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Introdução a Redes de
Computadores
Universidade Católica de Pelotas
Curso de Engenharia da Computação
Disciplina: Redes de Computadores I
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Sumário
• Introdução• Evolução dos Sistemas• Redes de Computadores
▫ Histórico▫ Elementos necessários▫ Endereçamento▫ Pacotes▫ Compartilhamento▫ Detecção de Erros▫ Protocolo▫ Categoria de Redes
• E a Internet?
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Introdução (1/3)
Cada um dos 3 últimos séculos foi dominado por uma única tecnologia:
▫ O século XVIII foi o tempo dos grandes sistemas mecânicos Revolução Industrial
▫ O século XIX foi a idade da máquina a vapor
▫ O século XX foi pródigo em tecnologias, mas considera-se a mais importante os recursos de coleta, processamento e distribuição da informação Rede mundial de telefonia, rádio e TV, indústria dos
computadores, satélites de comunicação, Internet .
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Introdução (2/3)
A comunicação é uma das maiores necessidades humanas
▫ Marco: telégrafo de Samuel Morse em 1838
▫ A partir daí a evolução dos sinais elétricos transmitidos a distância atravessou uma evolução muito grande.
▫ Por outro lado o armazenamento de dados e o tratamento de informações da década de 50 até os dias de hoje mudou a civilização ao ponto de caracterizá-la como a Era da Informação.
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Introdução (3/3)
• A conjunção destas 2 tecnologias revolucionou o mundo atual
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TelecomunicaçãoProcessamento
de Dados
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Evolução dos Sistemas (1/4)Década de 50 - Processamento batch
▫ uma única entrada de dados (cartões perfurados ou fitas) e programas (jobs) executados em lote (batch).
▫ Nenhuma forma de interação direta usuário-computador.
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Evolução dos Sistemas (2/4)
Década de 60 - Processamento Centralizado▫ um computador fornecia a informação para a organização;
▫ um único banco de dados;
▫ usuários conectados ao computador central através de terminais remotos interativos.
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Evolução dos Sistemas (3/4)Década de 70 - Processamento Descentralizado
▫ Cada departamento ou componente geográfico da organização possuía um computador de porte mini ou médio;
▫ Sistemas pequenos e dispersos mais acessíveis ao usuário;
▫ Sistemas que exigiam grande capacidade continuaram centralizados devido ao ainda alto custo de cada máquina.
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Evolução dos Sistemas (4/4)
Redes de Comunicação de Dados
▫ Compatibilidade entre diferentes sistemas de dados locais (LAN) e sistemas de grandes proporções geográficas (WAN-MAN);
▫ Transmissão mais rápida e eficiente com as redes digitais de comunicação de dados.
▫ Integração de sistemas.
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Redes de Computadores
▫ Histórico
▫ Elementos necessários à Rede
▫ Endereçamento
▫ Pacotes
▫ Compartilhamento
▫ Detecção de Erros
▫ Protocolo
▫ Categoria de Redes
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Redes de Computadores
• Uma Rede de Computadores é formada por um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos interligados por um sistema de comunicação
• Elementos
▫ Meios de transmissão
▫ Protocolos
▫ Serviços
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Sistema de comunicação
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Elementos necessários à Rede▫ Serviços de rede
Recursos compartilhados pelos computadores Executados por uma combinação de
hardware/software Serviços diferentes podem ser oferecidos
simultaneamente▫ Meio de transmissão
Caminho usado para comunicação entre os computadores
Inclui as tecnologias de cabo e sem cabo▫ Protocolos
Regras necessárias para estabelecer a comunicação entre equipamentos de rede
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Breve Histórico
• Primeiras pesquisas entre 1962 e 1964
• Agência ARPA (que originou a atual Internet)
• Sistemas comerciais usavam time-sharing, depois redes locais de minicomputadores - 1967
• Rede ALOHA via rádio interligando terminais na Universidade Honolulu (1970)
• Rede CYCLADES - França (1970-75)
• Rede ETHERNET - Xerox, Digital e Intel - (1972)
• Rede CAMBRIDGE - interligar universidades (1974)
• EPPS - Rede de comutação de pacotes - Inglaterra
• TRANSPAC (França), TELENET(USA), RENPAC (Brasil)
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Endereçamento
• Em uma interligação em rede, o endereço de um dispositivo é sua identificação única.
• Endereços geralmente são numéricos e seguem um formato padrão bem definido.
• O endereço deve identificar a qual rede (ou área) e a qual host (ou nó) pertence o equipamento.
• Equipamentos de uma mesma rede podem se comunicar diretamente entre si usando um protocolo comum.
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Pacotes
• Na maioria das redes, as informações enviadas são quebradas em partes menores chamadas “pacotes”
• 2 motivos principais
▫ Compartilhamento de recursos
▫ Detecção e correção de erros
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Compartilhamento• Nas redes com mais de 2 computadores, o meio físico de
conexão é compartilhado por todos▫ Havendo comunicação entre 2 pontos os demais devem aguardar
(como uma linha telefônica).
▫ Se os 2 dispositivos precisarem transferir um volume muito grande de dados eles monopolizariam a linha, o que seria inadequado.
• O desmembramento em pacotes permite que circulem na rede vários pacotes e que outros usuários encaixem no meio físico os seus pacotes▫ Assim em um dado momento vários pacotes com origem e
destinos diferentes estão trafegando na rede.
▫ Cada pacote contem informações suficientes para que seja recomposto e reordenado e a mensagem original será reconstruída adequadamente.
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Detecção de Erros
• A comunicação em rede é feita através de sinais elétricos em fios, ondas de radio ou raios luminosos, sujeitos a interferências que podem danificá-los.
• Saber lidar com pacotes adulterados é uma questão importante da interligação de redes
• Várias técnicas de detecção e correção de erros são baseadas em somas de verificação (checksum) .▫ Quando o emissor transmite o pacote, uma totalização em cima
dos bytes transmitidos é calculada e o resultado enviado junto com a informação
▫ No destino, o receptor isola a soma, recalcula a soma de bytes e compara com o valor isolado
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Protocolo
• Cada pacote deve conter dados de endereçamento para que possam chegar ao seu destino e serem recompostos
• Protocolo é um conjunto de regras que definem a forma de construção do pacote.
• O protocolo também identifica o momento de se enviar o pacote, quais pacotes devem ser enviados, quais devem ser reenviados devido a erro de transmissão e o que fazer para que eles sejam reconstruídos
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Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados do pacote
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Categorias de Redes
• LAN (Local Area Network)
• MAN (Metropolitan Area Network)
• WAN (Wide Area Network)
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LAN - Local Area Network
Rede local
▫ Rede que permite a conexão entre equipamentos numa pequena região (distâncias entre 100 m e 25 km)
▫ Este limite é apenas uma mera formalidade não sendo imposto pelos limites do hardware nem pela capacidade da rede
▫ Altas taxas de transmissão
▫ Geralmente de propriedade privada
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Exemplo de uma Rede LAN
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MAN - Metropolitan Area Network
Redes Metropolitanas
▫ Operam em áreas maiores que as LAN e com menores velocidades
▫ O termo surgiu com o padrão IEE 802.6.
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Rede 3G
G
G
GRede 4 Rede 5
Rede 1
Rede 2G
EE
E E
E
EE
E
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Cemig
Prodemge
Prodabel
Embratel
Exemplo de uma Rede MAN
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WAN - Wide Area Network
Redes geograficamente Distribuídas
▫ Surgiram da necessidade de compartilhar recursos especializados por uma maior comunidade de usuários geograficamente dispersos
▫ Altos custos de comunicação (circuitos para satélites e enlaces de microondas)
Geralmente financiadas pelo Serviço Público ou por operadoras de telecomunicações
Caminhos alternativos levam às fibras óticas de longa distância, repetidoras de satélite, estações rastreadoras, etc.
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Exemplo de uma Rede WAN
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E a Internet?
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E a Internet?A maior e mais bem desenvolvida rede.
▫ Conecta usuários do mundo inteiro.
▫ Não é realmente uma rede, mas, sim,
uma coleção de milhares de redes.
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Conectando-se
• Para acessar a Internet, é necessário conectar-se a um computador servidor.▫ O servidor recebe, processa e transmite
informações.
• Os computadores usam um padrão para se comunicarem.
• É necessário um provedor de serviços da Internet – Internet Service Provider (ISP).
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Provedores de Serviços (Internet
Service Providers)
• O proprietário de um computador servidor:▫ Cobra uma taxa de acesso à Internet. A taxa pode garantir acesso ilimitado ou basear-se
na utilização do serviço.
• Constitui um meio para o usuário conectar-se ao servidor.▫ Uma vez conectado, você pode conectar-se à
Internet e a todos os outros computadores servidores.
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Duvidas?
Perguntas?
• Folha de exercício 1
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