Redes Industriais Prof Arthur Salgado Redes de Computadores

Redes Industriais Prof. Arthur Salgado

Redes de Computadores de Referência OSI (Open Systems Inteconnection) � Modelo ◦ Criado pela ISO (International Standards Organization) para facilitar a interconexão entre sistemas de computadores

Redes de Computadores � Modelo OSI ◦ Camada física �Responsável pela transmissão de bits por um canal de comunicação e pela manutenção do sinal no meio físico �Define especificações elétricas e mecânicas da rede �Interface de comunicação: RS-232, RS-442, RS-485. . . �Meio de comunicação: Par trançado, Fibra óptica, Rádio �Qual voltagem que representa um bit 1 ou bit 0 e o tempo de duração de um bit �Define o tipo do sinal �Analógico �Digital

Redes de Computadores � Modelo OSI ◦ Camada física �Define o tipo de conexão �Ponto-a-ponto �Multiponto �Define o sentido da transmissão �Simplex, half-duplex, full-duplex �Forma de multiplexação �FDM, TDM �Equipamentos de nível de camada física �Repetidores, hubs, switches, modens. . .

Redes de Computadores � Modelo OSI ◦ Camada de Enlace �Sua principal função é transformar um canal de transmissão bruto em uma linha que pareça livre de erros para a camada de Redes �As mensagens são enviadas em Quadros, transmitidos sequencialmente �Utiliza o endereçamento físico (MAC) �Para redes de difusão (barramento comum a vários sistemas) utilizam controle de acesso ao meio

Redes de Computadores � Modelo OSI ◦ Camada de enlace �Realizam o controle de fluxo de dados �Quadro de confirmação de recebimento de mensagem �Não permitir que um transmissor rápido sufoque receptor lento �Possuem mecanismos para verificar erros na mensagem �Equipamentos de nível de enlace de dados �Switch, Bridge

Redes de Computadores � Modelo OSI ◦ Camada de rede �A principal funcionalidade é determinar a maneira como os pacotes serão roteados da origem até o destino �Controla o fluxo de dados - Qo. S �Evitar congestionamento de pacotes �Diminuir o retardo, tempo do pacote na rede, instabilidades de comunicação �Realizar conexões entre redes com tecnologias distintas �Protocolos diferentes �Diferença de endereçamento, tamanho de pacotes diferentes. . .

Redes de Computadores � Modelo OSI ◦ Camada de rede �Pode fragmentar/remontar pacotes �Principal protocolo: IP �Unidade de dados: Pacote ou Datagrama

Redes de Computadores � Modelo OSI ◦ Camada de transporte �Responsável por receber dados da camada acima dela e dividi-los em unidades menores, caso necessário �Garante que a mensagem chegue ao destinatário �Apesar disto ser implementado na camada de enlace �Comunicação fim-a-fim �Não troca informações com dispositivos intermediários �Oferece serviço confiável ou não �TCP: Garante que os dados chegarão corretos e na ordem �UDP: Não verifica se os pacotes chegaram ao destino e nem se chegaram na ordem �Multiplexação das aplicações

Redes de Computadores � Modelo OSI ◦ Camada de sessão �Permite o estabelecimento de sessões entre diferentes máquinas �Gerenciamento de diálogo �Quem deve transmitir em cada momento �Estabelece, gerencia e finaliza sessões entre aplicações �Verifica periodicamente sessões longas, para permitir que continuem de onde parou, em caso de falha

Redes de Computadores � Modelo OSI ◦ Camada de apresentação �Está preocupada com a sintaxe e semântica das informações �Torna possível a comunicação entre computadores com diferentes representações de dados �Codificação de texto: ASCII, UNICODE �Codificação de gráficos e imágens: TIFF, JPEG, PNG �Codificação de sons e animações: GIFF, MPEG, WAV

Redes de Computadores � Modelo OSI ◦ Camada de aplicação �Camada que mantém contato com o usuário �Seus serviços são transparentes ao usuário �Aplicações para estações �Banco de dados �Processadores de texto �Aplicações para rede �Correio eletrônico (POP 3, SMTP) �Transferência de arquivos (SSH, Telnet)

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Redes de Computadores �O modelo OSI fornece uma diretriz para a organização da pilha de protocolos � Pilha de protocolo é o termo utilizado para definir uma porção de protocolos que trabalham em conjunto � Algumas pilhas de protocolo não seguem o modelo OSI completamente ◦ TCP/IP – Pilha de protocolo mais utilizada atualmente ◦ IPX/SPX ◦ Net. BEUI

Redes de Computadores � TCP/IP ◦ O início do TCP/IP se dá quando a ARPANET (grande rede que interligava instituições de pesquisa) passou a interligar também redes de rádio e satélite ◦ Seria necessário que a rede resistisse a perdas de hardware de sub-rede �Conexões deveriam permanecer intactas enquanto as máquinas de origem e destino estivessem funcionando ◦ Deveria se adaptar a aplicações com requisitos divergentes �Transferência de arquivos e transmissão de voz em tempo real

Redes de Computadores �A solução foi a criação da camada inter-redes ◦ Objetivo �Permitir que hosts enviem pacotes em qualquer rede �Garantir que estes pacotes trafeguem independentemente até o destino �Mesmo que cheguem fora de ordem �Ex: �Entrega de cartas ao correio ◦ O protocolo utilizado nesta camada é o IP ◦ É responsável pelo roteamento dos pacotes e por evitar congestionamentos da rede

Redes de Computadores 7 Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão 4 Aplicação 4 Transporte 3 3 Rede Inter-Redes 2 2 Enlace 1 Física Interface de Rede 1

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Redes de Computadores � TCP/IP ◦ Conceito: �Conjunto de protocolos de redes que permitem a interconexão de redes heterogêneas �Redes físicas com diferentes tecnologias de acesso �Equipamentos desenvolvidos por diferentes fabricantes, com diferentes arquiteturas de hardware e que utilizam diferentes sistemas operacionais

Redes de Computadores � TCP/IP ◦ Quem pode utilizar ? �Qualquer organização que deseje interconectar suas diversas filiais na forma de uma inter-rede �Não requer uma conexão com a internet �A internet é apenas uma demonstração concreta da validade da tecnologia TCP/IP

Redes de Computadores � Modelo de interconexão E 2 E 9 E 1 R 3 N 1 R 2 R 4 N 2 E 3 N 5 N 3 E 4 E 5 E 6 E 7 E 8

Redes de Computadores � Modelo de interconexão ◦ Roteador �Possui conexões com duas ou mais redes �Não provê conexão direta com todas as redes físicas �Roteia pacotes de uma rede para outra �Mantém informações de roteamento para todas as redes �É também denominado gateway ou sistema intermediário ◦ Estação �Dispositivo do usuário conectado a alguma rede física da inter-rede �Também denominado Host, hospedeiro ou sistema final

Redes de Computadores � Modelo de interconexão ◦ Visão do usuário �Usuários vêm a inter-rede como uma rede virtual única à qual todos os dispositivos estão conectados �Usuários não conhecem as diversas redes físicas individuais �Adota um mecanismo de endereçamento universal, baseado em endereços IP, que permite a identificação única de cada dispositivo na inter-rede

Arquitetura TCP/IP Mensagem Seguimento/Datagrama UDP Datagrama IP Quadro Aplicação Transporte Rede Interface de Rede FTP, HTTP, SMTP TCP/UDP IP/ICMP Ethernet, PPP, Token Ring 24

Redes de Computadores � Camada de aplicação ◦ Define a sintaxe e a semântica das mensagens trocadas entre as aplicações ◦ Única camada cuja implementação é realizada usando processos do Sistema Operacional �Telnet – Serviço de terminal virtual �FTP – Serviço de transferência de Arquivos �SMTP – Serviço de correio eletrônico �DNS – Serviço de nomes �HTTP – Serviço Web

Redes de Computadores � Camada de transporte ◦ Provê comunicação fim-a-fim entre aplicações ◦ TCP (Transmission Control Protocol) �É baseado em conexão �Provê fluxo confiável de dados �Divide o fluxo de dados em segmentos ◦ UDP (User Datagram Protocol) �Provê serviço de datagrama não confiável

Redes de Computadores � Camada de rede ◦ Realiza transferência e roteamento de pacotes entre dispositivos da inter-rede ◦ IP (Internet Protocol) �Provê serviço de datagrama não confiável �Envia, recebe e roteia datagramas IP ◦ ICMP (Internet Control Message Protocol) �Permite a troca de informações de erro e controle entre camadas de rede de estações distintas

Redes de Computadores � Camada de interface de rede ◦ Compatibiliza a tecnologia da rede física com o protocolo IP ◦ Aceita datagramas IP e transmite na rede física sob a forma de quadros ◦ Trata os detalhes de hardware da conexão física e geralmente inclui o driver do dispositivo e a placa de rede

Redes de Computadores DADOS Aplicação CABEÇALHO DADOS Transporte CABEÇALHO DADOS Rede Enlace CABEÇALHO DADOS Os dados são gerados pela camada de aplicação. A aplicação deve indicar qual o protocolo da camada de transporte a ser utilizado (TCP/UDP ). O protocolo de transporte adiciona seu cabeçalho, recebe a PDU da camada de aplicação em sua área de dados e encaminha para a camada de rede A camada de receba a PDU de transporte, realiza suas funções e encaminha para a camada de enlace A camada de enlace receba a PDU de rede, realiza suas funções e encaminha para a transmissão física

Redes de Computadores � Processo de recebimento de quadro Aplicação Transporte Rede FTP . . . TCP SMTP DNS TCP Porta ICMP IP Interface de rede . . . Driver de Rede SNMP Porta

Redes de Computadores Estação E 1 1º Estação E 2 Protocolo SMTP HTTP 16º TCP 15º IP 14º Driver 13º Protocolo TCP 2º TCP 3º IP Roteador 1 IP 7º IP 6º 4º Driver 5º Driver N 1 Roteador 2 IP IP 11º IP 10º Driver 8º N 2 9º Driver 12º N 3