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Arquitetura em CamadasAULA 02
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Roteiro da Aula 2
2.1 Envio de um caractere entre 2 computadores2.2 Envio de mensagens em uma rede2.3 Analogia de uma arquitetura em camadas2.4 Arquitetura da Internet2.5 Tipos de comutação de Serviços
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2.1 Troca de mensagens entre 2 computadores
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Transferência de um CARACTER entre 2 computadores
Hipóteses: transmissão simplex em meio ideal, (sem erro e buffer infinito no receptor).
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Réception d’un message – hardware
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Transferência de um CARACTER entre 2 computadores
Hipóteses: transmissão simplex em meio ideal, (sem erro e buffer infinito no receptor).
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TIPO
Dados: byte;
PROCEDIMENTO Envia;
VAR Buffer: Dados;
INICIO REPITA PegaDoTeclado (Buffer); EnviaPraRede (Buffer); ATE FALSO; FIM;
EstadoESPERA
Caracter no Buffer (aplicação
) Envia
caracter(Camada Física)
origemAplicação
física
destinoAplicação
física
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TIPO
Dados
= byte;
PROCEDIMENTO Recebe; VAR Buffer = Dados;
INICIO REPITA PegaDaRede (Buffer); EnviaProMonitor (Buffer); ATE FALSO; FIM;
EstadoESPERA
Envia caracter
(aplicação)
Caracter no buffer(Camada Física)
mensagemsegmento
datagramaquadro
origemAplicação
físicaHtHnHl MHtHn MHt M
M
destino
HtHnHl MHtHn MHt M
M Aplicação
física
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Transferência de um CARACTER entre 2 computadores
Hipóteses: transmissão simplex em meio ideal, (sem erro e buffer FINITO no receptor).
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TIPO Dados = Byte; TipoEvento = (Confirmação); PROCEDIMENTO Envia; VAR Buffer : Dados; Evento: TipoEvento; INICIO REPITA PegaDoTeclado (Buffer); EnviaPraRede (Buffer) Espera (Evento);
ATE FALSO; FIM;
EstadoBUFFER
EstadoESPERA
Caracter no Buffer (aplicação
) Envia
caracter(Camada Física)
FAZ NADA
Chegada da Confirmação
(Camada Física)
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PROCEDIMENTO Recebe; VAR Buffer : Dados;
Conf : Dados; INICIO REPITA DeBaixo (Buffer);
PraCima (Buffer);
PraBaixo (Conf); ATE FALSO; FIM;
Conf:= OK;
TIPO Dados = Byte;
EstadoESPERA
Envia Caracter (aplicação) ;Envia Conf
(Camada Física)
Caracter no buffer(Camada Física)
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2.2 Troca de mensagens em uma rede
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Surgem as Redes de Computadores
Sistema de Comunicação
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Redes de Longa Distância (WAN)
DCEsFronteira da sub-redede Comunicação
DSEs
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Rede Local (LAN)Topologia em barra
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Tecnologia Digital– Multimídia
• Processamnto integrado de áudio, vídeo, dados, etc.
– Novas tecnologias de transmissão
• fibra ótica• altas velocidades• digitalização das
redes públicas• redes integradas
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2.3 Analogia de uma arquitetura em camadas
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Arquitetura em camadas
BIÓLOGO brasileiro
BIÓLOGO senegalês
?
Bom dia
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BIÓLOGO brasileiro
BIÓLOGO senegalês
TRADUTOR(português/inglês):Good Morning
TRADUTOR:(inglês/francês)?
Bom dia
Arquitetura em camadas
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BIÓLOGO brasileiro
BIÓLOGO senegalês
TRADUTOR(português/inglês):Good Morning
TRADUTOR(inglês/francês):
ENGENHEIROde comunicações
ENGENHEIROde comunicações
Bom dia
Good Morning
Arquitetura em camadas
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BIÓLOGO brasileiro
BIÓLOGO senegalês
TRADUTOR(português/inglês):Good Morning
TRADUTOR(inglês/francês):
Bonjour
ENGENHEIROde comunicações
ENGENHEIROde comunicações
Bom dia
Good Morning
Arquitetura em camadas
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BIÓLOGO brasileiro
BIÓLOGO senegalês
TRADUTOR(português/inglês):Good Morning
TRADUTOR(inglês/francês):
Bonjour
ENGENHEIROde comunicações
ENGENHEIROde comunicações
Bom dia Bonjour
Good Morning
Arquitetura em camadas
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2.4 Arquitetura da Internet
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O que é um protocolo?um protocolo humano e um protocolo de rede:
P: Apresente outro protocolo humano!
Oi
OiQue horas
são?2:00
TCP connection req.TCP connectionreply.Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm
<arquivo>tempo
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Pilha de protocolos Internet
• aplicação: dá suporte a aplicações de rede– FTP, SMTP, HTTP
• transporte: transferência de dados host-a-host– TCP, UDP
• rede: roteamento de datagramas da origem até o destino– IP, protocolos de roteamento
• enlace: transferência de dados entre elementos de rede vizinhos– PPP, Ethernet
• física: bits “no fio”
aplicação
transporte
rede
enlace
física
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Camadas: comunicação lógicaaplicaçãotransporte
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica aplicação
transporterede
enlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
redeenlacefísica
Cada camada:• distribuída• as “entidades”
implementam as funções das camadas em cada nó
• as entidades executam ações, trocam mensagens entre parceiras
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Camadas: comunicação física
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica aplicação
transporterede
enlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
redeenlacefísica
dados
dados
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2a: Camada de Aplicação 28
Processos em comunicaçãoProcesso: programa que executa
num hospedeiro• processos no mesmo
hospedeiro se comunicam usando comunicação entre processos definida pelo sistema operacional (SO)
• processos em hospedeiros distintos se comunicam trocando mensagens através da rede
Processo cliente: processo que inicia a comunicaçãoProcesso servidor: processo que espera para ser contatado
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2a: Camada de Aplicação 29
Arquitetura cliente-servidorServidor: Sempre ligado Endereço IP permanente Escalabilidade com server
farms Cliente: Comunica-se com o servidor Pode estar conectado
intermitentemente Pode ter endereços IP
dinâmicos Não se comunica
diretamente com outros clientes
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2a: Camada de Aplicação 30
Camada de AplicaçãoProgramas que
– Executam em diferentes sistemas finais
– Comunicam-se através da rede– p.ex., Cliente Web & Servidor Web
Programas não relacionados ao núcleo da rede
– Dispositivos do núcleo da rede não executam aplicações de usuários
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
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Camada de Transporte
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica aplicação
transporterede
enlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
redeenlacefísica
dados
dados• recebe dados da
aplicação• adiciona endereço e
verificação de erro para formar o “datagrama”
• envia o datagrama para a parceira
• espera que a parceira acuse o recebimento (ack)
• analogia: correio
dados
transporte
transporte
ack
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Serviços e protocolos de transporte
• provê comunicação lógica entre processos de aplicação executando em hospedeiros diferentes
• protocolos de transporte executam em sistemas finais:
– lado transmissor: quebra as mensagens das aplicações em segmentos, repassa-os para a camada de rede
– lado receptor: remonta as mensagens a partir dos segmentos, repassa-as para a camada de aplicação
• existem mais de um protocolo de transporte disponível para as aplicações
– Internet: TCP e UDP
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísicarede
enlacefísica
redeenlacefísica
transporte lógico fim a fim
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Protocolos da camada de transporte Internet
• entrega confiável, ordenada (TCP)
– controle de congestionamento– controle de fluxo– estabelecimento de conexão
(“setup”)• entrega não confiável, não
ordenada: UDP– extensão sem “frescuras” do
“melhor esforço” do IP• serviços não disponíveis:
– garantias de atraso– garantias de largura de banda
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísicarede
enlacefísica
redeenlacefísica
transporte lógico fim a fim
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Camadas de Transporte X Rede
• camada de rede: comunicação lógica entre hospedeiros
• camada de transporte: comunicação lógica entre processos – depende de, estende
serviços da camada de rede
Analogia doméstica:12 crianças enviando cartas para
12 crianças• processos = crianças• mensagens da apl. = cartas nos
envelopes• hospedeiros = casas• protocolo de transporte = Ann e
Bill• protocolo da camada de rede =
serviço postal
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Camada de rede• transporta segmentos da estação
remetente à receptora• no lado remetente, encapsula
segmentos dentro de datagramas• no lado receptor, entrega os
segmentos para a camada de transporte
• protocolos da camada de rede em todos os sistemas finais e roteadores
• roteadores examinam campos de cabeçalho de todos os datagramas IP que passam por eles
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
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Camada de EnlaceAlguma terminologia:• hosts e roteadores são nós• canais de comunicação que conectam
nós adjacentes ao longo de um caminho de comunicação são enlaces/link
– enlaces cabeados– enlaces sem fio (não cabeados)– LANs
• Pacote da camada 2 é um quadro/frame, encapsula datagramas
“link”
a camada de enlace é responsável por transferir os
datagramas entre nós adjacentes através do enlace
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Protocolos da Camada de Enlace
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mensagemsegmento
datagramaquadro
origemaplicaçãotransporte
redeenlacefísica
HtHnHl MHtHn MHt M
M
destino
HtHnHl MHtHn MHt M
Mrede
enlacefísica
enlacefísica
HtHnHl MHtHn M
HtHnHl MHtHn M
HtHnHl M HtHnHl M
roteador
switch
Encapsulamento
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
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2.5 Tipos de Comutação e de Serviços
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Comutação de Circuito (VOZ)
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Comutação de Circuito (VOZ)
Mensagem
T
1 2 3 4
Estabelecimentoda Conexão
Término da Conexão
Tempo de Propagação
Transmissão da Mensagem
Tempo deTransmissão
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Comutação de Mensagem
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Comutação de Circuito (VOZ)
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Comutação de Pacotes (DADOS)
Transmissão dos Pacotes
1 2 3 4
11
22
3311
22
3311
22
33
Cabeçalho
Dados
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Comutação de Pacotes (DADOS)
Transmissão dos Pacotes
1 2 3 4
11
22
3311
22
3311
22
33
Cabeçalho
Dados
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
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Comutação de circuito & Circuitos
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Tipos de Comutação
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O que é a Internet: visão dos serviçosa infra-estrutura de comunicação
permite o uso de aplicações distribuídas:WWW, email, jogos,
comércio eletrônico, compartilhamento de arquivos (MP3)
serviços de comunicação disponibilizados:sem conexões não
confiávelorientado a conexões e
confiável
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TCP: serviço orientado para conexão
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica aplicação
transporterede
enlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
redeenlacefísica
dados
dados
dados
transporte
transporte
ack
![Page 52: Arquitetura em Camadas AULA 02. Roteiro da Aula 2 2.1 Envio de um caractere entre 2 computadores 2.2 Envio de mensagens em uma rede 2.3 Analogia de uma](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062819/570638571a28abb8238fc14c/html5/thumbnails/52.jpg)
UDP: serviço NÃO orientado para conexão
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica aplicação
transporterede
enlacefísica
aplicaçãotransporte
redeenlacefísica
redeenlacefísica
dados
dados
dados
transporte
transporte