343o Rede de Computadores [Modo de Compatibilidade])walderson.com/site/wp-content/uploads/2014/02/01.Introducao-aos... · Embora o hardware desses sistemas estajam num estágio avançado

SISTEMAS DISTRIBUIDOS

Prof. Marcelo de Sá Barbosa


PLANO DE ENSINO

CURSO: Sistemas de Informação / Ciência da ComputaçãoSÉRIE: 7o semestreDISCIPLINA: Sistemas DistribuídosCARGA HORÁRIA SEMANAL: 02 horas-aulaCARGA HORÁRIA SEMESTRAL: 40 horas-aula

I – EMENTA

Definição e histórico de sistemas distribuídos. Arquiteturas. Processos. Comunicação. Nomeação. Sincronização. Tolerância à falha. Segurança. Cluster de Alto-desempenho Beowulf.Grids.


CONTEÚDO PROGRAMÁTICO

1. Definição de um sistema distribuído; Tipos de Sistemas Distribuídos;2. Arquiteturas; Introdução a Supercomputação;3. Processos;4. Comunicação; Nomeação;5. Sincronização; Tolerância a falha;6. Segurança;7. Clusters de Computadores8. Considerações de Projeto – Cluster Beowulf; Configuração;9. Gerenciamento de um cluster;10. Programação Paralela;11. Ferramentas de Análise de Desempenho e Otimizações;12. Cluster X Grid.


O que são Sistemas Distribuídos ?

Sistemas Distribuídos consistem em uma coleção de computadores autônomos ligados por uma rede de comunicação. O uso de tais sistemas tem se expandido nos últimos anos principalmente devido ao contínuo barateamento e disponibilidade de hardware para computadores, bem como de meios físicos de comunicação. As vantagens de Sistemas Distribuídos incluem a possibilidade de seu crescimento incremental (ou seja, novos computadores e linhas de comunicação serem acrescidos ao sistema), a possibilidade de implementação de aplicações inerentemente distribuídas (CSCW (Computer Supported Collaborative Work), correio eletrônico, etc.) e a possibilidade de implementação de tolerância a falhas através da replicação de processos em unidades de computação distintas. Embora o hardware desses sistemas estajam num estágio avançado de desenvolvimento, o mesmo não se pode afirmar em relação ao software devido a complexidade adicional inerente a sua distribuição.


BIBLIOGRAFIA

Básica

TANENBAUM, Andrew S.; STEEN, Maarten Van - Sistemas Distribuídos – Ed. Prentice Hall Brasil - 2007.

TANENBAUM, Andrew S. - Sistemas Operacionais Modernos -Livros Técnicos e Científicos Ed. S.A - 1999.

COULOURIS, George; DOLLIMORE, Jean ; KINDBERG, Tim -Sistemas Distribuídos - Conceitos e Projeto - Ed. Bookman Companhia . – 2007.


Complementar

MARQUES, Jose Alves; GUEDES, Paulo - Tecnologia de Sistemas Distribuídos – Ed. FCA - 1998.

RIBEIRO, Uira - Sistemas Distribuídos - Axcel Books - 2005.

SAMPAIO, Cleuton. SOA e Web services em Java. Rio de Janeiro: Brasport, 2006.

ALBINADER, Neto: Jorge, Abilio. Web services em Java: Rio de Janeiro: Brasport, 2006.

JOSUTTIS, Nicolai M..SOA na Prática, A Arte da Modelagem de Sistemas Distribuídos. Rio de Janeiro: Alta Books, 2008.



ESTRUTURA TCP / IP – RFC 1180


RFC 793 RFC 1180


EXEMPLO 1

NUMERO DA

CAMADACAMADA

NUMERO DA

CAMADACAMADA

7 APLICAÇÃO

6 APRESENTAÇÃO

5 SESSÃO

4 TRANSPORTE 3 TRANSPORTE

3 REDE 2INTERNET ou INTER-

REDE

2 ENLACE

1 FISICA

MODELO OSI MODELO TCP IP

APLICAÇÃO

INTERFACE DE REDE

ou INTRA-REDE

4

1


MODELO OSI MODELO TCP IP

NUMERO DA CAMADA CAMADA NUMERO DA CAMADA CAMADA

7 APLICAÇÃO

5 APLICAÇÃO6 APRESENTAÇÃO

5 SESSÃO

4 TRANSPORTE 4 TRANSPORTE

3 REDE 3 REDE

2 ENLACE 2 ENLACE

1 FISICA 1 FISICA

EXEMPLO 2


7 – Camada de aplicação:A mais alta camada. Tem por função acondicionar programas queUtilizam a rede. É responsável pela interface com as aplicaçõesDos hosts. É ela que faz interface diretamente com os Programasdo usuário. Os serviços desta camada são utilizados Pelos próprios usuários do ambiente OSI. Exemplo destes Serviços são fornecidos pelas bases de dados distribuídas.

6 – Camada de apresentação:Tem por função efetuar a compatibilização de diversas aplicaçõesEm diferentes ambientes computacionais.Efetua a conversão doFormato dos dados como EBCDIC para USASC II.Fornece os serviços que podem ser selecionados pela camadaDe aplicação para a interpretação dos dados trocados. Esta Camada resolve problemas de sintaxe e segurança de dados.


5 – Camada de sessão:Especificada pelo modelo OSI denota a preocupação com acessosDe terminais remotos ao ambiente computacional, ou seja, baseDe dados de um computador.Organiza e sincroniza o diálogo, gerencia a troca entre entidadesDa camada de apresentação comunicantes. Esta camada abreUma conexão de sessão para trocar informações em half-duplex,Full duplex.

4 – Camada de transporte:Tem função de garantir a comunicação fim to fim com a integridade dos dados transportadas garantida.Define a conexão lógica através da rede em termos de endereçoDe origem e destino de transporte. Decide a rota e meio deTransporte.


3 – Camada de rede:Provê algoritmo de roteamento e controle de congestionamento.Prevê o controle de situações onde o sistema não é destinatário Terminal de dados, mas sim, atuam como nó intermediário.

2 – Camada de enlace:Efetua a função básica de controle do enlace físico. CRC ( check deRedundância cíclica ).Assegura o fluxo de dados entre os ETDs e controla o fluxo de Dados. É nesta camada que estão implementados os protocolosDe linhas tais como o HDLC e SDLC.

1 – Camada física:Esta camada define as caracteristicas mecânicas, elétricas, Funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativarConexões físicas. Padrões das interfaces fisicas utilizadas.


MODELO OSIEXEMPLOSNUMERO DA

CAMADA CAMADA

7 APLICAÇÃO HTTP; FTP; PING; TELNET

6 APRESENTAÇÃO SEGURANÇA, COMPATIBILIZAÇÃO

5 SESSÃOIDENTIFICAÇÃO DO USUÁRIO, SENHA, ACESSOS

REMOTOS. PAD

4 TRANSPORTE TCP / UDP

3 REDE IP

2 ENLACE HDLC, LLC, FRAME RELAY, PPP

1 FISICA RS232, V35, ETHERNET




Pacote IP


Pacote IP


IP

Address

Class

Format Purpose

High-

Order

Bit(s)

Address

Range

No. Bits

Network

/Host

Max.

Hosts

A N.H.H.H1 Few large organizations

0 1.0.0.0 to 126.0.0.0

jul/24 1,68E+08

B N.N.H.H Medium-size organizations

1, 0 128.1.0.0 to 191.254.0.0

14/16 65534

(216 - 2)

C N.N.N.H Relatively small organizations

1, 1, 0 192.0.1.0 to 223.255.254.0

21/ago 254 (28 - 2)

D N/A Multicast groups (RFC 1112)

1, 1, 1, 0 224.0.0.0 to 239.255.255.255

N/A (not for commercial use)

N/A

E N/A Experimental

1, 1, 1, 1 240.0.0.0 to 254.255.255.255

N/A N/A



7 24

Class A: 0 Network ID Host ID

14 16

Class B: 1 0 Network ID Host ID

21 8

Class C: 1 1 0 Network ID Host ID

28

Class D (multicast): 1 1 1 0 Multicast address

27

Class E (reserved): 1 1 1 1 unused0

IPV4 e suas respectivas classes


octet 1 octet 2 octet 3

Class A: 1 to 127

0 to 255 0 to 255 1 to 254

Class B: 128 to 191

Class C: 192 to 223

224 to 239 Class D (multicast):

Network ID

Network ID

Network ID

Host ID

Host ID

Host ID

Multicast address

0 to 255 0 to 255 1 to 254

0 to 255 0 to 255 0 to 255

0 to 255 0 to 255 0 to 255

Multicast address

0 to 255 0 to 255 1 to 254240 to 255 Class E (reserved):

1.0.0.0 to 127.255.255.255

128.0.0.0 to 191.255.255.255

192.0.0.0 to 223.255.255.255

224.0.0.0 to 239.255.255.255

240.0.0.0 to 255.255.255.255

Range of addresses

Classes e faixas de endereçamentos:

Redes: 10.0.0.0, 172.16.0.0 até 172.31.0.0 e 192.168.0.0 são endereços privados e não são utilizados como rede pública.


IPV4: Internet Protocol version 4• 32 bits – 4 octetos• Suporta até 4 bilhões de endereços ( 4 x 109)• Exemplo: 10.12.8.7

IPV6:Internet Protocol version 6• 128 bits – 8 campos de 16 bits em hexadecimal• Suporta até 3.4 x 1038 - endereços• Exemplo: 3ffe:6a88:85a3:08d3:1319:8a2e:0370:7344

SISTEMAS DISTRIBUIDOSRepresentation of the Internet Architecture


172.16 12.2

REDE HOST


172 16 0 0

10101100 00010000 00000000 00000000

172 16 0 0

16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

10101100 00010000 00000000 00000000

00000000 00000001

00000000 00000010

11111111 11111111

- 2 = 65534

1

2

34

65536

REDE

BROADCAST


EIA/TIA 568A & 568B Standard

The cable color code is the 568B standard on each end of a straight-through 10/100BaseT cable. If a crossover cable is needed, use the 568A standard on one end and 568B on the other end.


Hub Switch Router Workstation

Hub Crossover Crossover Straight Straight

Switch Crossover Crossover Straight Straight

Router Straight Straight **** ****Workstation Straight Straight **** Crossover

Tipo de cabo UTP a ser utilizado

**** Necessário verificar o tipo de configuração (DTE-DCE)ou (DTE-DTE).


172 16 0 0 ENDEREÇO IP

255 255 0 0 MÁSCARA DE SUBREDE PADRÃO11111111 11111111 0 000000 0 000000

Também pode ser escrita na forma" / 16 " onde 16 representa o número de bits 1 na máscara

255 255 255 0Também pode ser escrita na forma" / 24 " onde 16 representa o número de bits 1 na máscara


Endereço Classe Rede Host

10.2.1.1

128.63.2.100

201.222.5.64

192.6.141.2

130.113.64.16

Exercício 1:


Endereço IP 172.16.129.201

Máscara de subrede 255.255.255.240

Endereço de subrede 172.16.129.192Endereço de Broadcast 172.16.129.207Primeiro endereço utilizável 172.15.129.193Último endereço utilizável 17.216.129.206

Exemplo de endereçamento:


Endereço IP 192.168.200.50


Endereço de subredeEndereço de BroadcastPrimeiro endereço utilizávelÚltimo endereço utilizável

Exercício 2:


Endereço IP 172.16.22.133



Exercício 3:


Endereço IP 192.168.30.101



Exercício 4:


Endereço IP 10.16.193.6



Exercício 5:


Exercícios Redes - Networking

6. Quantas camadas possui o modelo OSI? Quais são as camadas do modelo OSI? Dê exemplos de utilização das 3 primeiras camadas.

7. Quantas camadas possui o modelo TCP/IP. Quais são as camadas do modelo TCP/IP? Dê exemplos de utilização das 2 primeiras camadas desse modelo.

8. Existe diferença entre a camada 3 do modelo OSI e camada 2 do modelo TCP/IP. Explique sua resposta.


9. O endereço MAC da placa de rede de seu PC é: C9-3F-32-B4-DC-19. Qual seria aporção OUI deste endereço, expressa em binário?A. 11001100-00111111-00011000B. 11000110-11000000-00011111C. 11001110-00011111-01100000D. 11001001-00111111-00110010E. 11001100-01111000-00011000F. 11111000-01100111-00011001

OUI – Organizationally Unique Identifier or Vendor Code



10. Converta o número binário 10011101 em seus equivalentes decimal e hexadecimal. (Escolha as 2 melhores respostas)A. 158B. 0x9DC. 156D. 157E. 0x19F. 0x9F



11. Qual o número de sub-redes e hosts por sub-rede se a mascara /28 for aplicada à rede de classe C 210.10.2.0?A. 30 networks e 6 hosts.B. 6 networks e 30 hosts.C. 8 networks e 32 hosts.D. 32 networks e 18 hosts.E. 14 networks e 14 hosts.F. Nenhuma das anteriores




12. Qual dos seguintes padrões de bit, no primeiro octeto, identificam um endereço de classe B?A. 0xxxxxxxB. 10xxxxxxC. 110xxxxxD. 1110xxxxE. 11110xxx


13. Um técnico de redes de uma empresa está Diagnosticando problemas de conectividade entre 2 routers que se encontram diretamente conectados através das respectivas portas seriais. O técnico nota que a porta serial está com status UP / DOWN, porém, não consegue ver os vizinhos diretamente conectados através do comando “sh cdp neigh”. Em qual camada do modelo OSI é mais provável que o problema esteja ocorrendo?A. FísicaB. EnlaceC. RedeD. TransporteE. Aplicação



14. A figura a seguir apresenta o conector RJ-45 utilizado com o cabo TP (Twisted Pair) na implementação típica de cabeamento de redes. Considerando-se a pinagem para uma conexão no padrão EIA/TIA 568-A, as cores dos fios que devem ser conectados aos pinos 1 e 2 são, respectivamente,

(A) Azul e Branco-Azul.

(B) (B) Branco-Laranja e Laranja.

(C) Branco-Marrom e Marrom.

(D) Branco-Verde e Verde.

(E) Verde e Branco-Verde.



15. Considere as afirmações relacionadas com a Switch

Utilizada em redes de computadores:I. estabelece conexão física, elétrica e lógica entre todos osequipamentos a ele conectados;II. utiliza-se do endereçamento MAC para a sua atuação;III. faz roteamento de pacotes IP.Sobre as afirmações, pode-se dizer que está correto ocontido em(A) I, apenas.(B) II, apenas.(C) I e II, apenas.(D) II e III, apenas.(E) I, II e III.




16. No protocolo IP, as máscaras de sub-rede permitemDistinguir redes, sub-redes e hosts. A máscara que define aexistência máxima de 14 endereços utilizáveis para hosts

em uma rede é:

(A) 255.255.255.14.(B) 255.255.255.114.(C) 255.255.255.214.(D) 255.255.255.240.(E) 255.255.255.254.



17 .Considere o endereço: 143.100.200.1 no sistema deendereçamento IP (Internet Protocol). Esse endereço pertenceà Classe(A) A(B) B(C) C(D) D(E) E


18. A rede de uma empresa é apresentada abaixo:

Observando o diagrama acima, quais seriam os endereços de broadcast das subredes

existentes (escolha as 3 corretas)?

A. 172.16.82.255

B. 172.16.95.255

C. 172.16.64.255

D. 172.16.32.255

E. 172.16.47.255

F. 172.16.79.255

Internet

172.16.64.0 /20172.16.32.0 /20

172.16.82.90 /20

Documents

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