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Conceitos Básicos 1

Arquitetura de Redes de Computadores

Luiz Paulo Maia Adaptado por Fretz Sievers Junior

Conceitos Básicos


Motivação • Necessidade de troca e compartilhamento de

informações de forma rápida e de baixo custo.

• Universidades podem disponibilizar em seu site notas, boletos e informações institucionais para os seus alunos;

• Um Empresa pode colocar informações que podem ser compartilhadas com seus funcionários, parceiros, acionistas e clientes em geral.

• Um banco pode utilizar a internet para realizar transações eletrônicas. Como consulta de Saldo e aplicações financeiras;

• Compartilhamento de hardware e software


Problemas nas redes de computadores • Segurança da informação;

• Distribuição de vírus;

• Invasão de sites;

• Pedofilia;

• Chantagens;

• Difamação;

• Crimes financeiros;

• Utilização indevida de livros, filmes e arquivos digitais


Redes de Computadores

PC

Servidor

Telefone

celular

1 2 3

4 5 6

7 8 9

* 8 #

Telefone

Laptop

Terminal

ImpressoraSupercomputador


Transmissor, receptor e canal de comunicação

Transmissor

ou Origem Receptor

ou Destino

RS CS TR RD TD CDTALK / DATA

TALK RS CS TR RD TD CDTALK / DATA

TALK

Interface Interface

Canal deComunicação

Dado

Canal de comunicação:

Cabo Coaxial;

Par trançado;

Fibra Óptica;

Micro – ondas

Satélite


Transmissor, receptor e Canal de Comunicação

• Os dispositivos são conectados ao canal de

comunicação utilizando uma interface de rede. A

interface tem a função de colocar o dado no

circuito na origem e retirá-lo no destino. Para ser

transmitido o dado precisa ser codificado em um

sinal que percorra o meio de transmissão até

chegar ao destino, onde será decodificado. Um

exemplo e o telefone que seus sinais são

transformados em pulsos eletricos


Protocolo e modelo de camadas

• Para garantir que a comunicação ocorra com sucesso, os

dispositivos devem utilizar protocolos de comunicação, que

são regras predefinidas que devem ser seguidas pelos

dispositivos. Os protocolos utilizados em uma rede devem

ser compatíveis, caso contrário a comunicação não se dará

de forma efetiva, ou simplesmente não ocorrerá. Os

protocolos da rede são semelhantes as regras de transito,

que devem ser respeitadas pelos motoristas para que

cheguem com segurança ao destino.


Protocolo e modelo de camadas

Protocolo Descrição

V.92 Utilizado por modens para conexão discada

PPP Utilizada para comunicação ponto a ponto

IP Utilizado para transportar a informação da origem para o destino

TCP Utilizado para manter confiabilidade da conexão

HTTP Utilizado para transportar páginas na Internet


Modelo de Cinco Camadas

Camada de

Aplicação

Camada de

Transporte

Camada

de Rede

Camada

de Enlace

Camada

Física

HTTP

TCP

IP

PPP

V.92


Serviço de Telefonia • A maioria dos usuários, quando utiliza a rede,

desconhece os detalhes de seu funcionamento. Detalhes

como o canal de comunicação, interfaces e protocolos,

são completamente transparentes. Os usuários estão

interessados em usufruir dos serviços oferecidos pela

rede. Um serviço é uma funcionalidade da rede

disponível de forma transparente para os seus usuários

e aplicações. As redes oferecem inúmeros serviços,

como acesso a Web, correio eletrônico, transferência de

arquivos, terminal remoto e videoconferência


Serviço de Telefonia

Rede deTelefonia

Telefone

de João

Telefone

de Maria


Parâmetros de Avaliação

• Existem diferentes tipos de redes, e cada um

possui vantagens e desvantagens . Para poder

compará-los, é importante definir certos

parâmetros . A seguir apresentamos alguns

parâmetros, para avaliar vantagens e

desvantagens e comparar diversos tipos de redes:


Custo

• Um dos parâmetros mais importantes quando

analisamos uma rede é o seu custo. O custo

envolve basicamente, o projeto, a aquisição de

equipamentos, instalação, operação e manutenção

da rede. Como relação a esse último, o custo de

manutenção envolve, além dos equipamentos de

rede, os custos dos canais de comunicação e da

equipe de suporte. Além do hardware, uma rede

necessita de software para monitoração,

gerenciamento e segurança, por exemplo.


Desempenho • Um desempenho de uma rede pode ser medido de

diversas formas, utilizando diferentes métricas. A

métrica mais simples para especificar o

desempenho de uma rede é a taxa de transmissão.

A taxa de transmissão, vazão (throughput) ou

banda específica o número de bits por segundo

(bps) ou número de bytes por segundo

transmitidos pelo canal de comunicação. Uma

conexão que apresenta uma taxa de 48 Kbps

transmite 48000 bits por segundo ou 6000 bytes

por segundo


Desempenho

Unidade (bits)

Descrição Unidade (bytes)

Descrição

1bps 1 bit por segundo 1 bps 8 bits por segundo

1 Kbps 1000 bps 1 Kbps 8000 bps

1 Mbps 1000000 bps 1 Mbps 8000000 bps

1Gps 1000000000 bps 1Gbps 8000000000 bps

1 Tbps 1000000000000 bps 1Tbps 8000000000000bps


Desempenho

Unidade Descrição Unidade Descrição

1 Kbps 103 ou 1000 bps 1 KB 210 ou 1024 bytes

1 Mbps 106 ou 1000000 bps

1 MB 220 ou 1048576 bytes

1 Gbps 109 ou 1000000000 bps

1 GB 230 ou 1073741824 bytes

1 Tbps 1012 ou 1000000000000 bps

1 TB 240 ou 1099511627776 bytes


Desempenho

• A partir da taxa de transmissão é possível calcular

o tempo necessário para transferir um arquivo na

rede. Para isso basta dividir o tamanho do

arquivo a ser transferido pela taxa de

transmissão, tomando cuidado com as unidades

utilizadas. Por exemplo, um arquivo com 1MB e

uma conexão de 48 Kbps levaria 2,9 minutos

para a transferência conforme o cálculo a seguir:


Desempenho

• Tempo =1MB/48 Kbps

• Tempo =1048576Bytes/48000 bps

• Tempo =8388608 bits/48000 bps

• Tempo=174 segundos ou 2,9 minutos

• A taxa de transmissão nem sempre e constante é varia em

função do tempo. Dependendo das características físicas

da conexão e do trafego de rede, a taxa pode ficar bem

abaixo do valor máximo permitido. Conexões discadas

utilizam o padrão V.90/V.92 e estão limitadas a taxas de

transmissão de 56 Kbps


Escalabilidade

• É a capacidade de adicionar novos dispositivos ou usuários à rede com o menor impacto possível. Por exemplo, a tarefa de adicionar um novo dispositivo à rede não deve gerar alterações significativas dos protocolos, interfaces e canais de comunicação já utilizados na rede. Além disso, a entrada de um novo dispositivo da rede não deve exigir a reconfiguração dos demais elementos.


Escalabilidade

• O melhor exemplo de escalabilidade e a Internet, que

inicialmente era formada por poucos hosts e hoje possui

milhões de usuários. A Arquitetura da Internet permite que

novos hosts sejam agregados apenas com pequenas

mudanças que não afetam a maior parte da rede. Além

disso, é possível conectar dispositivos com diversos

sistemas operacionais utilizando diferentes canais de

comunicação. Novos serviços são agregados a internet,

sem a necessidade de mudança nos principais protocolos

do modelo.


Disponibilidade

• É o tempo em que a rede permanece em

funcionamento de forma ininterrupta, incluindo

possíveis falhas de hardware ou software, manutenções

preventivas e corretivas. Redes que necessitam de alta

disponibilidade são utilizadas em aplicações de missões

críticas, como sistema de trafego aéreo e de comercio

eletrônico na internet. Uma alta disponibilidade é obtida

utilizando dispositivos com maior tolerância a falhas e

redundância de recursos. Em geral quanto maior a

disponibilidade, maior e o custo da rede.


Segurança

• A segurança de redes visa preservar quesitos como a

confidencialidade, autenticidade, controle de acesso,

integridade e disponibilidade das informações. A segurança

tornou-se um grande problema em função do crescimento e

da interconexão das redes, principalmente com a Internet.

Existem diversas técnicas que permite implementar a

segurança em uma rede, como a utilização de criptografia,

certificados digitais, firewalls e proxies. O nível de

segurança a ser aplicado em uma rede está relacionado

aos bens da informação que circulam pela rede.


Padronização • A rápida evolução das redes de computadores leva,

em determinados momentos, ao surgimento de

diversas tecnologias para resolver um mesmo

problema e, geralmente, incompatíveis entre si. Por

exemplo, diversas tecnologias foram desenvolvidas

ou adaptadas para implementação de redes locais,

como Token Ring, Token Bus, ATM LAN, 100VG-

AnyLAN, porém a tecnologia Ethernet, tornou-se

um padrão utilizado na maioria das empresas .

Outro padrão bem sucedido e o padrão TCP/IP.


Dispersão Geográfica

WAN

MAN

LAN


Rede Metropolitana

Área metropolitana

Rede local

Rede local

Rede local

Rede local

Rede local

Rede local


Rede Distribuída

Rede localBrasil - SP

Rede localEUA - CA

Rede localArgentina

Rede localBrasil - RJ

Rede localEUA - TX

Rede localItália

Rede localPortugal

Rede localJapão

Rede localInglaterra


Redes Ponto a Ponto

E

A

BF

C

D

A

C

B

DE

F

C

B

DA

F

GE

H

F

B

A

D E

C


Redes Multiponto

F

BA D

E

C

A

C

D

E

F B


Conexão ponto a ponto

AB


TALK RS CS TR RD TD CDTALK / DATA

TALK

Interface Interface


Rede de interconexão

AB


TALK


TALK

Interface Interface

Rede deInterconexão


Comutação

Mensagem

F

G

D

E

H

Mensagem


A

C

B


Comutação por Circuito

Mensagem

F

G

D

E

H

Mensagem


A

C

B


Comutação por Pacote

F

G

D

E

H


A

C

B

Mensagem

P1P2P3P4

Mensagem

P1P2P3P4P1

P4

P3

P2


Modelo Cliente-Servidor

Solicitação

Resposta

Cliente Servidor


Cliente-Servidor

BrowserServidor

Web

Solicitação

Página Web


Serviço web

BrowserServidor

Web

Solicitação

Página Web


Serviço de Impressão

Usuário

Servidor de

impressão

Arquivo

Impressora

de rede


Serviços oferecidos pelas Redes

• Serviços Web;

• Correio Eletrônico;

• Transferência de Arquivos;

• Terminal remoto;

• Gerência Remota;

• Serviços de audio e vídeo conferência;

• Serviços de nome;

• Serviços de impressão;

• Correio Eletrônico

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