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Esta é a quinta de um conjunto de apresentações que fiz para a disciplina de Redes de Computadores, que lecionei na faculdade e na escola. Aqui temos os três principais modelos de arquitetura de redes, como o modelo OSI, a arquitetura IEEE 802 e a arquitetura TCP/IP. Espero que seja útil.
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Fundamentos de Redes de Computadores
Arquiteturas de Redes
Prof. Ricardo J. Pinheiro
Ricardo Pinheiro 2
Resumo
Arquiteturas de Redes
Organizações de padronização
Modelos de referência
Modelo OSI
Arquitetura IEEE 802
Arquitetura TCP/IP
Comparação entre os modelos
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Arquiteturas de Redes
Conjunto de regras para interligar equipamentos
Grandes fabricantes com soluções proprietárias para a interconexão de seus equipamentos:
IBM - System Network Architecture (SNA)
DEC - Digital Network Architecture (DNA)
É preciso interligar essas soluções proprietárias.
Motivações
Preservação de investimentos - segurança de continuidade e de integração com tecnologias novas.
Mais fabricantes – Mercado mais competitivo, preço menor e maior qualidade.
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Organizações de padronização
Determinam normas e padrões para a indústria.
Internacional:
ISO (International Standards Organization)
ITU-T (International Telecommunications Union)
Nacionais:
ANSI (EUA)
EIA (indústria eletrônica)
TIA (indústria de telecomunicações)
IEEE (engenheiros elétricos e eletrônicos)
ABNT (Brasil)
BSI (Inglaterra)
DIN (Alemanha)
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Modelos de referência
Modelo OSI
Open Systems Interconnection – ISO 7498
RM-OSI/ISO
Arquitetura IEEE 802
Implementação para as camadas inferiores.
Padrão ISO.
Arquitetura TCP/IP
Desenvolvido pela DARPA (órgão do Departamento de Defesa dos EUA).
Padrão de fato.
Arquitetura baseada no modelo de inter-redes.
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Modelo OSI
Motivação
Necessidade de padrões para interconexão de sistemas heterogêneos
Modelo de referência para interconexão aberta de sistemas
Definição da estrutura básica para o desenvolvimento coordenado de padrões
Estrutura
Divisão em camadas – dividir para conquistar.
Cada camada usa os serviços da camada inferior, e fornece serviços para a camada superior.
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Modelo OSI - camadas
Vantagens
Cada camada é isolada, logo pode ser trabalhada independentemente das camadas superior e inferior.
Estrutura permite que padrões sejam desenvolvidos simultaneamente.
Mudanças podem ser feitas nos padrões de uma camada sem afetar as demais.
O modelo é complementado com padrões que especificam o protocolo e o serviço de cada camada
Desvantagens
Muitas camadas tornam o processo lento e burocrático, passando por várias camadas para enfim ser transmitido.
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Modelo OSI - camadas
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Modelo OSI - camadas
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Modelo OSI – camada física
Transmissão de bits através de um canal de comunicação.
Características do meio físico e da transmissão do sinal.
Características mecânicas, elétricas, funcionais e procedurais.
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Modelo OSI – camada de enlace
Detecta e opcionalmente corrige erros que ocorram no nível físico.
Transmissão e recepção de quadros (delimitação)
Controle de fluxo
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Modelo OSI – camada de rede
Endereçamento
Roteamento
Serviços
Circuito virtual
Datagrama
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Modelo OSI – camada de transporte
Fornece comunicação confiável fim-a-fim.
Controle de fluxo
Detecção e recuperação de erros fim-a-fim
Segmentação e remontagem de mensagens.
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Modelo OSI – camada de sessão
Controle de Diálogo
Pontos de sincronização.
Recuperação da sessão em caso de falhas.
Controle de Atividade
Agrupamento lógico de diálogos.
Cada atividade corresponde a uma tarefa que pode ser interrompida e depois retomada.
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Modelo OSI – camada de apresentação
Garante interoperabilidade de sistemas heterogêneos.
Coordena a conversão de dados e suas representações
Tradução de códigos
Compactação de dados
Criptografia
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Modelo OSI – camada de aplicação
Oferece serviços aos processos de aplicação:
Serviços de diretório.
Aplicações específicas:
Transferência de arquivos.
Correio eletrônico.
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Arquitetura IEEE 802
Conjunto de padrões para redes locais.
Encaixam-se nas camadas física e de enlace do modelo OSI.
Três camadas:
Controle lógico do enlace (LLC)
Controle de acesso ao meio (MAC)
Camada física (PHY)
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Arquitetura IEEE 802 - PHY
Camada física (PHY)
Estabelecimento, manutencão e liberação de conexões físicas.
Transmissão de bits através de um meio físico, com ou sem cabeamento.
Método de codificação.
Taxa de transmissão.,
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Arquitetura IEEE 802 - MAC
Organização do acesso ao meio físico compartilhado:
Topologia adotada
Algumas técnicas:
CSMA-CD (802.3)
Token Bus (802.4)
Token Riing (802.5)
DQDB (802.6)
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Arquitetura IEEE 802 - LLC
Independência da camada MAC.
Multiplexação.
Controle de erros e de fluxo.
Tipos de operação.
Classes de Procedimento.
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Arquitetura IEEE 802 - modelo
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Arquitetura IEEE 802 - padrões
802 Visão geral da arquitetura.
802.1 Gerenciamento de LANs e MANs (B e K), Pontes para a camada MAC (local – D e remota – G). LANs virtuais sobre pontes, etc;.
802.2 Controle lógico do enlace (LLC).
802.3 CSMA/CD (Ethernet).802.4 Token Bus.802.5 Token Ring.
802.6 DQDB
802.10 Segurança em redes LAN e MAN.
802.11 Redes sem-fio.
802.15 Bluetooth.
802.16 WiMAX802.20 Telefonia 3G
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Arquitetura IEEE 802 e modelo OSI
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Arquitetura TCP/IP
Desenvolvido pela DARPA, agência de pesquisa do Departamento de Defesa dos EUA.
Tornou-se um padrão de fato.
Evolução da ARPANET.
Começo do projeto no início dos anos 70.
Arquitetura baseada no conceito de inter-redes.
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Arquitetura TCP/IP - Intra-redes
Interconexão com os níveis físico e de enlace.
Mapeamento dos endereços MAC em endereços de rede e vice-versa.
Verificação de estado da rede.
Protocolos: ICMP e ARP.
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Arquitetura TCP/IP - inter-redes
Roteamento entre redes, baseado em endereço, e não em hosts.
Endereços únicos designados por uma autoridade central
IANA - Internet Assigned Numbers Board
Interconexão e roteamento através de gateways.
Protocolos: IP (v. 4 e v. 6)
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Arquitetura TCP/IP - transporte
Serviço confiável orientado à conexão (Circuito Virtual)
Seqüenciação
Detecção e correção de erros fim-a-fim
Porta, ou estação, ou ponto terminal.
Conexão identificada por um par de pontos terminais
Protocolos: TCP e UDP.
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Arquitetura TCP/IP - aplicação
Protocolos que usam as camadas inferiores para oferecer serviços.
Exemplos:
Usam TCP: FTP, HTTP, NTTP, SSH, Telnet, SMTP, POP, IMAP, etc.
Usam UDP: DNS, NFS, SMNP, NTP, TFTP, etc.
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Comparação dos modelos
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