1) Introdução: Conceitos básicos. 1 Ciência da Computação – Redes de Computadores Formar um contexto, fornecendo uma visão geral e um sentimento sobre

1) Introdução: Conceitos básicos.1) Introdução: Conceitos básicos. 1

Ciência da Computação – Redes de Computadores

Formar um contexto, fornecendo uma visão geral e um

“sentimento” sobre redes de computadores;

Maior profundidade e detalhes serão vistos no decorrer do

curso;

Será feita uma abordagem:

. Descritiva

. Usar contextos reais (como a Internet ), sempre que

possível;

1.1) Nosso Objetivo:



Sistemas de Processamento em Batch:

Implementados na década de 1950;

Equipamentos enormes, caros e operados por mão de obra especializada;

Usuários submetiam jobs (em cartões ou fitas magnéticas) em lotes (batchs);

Não havia interação usuário/sistema e as filas de processamento eram

inevitáveis.

Centro Processamento em Batch

1.2) Evolução dos Sistemas Computacionais



Sistemas de Time-sharing:

Implementados na década de 1960;

Implementação de terminais interativos, que acessavam o sistema através de

linhas de comunicação (enlaces);

O sistema opera em compartilhamento de tempo de processamento (time –

sharing) para atendimento de vários usuários simultaneamente;

Centro Processamento em Time-sharing

1.2) Evolução dos Sistemas Computacionais (cont)

USUÁRIOS



Sistemas Distribuídos:

Implementados a partir da década de 1970;

Os terminais de usuários evoluíram para mini e microcomputadores de bom

desempenho e baixo custo;

Surgiram novas arquiteturas de sistemas, onde a “inteligência” passou a ser

distribuída pelo sistema, possibilitando aumento de velocidade de

processamento, melhor modularidade e compartilhamento de recursos.

Sistema de

Comunicação

1.2) Evolução dos Sistemas Computacionais (cont)

MCU

ImpressoraDisco



Estrutura formada por um arranjo topológico e constituída por:

Módulos Processadores (MP), que efetuam a interface usuário/rede, executando

trabalhos em modo local ou de forma distribuída;

Enlaces, que são conexões físicas que estabelecem o meio de transmissão que

interligam os vários usuários;

Nós da rede, que são dispositivos que proporcionam e gerenciam os caminhos dentro

da rede para interconexão entre os vários Módulos Processadores.

1.3) Redes de Computadores

Enlaces

MP1

SWITCH

FR

MP2

MP3

MP4

Nós



Disponibilização plena de recursos: Programas, equipamentos e dados

disponíveis para todos na rede, independente da localização física de recursos

e usuários;

Confiabilidade: Arquivos importantes e/ou muito usados, podem ser

replicados em dois ou mais computadores (redundância);

Redução de custos: Ao se duplicar recursos ou compartilha-los, evita-se

ter que ter várias cópias de um mesmo objeto. Por exemplo, compartilhamento

de impressora ou gravador de cds.

Escalabilidade: Pode-se aumentar a performance do sistema

gradualmente, de acordo com o crescimento da demanda, acrescentando

recursos mais poderosos à rede;

Convergência: Manipulando as informações de forma totalmente digital, é

possível integrar em uma única plataforma os mais diversos serviços, tais

como voz, dados e imagens.

1.4) Vantagens na utilização das Redes de Computadores



Em função da dimensão da área geográfica a ser atendida por uma rede (distância entre MP´s), a mesma pode ser classificada em:

LAN (Local Area Network): Rede Local;

MAN (Metropolitan Area Network): Rede Metropolitana;

WAN (Wide Area Network): Rede Distribuída.

1.5) Classificação das Redes de Computadores



LAN (Local Area Network)

É uma rede que permite a interconexão de equipamentos de

comunicação de dados em uma pequena região delimitada geralmente

por uma sala, empresa, escritório, prédio ou campus.

Características:

Pequeno alcance (de centenas de metros a algumas dezenas de

quilômetros);

Geralmente de propriedade privada;

Altas taxas de transmissão (atualmente de 10 Mbps a 1 Gbps);

Baixas taxas de erro ( BER de 10-8 a 10-11).

1.5) Classificação das Redes de Computadores (cont)



MAN (Metropolitan Area Network):

É uma rede que permite a interconexão de equipamentos de comunicação

de dados em uma região metropolitana geralmente composta por um

centro urbano com grande demanda de serviços.

Características:

Médio alcance (de várias dezenas a centenas de quilômetros);

De propriedade de pequenas ou médias operadoras (públicas ou

privadas);

Altas taxas de transmissão (atualmente de 1 a 2.4 Gbps);

Utilizam-se principalmente de fibras ópticas e eventualmente de

enlaces de rádio.




WAN (Wide Area Network):

É uma rede que permite a interconexão de equipamentos de

comunicação de dados através de longas distâncias, geralmente

interligando cidades, países ou continentes.

Características:

Grande alcance (de várias centenas a milhares de quilômetros);

Geralmente de propriedade de grandes operadoras (públicas ou

privadas);

Baixas taxas de transmissão (de 64 Kbps a 2 Mbps, chegando hoje a

Gbps);

Por questões de confiabilidade é importante o estabelecimento de

caminhos alternativos.


FRAD – Frame Relay Access Devices



Multiponto:

Cada enlace se conecta a três ou mais pontos da rede;

Exemplo:

Barramento;

Ponto a Ponto:

Cada enlace se conecta a apenas dois pontos da rede;

Exemplos:

Estrela;

Anel;


1.6) Topologias das Redes de Computadores



Barramento:

1.6) Topologias das Redes de Computadores (cont)


MP1 MP4 MPN

Barramento (físico e lógico)

MP2 MP3



Estrela:



MP1

MP4MPN

Nó Comutador

MP2

MP3

MP5MP6

MP7



Anel:



MP1

MP4

MPN

MP2

MP3

MP5

MP6

MP7



Definição:

Milhões de usuários interconectados através

de um conjunto de redes, cujos componentes

básicos são:

Elementos de computação associados aos

usuários. São os hosts ou sistemas finais (pc’s,

estações de trabalho, servidores, telefones

digitais, eletrodomésticos, etc). executando

aplicações distribuídas

Enlaces de comunicação formados por fibra

óptica, cabos de cobre, enlaces de rádio ou

satélite

Roteadores são os elementos que enviam

pacotes (blocos) de dados através da rede.

Roteador Estação fixa

ServidorEstação móvel

ISP local

redecorporativa

ISP regional

1.7) Um exemplo real, A INTERNET.

ISP – Provedor de Serviços de Internet



Protocolos: controlam o envio e a

recepção de mensagens.

Exemplos:TCP, IP, HTTP, FTP, PPP

Internet: “rede de redes”

Fracamente hierárquica

Internet pública e Internets

privadas (intranets)

Internet standards:

RFC: Request for comments

IETF: Internet Engineering Task

Force

1.7) Um exemplo real, A INTERNET. (cont)Roteador Estação fixa


ISP local

redecorporativa

ISP regional

ISP – Provedor de Serviços de Internet



Infraestrutura de comunicação

permite aplicações distribuídas:

WWW, email, games, e-

commerce, database, chat;

Serviços de comunicação

oferecidos:

Sem conexão;

Orientado à conexão.

Roteador Estação fixa


ISP local

redecorporativa

ISP regional

1.7) Um exemplo real, A INTERNET. (cont)



Protocolos humanos:

“Que horas são?”

“Eu tenho uma pergunta”

Apresentações sociais

… para mensagens específicas

enviadas, especificas ações são

tomadas quando as mensagens são

recebidas...

Protocolos de rede: Máquinas ao invés de

humanos; Toda a atividade de

comunicação na Internet é governada por protocolos;

Protocolos são procedimentos que definem os formatos,

ordem das mensagens enviadas e recebidas pelas entidades

de rede e as ações a serem tomadas na transmissão e

recepção destas mensagens

1.8) Mas, afinal, o que seria um Protocolo ?



Um protocolo humano e um protocolo de rede de computadores:

Alô

Alô

Que horas são?

2:00

TCP pedido deconexão

TCP resposta de conexão

Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm

<arquivo>tempo

1.8) Mas, afinal, o que seria um Protocolo ? (cont)



O menor servidor Web do mundohttp://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html

Torradeira e previsão do tempo pela Webhttp://dancing-man.com/robin/toasty/

Porta-retrato IPhttp://www.ceiva.com/

1.9) “Aplicações” Internet

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1) Introdução: Conceitos básicos. 1 Ciência da Computação – Redes de Computadores Formar um contexto, fornecendo uma visão geral e um sentimento sobre