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CCNA 1 Mdulo 2Conceitos Bsicos de Redes

Antonio Estevo

[email protected]

http://189.74.128.242/dados/forum/

As imagens e contedo desta apresentao foram obtidas do material Oficial do Programa

Cisco Networking Academy, apenas para a orientao dos alunos durante as aulas

Supervisor de Comunicao de Dados da Telemontrms - Engenharia de Telecomunicaes S/AEsp Redes de ComputadoresCisco Certificado e Instrutor Cisco Networking Academy
mailto:[email protected]://189.74.128.242/dados/forum/http://189.74.128.242/dados/forum/mailto:[email protected]

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Contedo

2. 1 Terminologia de Redes

2. 2 Largura de Banda

2. 3 Modelos de Redes

1.3 Atividade de Laboratrio

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7.1 Roteamento de Vetor da distncia

2. 1 Terminologia de Redes

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2.1.1-1 Redes de dados

Antes do advento de computadoresadotarem o sistema de telecomunicaes, acomunicao entre computadores erarealizada atravs de humanos

Os "Sneakernets- compartilhamento deinformaes atravs de disquetes, criavam

vrias cpias dos dados a cada vez que umarquivo era modificado er compartilhadonovamente com todos do grupo

Antonio Estevo de Moraes Neto

No incio dos anos 80, as tecnologias derede que surgiram e com o tempo foraadotados padres abertos de redes locaispara interoperabilidade entre os diferentesfabricantes de hardware e software

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2.1.1-2 Redes de dados

Em um sistema de rede local,cada departamento da empresarepresentava uma ilha eletrnica,havendo a necessidade decomunicaes entreorganizaes


A soluo, ento, foi a criao deredes de reas metropolitanas(MANs) e de redes de longadistncia (WANs).

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2.1.2-1 Histria das Redes


Cronograma da Internet parte 1Antes de 1900 Comunicao a longa distncia mensageiros, cavaleiro, sinais de

fumaa, pombo-correio, telgrafos pticos, telgrafos eltricos

Nos anos 1890 Bell inventa o telefone: o servio telefnico se expande rapidamente

1901 Primeira transmisso transatlntica sem-fio Marconi

Nos anos 1920 Rdio AM

1939 Rdio FM

Nos anos 1940 A Segunda Grande Guerra motiva o desenvolvimento de rdio e microondas

1947 Shockey, Barden e Brittain inventam o transistor em estado slido(semicondutor)

1948 Claude Shannon publica Uma Teoria Matemtica da Comunicao.

Nos anos 1950 Inveno de Circuitos Integrados

1957 ARPA criada pelo DoD (United States Department of Defense)

Nos anos 1960 Computao em Mainframe

1962 Paul Baran na RAND projeta redes de comunicao de pacotes

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Cronograma da Internet parte 21967 Larry Roberts publica o primeiro artigo sobre a ARPANET

1969 A ARPANET foi estabelecida na UCLA, na UCSB, na Univ de Utah, e naStanford

Nos anos 1970 A ALOHANET elaborada pela Universidade do Hawaii

1972 Ray Tomlinson cria o programa de correio eletrnico para enviarmensagens

1973 Bob Kahn e Vint Cerf comeam a projetar o que mais tarde veio a ser oTCP/IP A ARPANET estria internacionalmente com conexes UniversityCollege em Londres na Inglaterra e Roy Radar Establishment naNoruega

1974 A BBN inaugura a Telnet, a primeira verso comercial da ARPANET

Nos anos 1980 O uso difundido de computadores pessoais e minicomputadores baseado emUnix

1981 O termo Internet designado a um conjunto conectado de redes

1982 A ISO lana o Modelo OSI e protocolos; os protocolos no vingam mas omodelo tem grande influncia

1983 O Transmission Control Protocolo/Internet Protocolo (TCP/IP) se tornaa lngua universal na Internet. A ARPANET est dividida em ARPANET e

MILNET

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Cronograma da Internet parte 31984 A Cisco System fundada; iniciada a elaborao do gateway e do

roteador. introduzido o Domain Name Service. O nmero de hosts deInternet ultrapassa 1000

1986 A NSFNET criada ( com uma velocidade de backbone de 56 KBps)

1987 O nmero de hosts de Internt ultrapassa 10.000

1988 criado o Computer Emergency Response Team (CERT) pela DARPA

1989 O n mero de host de Internt ultrapassa 100.000

1990 A ARPANET se torna a Internet

1991 criada a Word Wide Web (WWW) Tim BernersLee elabora o cdigo paraWWW

1992 estabelecida a Internt Society (ISOC). O nmero de host de Internetexcede 1.000.000

1993 Mosaic, o primeiro navegador da Web baseado em grficos, se tornadisponvel

1994 lanado o Netscape Navigator

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Cronograma da Internet parte 41996 O nmero de host de Internet ultrapassa 10 milhes. A Internet envolve

o mundo inteiro

1997 estabelecida o American Registry for Internet Numbers (ARIN). AInternet 2 entra em operao

Desde o final dosanos 1990 at o

presente

O nmero de usurios da Internet duplica a cada 6 meses ( crescendoexponencial)

1998 A Cisco atinge 70% da vendas atravs da Internet, so inauguradas asNetworking Academies

1999 A rede backbone de Internet 2 implanta o IPV6. As grandes corporaesavanam rpido convergncia entre vdeo, voz e dados

2001 O nmero de host de Internet ultrapassa 110 milhes

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Nmero de Host na Internet


Fonte: http://www.cetic.br/hosts/2008/index.htm

Fonte: http://www.isc.org/index.pl?/ops/ds/
http://www.isc.org/index.pl?/ops/ds/http://www.isc.org/index.pl?/ops/ds/http://www.isc.org/index.pl?/ops/ds/http://www.isc.org/index.pl?/ops/ds/http://www.isc.org/index.pl?/ops/ds/http://www.isc.org/index.pl?/ops/ds/http://www.isc.org/index.pl?/ops/ds/http://www.isc.org/index.pl?/ops/ds/

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Esgotamento dos Endereos IPv4 at 2010


Com o aumento da necessidade por profissionaiscapacitados para a migrao do IPv6 aps anncio deesgotamento dos endereos IPv4 at 2010 pelo ARIN,

diversas empresas j esto planejando treinamentos decapacitao de suas equipes.Fonte: http://www.arin.net/media/releases/070521-v6-resolution.pdf

Desde o final dos anos1990 at o presente, onmero de usurios daInternet duplica acada 6 meses
http://www.arin.net/media/releases/070521-v6-resolution.pdfhttp://www.arin.net/media/releases/070521-v6-resolution.pdfhttp://www.arin.net/media/releases/070521-v6-resolution.pdfhttp://www.arin.net/media/releases/070521-v6-resolution.pdf

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2.1.3-1 Dispositivos de rede


Os equipamentos que se conectam diretamente a um segmento de rede sochamados de dispositivos

Dispositivos de usurio finalEstes dispositivos permitem que os usurios

compartilhem, criem e obtenham informaes.

Podem existir sem uma rede, porm, sem arede, suas capacidades so muito limitadas.

Dispositivos de redeOs dispositivos de rede proporcionam extenso de

conexes de cabos, concentrao de conexes,converso de formatos de dados, e

gerenciamento de transferncia de dados.

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Os hosts so fisicamente conectadosaos meios de rede usando uma placade rede (NIC).

Cada placa de rede individualtransporta um identificadorexclusivo, denominado endereo deControle de Acesso ao Meio (MAC -Media Access Control).

Endereo de 48 bits, representadoem hexadecimal, onde os trsprimeiros octetos so destinados

identificao do fabricante, os 3posteriores so fornecidos pelofabricante. um endereo nico, i.e.,no existem, em todo o mundo, duasplacas com o mesmo endereo

Ex: 00:00:5E:00:01:03


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Os hubs concentram conexes. Emoutras palavras,juntam um grupo dehosts e permitem que a rede os vejacomo uma nica unidade.


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As bridges, como o prprio nomeindica, proporcionam conexesentre redes locais.

As bridges no s fazem conexesentre redes locais, como tambm

verificam os dados para determinarse devem ou no cruzar a bridge.

Uma rede mais eficiente


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Os switches (Workgroupswitches) adicionam maisinteligncia ao gerenciamento datransferncia de dados

Podem determinar se os dadosdevem ou no permanecer emum seguimento local

Podem transferir os dadossomente para a conexo quenecessita daqueles dados(microsegmentao)

Diferente da bridge o switch noconverte os formatos dos dadostransmitidos.


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Os roteadores podem regenerarsinais, concentrar conexesmltiplas, converter formatosdos dados transmitidos, egerenciar as transferncias dedados.

Conectado a uma WAN permiteconectar redes locais que estoseparadas por longas distncias.


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2.1.4-1 Topologias de rede

Topologias de rede definem a estrutura da rede: Topologia fsica, que o layout efetivo dos fios ou meios fsicos

Topologia lgica, que define como os meios fsicos soacessados pelos hosts para o envio de dados


A topologia lgica de uma rede a forma como os hosts secomunicam atravs dos meios

- Topologias lgicas por

broadcast- Topologias lgicas por

passagem de token.

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Topologia em Barramento (bus) usa umnico cabo backbone que terminado emambas as extremidades. Todos os hostsso diretamente conectados a estebackbone.

Conectores BNC para cabo coaxial (10Base2).

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Topologia em Anel (ring) conecta umhost ao prximo e o ltimo host aoprimeiro. Isto cria um anel fsico utilizandoo cabo.

MAUs- Multistation Access Units

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Topologia em estrela (star) conectatodos os cabos a um ponto central deconcentrao

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Uma topologia em malha (mesh) implementada para prover a maiorproteo possvel contra interrupes deservio, cada host tem suas prpriasconexes com todos os outros hosts

Apesar da Internet ter vrios caminhos paraqualquer local, ela no adota a topologia emmalha completa.

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2.1.5 Protocolos de rede

Um protocolo uma descrio formal de um conjunto de regras e convenes quegovernam a maneira de comunicao entre os dispositivos em uma rede

As regras para Redes de Computadores so criadas e mantidas por diferentesorganizaes e comits como: IEEE, ANSI, TIA, EIA, ITU e outros


Os protocolos controlam todos os aspectos de

comunicao de dados:- Como construda a rede fsica- Como os computadores so conectados

rede- Como so formatados os dados para

serem transmitidos

- Como so enviados os dados- Como lidar com erros

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2.1.6 Redes locais (LANs)


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2.1.7 Redes de longa distncia (WANs)


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2.1.8 Redes de reas metropolitanas (MANs)

Uma MAN uma rede que abrange todaa rea metropolitana como umacidade ou rea suburbana.

Uma MAN geralmente consiste emduas ou mais redes locais em uma

mesma rea geogrfica


MAN usando uma tecnologia sem fio (WiMax )

emitindo sinais atravs de reas pblicas.

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2.1.9 Storage-area networks (SANs)

Uma SAN uma rede dedicada de alto desempenho, usada para transportardados entre servidores e recursos de armazenamento (storage).


SANs oferecem os seguintes recursos: Desempenho: SANs permitem um acesso

simultneo de disk arrays ou tape arrays pordois ou mais servidores em alta velocidade,oferecendo um melhor desempenho dosistema.

Disponibilidade: SANsj incorporam umatolerncia contra desastres, j que permitemo espelhamento de dados usando uma SAN

a distncias de at 10 quilmetros (6,2milhas). Escalabilidade: Como uma LAN/WAN, ela

pode usar uma variedade de tecnologias.Assim permitindo uma transferncia fcil dedados de backup, operaes, migrao dearquivos, e replicao de dados entre

sistemas.

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2.1.10 Virtual Private Network (VPN)

Uma VPN uma rede particularque construda dentro de umainfra-estrutura de rede pblicacomo a Internet global.

Ao usar uma VPN, umtelecomutador pode acessar a rededa matriz da empresa atravs daInternet criando um tnel seguroentre o PC do telecomutador a umroteador da VPN na matriz.


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2.1.11 Vantagens das VPNs

Uma VPN um servio que oferece conectividade segura e confivel atravsde uma infra-estrutura de rede pblica compartilhada como a Internet.


Os trs tipos principais de VPNs:

Access VPNs: Access VPNsproporcionam o acesso remoto parafuncionrios mveis e para

pequenos escritrios/escritriosdomiciliares (SOHO)

Intranet VPNs: Intranet VPNs ligamos escritrios regionais e remotos rede interna da matriz atravs deuma infra-estrutura compartilhada

com a utilizao de conexesdedicadas

Extranet VPNs: Extranet VPNsligam os associados empresariais rede da matriz atravs de uma infra-estrutura compartilhada com autilizao de conexes dedicadas.

Intranet VPNs diferem das Extranet VPNs dado ques permitem o acesso aos funcionrios da empresa.

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Uma intranet uma rede de computadores privada

para permitir o acesso somente de usurios quetenham privilgios de acesso rede local interna daorganizao.

2.1.12 Intranets e extranets


Uma Extranet uma rede se computadorescompartilhada que faz uso da Internet parapartilhar com segurana parte do seu sistema

de informao a usurios externos

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2. 2 Largura de Banda

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2.2.1 Importncia da largura de banda

Largura de banda definida como a quantidade de informaes que fluiatravs da conexo de rede durante de um certo perodo de tempo

A largura de banda finita, existem limites pela leis da fsica e pelastecnologias usadas na capacidade da rede em transportar informaes

Largura de banda no grtis, para as conexes WAN (wide-area

network), quase sempre necessrio comprar largura de banda de umprovedor de servios

A largura de banda um fator importante na anlise do desempenho darede, nos projete de criao de novas redes, e no entendimento dofuncionamento da Internet.

A demanda por largura de banda est sempre crescendo.To logo so criadas novas tecnologias de rede e infra-estruturas parafornecer maior largura de banda, tambm so criados novos aplicativospara aproveitar da maior capacidade.


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2.2.2 O desktop


A largura de banda como o dimetro deum cano

A gua como os dados, e o dimetro do cano como a largura de banda especialistas em redefalam que precisam colocar canos maioresquando precisam aumentar a capacidade de

transmitir informaes.

A largura de banda como o nmero depistas de uma rodovia

Visualizada a rede de dados como um sistemarodovirio, torna-se mais fcil ver como as conexesde largura de banda baixa podem causar um

congestionamento atravs de toda a rede.

Largura de banda : quantidade de informaes que flui atravs da conexo de rede durante de um certo

perodo de tempo

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2.2.3 Medio

Nos sistemas digitais, a unidade bsica de largura de banda bits por segundo (bps)


Largura de Banda : medida da quantidade deinformao que pode ser transferida de umlugar para o outro em um determinado perodode tempo, ou segundos

Largura de Banda & Velocidade: uma pequenaquantidade de gua fluir mesma taxa atravs de umcano fino ou atravs de um cano grosso

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2.2.4-1 Limitaes


LARGURA DE BANDA MXIMA E LIMITAES DE COMPRIMENTO

Meios TpicosLargura deBanda TericaMxima

DistnciaTericaMxima

Cabo Coaxial de 50 Ohms (10BASE2 Ethernet; Thinnet) 10 Mbps 185 m

Cabo Coaxial de 50 Ohms (10BASE5 Ethernet; Thinnet) 10 Mbps 500 m

Par Tranado No Blindado (UTP) Categoria 5 (100 BASE-TEthernet)

10 Mbps 100 m

Par Tranado No Blindado (UTP) Categoria 5 (100BASE-TEthernet)

100 Mbps 100 m

Par Tranado No Blindado (UTP) Categoria 5 (1000BASE-TEthernet)

1000 Mbps 100 m

Fibra tica multimodo (62.5/125m) (100BASE-FX Ethernet) 100 Mbps 2000 m

Fibra tica multimodo (62,5/125m) (1000BASE-SX Ethernet) 1000 Mbps 220 m

Fibra tica multimodo (50/125m) (1000BASE-SX Ethernet) 1000 Mbps 550 m

Fibra tica monomodo (9/125m) (1000BASE-LX Ethernet) 1000 Mbps 5000 m

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2.2.4-2 Limitaes


SERVIOS E LARGURA DE BANDA WANServios WAN Usurio Tpico Largura de Banda

Modem Individual 56 Kbps = 0.056 Mbps

DSL Individual, Telecomutadores, e pequenos negcios 128 Kbps to 24 Mbits/sdependendo da tecnologiaimplementada

ISDN Telecomutadores e pequenos negcios 128 Kbps = 0.128 Mbps

T1 Entidades Maiores 1.544 Mbps

E1 Entidades Maiores 2.048 Mbps

E3 Entidades Maiores 34.368 Mbps

Metro Ethernet Telecomutadores e Entidades Maiores At 100 G-bps

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2.2.5 Throughput


Devido alguns fatores o throughput podeser menor que a largura de banda digital

mxima possvel do meio que est sendousado:

Dispositivos de interconexo

Tipos de dados sendotransferidos

Topologias de rede

Nmero de usurios na rede Computador do usurio

Computador servidor

Condies de energia

Com a medio constante do throughput, um administrador de redes ficar ciente das mudanas no

desempenho da rede e das necessidades dos usurios

O Throughput se refere largura de banda real medida, em uma hora dodia especfica durante a transmisso de um conjunto especfico de dadosna rede

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2.2.6-1 Clculo da transferncia de dados

Devem ser considerados:

O resultado apenas uma estimativa (no inclui encargo adicionado de encapsulamento)

O tempo de transferncia considerado a melhor das hiptesesAntonio Estevo de Moraes Neto

Usando a frmula: T = S/BW (tempo transferncia = tamanho arquivo / largura de banda)permite que o administrador da rede faa uma estimativa do desempenho da rede

(arquivos de : 1536Kbps / com banda de 512Kbps)*8 = tempo de transferncia 24 segundos

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2.2.6-2 Clculo da transferncia de dados


Ferramenta para auxiliar no clculo da transferncia de dados

http://www.t1shopper.com/tools/

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2.2.7 Digital versus analgico

Sinais Analgicos A unidade bsica da largura de

banda analgica hertz (Hz), ouciclos por segundo

Sinais Digital unidade bsica da largura de

banda digital bits por segundo

(bps),


1 1 1 1 11 10 0 0 0

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2. 3 Modelos de Redes

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2.3.2 Usando camadas para descrever a comunicao de dados


Um protocolo de comunicaes de dados um conjunto de regras, ou um acordo,que determina o formato e a transmissode dados

Para que os pacotes de dados atravs deuma rede de computadores todos osdispositivos devem usar a mesmalinguagem, ou protocolo

A Camada 4 nocomputador de origemcomunica com a Camada 4no computador de destino.

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2.3.3 Modelo OSI


A International Organization for Standardization(ISO) realizou uma pesquisa nos modelos dereferencia de redes como Digital EquipmentCorporation net (DECnet), Systems Network

Architecture (SNA) e TCP/IP a fim de encontrarum conjunto de regras aplicveis a todas asredes.

O modelo de referncia da Open SystemInterconnection (OSI) lanado em 1984 foi omodelo descritivo de rede que foi criado pela ISO:

A partir de 1980, as redes computadores comearam a sentir

problemas causados pela sua rpida expanso, mas mantendotecnologias com regras proprietria ou particular incompatveis aoutros fabricantes

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2.3.4-1 Camadas OSI

O modelo de referncia OSI uma estruturaque voc pode usar para entender como asinformaes trafegam atravs de uma rede

No modelo de referncia OSI dividido emsete camadas numeradas e cada uma ilustrauma funo particular da rede, estrutura que

oferece as seguintes vantagens: Reduz a complexidade

Padroniza as interfaces

Facilita a engenharia modular

Garante a tecnologia interopervel

Acelera a evoluo Simplifica o ensino e o aprendizado ar


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2.3.4-2 Camadas OSI


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2.3.4-3 Camadas OSI


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2.3.4-4 Camadas OSI


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2.3.4-5 Camadas OSI


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2.3.4-6 Camadas OSI


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2.3.4-7 Camadas OSI


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2.3.4-8 Camadas OSI


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2.3.5 Comunicao ponto-a-ponto

Cada camada do modelo OSI na origemdeve se comunicar com sua camada parno destino e dependente da funo deservio da camada abaixo dela


Os protocolos de cada camada trocaminformaes, denominadas Unidades de Dadosde Protocolo (PDUs) com a sua camadacorrespondente no computador de destino

A camada inferior usa o encapsulamento paracolocar a PDU da camada superior no seucampo de dados; depois, adiciona os

cabealhos e trailers

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2.3.6-1 Modelo TCP/IP


A comunidade de rede se baseou no modelo OSI como padro "de direito".

Entretanto, os protocolos TCP/IP dominaram e fizeram do modelo TCP/IP umpadro informal de fato

Departamento de Defesa dosEstados Unidos (DoD) desenvolveuo modelo de referncia TCP/IP

porque queria uma rede quepudesse sobreviver a qualquercondio, mesmo a uma guerranuclear

TCP/IP foi projetado como um

padro aberto (qualquer pessoatinha a liberdade de usar ), fatordeterminante para eleger oprotocolo com padro na Internet

Muitos autores, como Andrew Tannenbaum, gostam do

modelo de 5 camadas

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2.3.6-2 Modelo TCP/IP


A camada de Aplicao Trata de questes de representao, codificao e

controle de dilogo

A camada de Transporte Mantm um dilogo entre a origem e o destino

enquanto empacota informaes da camada de

aplicao em unidades chamadas segmentos

A camada de Internet Dividir os segmentos TCP em pacotes e envi-los a

partir de qualquer rede

O protocolo que governa essa camada chamadoInternet Protocol (IP)

A camada de acesso rede Lida com todos os componentes, tanto fsico como

lgico, que so necessrios para fazer um linkfsico (camadas fsica e de enlace do modelo OSI)

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2.3.7 Processo detalhado de encapsulamento

As informaes enviadas atravsda rede so conhecidas comodados ou pacotes de dados

medida que o pacote de dadosdesce pelas camadas do modeloOSI, ele recebe cabealhos,trailers e outras informaes.

Cinco etapas para encapsular osdados Gerar os dados.

Empacotar os dados para transporte

fim-a-fim. Adicionar o endereo IP da rede ao

cabealho

Adicionar o cabealho e o trailer dacamada de enlace de dados

Converter em bits para transmisso


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Exerccio de Laboratrio

CCNA1_lab_2_3_6_pt CCNA1_lab_2_3_7_pt

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Obrigado

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