arquitetura de rede de computadoresvolnys/courses/redes/pdf/09arq-col.pdf · ?modelo de arquitetura...
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Volnys B. Bernal (c) 1
Arquitetura deRede de Computadores
Volnys Borges [email protected]
http://www.lsi.usp.br/~volnys
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Agenda
? Entidades de Padronização? Modelo de Referênica OSI? Terminologia? Tipos de serviço
? Arquitetura TCP/IP
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Entidades de Padronização
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Entidades de Padronização
? As principais entidades de padronização na área deredes de computadores são:? ISO ?International Organization for Standardization?Principal entidade de padronização internacional
? IEC?International Electrotechnical Commision
? ITU-T?International Telecomunications Union?Antigo CCITT (Comité Consultantif International Télégraphique et
Téléphonique)? IEEE?Institute of Electrical and Electronics Engineers?O IEEE submete propostas de padrões OSI através da ANSI
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Entidades de Padronização
? Associações Nacionais ligadas à ISO?ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas?ANSI - American National Standards Institute?BSI - British Standards Institute?DIN - Deutsches Institut for Normung? ....
? JTC 1? Joint Technical Committee 1?Como existe uma certa superposição de atividades entre a ISO
e o IEC em relação as atividades em tecnologia da informação foi formado o JTC 1
? É o responsável final pelas recomendações sobre LANs e MANs
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Entidades de Padronização
ISO/IEC JTC1 on Information Technology
ABNT ANSI DIN BSI
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Entidades de PadronizaçãoIEEE
802.1 - High Layer Interfaces
TCCC Technical Committee on Computer Communications
TCSP - Technical Committee on Security and Privacy
IEEE 802 - LANandMAN Standards
IEEE 816 - Future Bus Committee
802.2 - Logical Link Control
802.3 - CSMA/CD Bus
802.4 - Token Bus
802.5 - Token Ring
802.6 - MAN
802.7 - Broadband TAG
802.8 - Fiber Optical TAG
802.9 - Voice and Data LAN Int.
802.10 - Inter. LAN Security
802.10 - Wireless LAN
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Entidades de Padronização
? ISO? International Organization for Standardization?Organização internacional fundada em 1946?Objetivo:?Elaboração de padrões internacionais
?Os menbros da ISO são os orgãos de padronização nacionaisdos países membros
?Alguns representantes de países?Brasil ABNT?EUA ANSI?Inglaterra BSI?Alemanha DIN?.....
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Entidades de Padronização
? ISO?A ISO é composta por Comitês Técnicos (TCs)?O TC97 é o responsável pela padronização de sistemas de
processamento de informações?Cada TC possi subcomitês (SCs)?Cada Subcomitê é dividido em grupos de trabalho (WGs)
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Entidades de Padronização
? Processo de padronização ISO?O desenvolvimento de um padrão ISO começa quando alguma
das organizações nacionais acha necessário elaborar umpadrão e submete à ISO uma proposta inicial denomidada WD (Working Document).
? É então formado um Grupo de Trabalho (Workging Group - WG)que trabalha gerando um DP (Draft Proposal)
?O DP é divulgado e os membros da ISO tem 6 meses para analisar e votar.
? Se a maioria dos votantes for favorável, um documento revisado chamado DIS (Draft International Standard) éproduzido e divulgado.
?Um novo período de 6 meses é definido para análise e votação. ? Se o documento for aprovado ele se torna finalmente um IS
(International Standard)
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Modelo de Referênca ISO/OSI
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Modelo de Referência ISO/OSI?OSI?Open Systems Interconnection?Define padrões ISO para o intercânbio de informações entre
sistemas?Sistemas Abertos
o Open Systemso Sistema aberto, ou seja, sistema padronizado
?Modelo de Referência ISO/OSI?Open Systems Interconnection Reference Model (RM-OSI)?Modelo de arquitetura de redes de computadores, definida pela
ISO, que deve ser utilizada como referência no projeto deprotocolos de rede pelos fabricantes?Objetivo
o Permitir o intercâmbio de informações entre computadoresde fabricantes distintos
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Modelo de Referência ISO/OSI
? Modelo de Referência ISO/OSI?Não é intenção deste padrão:?servir como especificação de implementação?fornecer nível de detalhes suficiente para a definição precisa da
arquitetura de rede?O padrão fornece um esquema conceitual que permite que
equipes de especialistas trabalhem de forma produtiva eindependente no desenvolvimento de padrões para cada umadas camadas do RM-OSI
?O RM-OSI não define a arquitetura de uma rede, pois não especifica com exatidão os serviços e protocolos de cada camada de rede.
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Modelo de Referência ISO/OSI
SessãoSessão
ApresentaçãoApresentação
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
RedeRede
EnlaceEnlace
FísicoFísico
meio físico
Aplicação
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Terminologia
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Terminologia
? Camadas? Para reduzir a complexidade a arquitetura de rede é organizada
em camadas?A figura a seguir apresenta o modelo OSI para representação de
uma camada de protocolos
Entidade deserviço
Usuário doserviço
Entidade deserviço
Usuário doserviço
Protocolodo Serviço
SAP SAP
Camada N
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Terminologia
? Serviço?Representa um conjunto de funções oferecidas a um usuário
por uma camada?O serviço fornecido por uma camada à outra é especificado
pelo conjunto de primitivas de serviço trocadas entre elas epela ordem segundo a qual as primitivas são trocadas
? SAP? Service Access Point? Ponto de acesso ao serviço oferecido por uma entidade de
serviço
? Protocolo? São as regras e convenções utilizadas na comunicação com a
entidade remota parceira.
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Terminologia
? Entidade? Elementos ativos das camadas?As entidades pode ser um módulo do sistema operacional, um
módulo de um processo, um processo ou mesmo um hardware.? Entidades parceiras: são as entidades parceiras de
comunicação localizadas em máquinas diferentes associadas auma mesma camada
? Hierarquia de camadas?Cada camada fornece serviços para a camada superior.?Cada camada usa serviços da camada inferior
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Terminologia
Entidade deserviço
Entidade deserviço
Protocolodo Serviço
SAP SAP
Camada N - 1
Entidade deserviço
Entidade deserviço
Protocolodo Serviço
SAP SAP
Entidade deserviço
Entidade deserviço
Protocolodo Serviço
SAP SAP
Camada N
Camada N + 1
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Terminologia
Entidade deserviço
SAP
Camada N - 1
Entidade deserviço
SAP
Entidade deserviço
SAP
Camada N
Camada N + 1
Entidade deserviço
SAP
Fornece Serviços
UtilizaServiços
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Tipos de serviços
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Primitivas de serviço
? Primitivas de serviço
?Request?Requisição de um serviço a uma entidade parceira
? Indication?Informação da ocorrência de um evento
?Response?Envio da resposta a uma entidade parceira
?Confirm?Recebimento da responsta a uma requisição realizada
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Tipos de serviço
? Quanto a conexão, um serviço pode ser:
?Orientado a conexão?É necessário estabelecer uma conexão entre as entidades
parceiras antes do inicio da comunicação de dados?Exemplo: telefone, TCP
?Não orientado a conexão?Não é necessário o estabelecimento de conexão prévia?Exemplo: correio postal, IP, UDP
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Tipos de serviço
? Quanto a confirmação, um serviço pode ser:?Confirmado?Não confirmado? Iniciado pelo fornecedor
Entidade deserviço
Usuário doserviço
Entidade deserviço
Usuário doserviço
Protocolodo Serviço
SAP SAP
Solicitante Acolhedor
Fornecedor
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Tipos de serviço
(a) Serviço confirmado
? Sempre existe uma confirmação (resposta/ack) sobre arequisição do serviço
?Utiliza 4 primitivas?service.REQUEST?service.INDICATION?service.RESPONSE?service.CONFIRMATION
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Tipos de serviço
? Serviço confirmado
Entidade deserviço
Usuário doserviço
Entidade deserviço
Usuário doserviço
Protocolodo Serviço
SAP SAP
Solicitante Acolhedor
Fornecedor
(1)
serv
ice.
RE
QU
ES
T
(3)
serv
ice.
RE
SP
ON
SE
(4)
serv
ice.
CO
NF
IRM
AT
ION
(2)
serv
ice.
IND
ICA
TIO
N
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Tipos de Serviço
? Serviço confirmado?Outra notação
(1) service.REQUEST
(2) service.INIDCATION
(4) service.CONFIRMATION
(3) service.RESPONSE
SAP SAP
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Tipos de Serviço
(b) Serviço não confirmado?Não existe confirmação (resposta ou ack) sobre a requisição do
serviço.?Utiliza 2 primitivas?service.REQUEST?service.INDICATION
(1) service.REQUEST
(2) service.INDICATION
SAP SAP
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Tipos de Serviço
(c) Iniciado pelo fornecedor
?O fornecedor envia um evento indicando a ocorrência de algum evento interno
?Utiliza 1 primitiva?service.INDICATION
(1) service.INDICATION
SAP SAP
(1) service.INDICATION
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Exemplo #1
(1) connect.REQUEST(2) connect.INIDCATION
(4) connect.CONFIRMATION(3) connect.RESPONSE
SAP SAP
(5) data.REQUEST(6) data.INIDCATION
(8) data.CONFIRMATION(7) data.RESPONSE
(9) disconnect.REQUEST(10) disconnect.INIDCATION
? Pelo telefone, João convida Maria para jantar
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Exemplo #1
? Serviços oferecidos pela camada? connect? data? disconnect
? Primitivas de serviço?CONNECT.request?João disca o número do telefone
?CONNECT.indication?Maria escuta o telefone tocar
?CONNECT.response?Maria atende o telefone
?CONNECT.confirm?Joao escuta que a ligação foi completada
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Exemplo #1?DATA.request?João convida Maria para jantar
?DATA.indication?Maria escuta o convite
?DATA.response?Maria aceita o convite
?DATA.confirm?João escuta o aceite do convite
?DISCONNECT.request?João desliga o telefone
?DISCONNECT.indication?Maria percebe que a ligação foi terminada
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Exemplo #1
? Características? Serviço é orientado a conexão? Serviço CONNECT é confirmado? Serviço DATA é confirmado? Serviço DISCONNECT não é confirmado
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Exemplo #2
? Por carta, João convida Maria para jantar na sexta feiraas 20:00s
(1) data.REQUEST(2) data..INIDCATION
SAP SAP
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Exemplo #2
? Serviços oferecidos pela camada? data
? Primitivas de serviço? data.REQUEST?João envia a carta com o convite para Maria
? data.INDICATION?Maria recebe a carta com o convite
? Características? Serviço não orientado a conexão? Serviço DATA não é confirmado
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Exemplo #3
? Por carta registrada com confirmação, João convidaMaria para jantar na sexta feira as 20:00s
(1) data.REQUEST(2) data..INIDCATION
SAP SAP
(4) data.CONFIRMATION(3) data.RESPONSE
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Exemplo #3
? Serviços oferecidos pela camada? data
? Primitivas de serviço? data.REQUEST?João envia a carta com o convite para Maria
? data.INDICATION?Maria recebe a carta com o convite
? data.RESPONSE?É enviado a João a confirmação do recebimento por Maria
? data.CONFIRMATION?João recebe a confirmação do recebimento por Maria
? Características? Serviço não é orientado a conexão? Serviço DATA é confirmado
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Níveis do Modelo de ReferêniciaISO/OSI
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Níveis do Modelo de ReferênciaISO/OSI
SessãoSessão
ApresentaçãoApresentação
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
RedeRede
EnlaceEnlace
FísicoFísico
meio físico
Aplicação
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Modelo de Referência ISO/OSI
? Nível Físico
?Define as características mecânicas, elétricas, funcionais eprocedimento pra ativar, manter e desativar conexões físicas
?Objetivo?Permitir a trasmissão de bits pelas entidades de nível de enlace?Dedica-se a transmissão de bits
?Características?Define
o como representar os valores 0 e 1 (bits)o half-duplex ou full-duplexo como a conexão será estabelecida e desfeita
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Modelo de Referência ISO/OSI
? Nível de Enlace
?Objetivo?Transmissão básica de dados entre entidades conectadas?Detectar e opcionalmente corrigir erros que ocorram no nível
físico?Controle de fluxo (opcional)
o Não permitir que uma entidade emissora transmita maisdados que a entidade receptora seja capaz de processar
?Converte um canal de transmissão não confiável em um canal de transmissão confiável
?Os dados a serem transmitidos são colocados em quadros que contém alguma forma de redundância para detecção de erros
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Modelo de Referência ISO/OSI
? Nível de Rede
?Objetivo?Fornecer ao nível superior (nível de transporte) uma forma de
transmitir dados entre duas máquinas quaisquer
?Características?Trata dos problemas de roteamento e chaveamento de pacotes?Tipos de serviço
o Orientados a conexãoo Datagrama
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Modelo de Referência ISO/OSI
? Nível de Transporte
?Objetivo?Permite definir um meio confiável de transmissão fim-a-fim
(aplicação - aplicação)
?O nível de rede não garante necessariamente que um pacote chegue a seu destino:?um pacote pode não chegar ao seu destino?pacotes podem chegar fora de ordem
? Funções importantes?Multiplexaxão?Controle de fluxo
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Modelo de Referência ISO/OSI
? Nível de Sessão
?Objetivo?Fornecer mecanismos que permitam estruturar os circuitos
oferecidos pelo nível de transporte
? Funções?Gerenciamento de token
o Nos casos na qual a troca de informações seja half-duplex?Controle de diálogo
o ponto de sincronização - no caso de uma falha decomunicação os parceiros voltam a um ponto anterior da comunicação
?Gerenciamento de atividadeso Controle de prioridades
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Modelo de Referência ISO/OSI
? Nível de Apresentação
?Objetivo?Realizar transformações necessárias nos dados transmitidos
para se adequar ao sistema local?Exemplo:
o Comunicação entre um brasileiro e um Japonês com auxíliode um tradutor inglês
o A camada de sessão funciona como o tradutor Inglês
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Modelo de Referência ISO/OSI
? Nível de Aplicação
?Objetivo?Fornecer aos processos de uma aplicação os meios para que
estes utilizem o meio de comunicação
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Arquitetura TCP/IP
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Arquitetura TCP/IP
SessãoSessão
ApresentaçãoApresentação
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
RedeRede
EnlaceEnlace
FísicoFísico
meio físico
Aplicação
Modelo de Referência OSI
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
RedeRede
Intra-redeIntra-rede
meio físico
Aplicação
TCP/IP
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Arquitetura TCP/IP
SessãoSessão
ApresentaçãoApresentação
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
RedeRede
EnlaceEnlace
FísicoFísico
meio físico
Aplicação
OSI
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
RedeRede
Intra-redeIntra-rede
meio físico
Aplicação
TCP/IP
FTP, DNS, Telnet, HTTP, SMTP, POP, IMAP, SNMP,
...
UDP, TCP
IP
EthernetSlipPPP
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Arquitetura TCP/IP
? Nível de Intra-Rede?Objetivo?Transferência de dados entre equipamentos de uma mesma
rede? Funções importantes?Tradução de bits em sinais de transmissão?Especificação dos meios de transmissão?Endereçamento?Chaveamento
? Protocolos?Ethernet, Fast-Ethernet, Gigabit-Ethernet?PPP, SLIP, Frame Relay
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Arquitetura TCP/IP
? Nível de Rede?Objetivo?Transferência de dados entre equipamentos quaisquer (não
necessariamente pertencente a mesma rede)? Funções importantes?Endereçamento?Roteamento
? Protocolos?IP?IPX
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Arquitetura TCP/IP
? Nível de Transporte?Objetivo?Transferência de dados entre aplicações (processos) residentes
em máquinas distintas? Funções importantes?Controle de fluxo?Endereçamento de aplicação (porta)
? Protocolos?TCP - orientado a conexão?UCP - datagrama
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Arquitetura TCP/IP
? Nível de Aplicação?Objetivo?Permitir que aplicações troquem informações segundo uma regra
(específica de cada aplicação)? Protocolos?DNS?FTP?HTTP?Telnet?SMTP?POP?IMAP, ....
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Arquitetura TCP/IP
EthernetEthernet
meio físico
DNSDNS
IPIP
Aplicação
Camada deAplicação
Camadaintra-rede
Camadade redes
Camada detransporte
TCPTCPUDPUDP
ARPARP RARPRARP
ICMPICMP IGMPIGMP
Fast Ethernet
Fast Ethernet
GigabitEthernetGigabit
EthernetPPPPPP SLIPSLIP Frame
RelayFrame Relay
HTTPHTTP FTPFTP TelnetTelnet RPCRPCSMTPSMTP POPPOP NetBiosNetBios
NFSNFS NISNIS SMBSMB
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Arquitetura TCP/IP
EthernetEthernet
IPIP
TCPTCP
ARPARP RARPRARP
ICMPICMP IGMPIGMP
HTTPHTTP
WEBServer
HTTPHTTP
Browser
UDPUDP
EthernetEthernet
IPIP
TCPTCP
ARPARP RARPRARP
ICMPICMP IGMPIGMP
UDPUDP
Meio Físico (rede loccal)
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Arquitetura TCP/IP
EthernetEthernet
Meio Físico
IPIP
Processos
UDPUDP
ARPARP RARPRARP
ICMPICMP IGMPIGMP
HTTPHTTP
TDPTDP
WEBServer
telnettelnet
telnetServer
Kernel
Device Driver
Placa de Rede
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Bibliografia deste módulo
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Bibliografia deste módulo
? Livro?Redes de Computadores: das LANs MANs e WANs às Redes
ATM.SOARES, LUIZ F. G.Editora Campus. 1995
? TCP/IP Illustrated Volume 1: The Protocols. STEVENS, W. RICHARD. Addison-Wesley. 1994.
?Computer Networks. TANENBAUM, ANDREW S. 3rd edition. Prentice Hall 1996.