de comunicação?

! Controle de encaminhamento de dados: que caminho umamensagem deve seguir quando existe mais de um disponível parase atingir um mesmo destino? Algoritmos de tomada de decisão(roteamento) devem ser usados para esse fim.



INTERFACES E SERVIÇOS

! Considerando que a função de cada camada é prover serviços paraa camada superior, vamos definir alguns termos:

♦ Entidades (Entities): elementos ativos em cada camada. Umelemento ativo pode ser software (p.ex. um processo) ouhardware (p.ex. um processador de entrada e saída);

♦ Entidades pares ou parceiras (Peer Entities): entidades namesma camada de máquinas diferentes;

♦ Provedor de serviço (Service Provider): camada N que forneceserviços para a camada N+1;

♦ Usuário de serviço (Service User): camada N+1 que usaserviços da camada N;

♦ Ponto de acesso à serviço (Service Access Point - SAP): local(forma) de acesso à um serviço em uma camada; Por exemplo,os pontos de acesso a serviço da camada N, são aquelesdisponibilizados para a camada N + 1 para usos dos serviçosoferecidos pela camada N (possivelmente subrotinas e funçõescom parâmetros bem definidos);



♦ Unidade de Dados de Interface (Interface Data Unit - IDU):bloco de dados passados da camada N+1 para a camada N; Écomposta de:

" Informação de Controle de Interface (Interface ControlInformation - ICI): que ajuda a camada N no desempenhode suas tarefas (p.ex. número de bytes do SDU);

" Unidade de Dados de Serviço (Service Data Unit - SDU):dados a serem transmitidos para a entidade par (namáquina destino);

♦ Unidade de Dados de Protocolo (Protocol Data Unit - PDU): Casonecessário, a camada N fragmenta a SDU recebida da camada N+1,enviando para a camada N-1 n PDUs precedidas de um cabeçalhoque informa à entidade par na máquina destino como recompor aSDU original.



ICI SDU

ICI SDU

IDU

SDU

SAP

SAP = Service Access Point

IDU = Interface Data Unit

SDU = Service Data Unit

PDU = Protocol Data Unit

ICI = Interface Control Information

Entidades da camada N trocam n-PDUs em seu protocolo da camada N

n-PDU

Header

Camada N+1

Camada N

Interface

Figura 7. Relação entre camadas e interfaces



SERVIÇO ORIENTADO À CONEXÃO E SERVIÇO NÃO ORIENTADO À CONEXÃO

! Serviço Orientado à Conexão (Connection-Oriented): é aquele ondeo usuário do serviço precisa estabelecer uma conexão (trocardados de controle) com a entidade par na máquina destino antesde enviar mensagens para a mesma. Após encerrar a transferênciade mensagens, deve encerrar a conexão de forma explícita; oaspecto essencial da conexão é que ela atua como um tubo: oemissor coloca objetos (bits) em uma ponta, e o receptor osrecebe na outra ponta, na mesma ordem; É um serviço confiável deentrega de dados (baseado na confirmação de recebimento);

! Serviço não orientado à Conexão ou sem conexão(Connectionless): é aquele onde o usuário do serviço enviamensagens para a entidade par na máquina destino semcomunicação prévia; o aspecto essencial da transmissão é quecada mensagem trafega com informações completas dodestinatário e cada mensagem pode seguir caminhos distintos narede, podendo chegar ou não ao seu destino; É um serviço nãoconfiável de entrega de dados.



PRIMITIVAS DE SERVIÇO

! Um conjunto de primitivas (operações) especifica formalmente umserviço disponível para o usuário ou para uma entidade. Asprimitivas pedem aos serviços para desenvolver alguma ação ouinformam sobre o resultado de uma ação executada por umaentidade par. As primitivas são, normalmente, classificadasconforme a figura abaixo.

Primitiva SignificadoRequisição Uma entidade solicita ao serviço a execução de algum

trabalhoIndicação Uma entidade é informada sobre um eventoResposta Uma entidade deseja responder para um eventoConfirmação A resposta para uma requisição anterior chegou

Figura 8. Classes de primitivas de serviço

! Para ilustrar o uso de primitivas, vamos supor a transferência deuma mensagem de uma máquina 1 para uma máquina 2 em termosdas camadas N+1 e N em ambas as máquinas, como mostrado nafigura abaixo.



1 5 9

4 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

3 7

2 6 10

máquina 1

máquina 2

tempo

Camada N+1

Camana N+1

Camada N

Camada N

Figura 9. Abertura de conexão, transferência de dados, Encerramento de conexão



! Vamos descrever o que ocorreu:

1. conexão(requisita) - requisita o estabelecimento de umaconexão;

2. conexão(indica) - sinaliza o lado chamado (máquina 2);

3. conexão(responde) - o lado chamado sinaliza que aceita ourejeita a conexão;

4. conexão(confirma) - o lado chamador é informado do aceite daconexão;

5. dados(requisita) - a máquina 1 solicita envio de dados;

6. dados(indica) - sinaliza chegada de dados na máquina 2;

7. dados(requisita) - a máquina 2 solicita envio de dados;

8. dados(indica) - sinaliza chegada de dados na máquina 1;

9. desconexão(requisita) - requisita o encerramento da conexão;

10. desconexão(indica) - sinaliza o lado chamado (máquina 2)



! Uma analogia com uma ligação telefônica para chamar seu(sua)namorado(a) para ir ao cinema pode ajudar a entender melhor.

1. conexão(requisita) - Você pega o telefone e disca o númerodo(a) seu(sua) namorado(a);

2. conexão(indica) - o telefone dele(a) toca (ring, ring,...);

3. conexão(responda) - ele(a) atende o telefone;

4. conexão(confirma) - você ouve o telefone parar de tocar;

5. dados(requisita) - você faz o convite para ir ao cinema;

6. dados(indicação) - ele(a) ouve seu convite;

7. dados(requisita) - ele(a) diz que adoraria ir com você;

8. dados(indicação) - você ouve entusiasmado o aceite dele(a);

9. desconexão(requisita) - você desliga o telefone;

10. desconexão(indica) - ele(a) ouve você colocar o fone nogancho e desliga também.



OBSERVAÇÃO

! Serviços e protocolos são conceitos distintos que, emboraconfundidos em alguns contextos, devem ser sempre bemcompreendidos:

♦ Um serviço é um conjunto de primitivas (operações) que umacamada fornece para a camada acima dela; O serviço defineque operações a camada está preparada para executar paraseus usuários, mas não define como elas são implementadas.

♦ Um protocolo, em contrapartida, é um conjunto de regras quegovernam o formato e o significado dos quadros, pacotes oumensagens que são trocados por duas entidades pares em umacamada.



MODELOS DE REFERÊNCIA PARA RCS

! Para facilitar a troca de dados entre máquinas de diversosfabricantes, tornou-se necessário definir uma arquitetura padrão,aberta e pública para redes de computadores. Com esse objetivo,duas arquiteturas acabaram tornando-se referências no mundo:

♦ Arquitetura RM-OSI/ISO, cujo modelo foi proposto para serum referencial (de direito) para a indústria de computadores;

♦ Arquitetura TCP/IP (ou Internet), cujo modelo alternativo (defato) foi proposto com o objetivo de interligar redesheterogêneas (locais, metropolitanas e de longa distância).



ARQUITETURA RM-OSI/ISO

! Base comum para permitir o desenvolvimento coordenado depadrões para interconexão de sistemas;

! Open Systems Interconetion – OSI, qualifica padrões para ointercâmbio de dados entre sistemas; não implica em nenhumaimplementação de tecnologia, ou modo de interconexãoespecíficos.

! RM-OSI, por si só, não define a arquitetura de uma rede porquenão especifica com exatidão os serviços e protocolos de cadacamada (ele simplesmente diz o que cada camada deve fazer).Dois sistemas distintos seguindo o RM-OSI não necessariamentevão conseguir se comunicar.

! ISO produziu, e continua produzindo, documentos que definemcom precisão os serviços e protocolos de cada uma das camadasdo RM-OSI; são os chamados perfis funcionais que, quandoseguidos por dois fabricantes, garantem a intercomunicabilidadeentre dois sistemas.



! Dois perfis funcionais importantes:

♦ MAP (Manufacturing Automation Protocols) (elaboradoinicialmente pela General Motors)

♦ TOP (Technical and Office Protocols) (elaborado inicialmentepela Boing)

! Atualmente são responsabilidade do Map/Top Users Group,administrado pela SME (Society of Manutacturing Enginieer). Vejaa figura a seguir.

! Outros perfis funcionais existem, tais como o GOSIP (GovernmentOSI Profile) e o POSIG (Perfil OSI do Governo Brasileiro), queespecificam padrões e as opções desses padrões para seremusados pelo governo americano e brasileiro, respectivamente.



AS CAMADAS DE PROTOCOLOS RM-OSI

! modelo RM-OSI possui sete camadas (ou níveis), mostradas nafigura abaixo.

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Física

Rede

Enlace

Física

Rede

Enlace

Física

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Física

Sistema A Sistema B

Protocolo de RedeProtocolo de EnlaceProtocolo de Camada Física

Protocolo de Aplicação

Protocolo de Apresentação

Protocolo de Sessão

Protocolo de Transporte

Figura 10. Camadas de protocolos do modelo RM-OSI



Nível físico:

! Fornece características mecânicas, elétricas, funcionais e deprocedimentos para ativar, manter e desativar conexões físicaspara a transmissão de bits entre entidades do nível de enlace;

! O protocolo do nível físico dedica-se à transmissão de uma cadeiade bits;

! O projetista do protocolo deve decidir como representar 0s e 1s,quanto tempo durará um bit - intervalo de sinalização, se atransmissão é half ou full-duplex, como a conexão seráestabelecida e desfeita, quantos pinos terá o conector da rede equais seus significados, assim como outros detalhes elétricos emecânicos.



Nível de enlace de dados:

! Detecta e, opcionalmente, corrige erros que ocorram no nível físico(converte um canal de transmissão não confiável em confiávelpara o uso do nível de rede);

! Divide a seqüência de bits a serem transferidos em quadros(frames), cada um contendo alguma forma de redundância paradetecção de erros;

! Trata o problema de evitar que um emissor envie dados aoreceptor mais rapidamente que este possa processar. O problemaé evitado com o uso de algum mecanismo de controle de fluxo quepossibilita ao emissor saber qual o espaço disponível no receptorem um dado momento.



Nível de rede:

! Fornece ao nível de transporte uma independência em relação aproblemas de chaveamento e roteamento associados com oestabelecimento e operação de uma conexão em rede.

! Filosofias usadas na implementação do serviço oferecido:

# Serviço de Datagrama (não orientado a conexão): Nesseserviço cada bloco de dados transmitido não tem relaçãopassado/futuro com outros blocos, devendo carregar consigotoda a informação de endereço destino. O roteamento édeterminado em cada nó da rede toda vez que um bloco chega;

# Serviço de Circuito Virtual (orientado à conexão): Nesseserviço é necessário primeiramente que o transmissor envieum pacote de estabelecimento de conexão, para que sejaestabelecido uma identificação associada ao circuito virtual,para uso posterior pelos pacotes subsequentes com o mesmodestino (os pacotes de uma mesma transmissão não sãoindependentes).



Nível de transporte:

! Implementa comunicação fim a fim confiável, dado que o nível derede pode não garantir a entrega de um pacote no destino e nem aordem de chegada dos pacotes;

! Isola os níveis superiores da parte da transmissão da rede (nessenível, a comunicação se da efetivamente entre a máquina origem ea máquina destino, enquanto que nos níveis inferiores acomunicação se dá entre máquinas adjacentes que compõe otrajeto de ligação entre a máquina origem e a máquina destino);

! Faz controle de fluxo, controle de seqüência fim a fim, detecção erecuperação de erros fim a fim e segmentação e blocagem demensagens;

! Duas funções importantes desempenhadas pelo nível detransporte:

♦ Multiplexação (multiplexing): várias conexões de transportepartilhando a mesma conexão de rede; e

♦ Fracionamento (splitting): uma conexão de transporte ligada avárias conexões de rede.



Nível de sessão:

! Implementa mecanismos que permitem estruturar os circuitosoferecidos pelo nível de transporte de modo a oferecer osseguintes serviços:

♦ Gerenciamento de ficha (em redes com protocolos depassagem de fichas (token pass): somente a entidade com aposse da ficha pode transmitir seus dados;

♦ Controle de diálogo: permite o uso de pontos de sincronização(marcas lógicas inseridas de tempos em tempos) ao longo dacomunicação entre duas aplicações para, no caso de umainterrupção do serviço de comunicação, a transferência dedados possa ser reiniciada a partir do último ponto desincronização;

♦ Gerência de atividades: permite ao nível de sessão diferenciarpartes (atividades) do intercâmbio de dados entre usuários dacamada de sessão, de modo a permitir, por exemplo, ainterrupção temporária do envio de uma mensagem de correioeletrônico longa, em benefício da transmissão de umamensagem urgente curta.



Nível de apresentação:

! Realiza transformações adequadas nos dados, antes de seu envioao nível de sessão;

! Transformações típicas são: compressão de dados, criptografia,conversão de padrões de terminais e arquivos para padrões derede e vice-versa;

! Quando realizamos a transferência de um arquivo de um ambienteASCII (SUN/Solaris) para um ambiente EBCDIC (IBM/4381), onível de apresentação é o responsável pela conversão dos dadosde ASCII para EBCDIC.



Nível de aplicação:

! Define funções de gerenciamento e mecanismos genéricos queservem de suporte à construção de aplicações distribuídas. Dentreessas funções podemos citar:

♦ ACSE (Association Control Service Element): associação entreum ou mais usuários para o intercâmbio de dados (emaplicações de comunicação conjunta, por exemplo);

♦ ROSE (Remote Operation Service Element): suporte parachamada de procedimentos remotos;

♦ RTSE (Reliable Transfer Service Element): serviço detransferência de dados confiável, tornando todos osmecanismos de recuperação de erros transparentes aosusuários do serviço.

♦ FTAM (File Transfer, Access and Management): acesso,transferência e gerência de arquivos;

♦ DS (Directory Service): serviço de diretoria de nomes;

♦ MHS (Message Handling System): serviço de correio eletrônico.



Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Física

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Enlace

Física

Sistema A Sistema B

dadosAASTRE E dadosAASTRE E

dadosAASTR

dadosAAST

dadosAAS

dadosAA

dadosA

dadosAASTR

dadosAAST

dadosAAS

dadosAA

dadosA

dadosdadosSDU Aplic.

PDU Aplic.

Figura 11. Transmissão de dados no RM-OSI



ARQUITETURA INTERNET (OU TCP/IP)

! Patrocinada pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada deDefesa (Defense Advanced Research Projects Agency - DARPA) dosEstados Unidos;

! Baseada principalmente em um serviço de transporte Orientado àconexão fornecido pelo Protocolo de Controle de Transmissão(Transmission Control Protocol - TCP) e um serviço de rede nãoorientado a conexão (datagrama não confiável) fornecido peloprotocolo Internet (Internet Protocol - IP);

! Seus padrões de arquitetura não são feitos por organismosinternacionais de padronização (como ISO ou IEEE), mas sim porum corpo técnico denominado IAB (Internet Activity Board)formado por pesquisadores seniores, a maioria deles tendoparticipado do projeto e da implementação dos protocolos daarquitetura Internet;

! A arquitetura Internet dá ênfase especial à interligação de redesde diferentes tecnologias, considerando que não existe nenhumatecnologia que atenda aos anseios de toda a comunidade deusuários.



! A forma de permitir que esses usuários possam trocar informaçõesé interligar as redes às quais eles estão conectados, formandoassim uma inter-rede;

! Para interligar duas redes distintas é necessário conectar umamáquina a ambas as redes, ficando essa máquina responsável portransferir mensagens de uma rede para a outra;

! À essa máquina dá-se o nome de roteador Internet (InternetRouter) quando ela interliga redes de mesma arquitetura (p.ex.duas redes baseadas em protocolo TCP/IP) e dá-se o nome degateway Internet (Internet Gateway) quando ela interliga redesde arquiteturas diferentes (p. ex. uma rede baseada em protocoloX.25 e uma rede baseada em protocolo TCP/IP). A figura a seguirilustra o conceito de inter-rede.



Rede 2

Rede 1

Rede 4

Rede 3

Rede 5

G

G

G

G

G

Figura 12. Ilustração do conceito de inter-rede



! A arquitetura Internet está organizada em quatro camadasconceituais, construída sobre uma quinta camada que não fazparte do modelo - chamada de intra-rede - como mostrado nafigura abaixo.

Aplicação

Transporte

Inter-rede

interfacede rede

Rede Física 1

Máquina A

Rede Física 2

Aplicação

Transporte

Inter-rede

Máquina B

Inter-rede

mensagem

segmento

datagrama

quadro

mensagem

segmento

datagrama

quadro

Roteador / Gateway

interfacede rede

interfacede rede

interfacede rede

Figura 13. Arquitetura Internet



! Convém observar que a arquitetura Internet não faz nenhumarestrição quanto às redes que são interligadas para formar a inter-rede. Ou seja, qualquer tipo de rede pode ser interligada, bastandoque para isso seja desenvolvida uma interface que compatibilize atecnologia específica da rede com o protocolo IP.

Camada de Interface de Rede (ou acesso ao meio)

! Recebe datagramas IP do nível inter-rede e os transmite atravésde uma rede específica, mapeando os endereços IP (lógicos) emendereços físicos dos ‘hosts’ ou roteadores/gateways conectadosà rede.

Camada Inter-rede (ou somente rede)

! Transfere blocos de dados através da inter-rede da máquinaorigem até a máquina destino. Recebe pedidos para transmitirsegmentos que contêm um endereço de rede origem e umendereço de rede destino, encapsulando o pacote em umdatagrama IP (Internet Protocol). Um algoritmo de roteamento éexecutado para determinar se o datagrama pode ser entreguediretamente, ou se deve ser repassado para um roteador/gateway.



! Com base no resultado da avaliação do roteamento, o datagrama épassado para a interface de rede apropriada para ser transmitido.

! O nível inter-rede também processa pacotes recebidos dasinterfaces de rede e verifica se os mesmo devem ser repassadospara o nível de transporte local, ou se devem ser passados adianteatravés de uma outra interface de rede.

Camada de Transporte

! Define a comunicação fim-a-fim entre aplicações. Quando usadoTCP (Transmission Control Protocol ), serviço orientado à conexãoconfiável, tem-se os serviços: controle de erro, controle de fluxo,sequenciamento e multiplexação do acesso ao nível inter-rede.Com UDP (User Datagram Protocol), serviço de datagrama nãoconfiável, é oferecido apenas multiplexação/demultiplexação doacesso ao nível inter-rede.



Camada de Aplicação

! Ao nível de aplicação, os usuários usam programas de aplicaçãopara acessar os serviços disponíveis na rede. As aplicações, porsua vez, interagem com o nível de transporte para enviar e receberdados.

! Algumas aplicações disponíveis na Internet TCP/IP são:

♦ Simple Mail Transfer Protocol (SMTP): que oferece um serviçode armazenamento-e-reencaminhamento (store-and-forward)de mensagens;

♦ File Transfer Protocol (FTP): que fornece o serviço detransferência de arquivos;

♦ Terminal Network (TELNET): que oferece o serviço de terminalvirtual;

♦ Domain Name System (DNS): que oferece o serviço demapeamento de nomes em endereços de rede;

♦ Hyper Text Transfer Protocol (HTTP): que oferece o serviço detransferência de documentos hipertexto.



COMPARAÇÃO ENTRE ISO RM-OSI E INTERNET TCP/IP

! A figura abaixo mostra a primeira diferença entre o RM-OSI e aInternet TCP/IP: o primeiro tem sete camadas, o segundo quatro.

AplicaçãoApresentação

SessãoTransporte

RedeEnlaceFísica

Aplicação

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��

� ��

��

� ��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

TransporteRede

Acesso aomeio

Nãopresentesno modelo

TCP/IPRM/OSI

7654321

Figura 14. Arquiteturas ISO RM-OSI e Internet TCP/IP



! Documentação de serviços, interface entre camadas e protocolos:♦ RM-OSI: descritos formalmente por organizações de

padronização♦ TCP/IP: RFCs (Recall for Comments), normalmente elaborados

por comitês informais ou mesmo pessoas individualmente.

! Objetivos:♦ RM-OSI: padronizar a comunicação de dados entre os vários

fabricantes de computadores♦ TCP/IP: o objetivo de permitir a interligação de redes de

diversas tecnologias. Para tal foi desenvolvido um conjuntoespecífico de protocolos que resolve o problema de formasimples e satisfatória, onde o nível físico, de enlace, e osaspectos do nível de rede do RM-OSI, relativos à transmissãode dados em uma única rede não são tratados pela arquiteturaTCP/IP, que os agrupa em um único nível chamado interfacede rede.

! Os serviços de rede do RM-OSI relativos à interconexão de redesdistintas são implementados na arquitetura TCP/IP pelo protocoloIP, que é o único disponível e implementa datagrama nãoconfiável. Essa aparente inflexibilidade do nível de rede talvez sejauma das principais razões do sucesso as Internet TCP/IP.



! O nível de transporte da Internet TCP/IP oferece duas opções: oTCP (circuito virtual) e o UDP (datagrama), que são equivalentesaos protocolos orientado e não orientado à conexão do RM-OSI.

! Acima do nível de transporte está a camada de aplicação onde osserviços dos níveis de sessão e apresentação do RM-OSI sãoimplementados de modo específico em cada aplicação (aproposição RM-ISO é mais flexível - e razoável - no sentido de quepermite uma maior reutilização de esforços durante odesenvolvimento de aplicações distribuídas).

! A arquitetura TCP/IP oferece uma solução simples (mas bastantefuncional) para o problema de interconexão de sistemas abertos.Seus protocolos, sendo a primeira opção de solução nãoproprietária para a interconexão de sistemas, tornaram-se umpadrão de facto.

! O RM-OSI, como padronização da ISO (com representantes devários países do mundo), se por um lado sofriam com a demorapela especificação de padrões, por outro tinham umarepresentatividade bem maior. Sendo elaborados por umainstituição legalmente constituída, são considerados padrões dejure.



EXEMPLO DE REDES DE COMUNICAÇÃO DE DADOS

NOVELL NETWARE, WINDOWS NT, WINDOWS 2000, WINDOWS XP

! São sistemas de rede bastante populares , projetados para seremusados pelas empresas na migração (downsizing) do modelo deuso de computadores de grande porte (mainframes) para ummodelo de redes de computadores pessoais.

! São baseados no modelo cliente - servidor, onde cada usuário temà sua disposição um computador pessoal como cliente, usando osrecursos de um computador mais poderoso, que é o servidor,fornecendo serviços de arquivos, banco de dados, impressão, etc.



Servidor

Cliente 1 Cliente 2 Cliente 3 Cliente 4

Impressora

Figura 15. Rede com estrutura cliente - servidor



INTERNET

! Maior rede de computadores da atualidade, interliga(internetworking) uma enorme quantidade de redes locais decomputadores através de roteadores (routers), todas usando umamesma arquitetura de rede (Arquitetura Internet ou TCP/IP).

! É oriunda do projeto ARPANET (Advanced Research ProjectsAgency) dos EUA, tendo tido um crescimento exponencial a partirde 1983 quando se interligou às redes:♦ NSFNET (Nacional Science Foundation Network) dos EUA;♦ SPAN (Space Physics Network) da NASA;♦ HEPNET (High Energy Physics Network);♦ BITNET (Because I's Time to Network) da IBM;♦ EAN (European Academic Network);♦ e muitas outras redes ao redor do mundo.

! Oferece uma série de serviços, sendo os mais tradicionais:♦ Correio eletrônico (Email);♦ Grupos de notícias (News);♦ Terminal remoto (Remote login);♦ Transferência de arquivos (File transfer);♦ WWW (World Wide Web).



REDES GIGABITS EXPERIMENTAIS

! Diversas experiências com redes de altíssima velocidade estãosendo desenvolvidas no mundo. Alguns exemplos são:

♦ Aurora: interliga 4 locais nos EUA (MIT, Universidade daPensylvania, Laboratórios T.J. Watson da IBM e Bellcore) comenlaces de fibra ótica à 622 Mbps. Foi construídaprimordialmente para testar hardware (comutadores) daBellcore e da IBM usados em redes paralelas. As pesquisasincluem tecnologia de comutação, protocolos para gigabits,roteamento, controle de rede, memória virtual distribuída ecolaboração usando videoconferência;

♦ Blanca: interligando inicialmente Laboratórios Bell da AT&T,Universidade da Califórnia em Berkeley e a Universidade deWisconcin, englobando, posteriormente novos locais, inclusivea NFSNET. Parte de seus enlaces são feitos à 622 Mbps, sendoa única rede de alta velocidade de alcance continental. Aspesquisas na rede incluem os efeitos do atraso na velocidadeda luz (nas fibras óticas), protocolos de controle de rede,interfaces de alta velocidade e aplicações de gigabits, taiscomo imagens médicas, modelos meteorológicos, rádioastronomia.



SERVIÇOS DE COMUNICAÇÃO DE DADOS

! Diversos serviços de comunicação de dados são oferecidos pelasempresas de telecomunicação, notadamente as operadoras detelefonia. Tais serviços são chamados genericamente de redespúblicas de comunicação de dados.

Linha Privativa de Comunicação de Dados (LPCD)

OU

Serviço de Linha de Dados Digital (SLDD)

! LPCDs fornecem serviços de ligação privativa de dois ou maispontos predeterminados♦ Velocidade assíncrona: até 28,8 Kbps♦ Velocidade síncrona: entre 64 Kbps até 2 Mbps♦ Âmbito estadual: TELEMAR (telefônica do Estado)♦ Âmbito nacional e internacional: Embratel (os chamados

canais Transdata) e outras novas operadoras;♦ Em geral equipamentos (modems, multiplexadores, etc.) são

da empresa de telecomunicação.



Local A Modem LPCD Modem Local B

Local A

Modem

LPC

D

Modem

Local B

Modem

LPC

D

Modem

Enlacede rádio

T T

Responsabilidadeda operadora

Figura 16. Serviço Transdata



SMDS - Switched Multimegabit Data Service

! Projetado pela empresa Bellcore (nos anos 80, entrando emoperação no início dos anos 90) dos EUA para a interligação deredes locais geograficamente distribuídas.

! Oferece serviços de comunicação de dados em alta velocidade,agindo como uma espinha dorsal de rede local.

SMDS

Figura 17. Redes locais ligadas via SMDS



Redes X.25

! Uma das primeiras redes de comunicação de dados públicasoferecidas por diversos países (inclusive o Brasil):♦ Desenvolvida durante os anos 70 pelo CCITT (hoje ITU-T);♦ Oferece serviços de comutação de pacotes;♦ Usa o protocolo X.25, orientado à conexão, suportando a

definição de circuitos virtuais comutados e circuitos virtuaispermanentes.

! No Brasil, foi batizada de Rede Nacional de Comunicação de Dadospor Comutação de Pacotes – RENPAC, que:♦ Permite a comunicação de dados entre dois usuários

(assinantes) com transmissão simultânea de dadossegmentados em pacotes (com tamanho default de 128 bytes);

♦ É composta de nós de comutação (que encaminham pacotes)nas principais cidades brasileiras, atendendo por acesso:" dedicado - o equipamento terminal de dados (ETD) é ligado

diretamente à RENPAC por circuitos dedicados (Transdata)- serviço RENPAC 3025 e 3028

" comutado - o equipamento terminal de dados é ligado àRENPAC via rede pública de telefonia ou telex (acessodiscado) - serviço RENPAC 1000 e 2000 (atualmente2028).



RENPAC 1000Ap. TELEX

RENPAC 3025Acesso dedicado síncrono X.25

RENPAC

RENPAC 2028Acesso discado assíncrono ASCII

RENPAC 3025Acesso dedicado síncrono X.25

RENPAC 3028Acesso dedicado assíncrono ASCII

AcessoInternacional

Figura 18. Estrutura RENPAC



Comunicação de Dados via Satélite

! O Sistema Brasileiro de Telecomunicações por Satélite (SBTS) écomposto por satélites geoestacionários que funcionam comoestações repetidoras de sinais, sendo extremamente útil em paísesde grande extensão territorial onde, com freqüência, váriasregiões têm maiores dificuldades de acesso e implantação de infra-estrutura terrestre (como a região amazônica brasileira).

! O SBTS dispõe dos seguintes serviços:

♦ Serviço de comunicação de dados em alta velocidade -DATASAT PLUS

♦ Serviço de difusão de dados - DATASAT UNI

♦ Serviço interativo de comunicação de dados - DATSAT BI

♦ Serviço Internacional de Comunicação de Dados em AltaVelocidade - DIGISAT



Serviço de Comunicação de Dados em Alta Velocidade - Datasat Plus

! Disponibiliza serviço de comunicação de dados em velocidadesentre 19,2 Kbps e 2.048 Kbps, dedicado, bidirecional etransparente a protocolos.

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��

��

��

��

��

Satelite

Local B

T

Local A

T

Figura 19. Serviço de Comunicação de Dados em Alta Velocidade



Serviço de Difusão de Dados - Datasat UNI

! Disponibiliza serviço de comunicação de dados por difusão, comum emissor básico e vários receptores, transmissão unidirecional(simplex), endereçamento seletivo no sentido estaçãomestre/microestação, nos modos de operação síncrono eassíncrono, com velocidade de transmissão de até 128 Kbps.

��

Satelite

Estação MasterEMBRATEL

Local B

T

Local A

T

Local C

T

Figura 20. Serviço de Difusão de Dados



Serviço Interativo de Comunicação de Dados - Datasat Bi

! Serviço semelhante ao de difusão de dados, exceto pelo fato depermitir comunicação bidirecional.

��

Satellite

Estação MasterEMBRATEL

Local B

T

Local A

T

Local C

T

Figura 21. Serviço Interativo de Comunicação de Dados



Serviço Internacional de Comunicação de Dados em Alta Velocidade -Digisat

! Tem por objetivo básico prover serviço de comunicação de dadosem alta velocidade abrangendo os continentes americano eeuropeu, permitindo circuitos ponto a ponto e multiponto nasvelocidades de 64 Kbps a 2.048 Kbps, sendo transparente aprotocolos.

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��

��

��

Satelite

Local A

T

Local B

T

Figura 22. Serviço Internacional de Comunicação de Dados



Frame Relay

! Serviço de comunicação de dados oferecido por algumasoperadoras para clientes que desejam um circuito de comunicaçãoorientado à conexão confiável e barato:

♦ Permite a conexão de dois ou mais pontos de rede para enviode pacotes de até 1600 bytes a velocidade de até 1,5 Mbps;

♦ Quando são mais de 2, usa-se um número de 10 bits paraendereçamento;

♦ Como a rede é comutada, o usuário pode usar sua velocidademáxima de transmissão por alguns períodos de tempo(rajadas), mas a média de longo prazo deve ficar abaixo de umnível contratado;

♦ Quando somente dois pontos são conectados, Frame Relayassemelha-se muito à utilização de canais Transdata, excetocom relação ao custo que é muito menor porque sua taxação éfeita pela média do tráfego diário e seus canais decomunicação são compartilhados.



FRAD

Empresa do ZéLocal A

FR FR

FR FR

FR FR

FR

FRAD

Empresa do ZéLocal B

FRAD

Empresa ACMELocal A

FRAD

Empresa ACMELocal B

FRAD: Frame Relay Acess Device

Figura 23. Rede Frame Relay



Rede Digital de Serviços Integrados em Faixa Larga RDSI-FL(Broadband Integrated Services Digital Network - B-ISDN) e ATM

! Com tantos serviços de comunicação de dados, as operadoras detelecomunicação têm um problema: gerenciar múltiplas redesfísicas (cabeamento) e lógicas (hardware e software);

! Uma solução proposta é a RDSI-FL, cujo objetivo é substituir todasas redes existentes atualmente, tendo a capacidade de transmitirtodo o tipo de informação: vídeo sob demanda, sinal de TV devárias origens, correio eletrônico multimídia, música comqualidade de CD, interconexão de redes locais, redes de longadistância de alta velocidade, etc.;

! A tecnologia que está tornando a RDSI-FL possível é chamada deATM (Asyncronous Transfer Mode) em oposição ao modo síncrono(ligado à um relógio, amarrado no tempo) normalmente usado nosserviços de comunicação de dados atuais;

! A idéia básica do ATM é transmitir todo tipo de informação empequenos pacotes de tamanho fixo chamados células. As célulastêm 53 bytes de tamanho, sendo 5 usados para cabeçalho e 48para dados do usuário.



! ATM usa comutação de células no lugar de comutação de circuítos(usado pelas operadoras de telecomunicação normalmente) paraestabelecer conexão entre dois pontos da rede. A comutação decélulas apresenta as vantagens:♦ É flexível, podendo manipular facilmente tráfego constante

(áudio e vídeo) e tráfego inconstante (dados normais);♦ Em ambientes de altíssima velocidade (gigabits), é mais fácil e

simples trabalhar com técnicas de comutação de células doque de multiplexação de canais, especialmente quando se usafibras óticas;

♦ Para distribuição de sinais de TV, difusão (broadcasting) éessencial; comutação de células permite difusão, comutação decircuítos não.

Consideração DQDB SMDS X.25 FrameRelay

ATM(AAL)

Orientada a conexão? Sim Não Sim Sim SimVelocidade 45 45 0,064 1,5 155Comutada? Não Sim Sim Não SimCarga útil máxima 44 9188 512 1600 variávelCarga útil de tamanho fixo Sim Não Não Não simCircuito virtual permanente Não Não Sim Sim SimDifusão seletiva (multicasting) Não Sim Não Não Sim



PADRONIZAÇÃO EM REDES DE COMPUTADORES

! Padrões podem ser:♦ De facto: para definições e/ou concepções que simplesmente

aconteceram, sem nenhum planejamento formal. Por exemplo,os computadores IBM PC e seus sucessores ou a ArquiteturaInternet;

♦ De jure: para definições e/ou concepções definidas por algumaorganização de padronização (governamental ou nãogovernamental). Por exemplo, a Arquitetura RM-OSI ou a redeIEEE 802.3 (Ethernet).

! No mundo das telecomunicações, tem-se:♦ AT & T: American Telegraph & Telephone;

♦ ITU: International Telecomunication Union e suas divisões:" ITU-R: Radiocomunications Sector;" ITU-T: Telecommunications Standardization Sector;" ITU-D: Development Sector;

♦ CCITT: Comité Consultatif International Télégraphique etTéléphonique (hoje substituído pelo ITU-T)



! No mundo da padronização internacional, temos:

♦ ISO: International Standards Organization e seus membros(organizações de padronização nacional de mais de 80 países),entre os quais cita-se:" ANSI (EUA): Americam National Standard Institute;" BSI (Inglaterra);" AFNOR (frança);" DIN (Alemanha);" ABNT (Brasil).

♦ NIST: National Institute of Standards and Technology, que éuma agência do Depto. de Comércio dos EUA;

♦ IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers, que é amaior associação profissional do mundo.



! Na Internet, temos:

♦ IAB: Internet Activities Board ou (mais recentemente)Internet Architecture Board;

♦ RFCs: Request (ou Recall) for Comments;

♦ IRTF: Internet Research Task Force;

♦ IETF: Internet Engineering Task Force;

♦ IS: Internet Society.

Documents

1) INTRODUÇÃO - Computação UFCGpeter/cursos/rc/material/p1.pdfTodas as considerações já feitas revelam um mundo virtual ideal, cheio de recursos e possibilidades. O mundo real