Redes de computadores e a Internet. Capítulo 1 - PDF
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Marco de Sequeira Gameiro
1 Redes de computadores e a Internet Capítulo 1 Redes de computadores e a Internet
2 Introdução Nossos objetivos: Obter contexto, terminologia, sentimento sobre redes Maior profundidade e detalhes serão vistos depois no curso Abordagem: Usar a Internet como exemplo Visão geral: O que é a Internet O que é um protocolo? Bordas da rede Núcleo da rede Rede de acesso e meio físico Estrutura de Internet/ISP Desempenho: perda, atraso Camadas de protocolo, modelos de serviços Modelagem de redes 2005 by Pearson Education 1-2
3 Redes de computadores e a Internet 1.1 O que é Internet? 1.2 Borda da rede 1.3 Núcleo da rede 1.4 Acesso à rede e meio físico Capítulo 1: Redes de computadores 1.5 Estrutura da Internet e ISPs 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes e a Internet 1.7 Camadas de protocolo, modelos de serviço 1.8 História 2005 by Pearson Education 1-3
4 O que é a Internet? Milhões de elementos de computação interligados: hospedeiros = sistemas finais Executando aplicações distribuídas Enlaces de comunicação fibra, cobre, rádio, satélite taxa de transmissão = largura de banda Roteadores: enviam pacotes blocos de dados) 2005 by Pearson Education 1-4
5 O que é a Internet? Protocolos: controlam o envio e a recepção de mensagens ex.: TCP, IP, HTTP, FTP, PPP Internet: rede de redes fracamente hierárquica Internet pública e Internets privadas (intranets) Internet standards RFC: Request for comments IETF: Internet Engineering Task Force 2005 by Pearson Education 1-5
6 Serviços de Internet Infra-estrutura de comunicação permite aplicações distribuídas: Web, , jogos, e-commerce, compartilhamento de arquivos Serviços de comunicação oferecidos: sem conexão orientado à conexão 2005 by Pearson Education 1-6
7 O que é um protocolo? Protocolos humanos: Que horas são? Eu tenho uma pergunta. Apresentações msgs específicas enviadas ações específicas tomadas quando msgs são recebidas ou outros eventos Protocolos de rede: Máquinas em vez de humanos Toda atividade de comunicação na Internet é governada por protocolos PROTOCOLOS DEFINEM OS FORMATOS, A ORDEM DAS MSGS ENVIADAS E RECEBIDAS PELAS ENTIDADES DE REDE E AS AÇÕES A SEREM TOMADAS NA TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO DE MENSAGENS 2005 by Pearson Education 1-7
8 O que é um protocolo? Um protocolo humano e um protocolo de rede de computadores: 2005 by Pearson Education 1-8
9 Redes de computadores e a Internet 1.1 O que é Internet? 1.2 Borda da rede 1.3 Núcleo da rede 1.4 Acesso à rede e meio físico 1.5 Estrutura da Internet e ISPs 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolo, modelos de serviço 1.8 História 2005 by Pearson Education 1-9
10 Uma visão mais de perto da estrutura da rede: Borda da rede: aplicações e hospedeiros Núcleo da rede: roteadores rede de redes Redes de acesso, meio físico: enlaces de comunicação 2005 by Pearson Education 1-10
11 As bordas da rede Sistemas finais (hospedeiros): Executam programas de aplicação Ex.: Web, Localizam-se nas extremidades d da rede Modelo cliente/servidor O cliente toma a iniciativa enviando pedidos que são respondidos por servidores Ex.: Web client (browser)/ server; client/server Modelo peer-to-peer: Mínimo (ou nenhum) uso de servidores dedicados Ex.: Gnutella, KaZaA 2005 by Pearson Education 1-11
12 Borda da rede: serviço orientado à conexão Meta: transferência de dados d entre sistemas finais. i Handshaking: estabelece as condições para o envio de dados antes de enviá-los Alô: protocolo humano Etd Estados de conexão controlam a troca de mensagens entre dois hospedeiros TCP - Transmission Control Protocol Realiza o serviço orientado à conexão da Internet Serviço TCP [RFC 793] Transferência de dados confiável e seqüencial, orientada à cadeia de bytes Perdas: reconhecimentos e retransmissões Controle de fluxo: Evita que o transmissor afogue o receptor Controle de congestão: Transmissor reduz sua taxa quando a rede fica congestionada 2005 by Pearson Education 1-12
13 Borda da rede: serviço sem conexão Meta: transferência de dados entre sistemas finais O mesmo de antes! UDP - User Datagram Protocol [RFC 768]: oferece o serviço sem conexão da Internet Transferência de dados não confiável Sem controle de fluxo Sem controle de congestão App s usando TCP: HTTP (Web), FTP (transferência de arquivo), Telnet (login remoto), SMTP ( ) App s usando UDP: Streaming media, teleconferência, DNS telefonia IP 2005 by Pearson Education 1-13
14 Redes de computadores e a Internet 1.1 O que é Internet? 1.2 Borda da rede 1.3 Núcleo da rede 1.4 Acesso à rede e meio físico 1.5 Estrutura da Internet e ISPs 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolo, modelos de serviço 1.8 História 2005 by Pearson Education 1-14
15 O núcleo da rede Malha de roteadores interconectados A questão fundamental: como os dados são transferidos através da rede? Comutação de circuitos: usa um canal dedicado para cada conexão Ex.: rede telefônica Comutação de pacotes: dados são enviados em blocos discretos 2005 by Pearson Education 1-15
16 O núcleo da rede: comutação de circuitos Recursos fim-a-fim são reservados por chamada Taxa de transmissão, capacidade dos comutadores Recursos dedicados: não há compartilhamento Desempenho análogo aos circuitos físicos (QOS garantido) Exige estabelecimento de conexão 2005 by Pearson Education 1-16
17 O núcleo da rede: comutação de circuitos Recursos da rede (ex.: capacidade de transmissão) dividida em pedaços Pedaços alocados às chamadas Pedaço do recurso desperdiçado se não for usado pelo dono da chamada (sem divisão) Formas de divisão da capacidade de transmissão em pedaços Divisão em freqüência Divisão temporal 2005 by Pearson Education 1-17
18 Comutação de circuitos: FDMA e TDMA 2005 by Pearson Education 1-18
19 Exemplo numérico Quanto tempo leva para enviar um arquivo de bits do hospedeiro A para o hospedeiro B numa rede de comutação de circuitos? Todos os links possuem Mbps Cada link utiliza TDM com 24 slots 500 mseg para estabelecer um circuito fim-a-fim Calcule! l 2005 by Pearson Education 1-19
20 Núcleo da rede: comutação de pacotes 1Cada fluxo de dados fim-a-fim é dividido em pacotes Os recursos da rede são compartilhados em bases estatísticas Cada pacote usa toda a banda disponível ao ser transmitido Recursos são usados na medida do necessário Contenção de recursos: A demanda agregada por recursos pode exceder a capacidade disponível Congestão: filas de pacotes, espera para uso do link Armazena e reenvia: pacotes se movem um salto por vez O nó recebe o pacote completo antes de encaminhá-lo Banda passante é dividida em slots Alocação fixa Reserva de recursos 2005 by Pearson Education 1-20
21 Comutação de pacotes: multiplexação estatística A seqüência de pacotes A e B não possui padrão específico multiplexação estatística No TDM, cada hospedeiro adquire o mesmo slot dentro do frame TDM 2005 by Pearson Education 1-21
22 Comutação de pacotes x comutação de circuitos 1Comutação de pacotes permite que mais usuários usem a mesma rede! Enlace de 1 Mbit/s Cada usuário: 100 Kbits/s quando ativo Ativo 10% do tempo Comutação de circuitos: 10 usuários comutação de pacotes: Com 35 usuários, probabilidade > 10 ativos menor que 0, by Pearson Education 1-22
23 Comutação de pacotes x comutação de circuitos A comutação de pacotes é melhor sempre? Ótima para dados esporádicos Melhor compartilhamento de recursos Não há estabelecimento de chamada Congestionamento excessivo: atraso e perda de pacotes Protocolos são necessários para transferência confiável, controle de congestionamento Como obter um comportamento semelhante ao de um circuito físico? Garantias de taxa de transmissão são necessárias para aplicações de áudio/vídeo Problema ainda sem solução (capítulo 6) 2005 by Pearson Education 1-23
24 Comutação de pacotes: armazena e reenvia Leva L/R segundos para enviar pacotes de L bits para o link ou R bps O pacote todo deve chegar no roteador antes que seja transmitido para o próximo link: armazena e reenvia Atraso = 3L/R Exemplo: L = 7,5 Mbits R = 1,5 Mbps atraso = 15 s 2005 by Pearson Education 1-24
25 Redes de comutação de pacotes: roteamento Objetivo: mover pacotes entre roteadores da origem ao destino Iremos estudar vários algoritmos de seleção de caminhos (capítulo 4) Redes datagrama: O endereço de destino determina o próximo salto Rotas podem mudar durante uma sessão Analogia: dirigir perguntando o caminho Rede de circuitos virtuais: Cada pacote leva um número (virtual circuit ID), o número determina o próximo salto O caminho é fixo e escolhido no instante de estabelecimento da conexão, permanece fixo durante toda a conexão Roteadores mantêm estado por conexão 2005 by Pearson Education 1-25
26 Taxonomia da rede Rede de datagramas não é nem orientada à conexão nem orientada à conexão A Internet provê serviços com orientação à conexão (TCP) e serviços sem orientação à conexão (UDP) para as apps by Pearson Education 1-26
27 Redes de computadores e a Internet 1.1 O que é Internet? 1.2 Borda da rede 1.3 Núcleo da rede 1.4 Acesso à rede e meio físico 1.5 Estrutura da Internet e ISPs 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolo, modelos de serviço 1.8 História 2005 by Pearson Education 1-27
28 Redes de acesso e meios físicos P.: Como conectar o sistema final ao roteador de borda? Redes de acesso residencial Redes de acesso institucionais (escolas, bancos, empresas) Redes de acesso móveis Lembre-se : largura de banda (bits por segundo) da rede de acesso? Compartilhado ou dedicado? 2005 by Pearson Education 1-28
29 Acesso residencial: redes ponto-a-ponto Modem discado Até 56 kbps com acesso direto ao roteador (menos em tese) Não é possível navegar e telefonar ao mesmo tempo: não pode estar sempre on-line ADSL: asymmetric dii digital subscriber line Até 1 Mbps de upstream (hoje tipicamente < 256 kbps) Até 8 Mbps de downstream (hoje tipicamente < 1 Mbps) FDM: 50 khz 1 MHz para downstream 4 khz 50 khz para upstream 0 khz 4 khz para telefonia comum 2005 by Pearson Education 1-29
30 Acesso residencial: cable modems HFC: híbrido fibra e coaxial Assimétrico: até 30 Mbps upstream, 2 Mbps downstream Rede de cabo e fibra liga residências ao roteador do ISP Acesso compartilhado das casas de um condomínio ou de um bairro Deployment: disponível via companhias de TV a cabo 2005 by Pearson Education 1-30
31 Arquiteturas de redes a cabo: visão geral Tipicamente 500 a casas ponto final do cabo rede de distribuição de cabo (simplificada) casa 2005 by Pearson Education 1-31
32 Arquiteturas de redes a cabo: visão geral ponto final do cabo rede de distribuição de cabo (simplificada) casa 2005 by Pearson Education 1-32
33 Arquiteturas de redes a cabo: visão geral servidor(es) ponto final do cabo rede de distribuição de cabo (simplificada) casa 2005 by Pearson Education 1-33
34 Arquiteturas de redes a cabo: visão geral 1 FDM: V I V I V I V I V I V I D D C O N T canais D E O D E O D E O D E O D E O D E O A T A A T A R O L canais casa ponto final do cabo rede de distribuição 2005 by Pearson Education 1-34 de cabo (simplificada)
35 Acesso institucional: redes de área local A rede local (LAN) da companhia/univ conecta sistemas finais ao roteador de acesso Ethernet: Cabo compartilhado ou dedicado conecta sistemas finais e o roteador 10 Mbs, 100 Mbps, Gigabit Ethernet LANs: capítulo by Pearson Education 1-35
36 Redes de acesso sem fio Rede de acesso sem fio compartilhada conecta sistemas finais ao roteador Através de ponto de acesso da estação base LANs sem fio: b (WiFi): 11 Mbps Wide-area de acesso sem fio Provido pelo operador telco 3G ~ 384 kbps O que acontecerá WAP/GPRS na Europa 2005 by Pearson Education 1-36
37 Redes residenciais Componentes típicos de uma rede residencial: ADSL ou cable modem Roteador/firewall Ethernet Ponto de acesso sem fio 2005 by Pearson Education 1-37
38 Meios físicos Bit: propaga-se entre os pares transmissor/receptor Enlace físico: meio que fica entre o transmissor e o receptor Meios guiados: Os sinais se propagam em meios sólidos com caminho fixo: cobre, fibra Meios não guiados: Propagação livre, ex.: rádio Twisted Pair (TP) Par de fios trançados de cobre isolados Categoria 3: taxas de transmissão até 10 Mbps categoria 5: 100 Mbps Ethernet Categoria 5: 100 Mbps Ethernet 2005 by Pearson Education 1-38
39 Meio físico: coaxial, fibra Cabo coaxial: Dois condutores de cobre concêntricos Bidirecional banda base: Um único sinal presente no cabo Legado da Ethernet Banda larga: Canal múltiplo no cabo HFC Cabo de fibra óptica: Fibra de vidro transportando t pulsos de luz, cada pulso é um bit Alta velocidade de operação: Alta velocidade com transmissão ponto-a-ponto (ex.: 5 Gps) Baixa taxa de erros: Aiko:Sem esses dois pontos após erros? Repetidores bem espaçados; imunidade a ruídos eletromagnéticos 2005 by Pearson Education 1-39
40 Meio físico: rádio Sinal transportado como campo eletromagnético Não há fios físicos Bidirecional O ambiente afeta a propagação: Reflexão Obstrução por objetos Interferência 2005 by Pearson Education 1-40
41 Meio físico: rádio Tipos de canais de rádio: Microondas terrestre Canais de até 45 Mbps LAN (ex.: WiFi) 2 Mbps, 11 Mbps Wide-area (ex.: celular) Ex., 3G: centenas de kbps Satélite Canal de até 50 Mbps (ou vários canais menores) 270 ms de atraso fim-a-fim Geossíncrono versus LEOS 2005 by Pearson Education 1-41
42 Redes de computadores e a Internet 1.1 O que é Internet? 1.2 Borda da rede 1.3 Núcleo da rede 1.4 Acesso à rede e meio físico 1.5 Estrutura da Internet e ISPs 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolo, modelos de serviço 1.8 História 2005 by Pearson Education 1-42
43 Estrutura da Internet: rede de redes 1 Grosseiramente hierárquica No centro: ISPs de zona-1 (ex.: UUNet, BBN/Genuity, Sprint, AT&T), cobertura nacional/internacional Os outros são igualmente tratados A Zona-1 provê interconexão (peer) de modo privativa ISP Zona-1 NAP ISP Zona-1 ISP Zona-1 A Zona-1 também provê interconexão nos pontos de acesso (NAPs) da rede pública 2005 by Pearson Education 1-43
44 ISP de Zona-1 ex.: Sprint 1Rede de backbone da Sprint US 2005 by Pearson Education 1-44
45 Estrutura da Internet: rede de redes ISPs de Zona-2 : ISPs menores (freqüentemente regionais) Conectam-se a um ou mais ISPs de Zona-1, possivelmente a outros ISPs de Zona-2 Aiko: Texto sobreposto ISP de Zona-2 paga ao ISP de Zona-1 pela conectividade ao resto da Internet ISP de Zona-2 é cliente do provedor de Zona- 1 ISP Zona-2 ISP Zona-2 ISP Zona-1 NAP ISP Zona-1 ISP Zona-1 ISP Zona-2 ISP Zona-2 ISPs de Zona-2 também provêem conexão privativamente entre si, interconexão em NAP ISP Zona by Pearson Education 1-45
46 Estrutura da Internet: rede de redes ISPs de Zona-3 e ISPs locais Última rede de acesso ( hop ) (mais próxima dos sistemas finais) ISPs locais e de Zona-3 são clientes dos ISPs de zonas mais altas conectando-os ao resto da Internet ISP local ISP Zona-3 ISP Zona-2 ISP Zona-1 ISP local ISP Zona-1 ISP local ISP Zona-2 ISP Zona-2 ISP Zona-2 ISP ISP ISP local local local 2005 by Pearson Education 1-46 NAP ISP local ISP Zona-1 ISP Zona-2 ISP local
47 Estrutura da Internet: rede de redes Um pacote passa através de muitas redes ISP local ISP Zona-3 ISP Zona-2 ISP local ISP Zona-1 ISP local Tier-2 ISP NAP ISP local ISP Zona-1 ISP Zona-1 ISP Zona-2 ISP Zona-2 ISP Zona-2 ISP ISP ISP local locall locall ISP local 2005 by Pearson Education 1-47
48 Redes de computadores e a Internet 1.1 O que é Internet? 1.2 Borda da rede 1.3 Núcleo da rede 1.4 Acesso à rede e meio físico 1.5 Estrutura da Internet e ISPs 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolo, modelos de serviço 1.8 História 2005 by Pearson Education 1-48
49 Como perdas e atrasos ocorrem? Filas de pacotes em buffers de roteadores Taxa de chegada de pacotes ao link ultrapassa a capacidade do link de saída Fila de pacotes esperam por sua vez pacote sendo transmitido (atraso) A B 2005 by Pearson Education 1-49 enfileiramento de pacotes (atraso) buffers livres (disponíveis): pacotes chegando descartados (perda) se não houver buffers livres
50 Quatro fontes de atraso de pacotes 1. Processamento nos nós: Verifica erros de bit Determina link de saída 2. Enfileiramento Tempo de espera no link de saída para transmissão Depende do nível de congestionamento do roteador 2005 by Pearson Education 1-50
51 Atraso em redes de comutação de pacotes 13. Atraso de transmissão: R = largura a de banda do link (bps) L = tamanho do pacote (bits) Tempo para enviar bits ao link = L/R 4. Atraso de propagação: d = comprimento do link físico s = velocidade de propagação no meio (~2x10 8 m/s) Atraso de propagação = d/s Nota: s e R são medidas muito diferentes! 2005 by Pearson Education 1-51
52 Analogia da caravana caravana de 10 carros pedágio 100 km 100 km pedágio Carros se propagam a 100 km/h Pedágios levam 12 s para atender um carro (tempo de transmissão) Carro = bit; caravana = pacote P.: Quanto tempo levará até a caravana ser alinhada antes do 2 o pedágio? Tempo para empurrar a caravana toda pelo pedágio até a estrada = = 120 s Tempo para o último carro se propagar do 1 o ao 2 o pedágio: 100 km/(100 km/h) = 1 h R.: 62 minutos 2005 by Pearson Education 1-52
53 Analogia de caravana caravana de 10 carros pedágio 100 km 100 km pedádio Agora os carros se propagam a km/h Agora o pedágio leva 1 min para atender um carro P.: Os carros chegarão ao 2 o pedágio antes que todos os carros tenham sido atendidos no 1 o pedágio? R.: Sim! Após 7 min, o 1 o carro está no 2 o pedágio e ainda restam 3 carros no 1 o pedágio 1 o bit do pacote pode chegar ao 2 o roteador antes que o pacote seja totalmente transmitido pelo 1 o roteador! Veja Ethernet applet no AWL Web site 2005 by Pearson Education 1-53
54 Atraso nodal d = d + d + d + no proc fila trans d prop d proc = atraso de processamento Tipicamente uns poucos microssegundos ou menos d fila = atraso de fila Depende do congestionamento t d trans = atraso de transmissão = L/R, significante para links de baixa velocidade d prop = atraso de propagação Uns poucos microssegundos a centenas de milissegundos 2005 by Pearson Education 1-54
55 Atraso de filas (revistado) R = largura de banda do link (bps) L = tamanho do pacote (bits) A = taxa média de chegada de pacotes Intensidade de tráfego = La/R La/R ~ 0: atraso médio de fila pequeno La/R -> 1: atraso se torna grande La/R > 1: mais trabalho chega do que a capacidade de transmissão. O atraso médio cresce indefinidamente! 2005 by Pearson Education 1-55
56 Atrasos e rotas da Internet real Como são os atrasos e perdas na Internet real? Programa Traceroute: fornece medidas do atraso da fonte para o roteador ao longo de caminhos fim-a-fim da Internet até o destino. Para todo i: Envia três pacotes que alcançarão o roteador i no caminho até o destino O roteador i retornará pacotes ao emissor O emissor cronometra o intervalo entre transmissão e resposta 3 probes 3 probes 3 probes 2005 by Pearson Education 1-56
57 Atrasos e rotas da Internet real Traceroute: gaia.cs.umass.edu to 1 cs-gw ( ) 1 ms 1 ms 2 ms 2 border1-rt-fa5-1-0.gw.umass.edu ( ) 1 ms 1 ms 2 ms 3 cht-vbns.gw.umass.edu ( ) 6 ms 5 ms 5 ms 4 jn1-at wor.vbns.net ( ) 16 ms 11 ms 13 ms 5 jn1-so wae.vbns.net ( ) 21 ms 18 ms 18 ms 6 abilene-vbns.abilene.ucaid.edu edu ( ) 11 9) 22 ms 18 ms 22 ms 7 nycm-wash.abilene.ucaid.edu ( ) 22 ms 22 ms 22 ms ( ) 104 ms 109 ms 106 ms 9 de2-1.de1.de.geant.net ( ) 109 ms 102 ms 104 ms 10 de.fr1.fr.geant.net ( ) 113 ms 121 ms 114 ms 11 renater-gw.fr1.fr.geant.net ( ) 112 ms 114 ms 112 ms 12 nio-n2.cssi.renater.fr ( ) 111 ms 114 ms 116 ms 13 nice.cssi.renater.fr ( ) 123 ms 125 ms 124 ms 14 r3t2-nice.cssi.renater.fr ( ) 126 ms 126 ms 124 ms Três medidas de atraso de gaia.cs.umass.edu para cs-gw.cs.umass.edu 15 eurecom-valbonne.r3t2.ft.net t ( ) 54) 135 ms 128 ms 133 ms ( ) 126 ms 128 ms 126 ms 17 * * * 18 * * * 19 fantasia.eurecom.fr f ( ) ) 132 ms 128 ms 136 ms link transoceânico * sem resposta (perda de probe, roteador não responde) 2005 by Pearson Education 1-57
58 Perda de pacotes A fila (isto é, buffer) no buffer que precede o link possui capacidade finita Quando um pacote chega a uma fila cheia, ele é descartado (isto é, perdido) O pacote perdido pode ser retransmitido pelo nó anterior, pelo sistema final do emissor, ou não ser retransmitido 2005 by Pearson Education 1-58
59 Redes de computadores e a Internet 1.1 O que é Internet? 1.2 Borda da rede 1.3 Núcleo da rede 1.4 Acesso à rede e meio físico 1.5 Estrutura da Internet e ISPs 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolo, modelos de serviço 1.8 História 2005 by Pearson Education 1-59
60 Camadas de protocolos Redes são complexas Muitos componentes: Hospedeiros Roteadores Enlaces de vários tipos Aplicações Protocolos Hardware, software QUESTÃO: Há alguma esperança de organizar a arquitetura de uma rede? Ou pelo menos nossa discussão sobre redes? 2005 by Pearson Education 1-60
61 Organização de uma viagem aérea Uma série de passos 2005 by Pearson Education 1-61
62 Camadas de funcionalidades da companhia aérea Camadas: cada camada implementa um serviço Via suas próprias ações internas Confiando em serviços fornecidos pela camada inferior 2005 by Pearson Education 1-62
63 Por que as camadas? Convivendo com sistemas complexos: A estrutura explícita permite identificação, o relacionamento das partes de um sistema complexo Um modelo de referência em camadas permite a discussão da arquitetura Modularização facilita a manutenção, atualização do sistema As mudanças na implementação de uma camada são transparentes para o resto do sistema Ex.: novas regras para embarque de passageiros não afetam os procedimentos de decolagem A divisão em camadas é considerada perigosa? 2005 by Pearson Education 1-63
64 Pilha de protocolos da Internet Aplicação: suporta as aplicações de rede FTP, SMTP, HTTP Transporte: transferência de dados hospedeiro- hospedeiro TCP, UDP Rede: roteamento de datagramas da origem ao destino IP, protocolos de roteamento Enlace: transferência de dados entre elementos vizinhos da rede PPP, Ethernet Física: bits nos fios dos canais 2005 by Pearson Education 1-64
65 Encapsulamento 2005 by Pearson Education 1-65
66 Redes de computadores e a Internet 1.1 O que é Internet? 1.2 Borda da rede 1.3 Núcleo da rede 1.4 Acesso à rede e meio físico 1.5 Estrutura da Internet e ISPs 1.6 Atraso e perda em redes de comutação de pacotes 1.7 Camadas de protocolo, modelos de serviço 1.8 História 2005 by Pearson Education 1-66
67 História da Internet : primeiros princípios da comutação de pacotes 1961: Kleinrock - teoria das filas mostra a efetividade da comutação de pacotes 1964: Baran -comutação de pacotes em redes militares 1967: ARPAnet concebida pela Advanced Research Projects Agency 1969: primeiro nó da ARPAnet operacional 1972: ARPAnet é demonstrada publicamente NCP (Network Control Protocol) primeiro i protocolo hospedeiro-hospedeiro h d i Primeiro programa de ARPAnet cresce para 15 nós 2005 by Pearson Education 1-67
68 História da Internet : Inter-redes, redes novas e proprietárias 1970: ALOHAnet rede via satélite no Havaí 1973: tese de PhD de Metcalfe propõe a rede Ethernet 1974: Cerf e Kahn - arquitetura para interconexão de redes Final dos anos 70: arquiteturas proprietárias: DECnet, SNA, XNA Final dos anos 70: comutação com pacotes de tamanho fixo (precursor do ATM ) 1979: ARPAnet cresce para 200 nós Princípios de interconexão de redes de Cerf e Kahn: Minimalismo, autonomia - não se exigem mudanças internas para interconexão de redes Modelo de serviço: melhor esforço Roteadores stateless Controle descentralizado Define a arquitetura da Internet de hoje 2005 by Pearson Education 1-68
69 História da Internet : comercialização, a Web, novas aplicações Início dos anos 90: ARPAnet descomissionada 1991: NSF retira restrições sobre o uso comercial da NSFnet (descomissionada i d em 1995) Início dos anos 90: WWW Hypertext [Bush 1945, Nelson 1960 s] HTML, HTTP: Berners-Lee 1994: Mosaic, depois Netscape Final dos anos 90: comercialização da Web Final dos anos : Mais aplicações killer : instant messaging, P2P file sharing segurança de redes à dianteira Est. 50 milhões de hospedeiros, 100 milhões de usuários Enlaces de backbone operando a Gbps 2005 by Pearson Education 1-69
70 Introdução: resumo Cobriu uma tonelada de material! Internet overview O que é um protocolo? Borda da rede, núcleo, rede de acesso Comutação de pacotes versus comutação de circuitos Estrutura da Internet/ISP Desempenho: perda, atraso Camadas e modelos de serviços História Você agora tem: Contexto, visão geral, sentimento das redes Mais profundidade e detalhes virão mais tarde no curso 2005 by Pearson Education 1-70