Upload
redesinforma
View
733
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
24/2/2008
1
Redes deComputadores
Conceitos de Transmissão de DadosProtocolos
Formação de Pacotes e QuadrosModelo OSI
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Componentes da comunicação
• Mensagem – Informação• Transmissor – Dispositivo que envia mensagem• Receptor – Dispositivo que recebe a mensagem• Meio – Caminho físico por onde viaja uma
mensagem• Protocolo – Conjunto de regras para garantir a
comunicação dos dados.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Representação de Dados
• Caracteres – Seqüência de bits– ASCII – Usa 7 bits para representar cada símbolo– ASCII Estendido – Usa 8 bits– UNICODE – Pode representa 65536 símbolos– OSI – Padronização dos símbolos
• Numéricos• Imagens• Áudio – Uma representação para o som• Vídeo – Sinal contínuo de imagens
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Modos de Transmissão
• Para podermos aprofundarmos no universo das redes, precisamos entender como as redes funcionam.
• Para que os dados sejam transmitidos entre os computadores e equipamentos de redes temos três modos para transmitir os dados
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Modos de Transmissão II
• Simplex – Nesse tipo de comunicação sempre ocorrerá num único sentido. A transmissão simples, e portanto, unidirecional.
• Exemplo: Código Morse, Luz.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Transmissor (Tx) Receptor (Rx)
Transmissão de Dados III
• Half-duplex: Esse tipo de transmissão é bidirecionalmas, por compartilharem o mesmo canal decomunicação, nãoé possível transmitir e receber dadosao mesmo tempo
• Exemplo:– Walkie-talkie.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Transmissor (Tx)ou
Receptor (Rx)
Receptor (Rx)ou
Transmissor(Tx)
24/2/2008
2
Modos de Transmissão IV
• Full-Duplex – É a verdadeira comunicação bidirecional, receptor e transmissor podem se comunicar ao mesmo tempo.
• Exemplo:– Telefone, Redes de Computadores
Transmissor (Tx) e Receptor (Rx)
Receptor (Rx) e Transmissor (Tx)
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Redes
• Uma rede é o conjunto de dispositivos conectados por links de comunicação, conhecidos por nós
• Capaz de receber e enviar dados gerados pelos dispositivos.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Processamento Distribuído
• Executa uma tarefa em muitos computadores, isso é muito mais eficiente que entregar todo o poder de processamento a uma única máquina poderosa.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Redes
Critério de comparação entre redes
• As redes de um modo geral podem sercomparadas de acordo com três critérios, elessão:
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Critérios de Classificação das redes
• Performance – Medida de“velocidade” de resposta dasredes, dependendo sempre denúmeros de usuários, meio detransmissão, hardware eeficiência dos software querodam na rede
24/2/2008
3
Critérios de Classificação das redes II
• Confiabilidade – Garantia de entrega, medidopela freqüência de falhas, tempo dereconfiguração de link após uma falha,robustez da redenuma catástrofe.
Critérios de Classificação das redes III
• Segurança – garantir a proteção dos dados e das informações que trafegam na rede do acesso não autorizado.
Protocolos
• Protocolos é a linguagem por qual osequipamentos deredes se comunicam.– Exemplo TCP/IP, IPX/SPX, entre outros
• São os protocolos que definem como a redeirá funcionar, pois os mesmos definem comoos dados serão trafegados pelarede.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Protocolos II
• A maioria das transmissões de redes são do tipo half-duplex
• Os computadores de uma rede compartilham o mesmo cabo.
• Quando um dispositivo estiver fazendo transmissão, nenhuma outra transmissão poderá ser feita.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Protocolos III
• Se o computador A quiser enviar um dado para o computador B, este dado também chegará ao computador C
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Protocolos IV
• O computador C não poderá enviar dados para nenhum outro micro da rede enquanto o cabo estiver sendo usado
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
24/2/2008
4
Protocolo V
• Se um arquivo grande tiver de ser transmitido, os demais dispositivos darede terão de esperar muito tempo para utilizarem o cabo de rede. OComputador C terá de esperar o computador A acabar com B para quepossa realizar sua transmissão
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Protocolo VI
• Poderão ocorrer interferência de algum tipo no meiodo caminho e o dado pode não chegar ao destino.
• Os protocolos são justamente uma solução paratodos esses problemas.
• Os protocolos pega os dados que devem sertransmitidos na rede e divide ele em pequenospedaços com tamanhos fixo.
• Esses pedaços são denominados pacotes ou quadros.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Protocolo VII
• Exemplo: Temos um arquivo de 100KB e o protocoloexistente divide os dados em pacotes de 2KB.Quantos pacotes serão transmitidos?
• Quantidade de Pacotes = 100KB / 2KB– 50 Pacotes.
• Dentro de cada pacote há uma informação deendereçamento que informa a origem e destino dopacote.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Protocolos VIII
• As placas de rede dos computadores possuem um endereço fixo, que é gravado em hardware.
• O computador de destino sabe que o pacote atualmente transitando no cabo de rede é para ele.
• No cabeçalho do pacote vai o endereço da placa de rede de destino.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Transmissão de dados
• Uso de pacotes otimiza enormemente o uso da rede,principalmente para transmissão de dados grandes.
• Com isso podemos aproveitar melhor o meio detransmissão.
• Assim podemos fazer com que vários dispositivos secomuniquem “ao mesmo tempo” em uma rede.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Transmissão de Dados II• Imagine que o computador A e C desejam transmitir um arquivo para Computador
B, o receptor “monta” os pacotes a medida que eles vão chegando. Que é umtrabalho fácil sabendo que o endereço do computador de origem .
A
A
A
C A C A
A
C
A
C
C
C
C A C A
24/2/2008
5
“Velocidade” das redes
• Se somente existir uma transmissão de dados entre o computador A e o computador B, está transmissão pode ser feita na velocidade máxima do meio de transmissão. Por exemplo, 10Mbps.
• Para fazer duas transmissões simultâneas a 10Mbps a banda deveria subir para 20Mbps.
• O limite da velocidade que é ajustada de acordo com o meio de transmissão (cabo).
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
“Velocidade” das redes
• Se um cabo trabalha com 10Mbps, esse é o limite dabanda de transmissão.
• Se dois computadores compartilharem o mesmocabo a velocidade caíra pela metade 5Mbps
• Se três computadores compartilharem o mesmocabo a velocidade caíra para 3,33Mbps.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Placa de rede...• A placa de rede, ao colocar um pacote de dados no cabo da
rede, faz uma conta chamada checksum ou CRC (CyclicalRedundancy Check).
• Esse cálculo consistem em somar todos os bytes presentes nos pacotes de dados e enviar o resultado dentro do próprio pacote.
• A placa de rede do receptor irá fazer essa conta e verificar se o resultado é o calculado pelo transmissor.
• Caso algum pacote chegue defeituoso o receptor pede sua retransmissão.
• Essa é a vantagem de trabalhar com pacotes pequenos, ou seja precisamos recuperar somente o pacote perdido.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Placa de rede II
Formato de um Pacote
• Exemplo de um pacote de dados.
Endereço de Destino
Endereço de Origem
Informações de Controle Dados CRC
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Padrões de Rede
• Redes de computadores proprietárias• Não havia de se misturar soluções de
fabricantes diferentes.• Dificuldade nas interconexões de sistema de
computadores• Para ajudar resolver esse problema, a ISO que
desenvolveu o chamado padrão OSI.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
24/2/2008
6
Modelo OSI• Com o surgimento do modelo
OSI as redes forampadronizadas.
• O modelo OSI é compostopor sete camadas: física,enlace, rede, transporte,sessão, apresentação eaplicação.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Modelo OSI
Modelo OSI
• Na transmissão de um dado, cada camada pega asinformações passadas pela camada superior, passando osdados para camada imediatamente inferior. Esse processo é oencapsulamento.
• Na camada de transporte os dados são divididos em pacotes• Na camada de enlace os pacotes são divididos em vários
quadros.• Modelo OSI ainda pode ser visto como aplicação, transporte e
rede.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Quadro X Pacote
• Quadro é um conjunto de dados brutos enviados através da rede.
• Um pacote de dados se refere a um conjunto de dados manipulados nas camadas 3 e 4 do modelo OSI
• Vamos agora estudar as camadas do modelo OSI.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Aplicação
• Essa camada faz a interface entre o protocolo de comunicação e o aplicativo que pediu ou receberá a informação através da rede.
• Os protocolos que executam os processos na camada de aplicação são:– HTTP (Acesso à WEB)– SMTP (Correio Eletrônico)– FTP (Transferência de Arquivos)– Telnet (Emulação de Terminais)
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Apresentação
• Conhecida como camada de tradução, convertendo o dado recebido em um formato comum a ser usado na transmissão pelo protocolo usado.
• Converte os dados no formato ASCII para formato EBCDIC
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
24/2/2008
7
Sessão
• Permite que duas aplicações em computadoresdiferentes estabeleçam uma sessão de comunicação.
• É responsável pelo estabelecimento do acesso a umaaplicação por meio de identificaçãodo usuário.
• Nessa camada os protocolos contidos são: NFS, SQLpara linux, SQL e o RPC.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Transporte
• A camada de transporte pega os dados enviados pela camada de sessão e dividi -los em pacotes que serão transmitidos pela rede.
• O receptor é responsável por pegar os pacotes recebidos e remontar o dado original.
• TCP, UDP.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Rede
• É responsável pelo endereçamento dospacotes, convertendo endereços lógico emendereços físicos.
• Essa camada também determina a rota que ospacotes irão seguir paraatingiro destino
• Essa camada é usada quando a rede possuimais deumsegmento de rede.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Enlace
• A camada de Enlace pega os pacotes de dadosrecebidos e os transforma em quadros que serãotrafegado pela rede
• Acopla aos quadros e endereço físico da placa derede, dados de controle e o CRC.
• O quadro criado pelo enlace é enviado para acamada Física, que converte os quadros em sinaiselétricos
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Enlace II
• Quando o receptor recebe o quadro, a sua camada de enlace confere se o dado chegou integro, através do CRC.
• Enviando uma confirmação para a origem chamada de acknowledge, ou simplesmente ack.
• Caso não receba essa confirmação o transmissor reenvia os pacotes.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Física
• A camada Física pega os quadros enviados pelo enlace e os transforma em sinais compatíveis com o meio onde os dados deverão ser transmitidos.
• O papel dessa camada é efetuado pela placa de rede dos dispositivos conectados em redes.
• Essa camada não se preocupa com o cabo mas sim com o tipo de conector e tipo de cabo usado para a transmissão e receptor dos dados.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
24/2/2008
8
Padrão IEEE 802
• IEEE (Institute of Electricaland ElectronicEngineers) criou o padrão 802 destinada a regulamentar os protocolos de rede.
• O nível 2 do modelo OSI no modelo IEEE 802 é dividida em duas:– Controle do Link Lógico (LLC)– Controle de Acesso ao Meio (MAC)
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Padrão IEEE 802
Padrão IEEE 802 II
• Protocolo IEEE 802 e suas camadas
FÍSICAENLACE
FÍSICA
CONTROLE DO LINK LÓGICO (LLC)CONTROLE DE ACESSO AO MEIO (MAC)
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Padrão IEEE 802 III
• Padrão IEEE 802 – Em relação ao modelo OSI
APLICAÇÃOAPRESENTAÇÃO
SESSÃOTRANSPORTE
REDE
CONTROLE DO LINK LÓGICOCONTROLE DE ACESSO AO MEIO
FÍSICA
OSI
IEEE 802
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Padrão IEEE 802 IV
• Existem vários padrões, como:– IEEE 802.2 – Específica o funcionamento do LLC e o MAC.– IEEE 802.3 – Padrão Ethernet – Usa o conceito de detecção
de colisão, chamado de CSMA/CD.– IEEE 802.5 – Usando em redes com topologia anel,
especificando as redes token-ring– IEEE 802.11 – Especifica os protocolos de redes Wireless
Link de Dados Controle do Link Lógico (LLC) 802.2Controle de Acesso ao Meio (MAC)
802.3 802.4 802.5Física
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Acesso ao meio
• Camada Física pega os quadros enviados pelo MAC e os envia para o meio físico
• IEEE define a topologia usado pela rede e o tipo de conector usado pela placa de rede
• Os dados são codificados e enviados para o meio
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
24/2/2008
9
A codificação
• Tomando como exemplo o padrão Ethernet10Mbps queusa codificação Manchester
• A codificação Manchester transforma um bit 0em uma decida de 1 para 0 e um bit 1 em umasubida de0 para 1.
• Essa codificação é para aproveitar melhor omeio de transmissão evitando de deixá-loocioso.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Controle de Acesso ao Meio• Endereço Físico e único da placa de rede• Gravado no hardware o que “impossibilita” sua alteração• Formado por 48 bits ou 6 bytes sendo:
– 3 Bytes para determinar o fabricante– 3 Bytes para determinar o dispositivo
• Sua função é endereçar fisicamente os quadrosdeterminando origem e destino
• MAC ainda ajuda controlar o uso do cabo, enviando oquadronovamente toda vez que houver uma colisão.
• O MAC usa um driver da placa de rede para acessar, paraensinar como acessa o nível físico.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Quadro MAC
• A seguir veremos o quando que o MACentrega para a camada física. Os dadospresente no quadro são fornecidos peloLLC.
PreâmbuloMAC
DestinoMAC
OrigemComprimento Dados FCS
8 Bytes 6 Bytes 6 Bytes 2 Bytes 46 a 1500 Bytes 4 bytes
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Quadro MAC• Preâmbulo – Marca o inicio do quadro, informa o tipo de
codificação e a taxa de transmissão• Mac Destino – Endereço da placa de rede do receptor• Mac Origem – Endereço da placa de rede do transmissor• Comprimento – Indica quantos bytes estão sendo
transferidos no campo de dados do quadro• Dados – São os dados enviados pela camada de LLC.• Pad – Completa o quadro quando LLC não atinge o valor
mínimo de dados do quadro• FCS – Contem as informações de controle de correção de
erros (CRC) – checksum.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Endereço MAC
• FF FF FF 00 00 00• O endereço MAC é escrito
normalmente em hexadecimal.
Padrão Ethernet
• Quando não há colisão na transmissão existeumgap entre os pacotes de9,6µs.
1 2 3
Gap - 9,6µs Gap - 9,6µs
• Tamanho mínimo de um quadro Ethernet é de 84 bytes e o máximo é de 1538 bytes.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
24/2/2008
10
Controle do Link Lógico (LLC)
• LLC é regido pelo padrão IEEE 802.2.• Permite que mais de um protocolo acima dele.• Os pontos de comunicação entre transmissor e receptor é
chamado de SAP (Ponto de Acesso a Serviço).• Sua função é adicionar, ao dado recebido informações de
quem enviou esta informação.• Assim sendo possível a entrega dos dados corretamente pelo
receptor.• Sem essa camada não seria possível um mesmo computador
trabalhar com mais de um protocolo de comunicação.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Estrutura LLC
• Tamanho do quadro 46 a 1500bytes• Desse 8 bytessão usadospara controle• Esses dadossão exatamente o SAP de origeme destino• SAP é formado por 5 bytes sendo três para o fabricante
e definido pelo desenvolvedor.• Como 40 bits proporciona poucos endereços foi criado
um novo campo denominado SNAP (Sub NetworkAccess Protocol)
• Quando o SNAP é usado os bits 10101010 é colocadono campo SAP.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Estrutura LLC
• Aqui temos a estrutura do quando de controleLLC:
DSAP SSAP Controle Código Tipo Dados
1 Bytes 1 Bytes 1 Bytes 3 Bytes 2 Bytes 38 a 1492 Bytes
LLC - 3 bytes SNAP – 5 bytes
1 byte 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte
Indica o Fabricante Definido pelo Desenvolvedor
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
Quadro LLC• DSAP – Indica o endereço SAP de destino, se SNAP for usadoDSAP é
fixado em 10101010.• SSAP – Indica o endereço SAP de origem.• Controle – CTL Assume normalmente três valores:
– UI – Quando está transmitindo dados– XID – Usado para troca de dados entre o transmissor e o receptor –
Comando que informa a identidade do transmissor e receptor– Teste – O transmissor envia um dado e o receptor recebe e o envia de
volta, a fim de testar a comunicação.• Código – É o código do fabricante/desenvolvedor do protocolo IEEE.• Tipo – É o código dado pelo fabricante/desenvolvedor ao protocolo.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
NDIS
• NDIS – Network Driver Interface Specification• Desenvolvido pela 3Com e a Microsoft• É um driver instalado no sistema operacional que
permite que uma placa de rede possa utilizar mais deum protocolo de rede ao mesmo tempo.
• Permite que seja colocado no mesmo computadorduas placas de redes.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
NDIS
24/2/2008
11
ODI
• ODI – Open Datalink Interface• é um driver com o mesmo o objetivo do NDIS• Usado em sistemas Apple e Novell• Possui duas interfaces
– MPI – Multiple Protocol Interface– MLI – Multiple Link Interface
• Os drivers da placa de rede compatíveis com o ODS sãochamados de MLID – Multiple Link Interface Driver.
• MLI – permite a instalação de mais placas de rede namesma máquina.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
ODI
NDIS X ODI
• Quando receber o quadro a MPI entrega osdados diretamente para o protocoloresponsável.
• No NDIS, quando chega a camada vectortentar “empurrar”o quadro para cada um dosprotocolos instalados, pois não existe campodeendereçamento.
Redes de ComputadoresTécnico em Informática
UFA!!! Aprendemos hoje...
• Componentes de Comunicação• Representação de Dados• Modos de transmissão• Protocolos• Modelo OSI• MAC• Entre outros.