tópicos em redes e sistemas distribuídos
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Tópicos em redes e sistemas distribuídos. Carlos Oberdan Rolim Ciência da Computação Sistemas de Informação. Modelos de referência OSI e TCP/IP. Analogia. Visão do mundo real Deslocamento de objetos, físico ou lógico chamado de fluxo Questões envolvidos no fluxo dos objetos. Analogia. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Tópicos em redes e sistemas distribuídos
Carlos Oberdan Rolim
Ciência da Computação
Sistemas de Informação
Modelos de referência
OSI e TCP/IP
Analogia
Visão do mundo real
Deslocamento de objetos, físico ou lógico chamado de fluxo
Questões envolvidos no fluxo dos objetos
Analogia
Fluxo da mensagem
Remetente
MensagemEscrita
Envelope
Agência
Rodovia/Malote
Envelope
Agência
MensagemEscrita
Destinatário
Conceito de camadas
Meios de transmissão
Um meio é um “material” através do qual os pacotes de dados trafegam.
Cabo coaxial
UTP e STP
Fibra Óptica
Ar (wireless)
Protocolo
É uma descrição formal de um conjunto de regras e convenções que governam a maneira de comunicação entre os dispositivos em uma rede.
Linguagem comum: PortuguêsPortuguês
Camadas, meio físico e protocolos
Comunicação em rede
O modelo OSI
Modelo de referência OSI
A ISO (International Standards Organization) reconheceu a necessidade das redes trabalharem juntas e se comunicarem
Por isso, a ISO lança em 1984, o modelo de referência OSI (Open System Interconnection)
O Modelo de referência OSI é o modelo fundamental para comunicações em rede
OSI – Modelo em camadas
Permite a visualização das funções de rede que acontecem em
cada camada
Decompõe as comunicações de rede em partes menores e mais
simples.
Padroniza os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o suporte por parte de vários fabricantes.
OSI – Modelo em camadas
Possibilita a comunicação entre tipos diferentes de hardware e
de software de rede.
Evita que as modificações em uma camada afetem as outras,
possibilitando maior rapidez no seu desenvolvimento.
Cada camada OSI individual tem um conjunto de funções que ela
deve executar para que os pacotes de dados trafeguem de uma
origem a um destino em uma rede.
OSI – Modelo em camadas
O modelo possui 3 conceitos fundamentais:
Serviços: aquilo que a camada faz
Interfaces: como os processos acima dela podem acessá-la
Protocolos: aqueles usados são de responsabilidade da camada. Pode ser usado qualquer um desde que viabilize a realização do trabalho
Contribuição mais importante do modelo OSI
As 7 camadas do modelo OSI
Camada Física (Physical)
Compreende as especificações de hardware (mecânicos, elétricos, físicos) todos documentados em padrões internacionais.
É a camada onde efetivamente ocorre a comunicação entre emissor e receptor;
Domínio do cabeamento estruturado,
Normas sobre conectores, placas de rede, cabos, terminadores, etc.
Ex. : Repetidor, HUB, Transceptores;
Unidade de dados : BIT.
Física
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Camada enlace (Data link)
Responsável pelo acesso lógico ao ambiente físico, como transmissão e reconhecimento de erros.
Transforma a camada física em um ambiente livre de erros
Detecção e correção de erros nos frames;
Delimita e estabelece campos
Delimitadores por padrão físico, tamanho ou codificação
Subdividida nas redes IEEE802 (LLC e MAC);
Controle de fluxo;
Ex.: Placa de Rede, bridge, switch convencional;
Unidade de dados : QUADRO (frame).
Física
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Camada rede (Network)
Cuida do tráfego e roteamento dos dados na rede
É a camada da interligação entre “padrões de rede” diferentes;
Controle de operação e contabilização de recursos;
Roteamento de pacotes e controle de transmissão entre estações;
Ex. : Roteadores, switchs de camada 3, protocolo IP;
Unidade de dados : PACOTE.
Física
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Camada transporte (Transport)
Controla a transferência dos dados e transmissões
isto é executado pelo protocolo utilizado.
Primeira camada fim a fim !
Confiabilidade na entrega de dados no destino;
Estabelece qualidade de serviço (QoS);
Estabelecimento de conexões & multiplexação;
Protocolos: TCP, UDP;
Física
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Camada sessão (Session)
Estabelece as sessões entre os usuários de diferentes máquinas.
Determina pontos de checagem intermediária
Em caso de problema conexão continua a partir do último ponto
Controle de fluxo (quem pode transmistir em que momento);
Gerenciamento de tokens, sincronização;
Física
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Camada apresentação (Presentation)
Sintaxe e semântica;
Representação da informação;
Criptografia, compactação;
Estruturas de dados.
Ex.: protocolo NFS
Física
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Camada aplicação (Application)
É representada pelo usuário final.
Faz a interface entre o protocolo de comunicação e a aplicação
Aplicações associadas à comunicação de dados :
Telnet
Correio eletrônico
Serviços de Sistemas Operacionais de Rede
Serviços de Arquivo, FTP
WEB Server
Física
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
O modelo TCP/IP
História
1969 – DARPA (Departament of Defense Advanced Research Projects Agency) projeto ARPANET
Universidade da Califórnia (Los Angeles + Santa Bárbara) + UTAH + Instituto de Pesquisa de Stanford
TCP/IP sobre UNIX (Universidade da Califórnia de Berkeley)
Anos 85 – National Science Foundation – NSFNET interconectou ARPANET e outras comunidades de pesquisa – padronizou TCP/IP
1990 – Brasil se conecta a NFSNET
1993 – Internet uso comercial = popularização
Responsável pelo TCP/IP
ISOC – Internet Society
Padronização do TCP/IPRFC - Request for Comments (Pedidos para Comentários)
O IAB (Internet Activities Board) é o comitê responsável por definir os padrões e por gerenciar o processo de publicação dos RFCs.
O IAB coordena dois grupos
IRTF (Internet Research Task Force)
Pesquisa sobre o TCP/IP
IETF (Internet Engineering Task Force)
Problemas ocorridos na Internet
Camada rede
Camada de abstração de hardware
interface com os diversos tipos de redes (X.25, ATM, FDDI, Ethernet, Token Ring, Frame Relay, etc).
Equivalente às camadas 1 e 2 (física e
enlace) do modelo OSI
Funções de identificação do meio e acesso ao meio
LAN: IEEE 802.3, 802.4, 802.5, etc.
WAN: X.25, HDLC, etc.
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
Internet
Rede
Camada internet
Estabelece a troca de pacotes sem conexão através da malha da rede física.
Roteamento entre as diferentes sub-redes, assim como funções para evitar congestionamento.
Padronizado em um formato de pacote e protocolo IP - Internet Protocol.
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
Internet
Rede
Camada transporte
Permite a dois pontos da rede estabelecerem uma conversação.
Exatamente igual OSI
TCP (Transmission Control Protocol) provê um serviço confiável e orientado à conexão. Implementa um mecanismo de checksum.
UDP (User Datagram Protocol) provê um serviço não-confiável e não orientado a conexão, com melhor tempo de resposta
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
Internet
Rede
Camada aplicação
Reúne os protocolos que fornecem serviços de comunicação ao sistema ou ao usuário. Pode-se separar os protocolos de aplicação em:
Protocolos de serviços básicos: fornecem serviços para atender as próprias necessidades do sistema de comunicação TCP/IP: DNS, DHCP
Protocolos de serviços para o usuário: FTP, HTTP, Telnet, SMTP, POP3, IMAP e outros
AplicaçãoAplicação
TransporteTransporte
Internet
Rede
Comparação
Arquitetura OSI
Físico
Enlace
Rede
Transporte
Sessão
Apresentação
Aplicação
Arquitetura TCP/IP
Rede
Internet
Transporte
Aplicação
Comparação
Há diversas semelhanças com o modelo conceitual OSI da ISO, mas o TCP/IP é anterior à formalização deste modelo e portanto possui algumas diferenças
Quantidade de camadas
OSI = 7 TCP/IP = 4
OSI descreve apenas os serviços prestados em cada camada, não definindo os protocolos que atuam nela, o que pode levar inclusive dois sistemas que seguem o modelo a não se comunicarem
Maior contribuição do OSI: serviço, interface e protocolo
Comparação
O Modelo OSI é um modelo conceitual, e não a arquitetura de uma implementação real de protocolos de rede.
TCP/IP foi desenvolvido com o objetivo de resolver um problema prático: interligar redes com tecnologias distintas
O TCP/IP foi projetado segundo uma arquitetura de pilha, onde diversas camadas de software interagem somente com as camadas acima e abaixo.
Comparação
O TCP/IP parece ser mais simples por ter menos camadas
Os protocolos do TCP/IP são os padrões em torno dos quais a Internet se desenvolveu, portanto o modelo TCP/IP ganha credibilidade
Em contraste, nenhuma rede foi criada em torno de protocolos específicos relacionados ao OSI, embora todos usem o modelo OSI para guiar seu raciocínio
Praticamente todos os sistemas operacionais do mercado implementam a pilha TCP/IP
Análise final
Crítica ao modelo OSI
Momento ruim
Tecnologia ruim
Camadas vazias
Funções repetidas
Implementação ruim
Inicio x TCP/IP já em uso (Unix)
Crítica ao TCP/IP
Não define claramente interface, serviço e protocolo
Não faz distinção entre camada física e de enlace
Análise final
OSI ótimo modelo – protocolos não populares
TCP/IP modelo praticamente não existe - protocolos populares