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Capítulo 1 Introdução A note on the use ofthese ppt slides: We’re making these slides freely available to all (faculty, students, readers). Thevre in PowerPoint form so you can add, modify, and delete slides (including this one) and slide content to sult your needs. They obviously represent a lot of work on our part. In return for use, we only ask the following: Ifyou use these slides (e. g. , in a class) in substantially unaltered form, that you mention their Source (after all, we’d like people to use our book! If you post any slides in substantially unaltered form on a www site, that ou note that they are adapted from (or perhaps identical to) our slides, and note our c JFK/KWR Ali material Ross, All Rlghts Rese Computer Networkin 5th edition. Jim Kurose, Introdução Capítulo 1: Introdução Nossos objetivos: I. Thanks and enjoy! urose and K. W. orn to view nut*ge Keith ROSS Addison-wesley, April 2009. adquirir “sentimento” e terminologia mais profundidade, detalhamento mais tarde no curso abordagem: usar a Internet como exemplo Visão Geral: o que é a Internet? o que é um protocolo? borda da rede: hosts, rede de acesso, meio físico o núcleo da rede: a comutação por A borda da rede end systems, redes de acesso, enlaces 1 0 núcleo da rede comutação de circuitos, comutação de pacotes, a estrutura da rede 1. 4 Atraso, perda e throughput em redes comutadas por pacote 1. 5 Camadas de protocolos, modelos de serviço 1. 6 Redes sob ataques: segurança 1 . 7 História Introdução 1-3 O que é a Internet: uma visão “porcas de parafusos” PC servidor milhões de dispositivo computacionais conectados: hosts — Rede móvel ISP global lap top sem fio celular end systems executando aplic. e rede enlaces de comunicação pontos de acesso enlaces cabeados Rede doméstica ISP regional fibra, cobre, rádio, satélite taxa de transmissão = bandwidth Rede institucional roteador PAGF Internet: uma visão dos serviços infraestrutura de comunicação possibilita aplicações distribuídas: Web, VolP, email, games, e-commerce, compartilhamento de arquivos serviços de comunicação providos para aplicações: entrega confiável de dados da origem para o destino “melhor esforço” (“best efforff) entrega (não confiável) de dados Introdução 1-7 O que é um protocolo? rotocolos humanos: “que horas são? ‘ “eu tenho uma pergunta” ntroduções msgs específicas são enviadas ações específicas são reallzadas quando as msgs são recebidas, ou acontecem outros eventos protocolos de rede: máquinas no lugar de pessoas todas as atividades de comunicação na Internet são governadas por protocolos protocolos definem o formato, a ordem de msgs enviadas e recebidas pelas entidades de redes, e ações tomadas quando da transmissão ou recepção de msg Introdução 1-8 um protocolo humano e um protocolo da rede de computadores: Oi Oi Você tem horas?

TCP connection request TCP connection response Get http://www. awl. om/kurose-ross 2:00 tempo Q: Outros protocolos humanos? História Introdução 1-10 Olhando a estrutura da rede mais de perto: a borda da rede: aplicações e hosts redes de acesso, meios físicos: enlaces de comunicação cabeados, sem fio o núcleo da rede: roteadores interligados rede de redes Introdução 1-11 A borda da rede: sistemas finais (end systems, hosts): executam programas de aplicação ex.

Web, email na “borda da rede” peer-peer modelo cliente/servidor host cliente pede, recebe cliente/servidor sewiço do servidor always-on ex. Web browser/servidor; Modelo peer-peer: so mínimo (ou não uso) de servidores dedicados ex. Skype, BitTorrent email cliente/servidor 1-12 Redes de acesso e meios físicos Q: Como ligar o sistema final ao roteador de borda? edes de acesso residencial redes de acesso institucional (escolas, empresas) redes de acesso móvel Tenha em mente: 50KHz-1 MHz downstream data Internet DSLAM splitter Modem DSL PC doméstico central local rede telefônica também usa a infraestrutura existente para telefonia até 1 Mbps upstream (tipicamente < 256 kbps) até 8 Mbps downstream (tipcamente < 1 Mbps) linha física dedicada até central local elefônica Acesso residencial: cable modems Não usa a infraestrutura da telefonia Usam a infraestrutura de TV a cabo HFC: hybrid fiber coax (cabo hlbrido coaxial/fibra) assimétrica: até 30Mbps downstream, 2 Mbps upstream Rede de cabo coaxial e fibra associa casas a rateadores do ISP casas fazem acesso compartilhado para o roteador diferente do DSL, que oferece acesso dedicado Introduction 1-16 Diagram: http://www. cabledatacomnews. com/cmic/diagram. tml PAGF s OF distribuição a cabo casa 1-21 Biber to the Horne - FTTH ONT Internet optical fiber optical fibers ONT central office ptical splitter ONT Enlaces óticos da central local até as casas Duas tecnologias que competem: Passive Optical Network (PON) Active Optical Network (AON) Acesso a Internet a taxas muito mais altas; a fibra também transporta televisão e telefone Acesso a Internet de Redes Ethernet 100 Mbps Ethernet switch 100 Mbps Roteador institucional Para o ISP da intituição 1 Gbps 100 Mbps server Usado tipicamente por empresas, universidades, etc Ethernet 10 Mbs, 100Mbps, IGbps, IOGbps Atualmente, sistemas finals se conectam tipicamente na switch Ethernet Acesso de redes sem fio (wireless) A rede de acesso sem fio com artilhada conecta o end system ao transmissor/receptor (tx/rc) enlace físico: encontra-se entre o tx e o rc meio guiado: os sinais se propagam em meios sólidos: cobre, fibra, coaxial Par trançado (Twisted Pair -TP) dois fios de cobre isolados Categoria 3: fios tradicionais da telefonia, 10 Mbps Ethernet categona S: 100Mbps Ethernet meio não guiado: os sinais se propagam livremente, ex. rádio Introdução 1-26 Meios físicos: cabo coaxial, fibra Cabo coaxial: dois condutores concêntricos de bidirectional baseband: um único canal no cabo legado da Ethernet Cabo de fibra ótica: fibra de vidro que transporta pulsos de luz, cada pulso é um bit opera em alta velocidade: transmissão ponto-a-ponto em alta velocidade (ex. , 10-100 Gps) broadband: múltiplos canais no cabo HFC baixa taxa de erros: repetidores muito espaçados; imune a ruído eletromagnético 1-27 Meios físicos: rádio sinal transportado no espectro eletromagnético sem "fio" físico bidirecional efeitos do ambiente de ropagação: reflexão obstrução por ob- ncia PAGF 7 Introdução 1-29 O núcleo da rede malha de roteadores interconectados a questão fundamental: omo o dado é transferido através da rede? omutação de circuitos: um circuito dedicado por ligação: rede telefônica comutação de pacotes: o dado é enviado através da rede em "pedaços" discretos Introdução 1-30 O núcleo da rede : comutação de circuito Recursos fim-a-fim reservados para a "chamada" taxa de transmissão do enlace, capacidade de chaveamento recursos dedicados: não há compartilhamento performance circuit-like (garantida) necessário estabelecer a chamada Introdução 1-31 O núcleo da rede : comutação de circuitos recursos da rede (ex. banda de transmissão) dividida em "pedaços" pedaços alocadas para as chamadas pedaço do recurso ocioso se não utilizado pela chamada ao qual está alocada (não há dividindo a banda de transmissão em "pedaços" divisão por frequência divisão por tempo compartilhamento) Introdução 1-32 Comutação de circuitos: FDM e TDM Exemplo: FDM 4 usuários DM Cada enlace usa TDM com 24 slots (fatias)/seg 500 mseg para estabelecer um circuito fim-afim Calcule!

Introdução 1-34 O núcleo da rede : comutação de pacotes cada fluxo de dados fim-afim é dividido em pacotes pacotes de suários A, B compartilham os recursos da rede cada pacote usa toda a banda do canal recursos são usados quando são necessarios Divisão da banda em “pedaços” Alocação dedicada Resewa de recursos disputa por recursos: a demanda total pelos recursos pode superar a quantidade disponível congestionamento: pacotes são enfileirados, esperam para usar o enlace store and forward: pacotes se deslocam um salto por vez o nó recebe o pacote completo antes de transmiti-lo (forwarding) Introdução 1-35 Comutação de pacotes: multiplexação estatistica ila de pacotes esperando pelo enlace de saída Ethernet 100 Mb/s multiplexação estatística c 1,5 Mb,’S D Mais sobre atraso em breve Introdução 1-37 Comutação de pacotes X comutação de circuitos A comutação de pacotes permite que mais usuários usem a rede! enlace de 1 Mb/s cada usuário: 100 kb/s quando “ativo” ativo em 10% do tempo comutação de circuitos: N usuários 10 usuários enlace de 1 Mbps comutação de pacotes: com 35 usuários, probabilidade > 10 ativos ao mesmo tempo é menor que 0,0004 Q: como o valor 0,0004 foi obtido? -38 A comutação de pacotes ganha disparado? ?tima para dados em surtos compartilhamento dos recursos mais simples, não necessita estabelecimento de conexão congestionamento excessivo: atraso e perda de pacotes necessita de protocolos para transferência confiável de dados, controle de congestionamento P: Como fornecer um comportamento do tipo circuito? são necessárias garantias de banda para aplicações de áudio e vídeo ainda é um problema não resolvldo(Capltulo 7) Q: analogia humana de reserva de recursos (comutação de circuitos) versus alocação sob demanda (comutação de pacotes)? Introdução 1-39 Estrutura da Internet: red