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AULA 2 - INTERNETProf. Pedro Braconnot Velloso
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Começo da Internet
• Lançamento do Sputnik I
• Primeiro satélite artificial
• Russo
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Reação dos EUA
• 1958 - Presidente Eisenhower
• Advanced Research Projects Agency (ARPA)
• Sistema de defesa antimísseis
• Detecção de testes de bomba nuclear
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Surgimento da Internet
• 1964 - Licklider, Kleinrock, Baran e Roberts
• Interconectar computadores para “acessar dados e programas de qualquer lugar e de maneira fácil e rápida”
• Rede com topologia distribuída para redundância
• Uma bomba não anularia a comunicação
• Rede baseada na comutação de pacotes
• Divisão da mensagem em pacotes, encaminhamento dos pacotes e remontagem da mensagem no destino
• Encaminhamento fácil da mensagem por diferentes caminhos
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Topologia distribuída
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Sistema telefônico
• Objetivo
• Conectar fios a outros fios
• Não se importa com a conversação telefônica
• O importante é o estabelecimento de um caminho entre a origem e o destino
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Comutação de circuitos
Usuários
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Problemas da comutação de circuitos
• Nenhuma informação é transferida antes do estabelecimento da chamada
• Eficiência decresce com
• Aumento do tempo de estabelecimento da chamada
• Aumento da banda passante do canal
• Diminuição do tempo de duração da chamada
• Falha da chamada se um dos elementos do caminho falha
• Confiabilidade decresce exponencialmente com a escala
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Comutação de pacotes
• Foco no sistema final e não mais no caminho
• Mensagem divida em pedaços (os pacotes)
• Encaminhados de forma independente uma das outras
• Pacotes com endereço final do destino
• Semelhante a uma carta enviada pelo correio
• Pacotes encaminhados nó-a-nó
• Podem percorrrer caminhos diferentes até o destino
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Comutação de pacote
Usuários
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Comutação
• Sistema telefônico
• Comutação de Circuitos
• Internet
• Comutação de Pacotes
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ARPANETPrimeira rede de
comutação de pacotes
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Princípios básicos da Internet
• Modelo em camadas
• Comutação de pacotes e melhor esforço
• Transparência
• Princípio fim-a-fim
• Entrega imediata
• Heterogeneidade de sub-rede
• Endereçamento global
• Controle distribuído
• Dependência mínima
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Requisitos para comunicação
• Duas pessoas conversando
• linguagem
• regras para a comunicação
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Protocolos de comunicação
• Conjunto de regras e procedimentos que definem a comunicação entre duas ou mais entidades
• Definem
• O formato e a ordem das mensagens trocadas
• As ações tomadas durante a recepção e/ou transmissão de mensagens
• As ações tomadas em outros eventos
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Complexidade da comunicação
• Mas se as entidades não quiserem “apenas” se comunicar
• Comunicação confiável e sem falhas, com qualidade, segura, em grupo, etc.
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Arquitetura em camadas
• Reduzir a complexidade do projeto de uma rede de comunicação
• Cada camada
• Provê um serviço para as camadas superiores
• “Esconde” das camadas superiores como o serviço é implementado
• Criar um pilha de camadas
• Número de camadas
• Nome de cada camada
• Função de cada camada
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Modelo OSI
FÍSICA
ENLACE
REDE
TRANSPORTE
SESSÃO
APRESENTAÇÃO
APLICAÇÃO
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Modelo OSI
FÍSICA
ENLACE
REDE
TRANSPORTE
SESSÃO
APRESENTAÇÃO
APLICAÇÃO
FÍSICA
ENLACE
REDE
TRANSPORTE
SESSÃO
APRESENTAÇÃO
APLICAÇÃO
FÍSICA
ENLACE
REDE
FÍSICA
ENLACE
REDE
máquina A máquina Broteador R1 roteador R2
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Problemas do modelo OSI
• Prós: bastante geral e continua válido até hoje
• Contras: protocolos associados ao modelo OSI são raramente usados
• Críticas
• Complexidade
• Cada camada deve desempenhar a sua função antes de encaminhar os dados para a camada seguinte
• Rigidez de modelagem
• Camadas diferentes não devem compartilhar informações
• Mesmos serviços implementados por diferentes camadas
• Ex.: correção de erros
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Arquitetura TCP/IP
ACESSO À REDE
REDE
TRANSPORTE
APLICAÇÃO
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Os dois modelos
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Arquitetura TCP/IP
• Aplicação
• Suporte para aplicações de rede
• Mensagens
• Exs.: HTTP, SMTP, FTP, etc.
• Transporte
• Comunicação fim-a-fim
• Transferência de dados entre sistemas finais
• Segmentos
• Exs.: TCP, UDP
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Arquitetura TCP/IP
• Rede
• Encaminhamento e roteamento*
• Datagramas
• Ex.: IP
• Enlace
• Comunicação salto-a-salto
• Transferência de dados entre elementos de rede vizinhos
• Quadros
• Exs.: Ethernet, PPP, WiFi, etc.
• Física
• Transmissão dos bits “no fio”
• Modulação e codificação
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Evolução da Internet
• 1970 – 12 IMPs interconectavam computadores nos EUA todo
• 1972 – RFC 354 File-Transfer Protocol (FTP)
• 1972 – Primeiro email
• 1973 – ¾ do tráfego era de emails
• 1974 - TCP/IP - Transmission Control Protocol and Internet Protocol
• Vinton Cerf (UCLA) e Robert Kahn (ARPA)
• Mais rápido e mais eficiente
• Mais computadores com menor custo
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Evolução da Internet (cont)
• 1986 – maioria dos departamentos norte americanos de ciência da computação estão conectados a Internet
• 1990 – NSFNET substitui a ARPANET
• 25 vezes mais rápida
• 1990 – Tim Berners-Lee propõe "World-Wide Web”
• 1991 – acesso discado à Internet
• 1991 – Gopher – primeira interface amigável
• 1993 – Mosaic
• Mark Andreessen propõe o primeiro navegador
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Sucesso da Internet
• 50 milhões de usuários
• 38 anos - Rádio
• 13 anos - Televisão
• 4 anos - Internet pública
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Topologia da Internet
19691999
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fonte: Internet Live Stats
Número de usuários da Internet
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Mudanças na Internet
• Perfil dos usuários
• Especializados —> maioria não especializada
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Mudanças na Internet (cont.)
• Aplicações
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Mudanças na Internet (cont.)
• Sem fins lucrativos —> Lucro
• Operadores e prestadores de serviço visam lucro
• Operadores devem ser capazes de “gerenciar”
• Configurar
• Resolver problemas
• Implementar elementos intermediários (Middleboxes)
• Proxies, firewalls, NATs etc.
• Implementar políticas
• roteamento, controle de acesso, prioridade etc.
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Colcha de retalhos
Internet
DNS
CIDR
NAT
IP Multicast
IP Móvel
DiffServ e IntServIP Sec
Cache e Firewalls
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Créditos
• Algumas das transparências foram inspiradas nas aulas
• Prof. Igor de Monteiro Moraes (IC/UFF)
• Inclusive as figuras que estão sem o crédito
• Figura do primeiro slide
• Fonte: http://www.ikanda.be/sensors/what-is-iot