Fundamentos de Redes de Computadores

Arquiteturas de Redes

Prof. Ricardo J. Pinheiro

Ricardo Pinheiro 2

Resumo

Arquiteturas de Redes

Organizações de padronização

Modelos de referência

Modelo OSI

Arquitetura IEEE 802

Arquitetura TCP/IP

Comparação entre os modelos

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Arquiteturas de Redes

Conjunto de regras para interligar equipamentos

Grandes fabricantes com soluções proprietárias para a interconexão de seus equipamentos:

IBM - System Network Architecture (SNA)

DEC - Digital Network Architecture (DNA)

É preciso interligar essas soluções proprietárias.

Motivações

Preservação de investimentos - segurança de continuidade e de integração com tecnologias novas.

Mais fabricantes – Mercado mais competitivo, preço menor e maior qualidade.

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Organizações de padronização

Determinam normas e padrões para a indústria.

Internacional:

ISO (International Standards Organization)

ITU-T (International Telecommunications Union)

Nacionais:

ANSI (EUA)

EIA (indústria eletrônica)

TIA (indústria de telecomunicações)

IEEE (engenheiros elétricos e eletrônicos)

ABNT (Brasil)

BSI (Inglaterra)

DIN (Alemanha)

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Modelos de referência

Modelo OSI

Open Systems Interconnection – ISO 7498

RM-OSI/ISO

Arquitetura IEEE 802

Implementação para as camadas inferiores.

Padrão ISO.

Arquitetura TCP/IP

Desenvolvido pela DARPA (órgão do Departamento de Defesa dos EUA).

Padrão de fato.

Arquitetura baseada no modelo de inter-redes.

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Modelo OSI

Motivação

Necessidade de padrões para interconexão de sistemas heterogêneos

Modelo de referência para interconexão aberta de sistemas

Definição da estrutura básica para o desenvolvimento coordenado de padrões

Estrutura

Divisão em camadas – dividir para conquistar.

Cada camada usa os serviços da camada inferior, e fornece serviços para a camada superior.

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Modelo OSI - camadas

Vantagens

Cada camada é isolada, logo pode ser trabalhada independentemente das camadas superior e inferior.

Estrutura permite que padrões sejam desenvolvidos simultaneamente.

Mudanças podem ser feitas nos padrões de uma camada sem afetar as demais.

O modelo é complementado com padrões que especificam o protocolo e o serviço de cada camada

Desvantagens

Muitas camadas tornam o processo lento e burocrático, passando por várias camadas para enfim ser transmitido.

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Modelo OSI - camadas

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Modelo OSI - camadas

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Modelo OSI – camada física

Transmissão de bits através de um canal de comunicação.

Características do meio físico e da transmissão do sinal.

Características mecânicas, elétricas, funcionais e procedurais.

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Modelo OSI – camada de enlace

Detecta e opcionalmente corrige erros que ocorram no nível físico.

Transmissão e recepção de quadros (delimitação)

Controle de fluxo

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Modelo OSI – camada de rede

Endereçamento

Roteamento

Serviços

Circuito virtual

Datagrama

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Modelo OSI – camada de transporte

Fornece comunicação confiável fim-a-fim.

Controle de fluxo

Detecção e recuperação de erros fim-a-fim

Segmentação e remontagem de mensagens.

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Modelo OSI – camada de sessão

Controle de Diálogo

Pontos de sincronização.

Recuperação da sessão em caso de falhas.

Controle de Atividade

Agrupamento lógico de diálogos.

Cada atividade corresponde a uma tarefa que pode ser interrompida e depois retomada.

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Modelo OSI – camada de apresentação

Garante interoperabilidade de sistemas heterogêneos.

Coordena a conversão de dados e suas representações

Tradução de códigos

Compactação de dados

Criptografia

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Modelo OSI – camada de aplicação

Oferece serviços aos processos de aplicação:

Serviços de diretório.

Aplicações específicas:

Transferência de arquivos.

Correio eletrônico.

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Arquitetura IEEE 802

Conjunto de padrões para redes locais.

Encaixam-se nas camadas física e de enlace do modelo OSI.

Três camadas:

Controle lógico do enlace (LLC)

Controle de acesso ao meio (MAC)

Camada física (PHY)

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Arquitetura IEEE 802 - PHY

Camada física (PHY)

Estabelecimento, manutencão e liberação de conexões físicas.

Transmissão de bits através de um meio físico, com ou sem cabeamento.

Método de codificação.

Taxa de transmissão.,

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Arquitetura IEEE 802 - MAC

Organização do acesso ao meio físico compartilhado:

Topologia adotada

Algumas técnicas:

CSMA-CD (802.3)

Token Bus (802.4)

Token Riing (802.5)

DQDB (802.6)

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Arquitetura IEEE 802 - LLC

Independência da camada MAC.

Multiplexação.

Controle de erros e de fluxo.

Tipos de operação.

Classes de Procedimento.

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Arquitetura IEEE 802 - modelo

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Arquitetura IEEE 802 - padrões

802 Visão geral da arquitetura.

802.1 Gerenciamento de LANs e MANs (B e K), Pontes para a camada MAC (local – D e remota – G). LANs virtuais sobre pontes, etc;.

802.2 Controle lógico do enlace (LLC).

802.3 CSMA/CD (Ethernet).802.4 Token Bus.802.5 Token Ring.

802.6 DQDB

802.10 Segurança em redes LAN e MAN.

802.11 Redes sem-fio.

802.15 Bluetooth.

802.16 WiMAX802.20 Telefonia 3G

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Arquitetura IEEE 802 e modelo OSI

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Arquitetura TCP/IP

Desenvolvido pela DARPA, agência de pesquisa do Departamento de Defesa dos EUA.

Tornou-se um padrão de fato.

Evolução da ARPANET.

Começo do projeto no início dos anos 70.

Arquitetura baseada no conceito de inter-redes.

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Arquitetura TCP/IP - Intra-redes

Interconexão com os níveis físico e de enlace.

Mapeamento dos endereços MAC em endereços de rede e vice-versa.

Verificação de estado da rede.

Protocolos: ICMP e ARP.

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Arquitetura TCP/IP - inter-redes

Roteamento entre redes, baseado em endereço, e não em hosts.

Endereços únicos designados por uma autoridade central

IANA - Internet Assigned Numbers Board

Interconexão e roteamento através de gateways.

Protocolos: IP (v. 4 e v. 6)

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Arquitetura TCP/IP - transporte

Serviço confiável orientado à conexão (Circuito Virtual)

Seqüenciação

Detecção e correção de erros fim-a-fim

Porta, ou estação, ou ponto terminal.

Conexão identificada por um par de pontos terminais

Protocolos: TCP e UDP.

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Arquitetura TCP/IP - aplicação

Protocolos que usam as camadas inferiores para oferecer serviços.

Exemplos:

Usam TCP: FTP, HTTP, NTTP, SSH, Telnet, SMTP, POP, IMAP, etc.

Usam UDP: DNS, NFS, SMNP, NTP, TFTP, etc.

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Comparação dos modelos