Camadas

“Camadas” de Protocolos
Redes são complexas!
ˆ Muitos componentes:
Capítulo 4: Arquiteturas e Padrões
 hospedeiros
Pergunta:
 roteadores
Existe alguma esperança
de organizar a
estrutura da rede?
 enlaces
de
diversos meios
Antônio Abelém
[email protected]
 aplicações
 protocolos
Ou, pelo menos, organizar
nossa discussão?
 hardware,
software
1
Organização de viagens aéreas
2
Organização de viagens aéreas: outra visão
passagem (compra)
passagem (reclama)
passagem (compra)
passagem (reclama)
bagagem (entrega)
bagagem (recupera)
bagagem (entrega)
bagagem (recupera)
portão (embarque)
portão (desembarque)
portão (embarque)
portão (desembarque)
decolagem
aterrissagem
decolagem
aterrissagem
roteamento do avião
roteamento do avião
roteamento do avião
roteamento do avião
roteamento do avião
roteamento do avião
Camadas: cada camada implementa um serviço
 através das ações internas da própria camada
 uso dos serviços providos pela camada inferior
ˆ uma série de passos
3
4
Aeroporto de
embarque
entrega balcão a balcão de passageiros/bagagem
entrega de bagagem do check-in à esteira
entrega pessoas: p. embarque ao p. desembarque
entrega de avião: aeroporto a aeroporto
roteamento do avião da origem ao destino
passagem (compra)
passagem (reclama)
bagagem (entrega)
bagagem (recupera)
portão (embarque)
portão (desembarque)
decolagem
aterrissagem
roteamento do avião
roteamento do avião
Aeroporto de
desembarque
Implementação distribuída das funcionalidades em
camadas
Viagens aéreas em camadas: serviços
locais intermediários de tráfego aéreo
roteamento do avião
roteamento do avião
roteamento do avião
5
Por quê usar camadas?
Arquitetura em Níveis (ou Camadas)
Ao lidar com sistemas complexos:
ˆ
estrutura explícita permite identificação, relações
entre componentes de sistema complexo
 modelo
ˆ
6
de referência para discussão
modularização facilita manutenção, atualização do
sistema
ˆ
Princípio do “Dividir para Conquistar”
ˆ
Facilidade de modificação e validação
ˆ
Projetar uma rede como um conjunto
hierárquico de camadas
Camada n
Cada nível utiliza os serviços oferecidos
pelo nível imediatamente inferior para
implementar e oferecer os seus serviços
ao nível imediatamente superior
Camada 3

 mudanças
de implementação do serviço da
camada é transparente ao resto do sistema

 p.ex.,
mudança no procedimento do portão não
afeta o resto do sistema
7
O projeto de um nível está restrito a um
contexto específico e supõe que os
problemas fora deste contexto já
estejam devidamente resolvidos
...
Camada 2
Camada 1
8
Níveis, Protocolos e Interfaces
Sistema
A
Nível n
Arquitetura de Rede
Sistema
B
Protocolo de Nível n
ˆ Conjunto de convenções para interconexão
de equipamentos
ˆ Número, nome, conjunto de funções e
serviços e o protocolo de cada nível
definem uma arquitetura de rede.
ˆ Há algum tempo os grandes fabricantes
desenvolveram soluções proprietárias para
a interconexão de seus equipamentos
Nível n
Interface n-1/n
Interface n-1/n
Nível n-1
Protocolo de Nível n-1
...
Nível 4
Nível n-1
...
Protocolo de Nível 4
Nível 4
Interface 3/4
Interface 3/4
Nível 3
Protocolo de Nível 3
Nível 3
Interface 2/3
Interface 2/3
Nível 2
Protocolo de Nível 2
- System Network Architecture (SNA)
 DEC - Digital Network Architecture (DNA)
 IBM
Nível 2
Interface 1/2
Interface 1/2
Nível 1
Protocolo de Nível 1
Nível 1
9
10
Padronização - Vantagens
Arquiteturas de Rede Padronizadas
ˆ Preservação de investimentos
ˆ Modelo de Referência OSI
ˆ Segurança de continuidade
ˆ Arquitetura IEEE 802
ˆ Segurança de integração com tecnologias
ˆ Arquitetura TCP/IP (Internet)
emergentes
ˆ Maior número de fabricantes
 maior
 menor
 maior
competitividade
preço
qualidade
11
12
ISO/IEC
Joint Technical Committees 1 (JTC 1)
on Information Technology
DIN
Deutsches
Institut for
Normung
...
Organizações Internacionais
de Padronização
...
BSI
British
Standards
Institute
...
ANSI
American
National
Standards
Institute
ABNT
Associação
Brasileira de
Normas
Técnicas
TIA
Telecommunications
Industries Association
(RS-232 )
ETSI
European
Telecommunications
Standards
Institute
ECMA
European Computer
Manufacturers
Association
(ECMA-80 )
ISA
Instrument Society
of America
(PROWAY)
Companies and
Nat. Org.
(Cambridge Ring)
SME
Society of Manufacturers
Engineers
(MAP & TOP)
ANSI
X3T9.5
(FDDI)
IEEE
Institute of Electrical
and Eletronics Engineers
(IEEE 802)
13
14
IEEE
Institute of Electrical and Electronics Engineers
Standards Boards
ANSI
American National Standards Institute
Accredited Standards
Committees (ASCs)
X3
Information Processing
X3T
Technical
Committees (TCs) Systems Technology
Technical Sub
Committees (TSCs)
X3T9
I/O Interfaces
X3S
Data Communications
X3T9.3
Device Level Interfaces
(IPI, SMD, HiPP1)
...
T1
Telecommunications
T1S
Technical
Committees
(TCs)
T1X
T1S1
ISDN
T1X1
Network / Network
Interface
Executive
Committees
T1S1.5
ATM
Working
Groups
(WGs)
&
Technical
Adivisory
Groups
(TGs)
T1X1
SONET
X3T9.5
Future Interfaces
(FDDI, LDDI)
X3T9.6
Tape Device Level
Interfaces
TCSP
Technical Committee on
Security and Privacy
IEEE Project 816
Future Bus
Committee
802.0
Executive Committee
802.1
Higher Layer Interfaces
T1S1.1
Broadband ISDN
X3S3.S
High Speed Protocols
TCCC
Technical Committee on
Computer Communications
IEEE Project 802
Local and Metropolitan
Area Networks Standards
Projects
X3S3
Data Communications
X3T9.2
Lower Level Interfaces
(SCS, ESD, Floppy)
Task Groups
(TGs)
...
802.3
CSMA/CD Bus
802.5
Token Ring
802.7
Broadband TAG
802.9
Integrated Voice and
Data LAN Interface
802.2
Logical Link Control
802.4
Token Bus
802.6
Metropolitan Area Networks
802.8
Fiber Optical TAG
802.10
Standard for Interoperable LAN Security
802.11
Wireless LAN
15
16
Exemplos de Órgãos de Padronização
ˆ Oficiais
 ISO
 ITU (International Telecommunication Union)
Modelo de Referência
OSI
ˆ Não oficiais
 IETF
 Consórcios
• ATM Forum
• Frame relay Forum
• WAP Forum
17
Modelo de Referência OSI
18
Modelo de Referência OSI
ˆ O modelo de referência OSI concentra-se
ISO 7498
Reference Model for Open Systems Interconnection
RMRM-OSI/ISO
apenas na questão de interconexão de sistemas
 transferência
de informação (transmissão)
 interoperabilidade (ex. representação de dados,
integridade, segurança, etc.)
ˆ Necessidade de padrões para interconexão
de sistemas heterogêneos
ˆ Modelo de referência para interconexão de
sistemas abertos
ˆ Definição da estrutura básica para o
desenvolvimento coordenado de padrões
ˆ O modelo de referência OSI não especifica
implementação, tecnologia, interconexão de
sistemas particulares
ˆ O RM-OSI é complementado com padrões que
especificam o protocolo e o serviço de cada
camada
19
20
Modelo de Referência OSI
Camadas do Modelo OSI
ˆ Open System Interconection
ˆ ISO (International Organization for
Standardization)
ˆ Sete camadas funcionais
Camada 7
Aplicação
Camada 6
Apresentação
Camada 5
Sessão
Camada 4
Transporte
Camada 3
Rede
Camada 2
Enlace
Camada 1
Físico
21
22
Fornecedores e Usuários de
Serviços
Serviços OSI
Usuário do
serviço (N)
Um
ço representa
Um servi
serviço
representa um
um
conjunto
ções oferecidas
conjunto de
de fun
funções
oferecidas aa um
um
usu
ário por
usuário
por um
um fornecedor,
fornecedor, acessadas
acessadas
atrav
és de
através
de um
um SAP.
SAP.
Usuário do
serviço (N)
pontos de acesso ao serviço (N)
Fornecedor do serviço (N)
23
24
Fornecedores e Usuários de
Serviços
Usuário do
serviço (N)
Fornecedores e Usuários de
Serviços
Usuário do
serviço (N)
Usuário do
serviço (N)
pontos de acesso ao serviço (N)
Entidade da
Camada (N)
protocolo da Camada (N)
Usuário do
serviço (N)
pontos de acesso ao serviço (N)
Entidade da
Camada (N)
Entidade da
Camada (N)
Camada
(N)
protocolo da Camada (N)
Entidade da
Camada (N)
Fornecedor do serviço (N)
Fornecedor do serviço (N)
pontos de acesso ao serviço (N-1)
pontos de acesso ao serviço (N-1)
Camada
(N-1)
Entidade da
Camada (N-1)
Fornecedor do serviço (N-1)
protocolo da Camada (N-1)
Entidade da
Camada (N-1)
Camada
(N)
Camada
(N-1)
Fornecedor do serviço (N-1)
25
Transmissão de Dados no
Modelo OSI
Usuário
Transmissor
26
Unidades de Interface
Dados
Dados
Usuário
Receptor
A Dados
A Dados
Aplicação
A A Dados
A A Dados
S A A Dados
S A A Dados
T S A A Dados
T S A A Dados
Rede
R T S A A Dados
R T S A A Dados
Rede
Enlace
E R T S A A Dados E
E R T S A A Dados E
Enlace
(N) SDU
PCI
Aplicação
ICI
Apresentação
Sessão
Transporte
(N) PDU
Apresentação
Sessão
IDU
(N-1) SDU
• SDU: Service Data Unit
(N-1) SDU
F E R T S A A Dados E F
• PCI: Protocol Control Information
• PDU: Protocol Data Unit
• ICI: Interface Control Information
PCI
F E R T S A A Dados E F
Camada N-1
Transporte
ICI
Físico
Camada N
• IDU: Interface Data Unit
Físico
(N-1) PDU
27
28
Transmissão de Dados no
Modelo OSI
Usuário
Transmissor
Aplicação
Apresentação
Dados
PDU do Nível
de Apresentação
Dados
Usuário
Receptor
A Dados
Aplicação
PDU do Nível
de Aplicação
A Dados
A A Dados
SDU do Nível
de Aplicação
SDU do Nível
de Apresentação
A A Dados
Relacionamentos entre PDUs e
SDUs
Um para Um
Apresentação
(N) PCI
Sessão
S A A Dados
T S A A Dados
T S A A Dados
Rede
R T S A A Dados
R T S A A Dados
Rede
Enlace
E R T S A A Dados E
E R T S A A Dados E
Enlace
Físico
F E R T S A A Dados E F
F E R T S A A Dados E F
Físico
Transporte
(N) SDU
Sessão
S A A Dados
Transporte
(N) PDU
29
Relacionamentos entre PDUs e
SDUs
30
Relacionamentos entre PDUs e
SDUs
Segmentação / Remontagem
(N) PCI
(N) PDU
Blocagem / Desblocagem
(N) PCI
(N) SDU
(N) PDU
(N) SDU
(N) PCI
(N) SDU
(N) PDU
31
32
Serviços OSI
Serviço sem Confirmação
Os serviços OSI podem ser de 3 tipos:
Requesting User
ˆ Sem confirmação (unconfirmed)
SAP
SAP
Accepting User
service.REQUEST
ˆ Com confirmação (confirmed)
service.INDICATION
T
ˆ Iniciado pelo fornecedor (provider-initiated)
33
Serviço com Confirmação
Requesting User
SAP
SAP
34
Serviço Iniciado pelo Fornecedor
Accepting User
User
SAP
SAP
User
service.REQUEST
service.INDICATION
service.INDICATION
service.RESPONSE
T
service.INDICATION
T
service.CONFIRMATION
35
36
Modos de Comunicação
Comunicação orientada a conexão
ˆ
Fases

ˆ Orientado a conexão


ˆ Não orientado a conexão
Estabelecimento da conexão
Transmissão da Informação
Encerramento da conexão
ˆ
Negociação dos parâmetros e opções que governam a
transmissão
ˆ
Identificador da conexão (redução do overhead de
endereçamento)
ˆ
Relacionamento lógico entre as unidades de
informação


seqüenciação
controle de fluxo
37
Comunicação não orientada a
conexão
38
Primitivas de Serviço do Modo
Orientado a Conexão
ˆ Transmissão de uma única unidade de dados
Conexão bem sucedida
ˆ Toda informação necessária é enviada junto
Usuário
com a unidade de dados
SAP
SAP
Usuário
CONNECT.request
CONNECT.indication
CONNECT.response
CONNECT.confirmation
39
40
Primitivas de Serviço do Modo
Orientado a Conexão
Primitivas de Serviço do Modo
Orientado a Conexão
Conexão rejeitada pelo usuá
usuário
Usuário
SAP
SAP
Conexão rejeitada pelo fornecedor
Usuário
Usuário
CONNECT.request
SAP
CONNECT.request
CONNECT.indication
DISCONNECT.request
DISCONNECT.indication
DISCONNECT.indication
41
Primitivas de Serviço do Modo
Orientado a Conexão
Primitivas de Serviço do
Modo Orientado a Conexão
Transferência de dados normal
Usuário
SAP
SAP
42
Encerramento ordenado solicitado por um usuá
usuário
Usuário
Usuário
DATA.request
SAP
SAP
Usuário
DISCONNECT.request
DATA.indication
DISCONNECT.indication
DISCONNECT.response
DISCONNECT.confirmation
43
44
Primitivas de Serviço do
Modo Orientado a Conexão
Primitivas de Serviço do
Modo Orientado a Conexão
Encerramento abrupto solicitado por um usuá
usuário
Encerramento abrupto solicitado pelo fornecedor
Usuário
SAP
SAP
Usuário
Usuário
SAP
SAP
Usuário
DISCONNECT.request
DISCONNECT.indication
DISCONNECT.indication
DISCONNECT.indication
45
Primitivas de Serviço do Modo
não Orientado a Conexão
46
Relacionamento entre Conexões
em Níveis Adjacentes
Um para um
Transferência de dados normal
Usuário
SAP
SAP
Usuário
UNITDATA.request
UNITDATA.indication
Conexão do Nível (N(N-1)
47
Conexão do Nível (N)
48
Relacionamento entre Conexões
em Níveis Adjacentes
Relacionamento entre Conexões em
Níveis Adjacentes - Multiplexação
ˆ Tornar mais eficiente ou mais econômica a
Multiplexaç
Multiplexação
utilização dos serviços oferecidos pelo nível
imediatamente inferior
ˆ Oferecer várias conexões quando o nível
imediatamente inferior só permite o
Conexão do Nível (N(N-1)
estabelecimento de uma única conexão
Conexão do Nível (N)
49
Relacionamento entre Conexões
em Níveis Adjacentes
50
Relacionamento entre Conexões em
Níveis Adjacentes - Splitting
ˆ Melhorar confiabilidade quando mais de uma
Splitting
conexão no nível imediatamente inferior está
disponibilizada
ˆ Oferecer o desempenho desejado quando o
nível imediatamente inferior não oferece uma
conexão com os requisitos de vazão
Conexão do Nível (N(N-1)
necessários
Conexão do Nível (N)
51
52
Nível Físico
Nível de Enlace
Ativar, manter e desativar
conexões físicas
ˆ Transmissão de bits através de um
canal de comunicação
ˆ Características do meio físico e da
transmissão do sinal
ˆ
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede

Enlace

Físico


Detecta e opcionalmente corrige
erros que por ventura ocorram no
nível físico
ˆ Transmissão e recepção de quadros
(delimitação)
ˆ Controle de fluxo
ˆ
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Características mecânicas
Características elétricas
Características funcionais
Características procedurais
Enlace
Físico
53
Nível de Rede
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
ˆ
Roteamento
ˆ
Controle de congestionamento
ˆ
Serviços

Circuito Virtual

Datagrama
54
Nível de Transporte
ˆ
Aplicação
ˆ
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Rede
Enlace
Enlace
Físico
Físico
ˆ
ˆ
ˆ
ˆ
ˆ
55
Fornece uma comunicação fim-a-fim
verdadeiramente confiável
Estabelecimento e desativação de
conexões entre sessões
Multiplexação e Splitting de
conexões
Controle de fluxo
Detecção e recuperação de erros
fim-a-fim
Segmentação e remontagem de
mensagens
Blocagem e desblocagem de
mensagens
56
Nível de Transporte
Nível de Sessão
ˆ
Aplicação
Host B
Aplicação
Aplicação
Apresentação
Apresentação
Apresentação
Sessão
Transporte
Sessão
Transporte
comunicação fim-a-fim
Sessão
Transporte
Transporte
Rede
Rede
Rede
Rede
Rede
Rede
Enlace
Enlace
Enlace
Enlace
Enlace
Enlace
Físico
Físico
Físico
Físico
Físico
 full-duplex
Aplicação
Apresentação
Sessão
Gerenciamento de Token
 half-duplex
Host A
Físico
Controle de Diálogo
 Pontos de sincronização
 Recuperação da sessão em caso de
falhas
ˆ Controle de Atividade
 Agrupamento lógico de diálogos
 Cada atividade corresponde a uma
tarefa que pode ser interrompida
e posteriormente retomada
ˆ
57
Nível de Apresentação
58
Nível de Aplicação
ˆ
ˆ
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
ˆ
Permite a interoperabilidade de
sistemas heterogêneos
Aplicação
Coordena a conversão de dados e
suas representações
 Tradução
Apresentação
Sessão
de códigos
 Compactação
Transporte
Rede
de Dados
Enlace
 Criptografia
Físico
Oferece serviços aos processos de
aplicação:
 Funções de Gerenciamento
 Mecanismos genéricos para
construção de aplicações
distribuídas
• associação entre um ou mais usuários
(ACSE)
• chamadas a procedimentos remotos
(ROSE)
• transferência confiável de dados (RTSE)
 Mecanismos
específicos para
construção de aplicações
distribuídas
• transferência de arquivos (FTAM)
• serviço de diretórios (DS)
59
60
OSI
IS 3
OSI
IS 3
F
ES B
F
IS 1
IS 1
ES B
F
F
F
F
Físico
ES A
ES A
IS2
F
F
F
F
F
IS 4
F
IS 2
Físico
IS 4
3 AB 2 AB 1 AB
3 AB 2 AB 1 AB
61
F E
IS 1
OSI
IS 3
F
E
ES B
E F
F E
IS 1
E
F
E
F
ES A
F E
E F
IS 2
F E
E F
E
F
Enlace
Físico
ES A
F
E
F
E
E F
Enlace
Físico
3 AB 2 AB 1 AB
F
E
F
E
F E
IS 4
ES B
E F
E
F
Enlace
Físico
OSI
IS 3
F
E
E F
Enlace
Físico
62
E F
F E
E F
1 AB
IS 2
IS 4
3 AB 2 AB
63
64
R
F E R
IS 1
R
OSI
IS 3
F
E
R
ES B
R E F
IS 1
R
E
F
R
E
F
ES A
F E R
Rede
Enlace
Físico
F E R
R E F
R
3 AB 2 AB
Rede
Enlace
Físico
F
E
R
F
E
R
F E R
Rede
Enlace
Físico
IS 4
IS 2
R
E
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R E F
1 AB
ES B
R E F
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F
E
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Rede
Enlace
Físico
F
E
R
R
F E R
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OSI
IS 3
F
E
R
R
F E R
R E F
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IS 4
IS 2
3 AB 2 AB
65
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IS 1
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IS 1
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Rede
Enlace
Físico
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IS 2
IS 4
3 AB
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Rede
Enlace
Físico
R
OSI
IS 3
F
E
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E
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Rede
Enlace
Físico
OSI
IS 3
F
E
R
66
Rede
Enlace
Físico
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F
E
R
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2 AB
IS 2
IS 4
3 AB
67
68
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IS 1
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OSI
IS 3
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IS 1
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Rede
Enlace
Físico
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3 AB
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Rede
Enlace
Físico
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E
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Rede
Enlace
Físico
IS 4
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Rede
Enlace
Físico
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OSI
IS 3
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E
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IS 4
IS 2
69
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IS 1
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OSI
IS 3
F
E
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R
70
ES B
R E F
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IS 1
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E
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Rede
Enlace
Físico
3 AB
R
OSI
IS 3
F
E
R
Rede
Enlace
Físico
2 AB
ES A
Rede
Enlace
Físico
F
E
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E
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F E R
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IS 2
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ES A
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R E F
Rede
Enlace
Físico
IS 4
71
F
E
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IS 2
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3 AB
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IS 4
72
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IS 1
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OSI
IS 3
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ES A
Transporte
Rede
Enlace
Físico
Transporte
Rede
Enlace
Físico
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ES A
Transporte
Rede
Enlace
Físico
F E R
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3 AB
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E
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Transporte
Rede
Enlace
Físico
R E F
IS 4
IS 2
R
ES B
R E F
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E
F
2 AB
1 AB
3 AB
F
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E
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F E R
IS 1
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OSI
IS 3
F
E
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ES B
R
F E R
R E F
R
R E F
IS 4
IS 2
73
F E R
IS 1
R
OSI
IS 3
F
E
R
R
ES B
R E F
F E R
IS 1
R
E
F
Serviço orientado à conexão
ES A
R
IS 2
R E F
F E R
R
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
IS 4
75
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
R
E
F
ES A
R E F
R
ES B
R E F
R E F
R
E
F
F
E
R
F
E
R
F E R
Transporte
Rede
Enlace
Físico
R
OSI
IS 3
F
E
R
R E F
R
E
F
Transporte
Rede
Enlace
Físico
74
F
E
R
F
E
R
F E R
R
IS 2
R E F
F E R
R
R E F
IS 4
76
F E R
IS 1
R
R
R E F
F E R
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
R
E
F
ES A
F E R
R
IS 2
R E F
F E R
R
R
ES A
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
F
E
R
F
E
R
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
IS 4
Aplicação
R E F
R
E
F
Aplicação
R E F
R
ES B
R E F
R
E
F
F
E
R
F
E
R
Apresentação
IS 1
OSI
IS 3
F
E
R
ES B
R E F
R
E
F
Sessão
Transporte
Rede
Enlace
Físico
OSI
IS 3
F
E
R
F E R
R
R E F
F E R
R
R E F
IS 4
IS 2
77
78
Perfis Funcionais MAP e TOP
Perfil Funcional
TOP
FTAM (ISO 8571)
Directory Services (ISO 9594))
MHS ISO (10021), e VT ((ISO 9040)
ˆ Grupos de opções de serviços e protocolos
padronizados
ˆ GOSIP (Government OSI Profile)
ˆ POSIG (Perfil OSI do Governo Brasileiro)
ˆ MAP e TOP
ISO Presentation (ISO 8823)
ISO Session (ISO 8372)
ISO Transport Class 4 (ISO 8073)
 MAP
- Manufacturing Automation Protocols
 TOP - Technical and Office Protocols
ISO Internet Conectionless (DIS 8473)
X.25 SNDCP (Subnetwork
Dependent Convergence Protocol)
79
MAP
Aplicação
Apresentação
Sessão
Transporte
Rede
Logical Link Controle (IEEE 802.2,
ISO 8802-2)
Enlace
CSMA-CD (IEEE 802.3 , ISO 8802-3)
Token Ring (IEEE 802.5 , ISO 8802-5)
Físico
Directory Services (ISO 9594))
MMS (Manufac. Messaging Specification)
FTAM ISO (DP 8571)
ISO Presentation (ISO 8823)
ISO Session (ISO 8372)
ISO Transport Class 4 (ISO 8073)
ISO Internet Conectionless (DIS 8473)
X.25 SNDCP (Subnetwork
Dependent Convergence Protocol)
Logical Link Controle (IEEE 802.2,
ISO 8802-2)
Token Bus (IEEE 802.4, ISO 8802-4)
80
Arquitetura IEEE
ˆ IEEE - Institute of Electrical and
Electronic Engineers
Arquitetura
IEEE 802
ˆ Conjunto de Padrões para Redes Locais
81
Comitê de Padronização do Projeto
IEEE 802
82
Camadas da Arquitetura IEEE 802
Comitê Executivo
802.1 Interface com as
camadas superiores
802.7 Banda Larga
802.2 LLC
802.8 Fibra Óptica
802.3 CSMA/CD
802.9 Serviç
Serviços Integrados
802.4 Token Bus
802.10 Seguranç
Segurança
802.5 Token Ring
802.11 Wireless
802.6 MAN
802.12 Demand Priority
Logical Link
Control (LLC)
Medium Access
Control (MAC)
Physical Layer
(PHY)
83
84
Camada de Controle de Acesso
ao Meio
Camada Física
Estabelecimento,
manutencão e liberação de
conexões físicas
ˆ transmissão de bits
através de um meio físico
 Cabo coaxial
 Par trançado
 Fibra ótica
ˆ Método de codificação
ˆ Taxa de Transmissão
ˆ
Logical Link
Control (LLC)
Medium Access
Control (MAC)
Physical Layer
(PHY)
ˆ
Logical Link
Control (LLC)
Medium Access
Control (MAC)
Physical Layer
(PHY)
Organização do acesso ao
meio físico compartilhado
 Barra
 Anel
 Wireless
ˆ
Técnicas
 CSMA-CD (802.3)
 Token Bus (802.4)
 Token Ring (802.5)
 DQDB (802.6)
85
Camada de Controle de Enlace
Lógico
86
Padrões IEEE 802.X
Independência da camada
MAC
ˆ LSAPs
ˆ Multiplexação
ˆ Controle de erros e de
fluxo
ˆ
Logical Link
Control (LLC)
Medium Access
Control (MAC)
802.1
802.2
Physical Layer
(PHY)
802.3
87
802.4 802.5 802.6
Relacionamento
entre os Padrões 802
LLC
MAC e PHY
88
Arquitetura IEEE 802
OSI x IEEE 802
(Redes Locais de Computadores)
Arquitetura OSI
Aplicaç
Aplicação
Aplicação
Apresentaç
Apresentação
Apresentação
Sessão
Sessão
Transporte
Transporte
Rede
Host A
Host B
Aplicação
Aplicação
Apresentação
Apresentação
Sessão
Sessão
Transporte
Transporte
Rede
Rede
Rede
Enlace
Arquitetura IEEE
LLC (802.2)
MAC
Físico
Físico
LLC
comunicaç
comunicação fimfim-a-fim
LLC
Enlace
MAC
MAC
Físico
Físico
Físico
89
90
Arquitetura TCP/IP (Internet)
ˆ Desenvolvido pelo Departamento de Defesa
Americano (DARPA)
ˆ Padrão de fato
ˆ Evolução da ARPANET
ˆ Começo do projeto no início dos anos 70
ˆ Arquitetura baseada no conceito de interredes
Arquitetura TCP/IP
(Internet)
91
92
Conceito de Inter-redes
Por que inter-redes?
H
H
ˆ As redes são entidades independentes que
Inter-rede
H
Rede 1
G
G
se adequam aos interesses de grupos
específicos
ˆ A Internet é um exemplo de inter-rede que
interliga várias redes espalhadas pelos
cinco continentes
H
Rede 2
Rede 3
G
G
H
Rede 4
G
H
H
Rede 5
H
93
94
Nós Intermediários na Arquitetura
TCP/IP
Camadas da Arquitetura TCP/IP
Host A
Host B
Mensagem
idêntica
Aplicação
Aplicação
Aplicação
Pacote
idêntico
Transporte
Transporte
Roteador
Transporte
Inter-rede
Inter-rede
Interface
de rede
Interface de Rede
Intra-Rede ou
Hardware
Datagrama
idêntico
Inter-rede
Interface
de rede
Quadro
idêntico
Datagrama
idêntico
Interface
de rede
Quadro
idêntico
Inter-rede
Interface de
rede
Rede
95
Rede 1
Rede 2
intraintra-rede
intraintra-rede
96
Internet Protocol (IP)
Aplicação
Endereços IP
Esquema de roteamento entre redes
ˆ Endereços IP únicos designados por
uma autoridade central (ICANN ˆ
Interconexão e roteamento através
de Gateways
ˆ Roteamento baseado no endereço da
rede e não do host
ˆ Estrutura interna da rede
transparente
ˆ Serviço sem conexão
ˆ
Rede
End. IP na Rede A
≠
End IP na Rede B
bytes)
ˆ Endereçamento hierárquico composto
de parte de rede e parte de host
Rede
The Internet Corporation for
Assigned Names and Numbers)
Transporte
Inter-rede
ˆ Endereços IP são números de 32 bits (4
Host
Parte comum a todas as
estações em uma mesma rede
ˆ Um endereço IP identifica um
uma determinada rede física


host em
Se uma máquina troca de rede então seu
endereço IP muda
Endereços IP não tem relação com os
endereços das estações dentro de cada uma
das redes (endereçamento Intra-rede).
Rede
A
Rede
B
97
Endereços IP: Notação “de Ponto”
11010000 11110101 00011100 10100011
208
245
28
98
0111 1111
X
X
X
X
X
X
1000 0000
0000 0001
1011 1111
1111 1111
X
X
X
X
1100 0000
0000 0000
0000 0001
1101 1111
1111 1111
1111 1111
X
X
1110 0000
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
0000 0001
Classe A:
Classe B:
Classe C:
163
Classe D:
1110 1111
208.245.28.163
1111 0000
Classe E:
1111 0111
99
1.X.X.X
127.X.X.X
128.1.X.X
191.255.X.X
192.0.1.X
223.255.255.X
224.X.X.X
239.X.X.X
240.X.X.X
247.X.X.X
100
Problema com Endereçamento
por Classes
Nós Intermediários na Arquitetura
TCP/IP
Host A
Host B
Mensagem
idêntica
Aplicação
Número de Redes
Número de Estações
Classe A
127
16.777.214
Classe B
16.383
65.534
Pacote
idêntico
Transporte
Transporte
Roteador
Inter-rede
Classe C
2.097.152
Aplicação
Datagrama
idêntico
254
Interface
de rede
ˆ Redução rápida dos endereços livres;
Interface
de rede
Quadro
idêntico
ˆ Necessidades de alternativas de curto e médio
(CIDR e NAT) e longo prazo (IPv6).
Inter-rede
Datagrama
idêntico
Interface
de rede
Quadro
idêntico
Rede 1
Rede 2
intraintra-rede
intraintra-rede
Inter-rede
Interface de
rede
101
Transmission Control Protocol
(TCP)
Aplicação
Transporte
Inter-rede
Rede
102
User Datagram Protocol (UDP)
Serviço confiável orientado à
conexão (Circuito Virtual)
 Seqüenciação
 Detecção e correção de erros
fim-a-fim
 Sliding Window
ˆ Ponto terminal = (Estação, Porta)
ˆ Conexão identificada por um par
de pontos terminais
ˆ
Aplicação
Serviço sem conexão não confiável
ˆ Multiplexação
ˆ
Transporte
Inter-rede
Rede
103
104
Aplicação
Aplicação
Transporte
Inter-rede
OSI x TCP/IP
Arquitetura OSI
Serviços utilizando TCP
 Telnet
 FTP
 SMTP
 HTTP
ˆ Serviços utilizando UDP
 DNS
 SNMP
ˆ
Arquitetura TCP/IP
Aplicação
Apresentação
Aplicação
Sessão
Transporte
Transporte
Inter-rede
Rede
Rede
Interface de rede
Enlace
Intra-Rede
Físico
105
106