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1: Introdução 1 Part I: Introdução Objectivo: Adquirir o contexto, visão global, “sentir” o significado da palavra rede ( Networking Networking) Maior profundidade, detalhes mais tarde, durante o curso aproximação descritiva Usar a Internet como exemplo Sumário: O que é a Internet ? O que é um protocolo ? Fronteira da rede ( network edge network edge) Núcleo da rede (network core) Rede de acesso, meio físico desempenho: perdas e atraso Níveis de protocolo, modelo de serviço Rede central ( backbones backbones), Fornecedores Nacionais de Serviços ( NSP – National Service NSP – National Service Provider Provider ), Fornecedor de Serviço Internet ( ISP- Internet Service ISP- Internet Service Provider Provider) História Trabalho: ler Cap. 1

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1: Introdução 1

Part I: IntroduçãoObjectivo: Adquirir o contexto,

visão global, “sentir” o significado da palavra rede (NetworkingNetworking)

Maior profundidade, detalhes mais tarde, durante o curso

aproximação descritiva Usar a Internet

como exemplo

Sumário: O que é a Internet ? O que é um protocolo ? Fronteira da rede (network edgenetwork edge) Núcleo da rede (network core) Rede de acesso, meio físico desempenho: perdas e atraso Níveis de protocolo, modelo de

serviço Rede central (backbonesbackbones),

Fornecedores Nacionais de Serviços (NSP – National Service NSP – National Service ProviderProvider ), Fornecedor de Serviço Internet (ISP- Internet Service ISP- Internet Service ProviderProvider)

História

Trabalho: ler Cap. 1

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1: Introdução 2

O que é a Internet: A visão dos componentes (HW,SW)

Milhões de dispositivos de computação interligados: Equipamentos Terminais (hosts, end-systems))

PCs, Estações de Trabalho (workstationsworkstations), Servidores (serversservers)

PDA’s, Telefones, Torradeiras Executando Aplicações da Rede

(Network Application ProgramsNetwork Application Programs) Acesso a Web Pages E-mail Transferência de ficheiros

Ligações (links) Fibra, cobre, rádio, satélite Ligações diferentes transmitem dados a

ritmos diferentes Ritmo de transmissão: largura de banda

(bandwidthbandwidth) Encaminhadores (routers): enviam

os pacotes através da rede

local ISP

companynetwork

regional ISP

router workstation

servermobile

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1: Introdução 3

Formas divertidas de uso da Internet

World’s smallest web serverhttp://www-ccs.cs.umass.edu/~shri/iPic.html

IP picture framehttp://www.ceiva.com/

Web-enabled toaster+weather forecasterhttp://dancing-man.com/robin/toasty/

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1: Introdução 4

Protocolo: São executados pelos componentes para controlar o envio e a recepção de mensagens e.g., TCP, IP, HTTP, FTP, PPP

• IP – Comunicação entre routers e entre routers e End-Systems

A internet é uma rede de redes Estrutura hierárquica pouco

forte Internet é uma rede pública

Intranet é uma rede privada Internet standards

RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering

Task Force

local ISP

companynetwork

regional ISP

router workstation

servermobile

O que é a Internet: A visão dos componentes (HW,SW)

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1: Introdução 5

O que é a Internet : a visão do serviço Infra-estrutura de

comunicação permite a exucação de aplicações distribuídas: WWW, email, jogos,

comércio electrónico, acesso a bases de dados, votação ekectrónica, partilha de ficheiros (MP3)

Serviços de comunicação oferecidos Sem ligação (connectionless) Com ligação (connection-

oriented)

cyberspace [Gibson]:“a consensual hallucination experienced daily by

billions of operators, in every nation, ...."

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1: Introdução 6

O que é a Internet : referências Desenvolvimento da arquitectura Internet

Internet Engineering Task Force• IETF – http: // www.ietf.org

Desenvolvimento de protocolos para World Wibe Web World Wide Web Consortium

• WWW – http://www.w3.org/Consortium Associações profissionais

Association for Computer Machinery• ACM – http://www.acm.org

Institute of Electrical and Electronics Engineering• IEEE – http://www.ieee.org

Grupos de interesse na área de redes ACM Special Interest Group in Data Communications (SIGCOM) IEEE Communication Society http://www.comsoc.org IEEE Computer Society http://www.computer.org

Informação online Data Communications

• http://www.data.com

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1: Introdução 7

O que é um protocolo?Protocolos humanos: Que horas são ? Tenho uma questão a

fazer … Introduções a um

assunto

… Envio de mensagens especifícas

… Realização de acções especifícas quando se recebem determinadas mensagens ou eventos.

Protocolos de rede: Máquinas em vez de

humanos Toda a actividade na

Internet é governada por protocolos

Os protocolos definem o formato, a ordem pela qual as mensagens são

enviadas e recebidas, as acções a realizar na

transmissão e envio de mensagens.

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1: Introdução 8

O que é um protocolo?Um protocolo humano e um protocolo de rede:

Q: Outros protocolos humanos ?

Ola

Ola

Que horas são?

2:00

TCP connection req.

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

<ficheiro >Tempo

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1: Introdução 9

Uma visão mais próxima da estrutura da rede

Fronteira da rede: Aplicações e

Equipamento Terminais Núcleo da rede:

routers Redes de redes

Redes de Acesso, meios físicos: ligações

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1: Introdução 10

A fronteira da rede: Equip. Terminais (hosts):

Executam programas de aplicação

i.e., WWW, email Situação nos limites da rede

Modelo Cliente - Servidor Clientes requerem serviços ao

servidor Ex:. WWW client (browser)/

server; email client/server

Modelo de entidades pares (peer-to-peerpeer-to-peer): host com interacção simétrica e.g.: Gnutella, KaZaA

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1: Introdução 11

Fronteira da rede: serviço orientado à ligação

Objectivo: transferir dados entre sistemas terminais.

handshaking: preparação do processo de transferência de dados No protocolo humano:

OLA Estabelecer o estado nos

sistemas terminais em comunicação.

TCP - Transmission TCP - Transmission Control ProtocolControl Protocol Oferta de serviço

orientado à ligação na Internet

Serviço TCP [RFC 793] Transmissão de dados

fiável, com a sequência de bytes ordenada Perdas: Confirmação de

recepção (acknowledgement) e retransmissões

Controlo de fluxo: O emissor não vai

sobrecarregar o receptor com informação

Controlo de congestão: O Emissor abranda o ritmo

de transmissão quando a rede está congestionada

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1: Introdução 12

Objectivo: transferir dados entre sistemas terminais Igual ao anterior!

UDP - User Datagram User Datagram ProtocolProtocol [RFC 768]

Oferta de serviço sem ligação Transferência de dados

não fiável Sem controlo de fluxo Sem controlo de

congestão

Aplicações que utilizam TCP:

HTTP (WWW), FTP (file transfer), Telnet (remote login), SMTP (email)

Aplicações que usam UDP: streaming media,

Teleconferência, Telefonia na Internet

Fronteira da rede: serviço sem ligação

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1: Introdução 13

O núcleo da rede

Malha de routers interligados Questão fundamental: Como

se transferem os dados na rede ?

Comutação de circuitos: Existem circuitos

dedicados por chamada: Exemplo: rede telefónica

Comutação de pacotes: Os dados são enviados

para a rede directamente, em bloco

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1: Introdução 14

O núcleo da rede: Comutação de circuitos

Reserva de recursos extremo-a-extremo

por chamada: Largura de banda na

ligação, capacidade de comutação

Recursos dedicados: não há partilha

Desempenho (garantido) idêntico ao que se obtém num circuito

Existência de Estabelecimento de Chamada (call setup)

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1: Introdução 15

Recursos da rede (ex: largura de banda) “divididos em partes”

Partes alocadas às chamadas

Recursos (parte) alocados a uma chamada inactiva (idleidle) não podem ser utilizados por outra chamada.

Divisão da largura de banda em partes Divisão na

frequência (frequency division)

Divisão no Tempo (time division)

O núcleo da rede: Comutação de circuitos

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1: Introdução 16

Comutação de circuitos: TDMA e FDMA

FDMA

Frequência

Tempo

TDMA

Frequência

Tempo

4 utilizadores

Exemplo:

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1: Introdução 17

O núcleo da rede: Comutação de pacotesCada sequência de dados é

dividida em pacotes Os pacotes dos utilizadores A

e B partilham os mesmos recursos de rede

Cada pacote utiliza toda a largura de banda de uma ligação física

Os recursos são utilizados quando é preciso

Contenção no acesso aos recursos:

As necessidades globais de recursos podem exceder a disponibilidade existente

Congestão: filas de pacotes, espera por ligação livre

store and forward: pacotes movem-se um salto (hop) de cada vez Transmissão numa

ligação Espera por vez na

ligação seguinte

Divisão da Largura de Banda em partes

Alocação dedicadaReserva de recursos

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1: Introdução 18

Comutação de Pacotes versus Comutação de Circuitos:

Analogia humana: restaurante Outras analogias humanas ?

A

B

C10 MbsEthernet

1.5 Mbs

45 Mbs

D E

Multiplexagem estatística

Fila de pacotesEm espera pela ligação de saída

O núcleo da rede: Comutação de pacotes

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1: Introdução 19

Funcionamento do mecanismo de Store and Forward

Partir a mensagem em partes pequenas - Pacotes

Store-and-forward: O comutador (switch) espera

até a que mensagem tenha chegado toda (storestore).

Depois disso envia-a para o próximo nó definido na rota (forwardforward)

Q: O que acontece se a mensagem for enviada como uma só unidade ?

O núcleo da rede: Comutação de pacotes

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1: Introdução 20

Comutação de Pacotes vs. Comutação de Circuitos

Ligação de 1 Mb/s Cada utilizador:

100Kbps quando “activo” Está activo 10% do tempo

Comutação de circuitos: 10 utilizadores

Comutação de pacotes: com 35 utilizadores a

probabilidade do nº de utilizadores activos > 10 é dada por:

• P(N>10) < 0.0004

A comutação de pacotes permite que mais utilizadores usem a rede !

N users

Ligação de 1 Mbps

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1: Introdução 21

Adequada para dados imprevisíveis (Bursty Data) Partilha de recursos Sem estabelecimento de chamada

Congestão excessiva: Atraso e perda de pacotes Protocolos para assegurar a transferência

fiável de informação e controlar a congestão Q: Como assegurar um comportamento

semelhante ao dum circuito ? Garantia de largura de banda, necessária para

aplicações de áudio e vídeo Problema ainda não solucionado (cap. 6).

É a comutação de pacotes a “slam dunk winner?”

Comutação de Pacotes vs. Comutação de Circuitos

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1: Introdução 22

Redes de Comutação de Pacotes: Encaminhamento (routing)

Objectivo: mover os pacotes ao longo dos routers, desde a origem até ao destino. Vão ser estudados alguns algoritmos de selecção de caminho

(cap. 4) Redes do tipo Datagrama:

Endereço de destino determina o próximo salto As rotas podem ser alteradas durante uma sessão Analogia humana: condutor que pede direcções.

Rede do tipo Circuito Virtual: Cada pacote transporte um identificador (TAG) (Identificador

de Circuito Virtual), tag determina o próximo nó Caminho fixo determinado durante o estabelecimento da

chamada Mantêm-se inalterado durante a chamada Routers mantêm informação de estado por chamada

Page 23: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 23

Redes de acesso e meios físicos

Q: Como ligar os equipamentos Terminais aos Routers de Acesso ?

Redes de acesso residênciais

Redes de acesso institucionais (escolas, organizações)

Redes de acesso móveis

Tomar atenção: Largura de banda da rede

de acesso (bps) ? Acesso partilhado ou

dedicado ?

Page 24: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 24

Acesso residencial: acesso ponto a ponto Dialup via modem

Até 56Kbps, com acesso directo ao router (conceptual)

• Digital Analógico Digital • Rede telefónica tradicional (POTS)

RDIS - Rede Digital com Integração de Serviços ISDN: integrated services digital network: Até 128Kbps Ligação digital até ao router

ADSL: asymmetric digital subscriber line Até 1 Mbps na ligação casa router Até

8 Mbps na ligação router casa Divulgação do ADSL : AGORA !! FDM

• Canal downstream: 50KHz a 1 MHz• Canal UpStream: 4KHz a 50 KHz• Linha telefónica: 0 a 4KHZ

Page 25: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 25

HFC: hybrid fiber coax Assimétrico

• Sentido ascendente até 1 Mbps• Sentido descendente até 10 Mbps

Rede de cabos e fibra efectua a ligação das casas ao ISP Acesso ao router partilhado pelas casas Aspectos a considerar: congestão e

dimensionamento Utilização: disponível através de companhias de

cabo, i.e., TV-Cabo.

Acesso residencial: Modens por cabo (Cable Modems)

Page 26: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 26Diagram: http://www.cabledatacomnews.com/cmic/diagram.html

Acesso residencial: Modens por cabo

Page 27: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 27

Acesso institucional: Redes Locais

Rede local de uma organizaçãi interliga os Sistemas Terminais aos Routers de acesso LAN – Local Area Network Edge Router – router de

acesso Ethernet:

Cabo partilhado ou dedicado liga os Sistemas Terminais aos routers

10 Mbs, 100Mbps, Gigabit Ethernet

Utilização: organizações, casas LANs estão em expansão

Page 28: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 28

Redes locais sem fios Wireless access networks

Meio partilhado de acesso sem fios interliga os Sistemas Terminais aos routers

wireless LANs: Espectro de rádio

substitui ligações e.g., Lucent Wavelan 11

Mbps wider-area wireless access

CDPD: acesso sem fios a um router de ISP através duma rede celular

CPDP = Cellular Digital Packet Data

Estaçãode Base

TerminaisMóveis

router

Page 29: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 29

Redes residenciais

Componente típicos duma rede residencial: ADSL or cable modem router/firewall Ethernet Ponto de Acesso sem fios

Wireless AP

wirelessaccess point

wirelesslaptops

router/firewall

cablemodem

de/para terminação

do cabo

Ethernet(switched)

Page 30: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 30

Meio físico

Ligação física: Os bits de dados

transmitidos são propagados através da ligação física

Meios guiados O sinal propaga-se em

meios sólidos Ex: Cobre, Fibra

Meios não guiados: O sinal propaga-se

livremente Ex: espectro de rádio

Par entrançadoTwisted Pair (TP) Dois fios de cobre

isolados Categoria 3: Cabos

telefónicos tradicionais, 10 Mbps Ethernet

Categoria 5 TP: 100Mbps Ethernet

• Necessita de um HUB

Page 31: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 31

Meio físico: cabo coaxial e fibra

Cabo de fibra óptica Fibra de vidro transporte

impulsos de luz Operação a alta velocidade

100Mbps Ethernet Transmissão ponto-a-ponto de

alta velocidade (I.e.., 5 Gps)

Baixo ritmo de erros

Cabo coaxial: Dois fios de cobre

concêntrico e isolados Fio (portadora do sinal)

dentro dum fio (escudo) Banda de base: um só

canal no cabo Banda Larga: múltiplos

canais no cabo

bidireccional Utilização: Ethernet 10Mb/s

Page 32: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 32

Meio físico: radio

O sinal é transportado através do espectro electromagnético

Não há ”fio” físico bidireccional Efeitos do ambiente

de propagação: reflexão Obstrução dos objectos Interferências

Tipos de ligações rádio: Micro-ondas

Canais até 45 Mbps

LAN (e.g., WaveLAN) 2Mbps, 11Mbps

Área alargada (wide-area) e.g., cellular e.g. CDPD, 10’s Kbps

satelite Canais até 50Mbps ou, Múltiplos canais mais pequenos Atraso extremo-a-extremo da ordem dos 270

Msec Geosíncronos versus LEOS

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1: Introdução 33

Atraso nas redes de comutação de pacotes

Os pacotes experimentam atraso no seu percurso entre a origem e o destino

Quatro fontes de atraso em cada salto

Processamento no nó: Detectar erros nos bits Determinar a ligação de

saída queueing

Tempo de espera na ligação de saída para transmissão

Depende do nível de congestão no router

A

B

Propagação

Transmissão

Processamentono nó Espera nas filas (queueing)

Page 34: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 34

Atraso de transmissão: R=Largura de Banda da

ligação (bps) L=Dimensão do pacote

(bits) Tempo necessário para

enviar os bits na ligação = L/R

Tempo de propagação: d = Comprimento da ligação

física s = velocidade de

propagação no meio (~2x108 m/sec)

Atraso de propagaçáo = d/s

A

B

Propagação

Transmissão

ProcessamentoDo nó queueing

Nota: s e R são muito diferentes em termos de valores!

Atraso nas redes de comutação de pacotes

Page 35: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 35

Atraso nas filas de espera

R=Largura de banda da ligação (bps)

L=Dimensão do pacote (bits) a=Ritmo médio de chegada

de pacotes

Intensidade de tráfego = La/R

La/R ~ 0: Atraso médio nas filas de espera é pequeno La/R -> 1: Atraso tem tendência para aumentar La/R > 1: chega mais “trabalho” do que aquele que é

possível servir Atraso tende para infinito

Page 36: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 36

1 cs-gw (128.119.240.254) 1 ms 1 ms 2 ms2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu (128.119.3.145) 1 ms 1 ms 2 ms3 cht-vbns.gw.umass.edu (128.119.3.130) 6 ms 5 ms 5 ms4 jn1-at1-0-0-19.wor.vbns.net (204.147.132.129) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so7-0-0-0.wae.vbns.net (204.147.136.136) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu (198.32.11.9) 22 ms 18 ms 22 ms7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu (198.32.8.46) 22 ms 22 ms 22 ms8 62.40.103.253 (62.40.103.253) 104 ms 109 ms 106 ms9 de2-1.de1.de.geant.net (62.40.96.129) 109 ms 102 ms 104 ms10 de.fr1.fr.geant.net (62.40.96.50) 113 ms 121 ms 114 ms11 renater-gw.fr1.fr.geant.net (62.40.103.54) 112 ms 114 ms 112 ms12 nio-n2.cssi.renater.fr (193.51.206.13) 111 ms 114 ms 116 ms13 nice.cssi.renater.fr (195.220.98.102) 123 ms 125 ms 124 ms14 r3t2-nice.cssi.renater.fr (195.220.98.110) 126 ms 126 ms 124 ms15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net (193.48.50.54) 135 ms 128 ms 133 ms16 194.214.211.25 (194.214.211.25) 126 ms 128 ms 126 ms17 * * *18 * * *19 fantasia.eurecom.fr (193.55.113.142) 132 ms 128 ms 136 ms

TracerouteAtraso no nós que se localizam entre a origem e o destino

também: pingplotter, vários programas do Windows

Atraso “real” e rotas da Internet

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1: Introdução 37

Atraso “real” e rotas da Internet

Visual trace routePesquisar no google instalar e testar !!!

VisualRoute report

VisualRoute (R) 6.1e (build 1752) Copyright (c) 1996-2002 Visualware, Inc. All rights reserved. This is a LIMITED-TIME TRIAL VERSION. You may evaluate VisualRoute during this trial period for free. To use VisualRoute after this trial period, a license key must be purchased from http://www.visualware.com or an authorized reseller.

Hop %Loss IP Address Node Name Location Tzone ms Graph Network

Visual trace route

Pesquisar no google

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1: Introdução 38

Níveis de protocolosAs redes são complexas! Muitas “peças”

Sistemas Terminais Routers Ligações físicas de

vários tipos Aplicações Protocolos hardware, software

Questões: Existe alguma esperança de

organizar estruturadamente uma rede ?

Ou no mínimo a nossa “discussão” sobre as redes ?

Page 39: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 39

Organização de uma viagem aérea

Um conjunto de etapas

Bilhetes (Venda)

Bagagem (Entregar)

Porta (Embarque)

Pista (Descolagem)

Avião (Rota)

Bilhete (Queixa)

Bagagem (Levantar)

Porta (Desembarque)

Pista (Aterragem)

Avião (Rota)

Encaminhar avião

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1: Introdução 40

Nível: Cada nível implementa um serviço Acções internas aos níveis Baseadas nos serviços fornecidos pelos níveis abaixo

Encaminhar avião

Organização de uma viagem aérea: uma outra visão

Bilhetes (Venda)

Bagagem (Entregar)

Porta (Embarque)

Pista (Descolagem)

Avião (Rota)

Bilhete (Queixa)

Bagagem (Levantar)

Porta (Desembarque)

Pista (Aterragem)

Avião (Rota)

Page 41: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 41

Níveis da viagem aérea: serviços

Entrega de passageiros e bagagens

Transferência de bagagens entre alfandegas

Transferência de passageiros entre portas de embarque

Transferência do avião entre aeroportos

Encaminhamento do avião da origem para o destino

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1: Introdução 42

Implementação distribuída da funcionalidade dos níveisA

ero

port

o d

e p

art

ida

Aero

port

o d

e

chegada

Controlo aéreo de locais intermédios

Encaminhar avião

Bilhetes (Venda)

Bagagem (Entregar)

Porta (Embarque)

Pista (Descolagem)

Avião (Rota)

Bilhete (Queixa)

Bagagem (Levantar)

Porta (Desembarque)

Pista (Aterragem)

Avião (Rota)

Encaminhar avião

Encaminhar avião

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1: Introdução 43

Porquê a estruturação em camadas?

Lidar com sistemas complexos: Uma estrutura explícita permite a identificação de

relações entre as partes dum sistema complexo Modelo de referência por níveis (ou camadas)

Modularização permite uma manutenção e actualização do sistema mais fácil Alterações na implementação dos serviços dum

nível são transparentes para o resto do sistema Ex: mudanças no método de embarque numa

porta não afectam o resto dos procedimentos A estruturação em níveis é boa ?

Page 44: 1: Introdução1 Part I: Introdução Objectivo: Networking r Adquirir o contexto, visão global, sentir o significado da palavra rede (Networking) r Maior

1: Introdução 44

Pilha de protocolos da Internet Aplicação: suporte de aplicações de

rede ftp, smtp, http

Transporte: transferência de dados entre Sistemas Terminais tcp, udp

Rede: encaminhamento dos datagramas da origem para o destino ip, protocolos de encaminhamento

Ligação lógica: transferência de dados entre elementos de rede vizinhos ppp, ethernet

Físico: transferência de bits no meio físico

Aplicação

Transporte

Rede

Ligação lógica

Físico

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1: Introdução 45

Estruturação em níveis: comunicação lógica

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

Físico

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

FísicoAplicação

TransporteRede

Lig. lógicaFísico

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

Físico

RedeLig. lógica

Físico

Cada nível: Distribuído Entidades

implementam as funções do nível em cada nó

Entidades executam acções e trocam informações com entidades pares

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1: Introdução 46

Estrurução em níveis: comunicação lógica

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

Físico

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

FísicoAplicação

TransporteRede

Lig. lógicaFísico

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

Físico

RedeLig. lógica

Físico

dados

dadosEx: transporte Obter dados das

aplicações Adicionar endereços

Informação de controlo de fiabilidade para formar o datagrama

Enviar o datagrama para a entidade par

Esperar a recepção do ACK proveniente da entidade par

Analogia: Estação dos correios

dados

Transporte

Transporte

ack

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1: Introdução 47

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

Físico

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

FísicoAplicação

TransporteRede

Lig. lógicaFísico

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

Físico

RedeLig. lógica

Físico

dados

Dados

Estrurução em níveis: comunicação física

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1: Introdução 48

Estruturação dos protocolos em níveis e tipos de dados

Cada nível recolhe dados do nível de cima Adiciona informação de cabeçalho para formar uma

nova unidade de dados Passa a nova unidade de dados para o nível de baixo

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

Físico

AplicaçãoTransporte

RedeLig. lógica

Físico

Origem Destino

M

M

M

M

Ht

HtHn

HtHnHl

M

M

M

M

Ht

HtHn

HtHnHl

Mensagem

Segmento

Datagrama

Trama/Frame

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1: Introdução 49

Estrutura da Internet: rede de redes

Hierarquia fraca Fornecedores nacionais e

internacionais da rede central backbone providers – NBPs

Ex: BBN/GTE, Sprint, AT&T, IBM, UUNet Interligação de entidades

pares através dum ponto de acesso de rede privado ou público Network Access Point - NAPs

ISPs regionais Ligam-se aos NBPs

ISP locais, organizações Ligam-se aos ISPs regionais

NBP A

NBP B

NAP NAP

ISP regional

ISP regional

ISPLocal

ISPLocal

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1: Introdução 50

Fornecedor nacional da rede centrale.g. Sprint US backbone network

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1: Introdução 51

História da Internet

1961: Kleinrock – teoria das filas de espera demonstra a validade da comutação de pacotes

1964: Baran – comutação de pacotes em redes militares

1967: A rede ARPAnet foi desenhada por Advanced Research Projects Agency

1969: primeiro nó ARPAnet fica operacionak

1972: ARPAnet foi

demonstrada publicamante

NCP (Network Control Protocol) primeiro protocolo entre Sistemas Terminais

Primeiro programa de email

ARPAnet tem 15 nós

1961-1972: Primórdios da comutação de pacotes

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1: Introdução 52

1970: rede de satélite ALOHAnet no Hawaii

1973: A tese de doutoramente de Metcalfe propõe a Ethernet

1974: Cerf and Kahn – arquitectura para interligação de redes

Fim dos anos 70: arquitecturas proprietárias: DECnet, SNA, XNA

Fim dos anos 70: comutação de pacotes de tamanho fixo (percursor do ATM)

1979: ARPAnet tem 200 nós

Príncipios de interfuncionamento de Cerf e Kahn: Minimalista, autónomo –

não é necessário realizar alterações internas para interligar as redes

Modelo de serviço best effort

Routers sem estado Controlo descentralizado

define today’s Internet architecture

1972-1980: Internetworking, new and proprietary nets

História da Internet

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1: Introdução 53

1970: rede de satélite ALOHAnet no Hawaii

1973: A tese de doutoramente de Metcalfe propõe a Ethernet

1974: Cerf and Kahn – arquitectura para interligação de redes

Fim dos anos 70: arquitecturas proprietárias: DECnet, SNA, XNA

Fim dos anos 70: comutação de pacotes de tamanho fixo (percursor do ATM)

1979: ARPAnet tem 200 nós

Príncipios de interfuncionamento de Cerf e Kahn: Minimalista, autónomo –

não é necessário realizar alterações internas para interligar as redes

Modelo de serviço best effort

Routers sem estado Controlo descentralizado

Define a arquitectura da Internet de hoje !

1972-1980: Internetworking, new and proprietary nets

História da Internet

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1: Introdução 54

1983: desenvolvimento do TCP/IP

1982: definição dos protocolos de smtp e-mail

1983: DNS é definidos para tradução do nome e endereços

1985: definição do protocolo ftp

1988: Definição do mecanismo de controlo de congestão do TCP

Novas redes nacionais: Csnet, BITnet, NSFnet, Minitel

100,000 Sistemas Terminais ligados formam confederações de redes

1980-1990: novos protocolos, proliferação de redes

História da Internet

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1: Introdução 55

Início dos anos 90: ARPAnet deixou de ser supervisionada

1991: NSF abandona as restrições de utilização comercial do NFSNet

Início dos anos 90 : WWW hypertext [Bush 1945,

Nelson 1960’s] HTML, http: Berners-Lee 1994: Mosaic, later

Netscape Fim dos anos 90 :

Comercialização via WWW

Fim dos anos 90 : Estima-se a existência na

Internet de: 50 milhões de

computadores + 100 milhões de

utilizadores

Ligações de rede central a 1Gbps

Anos 90: comercialização, WWW

História da Internet

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1: Introdução 56

Introdução: Sumário

Percorrido imenso material! Visão geral da Internet O que é um protocolo ? Fronteira de rede, núcleo de

rede, rede de acesso e rede central Comutação de pacotes vs.

Comutação de circuitos Desempenho: atraso e perdas Estruturação em níveis,

modelos de serviço Redes centrais, NAPs, ISPs História

Vocês têm de saber: Contexto, visão

geral, “sentir” a rede

Detalhes adicionais oa longo do curso.