Introdução rr-09-r.01 UC: Redes de Computadores Docente: Prof. André Moraes

Introdução

rr-09-r.01

UC: Redes de ComputadoresDocente: Prof. André Moraes

Créditos

rr-09-r.01

Material cedido pelo prof. Rafael Rodrigues.

Pré-História das Redes de DadosPré-História das Redes de Dados

• MensageirosMensageiros– Corredores (Maratona)Corredores (Maratona)– Com cavalos (Pony Express)Com cavalos (Pony Express)

• Pombos-correioPombos-correio

• EspelhosEspelhos

• BandeirasBandeirasGravura de 1481.

O serviço Pony Express, que funcinou nos O serviço Pony Express, que funcinou nos Estados Unidos de Abril de 1860 a Outubro Estados Unidos de Abril de 1860 a Outubro de 1861, consistia na entrega de mensagens de 1861, consistia na entrega de mensagens e encomendas por meio de mensageiros em e encomendas por meio de mensageiros em cavalos.cavalos.Cada mensageiro cavalgava cerca de 150km Cada mensageiro cavalgava cerca de 150km e trocava de cavalo a cada 15 km. Este e trocava de cavalo a cada 15 km. Este sistema chegava a cobrir 3200 km em cerca sistema chegava a cobrir 3200 km em cerca de 10 dias.de 10 dias.

E.C.: Identificar características de redes locais e de longa distância


• Telégrafos óticosTelégrafos óticos– Foi desenvolvido nos princípios da década de 1790 pelo Foi desenvolvido nos princípios da década de 1790 pelo

engenheiro francês Claude Chappe. engenheiro francês Claude Chappe.

– Consistia em transmitir letras, palavras e frases através de Consistia em transmitir letras, palavras e frases através de um código visualizado por meio de lunetas a partir de três um código visualizado por meio de lunetas a partir de três réguas de madeira articuladas colocadas na parte alta de réguas de madeira articuladas colocadas na parte alta de um poste ou edifício. um poste ou edifício.

– A primeira linha de telégrafos óticos data de 1794 e ligava A primeira linha de telégrafos óticos data de 1794 e ligava Paris a Lille, distantes 225 quilômetros. Este sistema teve Paris a Lille, distantes 225 quilômetros. Este sistema teve larga difusão no século XVIII e princípios do século XIX na larga difusão no século XVIII e princípios do século XIX na França, Suécia e em outros países. França, Suécia e em outros países.

– Estes processos óticos de comunicação dependiam das Estes processos óticos de comunicação dependiam das das condições naturais de visibilidadedas condições naturais de visibilidade



• Telégrafo ElétricoTelégrafo Elétrico

– Com o advento da eletricidade, tornou-se possível a comunicação por Com o advento da eletricidade, tornou-se possível a comunicação por impulsos elétricos usando fios como meio físico.impulsos elétricos usando fios como meio físico.

– Os telégrafos, aparelhos usados na transmissão de mensagens a partir de Os telégrafos, aparelhos usados na transmissão de mensagens a partir de códigos, foram inventados pelos americanos Joseph Henry e Samuel códigos, foram inventados pelos americanos Joseph Henry e Samuel Morse, em 1835. Morse, em 1835.

– Samuel Morse foi o primeiro a introduzir as linhas telegráficas no mundo Samuel Morse foi o primeiro a introduzir as linhas telegráficas no mundo inteiro, baseadas no sistema de pontos e traços na codificação das inteiro, baseadas no sistema de pontos e traços na codificação das mensagens (Código Morse).mensagens (Código Morse).

– Dez anos depois da construção da primeira linha telegráfica, quase 37.000 Dez anos depois da construção da primeira linha telegráfica, quase 37.000 km de fios atravessavam os Estados Unidos. A invenção afetou km de fios atravessavam os Estados Unidos. A invenção afetou profundamente o desenvolvimento do oeste americano, tornou as viagens profundamente o desenvolvimento do oeste americano, tornou as viagens de trem mais seguras e permitiu que homens de negócios conduzissem de trem mais seguras e permitiu que homens de negócios conduzissem suas operações mais lucrativamente.suas operações mais lucrativamente.



• Comunicação com telégrafosComunicação com telégrafos– Binária, por meio de pontos e traçosBinária, por meio de pontos e traços– Equivalência com a tabela do código MorseEquivalência com a tabela do código Morse– Mensagens de texto transmitidas estação a estação por meio de uma rede de Mensagens de texto transmitidas estação a estação por meio de uma rede de

estações repetidorasestações repetidoras– Roteamento manual, sendo decidido pelo operadorRoteamento manual, sendo decidido pelo operador

• Funcionamento:Funcionamento:• O operador armazenava O operador armazenava (store)(store) a mensagem, encontrava uma a mensagem, encontrava uma

nova estação conforme o destino e repassava nova estação conforme o destino e repassava (forward)(forward) a mensagem a mensagem para a próxima estação.para a próxima estação.

• Com o uso de multiplexação por frequência, tornou-se possível o uso Com o uso de multiplexação por frequência, tornou-se possível o uso de várias mensagens pelo mesmo meio físico.de várias mensagens pelo mesmo meio físico.

• Taxa de transferência, aproximada: 120 bit/sTaxa de transferência, aproximada: 120 bit/s



Linhas telegráficas - 1901Linhas telegráficas - 1901Manutenção – 1862Manutenção – 1862

Suporte em Redes?Suporte em Redes?

TelégrafoTelégrafo



• TelefoniaTelefonia

• Em 10 de Março de 1876, em Boston, Massachussets, nos Estados Em 10 de Março de 1876, em Boston, Massachussets, nos Estados Unidos, Alexander Graham Bell patenteou o telefone. Unidos, Alexander Graham Bell patenteou o telefone.

• O advento do telefone tornou as comunicações mais simples e de O advento do telefone tornou as comunicações mais simples e de acesso ao cidadão comum, algo que não tinha acontecido até então.acesso ao cidadão comum, algo que não tinha acontecido até então.

• Mas o serviço de telefonia obteve sua preeminente posição entre os Mas o serviço de telefonia obteve sua preeminente posição entre os serviços de comunicação de forma gradativa. serviços de comunicação de forma gradativa.

• Por exemplo, mesmo nos Estados Unidos não foi antes de 1910 que Por exemplo, mesmo nos Estados Unidos não foi antes de 1910 que os ganhos da indústria de telefonia excederam os ganhos do sistema os ganhos da indústria de telefonia excederam os ganhos do sistema postal. postal.

• A principal razão para esta demora foi que o telefone teve que criar A principal razão para esta demora foi que o telefone teve que criar sua própria infra-estrutura.sua própria infra-estrutura.

• Em muitos países, a telefonia foi boicotada em prol dos serviços de Em muitos países, a telefonia foi boicotada em prol dos serviços de correio e telégrafos estatais. correio e telégrafos estatais.



• TelefoniaTelefonia

• Em relação a custo, por exemplo, em Nova Iorque, no ano de Em relação a custo, por exemplo, em Nova Iorque, no ano de 1900, uma assinatura mensal para os serviços de telefonia 1900, uma assinatura mensal para os serviços de telefonia residencial era de U$ 20,00 (U$ 2000 nos valores de hoje) e U$ residencial era de U$ 20,00 (U$ 2000 nos valores de hoje) e U$ 40,00 (U$ 4000 em valores atuais) para uso comercial, 40,00 (U$ 4000 em valores atuais) para uso comercial, restringindo o uso apenas para usuários corporativos ou restringindo o uso apenas para usuários corporativos ou usuários domésticos com grande poder aquisitivo.usuários domésticos com grande poder aquisitivo.

• O custo do serviço começou a baixar de forma mais acentuada a partir O custo do serviço começou a baixar de forma mais acentuada a partir da automatização das centrais telefônicas entre 1945 e 1969, e do uso da automatização das centrais telefônicas entre 1945 e 1969, e do uso de sistemas digitais na década de 80. de sistemas digitais na década de 80.



• Comunicação TelefônicaComunicação Telefônica• Primeira comunicação telefônicaPrimeira comunicação telefônica

– Meio físico (um fio)Meio físico (um fio)– Half-duplexHalf-duplex– Ponto a pontoPonto a ponto– Sem sinal de chamada ou discagemSem sinal de chamada ou discagem

• No decorrer do tempo, o desenvolvimento da tecnologia No decorrer do tempo, o desenvolvimento da tecnologia permitiu a transmissão full-duplex tornando possível a permitiu a transmissão full-duplex tornando possível a conversação telefônica. conversação telefônica.

• A expansão do sistema foi avançando com o o uso de A expansão do sistema foi avançando com o o uso de comutadores (switches). comutadores (switches).

• Com o uso de comutadores, não foi mais necessário a ligação Com o uso de comutadores, não foi mais necessário a ligação física direta entre os telefones dos usuários.física direta entre os telefones dos usuários.

• No começo, o mecanismo de comutação era exercido por No começo, o mecanismo de comutação era exercido por operadores humanos. Desta forma, o telefone do usuário operadores humanos. Desta forma, o telefone do usuário necessitava apenas de uma ligação com o comutador, ao invés necessitava apenas de uma ligação com o comutador, ao invés de uma ligação direta com outro telefone. de uma ligação direta com outro telefone.

CURIOSIDADE:CURIOSIDADE:

O primeiro comutador automático foi inventado por um usuário de O primeiro comutador automático foi inventado por um usuário de telefone, por sua própria necessidade. Por achar que estava sendo telefone, por sua própria necessidade. Por achar que estava sendo prejudicado no seu negócio de pompas fúnebres, o americano Almon prejudicado no seu negócio de pompas fúnebres, o americano Almon Strowger criou um protótipo que eliminava a necessidade de usar Strowger criou um protótipo que eliminava a necessidade de usar operadores humanos na distribuição das chamadas. Ele foi motivado a operadores humanos na distribuição das chamadas. Ele foi motivado a inventar o comutador automático porque um competidor da sua cidade inventar o comutador automático porque um competidor da sua cidade estava recebendo todas as chamadas de serviço de pompas fúnebres e estava recebendo todas as chamadas de serviço de pompas fúnebres e ele nenhuma. O motivo era que a filha e a mulher do competidor faziam ele nenhuma. O motivo era que a filha e a mulher do competidor faziam parte de grupo de operadoras do comutador! parte de grupo de operadoras do comutador!


Rede Telefônica• Crescimento exponencial do tráfego de Crescimento exponencial do tráfego de

dadosdados

• Tráfego de voz estabilizadoTráfego de voz estabilizado

Tráfego de dados Tráfego de dados mobilemobile deve ultrapassar o de voz até 2011 deve ultrapassar o de voz até 2011http://www.meiobit.com/mobile/artigo/trafego-de-dados-mobile-deve-ultrapassar-o-de-voz-ate-2011http://www.meiobit.com/mobile/artigo/trafego-de-dados-mobile-deve-ultrapassar-o-de-voz-ate-2011


Comparativo entre as Comparativo entre as abordagens de redesabordagens de redes

FunçãoFunção Rede Rede TelegráficaTelegráfica

Rede de Rede de TelefoniaTelefonia

Rede de Rede de pacotes pacotes (Internet)(Internet)

Serviço básico Serviço básico ao usuárioao usuário

Transmissão Transmissão de telegramasde telegramas

Transferência bi-Transferência bi-direcional em direcional em tempos real de tempos real de sinais de vozsinais de voz

Fluxo de dados Fluxo de dados de forma de forma confiável entre confiável entre hostshosts

Forma de Forma de comutaçãocomutação

MensagensMensagens CircuitosCircuitos PacotesPacotes

TerminalTerminal Telégrafo, Telégrafo, TeletipoTeletipo

Telefone, ModemTelefone, Modem ComputadorComputador

Representação Representação da Informaçãoda Informação

Códigos Códigos Morse, Morse, BaudotBaudot, ASCII , ASCII

Voz analógica e Voz analógica e digitalizada (PCM) digitalizada (PCM)

Qualquer Qualquer informação em informação em formato binárioformato binário


Comparativo entre as Comparativo entre as abordagens de redesabordagens de redes

FunçãoFunção Rede Rede TelegráficaTelegráfica

Rede de Rede de TelefoniaTelefonia

Rede de Rede de pacotes pacotes (Internet)(Internet)

Sistema de Sistema de transmissãotransmissão

Digital sobre Digital sobre vários meiosvários meios

Analógica ou digital Analógica ou digital sobre vários meios sobre vários meios

Digital sobre vários Digital sobre vários meiosmeios

EndereçamentoEndereçamento Endereços Endereços geográficosgeográficos

Plano de Plano de numeração numeração hierárquicohierárquico

Espaço de Espaço de endereçamento endereçamento hierárquicohierárquico

RoteamentoRoteamento ManualManual Selecionado Selecionado durante o durante o estabelecimento da estabelecimento da chamada chamada

Cada pacote de Cada pacote de forma independenteforma independente

MultiplexaçãoMultiplexação Caracteres e Caracteres e mensagensmensagens

CircuitosCircuitos Pacotes Pacotes


Histórico de redes de dadosHistórico de redes de dados• A história das redes de computadores é complexa. Ela envolveu pessoas A história das redes de computadores é complexa. Ela envolveu pessoas

do mundo inteiro nos últimos 35 anos. do mundo inteiro nos últimos 35 anos. • Uma breve linha do tempo:Uma breve linha do tempo:

– Anos 40, primeiros computadores, invenção do transístorAnos 40, primeiros computadores, invenção do transístor– Anos 50, mainframes em grandes instituições, invenção do circuito Anos 50, mainframes em grandes instituições, invenção do circuito

integradointegrado– Anos 60, uso de terminais de acesso a mainframesAnos 60, uso de terminais de acesso a mainframes– Anos 60 e 70, surgem os minicomputadores, experiências com redes de Anos 60 e 70, surgem os minicomputadores, experiências com redes de

pacotes (ARPANET)pacotes (ARPANET)– 1977, surge o computador pessoal – Apple I1977, surge o computador pessoal – Apple I– 1981, surge o IBM PC1981, surge o IBM PC

• A partir daí, a disseminação do uso de computadores se torna exponencialA partir daí, a disseminação do uso de computadores se torna exponencial• Primeiras conexões com computadores pessoais:Primeiras conexões com computadores pessoais:

– Uso de modems por meio de linhas telefônicasUso de modems por meio de linhas telefônicas– Conexão ponto a pontoConexão ponto a ponto– Aparecem os primeiros Aparecem os primeiros BBS (Bulletin Board Systems)BBS (Bulletin Board Systems)

Master Link BBSMaster Link BBS

http://pt.wikipedia.org/wiki/Master_Link_BBShttp://pt.wikipedia.org/wiki/Master_Link_BBS


Objetivos de Redes de Objetivos de Redes de ComputadoresComputadores

• Inicialmente, compartilhamento de recursos (CPU, Impressoras, Armazenamento)Inicialmente, compartilhamento de recursos (CPU, Impressoras, Armazenamento)• Com a disseminação da Internet e do acesso por banda larga, a comunicação e o Com a disseminação da Internet e do acesso por banda larga, a comunicação e o

compartilhamento de arquivos tornaram-se os focos principaiscompartilhamento de arquivos tornaram-se os focos principais• Com o uso de microcomputadores, ao invés de mainframes, houve a necessidade de Com o uso de microcomputadores, ao invés de mainframes, houve a necessidade de

compartilhar dados entre vários microcomputadorescompartilhar dados entre vários microcomputadores– Uso de disquetes, várias cópias dos mesmos arquivosUso de disquetes, várias cópias dos mesmos arquivos– "Sneakernets”"Sneakernets”

• As empresas precisavam de uma solução que respondesse satisfatoriamente às três As empresas precisavam de uma solução que respondesse satisfatoriamente às três questões abaixo:questões abaixo:

• Como evitar a duplicação de equipamentos e recursosComo evitar a duplicação de equipamentos e recursos• Como se comunicar eficazmenteComo se comunicar eficazmente• Como configurar e gerenciar uma redeComo configurar e gerenciar uma rede

• As empresas perceberam que a tecnologia de rede aumentaria a produtividade As empresas perceberam que a tecnologia de rede aumentaria a produtividade enquanto lhes economizaria dinheiro. Novas redes foram sendo criadas ou enquanto lhes economizaria dinheiro. Novas redes foram sendo criadas ou expandidas tão rapidamente quanto surgiam novos produtos e tecnologias de rede. expandidas tão rapidamente quanto surgiam novos produtos e tecnologias de rede.

Fórum sobre MainframesFórum sobre Mainframes

http://www.mainframes.com.br/http://www.mainframes.com.br/

Vídeo:Vídeo:Computer NetworksComputer Networks - - The Heralds of Resource SharingThe Heralds of Resource Sharing


Objetivos de Redes de Objetivos de Redes de ComputadoresComputadores

• No início dos anos 80, as tecnologias de rede que surgiram tinham sido No início dos anos 80, as tecnologias de rede que surgiram tinham sido criadas usando diferentes implementações de hardware e software. criadas usando diferentes implementações de hardware e software.

• Cada empresa que criava hardware e software para redes usava seus Cada empresa que criava hardware e software para redes usava seus próprios padrões. Estes padrões individuais eram desenvolvidos devido à próprios padrões. Estes padrões individuais eram desenvolvidos devido à competição com outras companhias.competição com outras companhias.

• Incompatibilidade entre os dispositivosIncompatibilidade entre os dispositivos

• Uma das primeiras soluções foi a criação de padrões de redes locais (LAN). Uma das primeiras soluções foi a criação de padrões de redes locais (LAN). Já que os padrões de redes locais ofereciam um conjunto aberto de Já que os padrões de redes locais ofereciam um conjunto aberto de diretrizes para a criação de hardware e software de rede, equipamentos de diretrizes para a criação de hardware e software de rede, equipamentos de diferentes companhias poderiam então tornar-se compatíveis. Isto permitiu diferentes companhias poderiam então tornar-se compatíveis. Isto permitiu estabilidade na implementação de redes locais.estabilidade na implementação de redes locais.

• Necessidade de comunicação entre empresas remotas, surgem os Necessidade de comunicação entre empresas remotas, surgem os conceitos de redes de áreas metropolitanas (MAN – Metropolitan Area conceitos de redes de áreas metropolitanas (MAN – Metropolitan Area Network) e de redes de longa distância (WAN – Wide Area Network)Network) e de redes de longa distância (WAN – Wide Area Network)

E.C.: Identificar diversos modelos de topologia de redes

Comutação de CircuitosComutação de Circuitos• Redes orientadas à conexão de comutação de circuitoRedes orientadas à conexão de comutação de circuito

• Forma utilizada pela rede de telefoniaForma utilizada pela rede de telefonia

• Muitas redes de comutação de circuito dão prioridade à manutenção das Muitas redes de comutação de circuito dão prioridade à manutenção das conexões de circuito existentes, apesar da necessidade de novos circuitos. conexões de circuito existentes, apesar da necessidade de novos circuitos. Neste tipo de rede orientada à conexão, uma vez que um circuito é Neste tipo de rede orientada à conexão, uma vez que um circuito é estabelecido, mesmo que não ocorra comunicação entre as pessoas, o estabelecido, mesmo que não ocorra comunicação entre as pessoas, o circuito permanece conectado, e os recursos reservados até que uma das circuito permanece conectado, e os recursos reservados até que uma das partes interrompa a ligação. Já que há uma capacidade finita de criar novos partes interrompa a ligação. Já que há uma capacidade finita de criar novos circuitos, é possível ocasionalmente receber uma mensagem de que todos circuitos, é possível ocasionalmente receber uma mensagem de que todos os circuitos estão ocupados e que a ligação não pode ser completada. os circuitos estão ocupados e que a ligação não pode ser completada.

• O custo para criar vários caminhos alternativos com capacidade suficiente O custo para criar vários caminhos alternativos com capacidade suficiente para suportar um grande número de circuitos simultâneos e as tecnologias para suportar um grande número de circuitos simultâneos e as tecnologias necessárias para recriar dinamicamente circuitos interrompidos no caso de necessárias para recriar dinamicamente circuitos interrompidos no caso de uma falha, levaram os pesquisadores do departamento de defesa americano uma falha, levaram os pesquisadores do departamento de defesa americano no projeto da ARPANET a considerar outros tipos de redes.no projeto da ARPANET a considerar outros tipos de redes.


Comutação de PacotesComutação de Pacotes• Redes sem conexão de comutação de pacotesRedes sem conexão de comutação de pacotes

• Na busca por uma rede que pudesse resistir à perda de uma quantidade significativa de Na busca por uma rede que pudesse resistir à perda de uma quantidade significativa de suas instalações de comutação e transmissão, os primeiros criadores da Internet suas instalações de comutação e transmissão, os primeiros criadores da Internet reavaliaram as pesquisas iniciais sobre redes de comutação de pacotes. A premissa reavaliaram as pesquisas iniciais sobre redes de comutação de pacotes. A premissa para esse tipo de rede é que uma única mensagem pode ser separada em múltiplos para esse tipo de rede é que uma única mensagem pode ser separada em múltiplos blocos de mensagem. Blocos individuais contendo informações de endereçamento blocos de mensagem. Blocos individuais contendo informações de endereçamento indicam tanto o ponto de origem como seu destino final. Usando essa informação indicam tanto o ponto de origem como seu destino final. Usando essa informação inerente, esses blocos de mensagem, chamados pacotes, podem ser enviados através inerente, esses blocos de mensagem, chamados pacotes, podem ser enviados através da rede por vários caminhos e podem ser reunidos na mensagem original ao chegar ao da rede por vários caminhos e podem ser reunidos na mensagem original ao chegar ao seu destino.seu destino.

• Uso de pacotesUso de pacotes• Os próprios dispositivos de rede não sabem o conteúdo dos pacotes individuais; só é Os próprios dispositivos de rede não sabem o conteúdo dos pacotes individuais; só é

visível o endereço do destino final e o próximo dispositivo no caminho para o destino. visível o endereço do destino final e o próximo dispositivo no caminho para o destino. Nenhum circuito reservado é construído entre emissor e receptor. Cada pacote é Nenhum circuito reservado é construído entre emissor e receptor. Cada pacote é enviado independente de um local de comutação para outro. Em cada local, uma enviado independente de um local de comutação para outro. Em cada local, uma decisão de roteamento é feita sobre qual caminho usar para enviar o pacote ao seu decisão de roteamento é feita sobre qual caminho usar para enviar o pacote ao seu destino final. Se um caminho anteriormente usado não estiver mais disponível, a destino final. Se um caminho anteriormente usado não estiver mais disponível, a função de roteamento pode dinamicamente escolher o próximo melhor caminho função de roteamento pode dinamicamente escolher o próximo melhor caminho disponível. Como as mensagens são enviadas em pedaços ao invés de em uma única disponível. Como as mensagens são enviadas em pedaços ao invés de em uma única mensagem completa, os pacotes que podem ser perder por ocasião de uma falha mensagem completa, os pacotes que podem ser perder por ocasião de uma falha podem ser retransmitidos ao destino por caminhos diferentes. Em muitos casos, o podem ser retransmitidos ao destino por caminhos diferentes. Em muitos casos, o dispositivo de destino não percebe que qualquer falha ou redirecionamento ocorreu.dispositivo de destino não percebe que qualquer falha ou redirecionamento ocorreu.


Comutação de PacotesComutação de Pacotes• Os pesquisadores do DoD perceberam que uma rede sem conexão de comutação Os pesquisadores do DoD perceberam que uma rede sem conexão de comutação

de pacotes possuía as características necessárias para suportar uma arquitetura de de pacotes possuía as características necessárias para suportar uma arquitetura de rede resistente e tolerante a falhas. A necessidade de um circuito único reservado rede resistente e tolerante a falhas. A necessidade de um circuito único reservado do início ao fim não existe em uma rede de comutação de pacotes. Qualquer parte do início ao fim não existe em uma rede de comutação de pacotes. Qualquer parte da mensagem pode ser enviada através da rede usando qualquer caminho da mensagem pode ser enviada através da rede usando qualquer caminho disponível. Pacotes contendo partes de mensagens de diferentes origens podem disponível. Pacotes contendo partes de mensagens de diferentes origens podem navegar juntos na rede ao mesmo tempo. O problema de circuitos não direcionados navegar juntos na rede ao mesmo tempo. O problema de circuitos não direcionados ou ociosos é eliminado – todos os recursos disponíveis podem ser usados a ou ociosos é eliminado – todos os recursos disponíveis podem ser usados a qualquer hora para enviar pacotes ao seu destino final. Ao fornecer um método qualquer hora para enviar pacotes ao seu destino final. Ao fornecer um método para o uso dinâmico de caminhos redundantes, sem intervenção do usuário, a para o uso dinâmico de caminhos redundantes, sem intervenção do usuário, a Internet se tornou um método de comunicação escalável e tolerante a falhas.Internet se tornou um método de comunicação escalável e tolerante a falhas.

• Redes orientadas à conexãoRedes orientadas à conexão

• Embora as redes sem conexão de comutação de pacotes preencham as Embora as redes sem conexão de comutação de pacotes preencham as necessidades do DoD e continuem sendo a principal infra-estrutura da Internet necessidades do DoD e continuem sendo a principal infra-estrutura da Internet atualmente, existem alguns benefícios em um sistema orientado à conexão, como o atualmente, existem alguns benefícios em um sistema orientado à conexão, como o sistema telefônico de comutação de circuito. Como os recursos nos vários locais sistema telefônico de comutação de circuito. Como os recursos nos vários locais de comutação são dedicados a fornecer um número finito de circuitos, a qualidade de comutação são dedicados a fornecer um número finito de circuitos, a qualidade e a consistência das mensagens transmitidas através da rede orientada à conexão e a consistência das mensagens transmitidas através da rede orientada à conexão pode ser garantida. Outro benefício é que o provedor de serviço pode cobrar os pode ser garantida. Outro benefício é que o provedor de serviço pode cobrar os usuários da rede de acordo com o período de tempo em que a conexão está ativa. A usuários da rede de acordo com o período de tempo em que a conexão está ativa. A habilidade de cobrar os usuários por conexões ativas através da rede é uma habilidade de cobrar os usuários por conexões ativas através da rede é uma premissa fundamental da indústria de serviços de telecomunicações.premissa fundamental da indústria de serviços de telecomunicações.


DispositivosDispositivos• Os equipamentos que se conectam diretamente a um segmento de Os equipamentos que se conectam diretamente a um segmento de

rede são chamados de rede são chamados de dispositivosdispositivos. . • Estes dispositivos são divididos em duas classificações. Estes dispositivos são divididos em duas classificações.

– Dispositivos de usuário finalDispositivos de usuário final: computadores, impressoras, : computadores, impressoras, scanners e outros dispositivos que fornecem serviços diretamente scanners e outros dispositivos que fornecem serviços diretamente ao usuário. Também conhecidos como ao usuário. Também conhecidos como hosts.hosts.

– Dispositivos de redeDispositivos de rede: são todos os dispositivos que fazem a : são todos os dispositivos que fazem a interconexão de todos os dispositivos do usuário final permitindo interconexão de todos os dispositivos do usuário final permitindo que se comuniquem.que se comuniquem.

• Os hosts são fisicamente conectados aos meios de rede usando uma Os hosts são fisicamente conectados aos meios de rede usando uma placa de rede (NIC). Eles usam esta conexão para realizar as tarefas placa de rede (NIC). Eles usam esta conexão para realizar as tarefas de enviar de e-mails, imprimir relatórios, digitalizar imagens ou de enviar de e-mails, imprimir relatórios, digitalizar imagens ou acessar bancos de dados.acessar bancos de dados.

• Uma placa de rede é uma placa de circuito impresso que cabe no slot Uma placa de rede é uma placa de circuito impresso que cabe no slot de expansão de um barramento em uma placa-mãe do computador, ou de expansão de um barramento em uma placa-mãe do computador, ou pode ser um dispositivo periférico. É também chamada adaptador de pode ser um dispositivo periférico. É também chamada adaptador de rede. Cada placa de rede individual transporta um indentificador rede. Cada placa de rede individual transporta um indentificador exclusivo, denominado endereço de Controle de Acesso ao Meio exclusivo, denominado endereço de Controle de Acesso ao Meio (MAC - Media Access Control). Este endereço é usado para controlar (MAC - Media Access Control). Este endereço é usado para controlar as comunicações de dados do host na rede. as comunicações de dados do host na rede.

E.C.: Identificar as funções dos dispositivos de redes locais mais comuns

DispositivosDispositivos• Os dispositivos de rede proporcionam transporte para os dados que Os dispositivos de rede proporcionam transporte para os dados que

precisam ser transferidos entre os dispositivos de usuário final. Os precisam ser transferidos entre os dispositivos de usuário final. Os dispositivos de rede proporcionam extensão de conexões de cabos, dispositivos de rede proporcionam extensão de conexões de cabos, concentração de conexões, conversão de formatos de dados, e concentração de conexões, conversão de formatos de dados, e gerenciamento de transferência de dados. Exemplos de dispositivos gerenciamento de transferência de dados. Exemplos de dispositivos que realizam estas funções são: repetidores, hubs, bridges, switches e que realizam estas funções são: repetidores, hubs, bridges, switches e roteadores. roteadores.

• Exemplos:Exemplos:

• Um Um repetidorrepetidor é um dispositivo de rede usado para regenerar um sinal. é um dispositivo de rede usado para regenerar um sinal. • Os Os hubshubs concentram conexões. Em outras palavras, juntam um grupo concentram conexões. Em outras palavras, juntam um grupo

de hosts e permitem que a rede os veja como uma única unidade. Os de hosts e permitem que a rede os veja como uma única unidade. Os hubs ativos não só concentram hosts, como também regeneram hubs ativos não só concentram hosts, como também regeneram sinais.sinais.

• As As bridgesbridges, ou pontes, convertem os formatos de dados transmitidos , ou pontes, convertem os formatos de dados transmitidos na rede assim como realizam gerenciamento básico de transmissão de na rede assim como realizam gerenciamento básico de transmissão de dados. As bridges, como o próprio nome indica, proporcionam dados. As bridges, como o próprio nome indica, proporcionam conexões entre redes locais. As bridges não só fazem conexões entre conexões entre redes locais. As bridges não só fazem conexões entre redes locais, como também verificam os dados para determinar se redes locais, como também verificam os dados para determinar se devem ou não cruzar a bridge. Isto faz com que cada parte da rede seja devem ou não cruzar a bridge. Isto faz com que cada parte da rede seja mais eficiente.mais eficiente.


DispositivosDispositivos• Os Os switches switches de grupos de trabalho (Workgroup switches) adicionam de grupos de trabalho (Workgroup switches) adicionam

mais inteligência ao gerenciamento da transferência de dados. Eles mais inteligência ao gerenciamento da transferência de dados. Eles não só podem determinar se os dados devem ou não permanecer em não só podem determinar se os dados devem ou não permanecer em uma rede local, mas como também podem transferir os dados uma rede local, mas como também podem transferir os dados somente para a conexão que necessita daqueles dados. Outra somente para a conexão que necessita daqueles dados. Outra diferença entre uma bridge e um switch é que um switch não converte diferença entre uma bridge e um switch é que um switch não converte os formatos dos dados transmitidos.os formatos dos dados transmitidos.

• Os Os roteadoresroteadores possuem todas as capacidades listadas acima. Os possuem todas as capacidades listadas acima. Os roteadores podem regenerar sinais, concentrar conexões múltiplas, roteadores podem regenerar sinais, concentrar conexões múltiplas, converter formatos dos dados transmitidos, e gerenciar as converter formatos dos dados transmitidos, e gerenciar as transferências de dados. Eles também podem ser conectados a uma transferências de dados. Eles também podem ser conectados a uma WAN, que lhes permite conectar redes locais que estão separadas por WAN, que lhes permite conectar redes locais que estão separadas por longas distâncias. Nenhum outro dispositivo pode prover este tipo de longas distâncias. Nenhum outro dispositivo pode prover este tipo de conexão.conexão.


TopologiasTopologias• Topologias de rede definem a estrutura da rede. Uma parte da definição de topologia Topologias de rede definem a estrutura da rede. Uma parte da definição de topologia

é a topologia física, que é o layout efetivo dos fios ou meios físicos. A outra parte é a é a topologia física, que é o layout efetivo dos fios ou meios físicos. A outra parte é a topologia lógica, que define como os meios físicos são acessados pelos hosts para o topologia lógica, que define como os meios físicos são acessados pelos hosts para o envio de dados. As topologias físicas que são comumente usadas são as seguintes: envio de dados. As topologias físicas que são comumente usadas são as seguintes:

• topologia em barramento (bus)topologia em barramento (bus) usa um único cabo backbone que é terminado em usa um único cabo backbone que é terminado em ambas as extremidades. Todos os hosts são diretamente conectados a este ambas as extremidades. Todos os hosts são diretamente conectados a este backbone.backbone.

• topologia em anel (ring)topologia em anel (ring) conecta um host ao próximo e o último host ao primeiro. conecta um host ao próximo e o último host ao primeiro. Isto cria um anel físico utilizando o cabo.Isto cria um anel físico utilizando o cabo.

• topologia em estrela (star)topologia em estrela (star) conecta todos os cabos a um ponto central de conecta todos os cabos a um ponto central de concentração.concentração.

• topologia em estrela estendida (extended star)topologia em estrela estendida (extended star) une estrelas individuais ao conectar une estrelas individuais ao conectar os hubs ou switches. Esta topologia pode estender o escopo e a cobertura da rede.os hubs ou switches. Esta topologia pode estender o escopo e a cobertura da rede.

• topologia hierárquicatopologia hierárquica é semelhante a uma estrela estendida. Porém, ao invés de unir é semelhante a uma estrela estendida. Porém, ao invés de unir os hubs ou switches, o sistema é vinculado a um computador que controla o tráfego os hubs ou switches, o sistema é vinculado a um computador que controla o tráfego na topologia.na topologia.

• topologia em malha (mesh)topologia em malha (mesh) é implementada para prover a maior proteção possível é implementada para prover a maior proteção possível contra interrupções de serviço. A utilização de uma topologia em malha nos contra interrupções de serviço. A utilização de uma topologia em malha nos sistemas de controle de uma usina nuclear de energia interligados em rede seria um sistemas de controle de uma usina nuclear de energia interligados em rede seria um excelente exemplo. excelente exemplo.


TopologiasTopologias• A topologia lógica de uma rede é a forma como os hosts se A topologia lógica de uma rede é a forma como os hosts se

comunicam através dos meios. Os dois tipos mais comuns de comunicam através dos meios. Os dois tipos mais comuns de topologias lógicas são:topologias lógicas são:

• BroadcastBroadcast - simplesmente significa que cada host envia seus - simplesmente significa que cada host envia seus dados a todos os outros hosts conectados ao meio físico da dados a todos os outros hosts conectados ao meio físico da rede. Não existe uma ordem que deve ser seguida pelas rede. Não existe uma ordem que deve ser seguida pelas estações para usar a rede. A ordem é: primeiro a chegar, estações para usar a rede. A ordem é: primeiro a chegar, primeiro a usar. Exemplo: Ethernetprimeiro a usar. Exemplo: Ethernet

• Passagem de tokenPassagem de token - controla o acesso à rede, passando um - controla o acesso à rede, passando um token eletrônico seqüencialmente para cada host. Quando um token eletrônico seqüencialmente para cada host. Quando um host recebe o token, significa que esse host pode enviar dados host recebe o token, significa que esse host pode enviar dados na rede. Se o host não tiver dados a serem enviados, ele vai na rede. Se o host não tiver dados a serem enviados, ele vai passar o token para o próximo host e o processo será repetido. passar o token para o próximo host e o processo será repetido. Exemplos: Token Ring e Fiber Distributed Data Interface Exemplos: Token Ring e Fiber Distributed Data Interface (FDDI). (FDDI).

Placa FDDIPlaca FDDI


ProtocolosProtocolos• Conjuntos de protocolos (protocol suites) são coleções de protocolos que permitem Conjuntos de protocolos (protocol suites) são coleções de protocolos que permitem

a comunicação de um host para outro através da rede. a comunicação de um host para outro através da rede. Um protocolo é uma Um protocolo é uma descrição formal de um conjunto de regras e convenções que governam a descrição formal de um conjunto de regras e convenções que governam a maneira de comunicação entre os dispositivos em uma redemaneira de comunicação entre os dispositivos em uma rede. Os protocolos . Os protocolos determinam o formato, temporização, seqüência, e controle de erros na determinam o formato, temporização, seqüência, e controle de erros na comunicação de dados. Sem os protocolos, o computador não pode criar ou comunicação de dados. Sem os protocolos, o computador não pode criar ou reconstruir o fluxo de bits recebido de outro computador no seu formato original.reconstruir o fluxo de bits recebido de outro computador no seu formato original.

• Os protocolos controlam todos os aspectos de comunicação de dados, que incluem Os protocolos controlam todos os aspectos de comunicação de dados, que incluem o seguinte:o seguinte:

– Como é construída a rede físicaComo é construída a rede física– Como os computadores são conectados à redeComo os computadores são conectados à rede– Como são formatados os dados para serem transmitidosComo são formatados os dados para serem transmitidos– Como são enviados os dadosComo são enviados os dados– Como lidar com errosComo lidar com erros

• Estas regras para redes são criadas e mantidas por diferentes organizações e Estas regras para redes são criadas e mantidas por diferentes organizações e comitês. Incluídos nestes grupos estão: Institute of Electrical and Electronic comitês. Incluídos nestes grupos estão: Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), American National Standards Institute (ANSI), Engineers (IEEE), American National Standards Institute (ANSI), Telecommunications Industry Association (TIA), Electronic Industries Alliance (EIA) Telecommunications Industry Association (TIA), Electronic Industries Alliance (EIA) e International Telecommunications Union (ITU), anteriormente conhecida como e International Telecommunications Union (ITU), anteriormente conhecida como Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique (CCITT).Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique (CCITT).


ProtocolosProtocolos• Os seres humanos frequentemente procuram enviar e receber uma Os seres humanos frequentemente procuram enviar e receber uma

variedade de mensagens usando aplicações de computador; essas variedade de mensagens usando aplicações de computador; essas aplicações necessitam que serviços sejam oferecidos pela rede. aplicações necessitam que serviços sejam oferecidos pela rede. Alguns desses serviços incluem a World Wide Web (www), e-mail, Alguns desses serviços incluem a World Wide Web (www), e-mail, envio de mensagens instantâneas e telefonia IP. Os dispositivos envio de mensagens instantâneas e telefonia IP. Os dispositivos interligados por meios físicos para fornecer serviços devem ser interligados por meios físicos para fornecer serviços devem ser governados por regras ou protocolos. No quadro, alguns serviços governados por regras ou protocolos. No quadro, alguns serviços comuns e o protocolo mais diretamente associado àquele serviço são comuns e o protocolo mais diretamente associado àquele serviço são listados.listados.

• Protocolos são as regras que os dispositivos de rede usam para se Protocolos são as regras que os dispositivos de rede usam para se comunicarem. O padrão de indústria de rede atualmente é um comunicarem. O padrão de indústria de rede atualmente é um conjunto de protocolos chamado TCP/IP (Transmission Control conjunto de protocolos chamado TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). O TCP/IP é usado em redes residenciais e Protocol/Internet Protocol). O TCP/IP é usado em redes residenciais e comerciais, sendo o principal protocolo da Internet. São os protocolos comerciais, sendo o principal protocolo da Internet. São os protocolos TCP/IP que especificam os mecanismos de formatação, TCP/IP que especificam os mecanismos de formatação, endereçamento e roteamento que asseguram que nossas mensagens endereçamento e roteamento que asseguram que nossas mensagens serão enviadas ao receptor correto.serão enviadas ao receptor correto.

• Exemplo: Exemplo: Jogo da VelhaJogo da Velha


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Introdução rr-09-r.01 UC: Redes de Computadores Docente: Prof. André Moraes