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Redes de Computadores Arquitetura de Protocolos Profa. Priscila Solís Barreto

Redes de Computadores4 Redes de Comunicação Existem vários tipos de redes de comunicação Corréio, telefone, Internet . Existem um conjunto de passos genéricos que fazem parte

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Page 1: Redes de Computadores4 Redes de Comunicação Existem vários tipos de redes de comunicação Corréio, telefone, Internet . Existem um conjunto de passos genéricos que fazem parte

Redes de Computadores

Arquitetura de Protocolos Profa. Priscila Solís Barreto

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REDE “ ... Um sistema de comunicações para

conectar sistemas finais”

“Sistemas finais?”=hosts PCs, estações de trabalho componentes de rede computadores servidores

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Page 3: Redes de Computadores4 Redes de Comunicação Existem vários tipos de redes de comunicação Corréio, telefone, Internet . Existem um conjunto de passos genéricos que fazem parte

Em uma rede

  As conexões ponto a ponto(direta) não sempre são possíveis :   Os dispositivos estão muito separados ou longe

  A solução é utilizar uma rede de comunicação

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Redes de Comunicação   Existem vários tipos de redes de comunicação

  Corréio, telefone, Internet .   Existem um conjunto de passos genéricos que

fazem parte do processo de comunicação   Endereçamento, tradução de endereço em nome,

transporte, roteamento, entrega   Existem várias formas de fazer a entrega

  Confiável, em ordem   Sem confiabilidade, sem verificação de entrega

(acknowledgement)

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Modelo simplificado de uma rede

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Rede de Computadores   Conjunto de

computadores interligados em algum tipo de rede   Enlace físico   Enlace virtual

  Indireto, por meio de outros computadores

  Enlace lógico   Nível abstrato,

independente da conexão física

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Protocolos

  Usados para estabelecer regras de comunicação entre diversas entidades em um sistema

  Entidades   Computadores   Programas

  Sistemas   Computadores   Sensores remotos

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Arquitetura de um protocolo   Dividir em modulos (camadas) a tarefa da

comunicação   Estabelecer uma interface entre as camadas e

desenvolver cada uma de forma individual   Exemplo: Protocolo para transmissão de

arquivos pode usar 3 modulos ou camadas:   Aplicação para transferência   Serviço para comunicação   Serviço de acesso à rede

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Page 9: Redes de Computadores4 Redes de Comunicação Existem vários tipos de redes de comunicação Corréio, telefone, Internet . Existem um conjunto de passos genéricos que fazem parte

Carta"

Correio: Camadas Carta" Envelope"

Registrado"

Envelope"Registrado"

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Servidor HTTP

Cliente HTTP

Requisição

Resposta

Visão no Nível de Aplicação

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Uso do HTTP

  HTTP é o protocolo que suporta a comunicação entre browsers e servidores WEB.

  Um “Web Server” é um servidor HTTP

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Definição

“HTTP é um protocolo da camada de aplicação com a leveza e rapidez necessária para sistemas de informação distribuidos de hypermedia.”

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Request - Response

  HTTP tem uma estrutura simples:   O cliente manda um pedido   O servidor devolve uma resposta.

  HTTP suporta multiplos intercambios de pedido-resposta em uma única conexão TCP.

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Passos em uma transferência HTTP   O usuário seleciona o documento   O software de rede localiza a máquina

remota e estabelece uma conexão bidirecional

  O cliente HTTP envia uma requisição de documento (GET )

  O daemon HTTP na máquina remota interpreta a mensagem de GET

  O daemon remoto HTTP envia o resultado da operação de GET   Código, descrição da informação, arquivo

solicitado

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Domain Name Service - DNS

  Os servidores DNS ajudam a resolver nomes : tradução endereço-nome   Exemplo: dado um nome www.cic.unb.br,

encontrar o endereço IP deste nome   Endereços IP = identificação numérica dos

elementos de rede   Os elementos de rede (computadores) são

conhecidos pelo seu endereço IP   Os endereços IP no IPv4 têm 32 bits   O protocol DNS permite traduzir nomes

em endereços IP

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Endereços IP   Endereços IP são endereços lógicos (não fisicos)

que cada elemento DEVE TER para poder participar da Internet

  Pelo ENDEREÇO IP pode-se identificar:   A rede onde esta um computador   Que computador é

  Cada computador deve ter um endereço IP único.   Os endereços IP são fornecidos por uma unidade

central (American Registry for Internet Numbers)

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Exemplo

  QNAME = cic.unb.br, QCLASS = IN QTYPE = A

  QNAME = cic.unb.br QCLASS = IN QTYPE = A   IN A 164.41.91. 1

  A aplicação utilizará o 164.41.91.1 quando precise entrar em contato com cic.unb.br

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Hierarquia DNS

edu com org net

rpi escola

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Estrutura do nome do host   Cada nome de host é formado por uma

seqüência de etiquetas, separadas por pontos.   Cada etiqueta pode ter até 63 caracteres   O nome total pode ter no máximo 255 caracteres.

  Examplos:   fazenda.gov.br   barney.the.purple.dinosaur.com   finanzas.empresa.com.br

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HTTP server

HTTP client

TCP TCP

GET 80, #

#, 80 STATUS

Port 80

Ephemeral

Port #

Protocolo de Transporte

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Correio e SMTP

  A web utiliza o HTTP, o correio utiliza o SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – Protocolos de aplicação

  Emissor- Servidor Local SMTP – Servidor remoto SMTP - Receptor

  Normalmente o SMTP utiliza a porta 25, o HTTP utiliza a porta 80

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entidade n

n-PDUs

Visão Abstrata

entidade n

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n+1 entidade

n-SAP

n+1 entidade

n-SAP

n entidade n entidade

n-SDU

n-SDU

n-SDU

H

H n-SDU

n-PDU

Visão em camadas de forma geral

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n-SDU

n-PDU n-PDU n-PDU

n-SDU

n-PDU n-PDU n-PDU

Segmentação Remontagem

n-PDU

n-SDU

n-PDU

Bloqueando Sem bloqueio

n-SDU n-SDU n-SDU n-SDU n-SDU

(a)

(b)

Unidades de Dados nas diferentes camadas

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Application Layer

Presentation Layer

Session Layer

Transport Layer

Network Layer

Data Link Layer

Physical Layer

Application Layer

Presentation Layer

Session Layer

Transport Layer

Network Layer

Data Link Layer

Physical Layer

Network Layer

Sinais Elétricos ou ópticos

Aplicação A Aplicação B

Data Link Layer

Physical Layer

Network Layer

Data Link Layer

Physical Layer

Rede de Comunicações

Modelo OSI de 7 camadas

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C PS

PS

C

PS PS

C

C

C

PS = comutador de pacotes

C = computer

Rede de Comutação de Pacotes

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Rede Comutada

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G

G

G

G G

net 1

net 2

net 3

net 4

net 5

G = gateway/router

G

Internetwork

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Application Layer

Presentation Layer

Session Layer

Transport Layer

Network Layer

Data Link Layer

Physical Layer

Application Layer

Presentation Layer

Session Layer

Transport Layer

Network Layer

Data Link Layer

Physical Layer

Application A Application B data

data

data

data

data

data

data

ah

ph

sh

th

nh

dh

bits

dt

Cabeçalhos e Trailers

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Application Layer

Transport Layer

Internet Layer

Network Interface

Application Layer

Transport Layer

Internet Layer

Network Interface

(a) (b)

Arquitetura TCP/IP

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A Origem do TCP/IP   1957: Rússia lança o Sputnik   EEUU se preocupam ante a possibilidade de um

ataque nuclear   Nos 60s Paul Baran propõe a transmissão por

comutação de pacotes em vez da de circuitos.   Metade dos 60s: O Pentagono concorda com

uma rede de pacotes e da fundos para o ARPA.

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Implementação   Surge a ARPANET

  Computadores de baixa capacidade, sem disco rigido local, dependentes dos grandes computadores “mainframes”

  Começa com 12 computadores em 1969   Mais de 30 computadores em 1972   A pesquisa propõe o protocolo TCP/IP em

1974   É integrado no SO Berkeley UNIX, sem custo   Os grupos de pesquisa desenvolvem outros

protocolos : e-mail, notícias   Em 1979 os grupos de pesquisa formam o

Internet Control and Configuration Board

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Mais história   1980: MILNET nace da ARPAnet   CSNET

  Conecta pesquisadores que não fazem parte do grupo ARPA

  Funciona com linhas discadas

  1984 NSF (National Science Foundation)   O primeiro uso puro do TCP/IP , com 56kbps.   São conectadas 20 redes regionais ao resto das redes

  1990 ANS (MERIT,MCI,IBM) adquirem NSFnet

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Application

Transport

Internet Network Interface

Application

Transport

Internet Network Interface

Internet Network Interface

Network 1 Network 2

Máquina A Máquina B

Roteador/Gateway

Camada de IP e interface de Rede

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HTTP SMTP RTP

TCP UDP

IP

Network

Interface 1

Network

Interface 3 Network

Interface 2

DNS

Grafo de relação dos Protocolos

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Net Interface

IP

TCP

HTTP

Net Interface

IP

Net Interface

IP

TCP

HTTP

Ethernet PPP

Router

router

(1,1)

s

(1,2)

w

(2,1)

(1,3) r (2,2)

PPP

Ethernet

(a)

(b)

Server PC

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IP Header

O Cabeçalho contém endereços físicos de origem e destino e o

tipo de protocolo

Frame Check

Sequence

Ethernet

Header

Datagrama IP na Ethernet

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Requisição HTTP

TCP Header

Cabeçalho contém portas de origem e destino

Cabeçalho contém endereços IP de origem e destino e tipo do protocolo

de transporte

IP Header

O Cabeçalho contém endereço origem e

destino físicios Frame Check

Sequence

Ethernet Header

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Aplicação 1

Socket

socket interface

user

kernel

Aplicação 2

user

kernel

Protocolos de comunicação

Protocolos de comunicação

Rede de Comunicação

Socket

socket interface

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socket() bind()

listen()

read()

close()

socket() connect()

read()

write()

close()

Bloqueia até que o servidor receba pedido de conexão do cliente

data data

Server

Client accept()

write()

Negociação conexão

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socket()

bind()

sendto()

close()

socket()

bind()

recvfrom()

sendto()

close()

Bloqueia até que Servidor recebe dados do cliente data

data

Server

Client

recvfrom()

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User Interface

User PI

User DTP

PI = Protocol interpreter

DTP = Data transfer process

User FTP

Server PI

Server DTP

Server FTP

Control

Connection

Data

Connection