Arquitetura de Rede de Computadores

Arquitetura de

Rede de Computadores

Volnys Borges Bernal

[email protected] http://www.lsi.usp.br/~volnys

Agenda

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Entidades de Padronização

?

Modelo de Referênica OSI

? Terminologia ? Tipos de serviço

Entidades de Padronização

?

As principais entidades de padronização na área de

redes de computadores são:

? ISO

?International Organization for Standardization ?Principal entidade de padronização internacional ? IEC

?International Electrotechnical Commision ? ITU-T

?International Telecomunications Union

?Antigo CCITT (Comité Consultantif International Télégraphique et Téléphonique)

? IEEE

?Institute of Electrical and Electronics Engineers

?

Associações Nacionais ligadas à ISO

? ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas ? ANSI - American National Standards Institute

? BSI - British Standards Institute

? DIN - Deutsches Institut for Normung ? ....

?

JTC 1

? Joint Technical Committee 1

? Como existe uma certa superposição de atividades entre a ISO

e o IEC em relação as atividades em tecnologia da informação foi formado o JTC 1

Entidades de Padronização

ISO/IEC JTC1 on Information Technology

IEEE

802.1 - High Layer Interfaces

TCCC Technical Committee on Computer Communications

TCSP - Technical Committee on Security and Privacy

IEEE 802 - LANand MAN Standards

IEEE 816 - Future Bus Committee

802.2 - Logical Link Control 802.3 - CSMA/CD Bus

802.4 - Token Bus 802.5 - Token Ring

802.6 - MAN

802.7 - Broadband TAG 802.8 - Fiber Optical TAG

802.9 - Voice and Data LAN Int. 802.10 - Inter. LAN Security 802.10 - Wireless LAN

Entidades de Padronização

?

ISO

? International Organization for Standardization ? Organização internacional fundada em 1946 ? Objetivo:

?Elaboração de padrões internacionais

? Os menbros da ISO são os orgãos de padronização nacionais

dos países membros

? Alguns representantes de países

?Brasil ABNT

?EUA ANSI

?Inglaterra BSI ?Alemanha DIN ?...

?

ISO

? A ISO é composta por Comitês Técnicos (TCs)

? O TC97 é o responsável pela padronização de sistemas de

processamento de informações

? Cada TC possi subcomitês (SCs)

Entidades de Padronização

?

Processo de padronização ISO

? O desenvolvimento de um padrão ISO começa quando alguma

das organizações nacionais acha necessário elaborar um

padrão e submete à ISO uma proposta inicial denomidada WD (Working Document).

? É então formado um Grupo de Trabalho (Workging Group - WG)

que trabalha gerando um DP (Draft Proposal)

? O DP é divulgado e os membros da ISO tem 6 meses para

analisar e votar.

? Se a maioria dos votantes for favorável, um documento

revisado chamado DIS (Draft International Standard) é produzido e divulgado.

? Um novo período de 6 meses é definido para análise e votação. ? Se o documento for aprovado ele se torna finalmente um IS

Modelo de Referência ISO/OSI

? OSI

?Open Systems Interconnection

?Define padrões ISO para o intercânbio de informações entre sistemas

?Sistemas Abertos o Open Systems

o Sistema aberto, ou seja, sistema padronizado ? Modelo de Referência ISO/OSI

?Open Systems Interconnection Reference Model (RM-OSI)

?Modelo de arquitetura de redes de computadores, definida pela ISO, que deve ser utilizada como referência no projeto de

protocolos de rede pelos fabricantes ?Objetivo

o Permitir o intercâmbio de informações entre computadores de fabricantes distintos

?

Modelo de Referência ISO/OSI

? Não é intenção deste padrão:

?servir como especificação de implementação

?fornecer nível de detalhes suficiente para a definição precisa da arquitetura de rede

? O padrão fornece um esquema conceitual que permite que

equipes de especialistas trabalhem de forma produtiva e

independente no desenvolvimento de padrões para cada uma das camadas do RM-OSI

? O RM-OSI não define a arquitetura de uma rede, pois não

especifica com exatidão os serviços e protocolos de cada camada de rede.

Modelo de Referência ISO/OSI

Terminologia

?

Camadas

? Para reduzir a complexidade a arquitetura de rede é organizada

em camadas

? A figura a seguir apresenta o modelo OSI para representação de

uma camada de protocolos

Entidade de serviço Usuário do serviço Entidade de serviço Usuário do serviço Protocolo do Serviço SAP SAP Camada N

?

Serviço

? Representa um conjunto de funções oferecidas a um usuário

por uma camada

? O serviço fornecido por uma camada à outra é especificado

pelo conjunto de primitivas de serviço trocadas entre elas e pela ordem segundo a qual as primitivas são trocadas

?

SAP

? Service Access Point

? Ponto de acesso ao serviço oferecido por uma entidade de

serviço

?

Protocolo

? São as regras e convenções utilizadas na comunicação com a

Terminologia

?

Entidade

? Elementos ativos das camadas

? As entidades pode ser um módulo do sistema operacional, um

módulo de um processo, um processo ou mesmo um hardware.

? Entidades parceiras: são as entidades parceiras de

comunicação localizadas em máquinas diferentes associadas a uma mesma camada

?

Hierarquia de camadas

? Cada camada fornece serviços para a camada superior. ? Cada camada usa serviços da camada inferior

Entidade de serviço Entidade de serviço Protocolo do Serviço SAP SAP Camada N - 1 Entidade de serviço Entidade de serviço Protocolo do Serviço SAP SAP Entidade de serviço Entidade de serviço Protocolo do Serviço SAP SAP Camada N Camada N + 1

Terminologia

Primitivas de serviço

?

Primitivas de serviço

? Request

?Requisição de um serviço a uma entidade parceira ? Indication

?Informação da ocorrência de um evento ? Response

?Envio da resposta a uma entidade parceira ? Confirm

?

Quanto a conexão, um serviço pode ser:

? Orientado a conexão

?É necessário estabelecer uma conexão entre as entidades parceiras antes do inicio da comunicação de dados

?Exemplo: telefone, TCP ? Não orientado a conexão

?Não é necessário o estabelecimento de conexão prévia ?Exemplo: correio postal, IP, UDP

Tipos de serviço

?

Quanto a confirmação, um serviço pode ser:

? Confirmado

? Não confirmado

? Iniciado pelo fornecedor

Entidade de serviço Usuário do serviço Entidade de serviço Usuário do serviço Protocolo do Serviço SAP SAP Solicitante Acolhedor Fornecedor

(a) Serviço confirmado

? Sempre existe uma confirmação (resposta/ack) sobre a

requisição do serviço ? Utiliza 4 primitivas ?service.REQUEST ?service.INDICATION ?service.RESPONSE ?service.CONFIRMATION

Tipos de serviço

Serviço confirmado

?

Serviço confirmado

Tipos de Serviço

(b) Serviço não confirmado

? Não existe confirmação (resposta ou ack) sobre a requisição do

serviço. ? Utiliza 2 primitivas ?service.REQUEST ?service.INDICATION (1) service.REQUEST (2) service.INDICATION SAP SAP

(c) Iniciado pelo fornecedor

? O fornecedor envia um evento indicando a ocorrência de algum

evento interno ? Utiliza 1 primitiva ?service.INDICATION (1) service.INDICATION SAP SAP (1) service.INDICATION

Exemplo #1

?

Serviços oferecidos pela camada

Primitivas de serviço

?João disca o número do telefone ? CONNECT.indication

?Maria escuta o telefone tocar ? CONNECT.response

?Maria atende o telefone ? CONNECT.confirm

Exemplo #1

? DATA.request

?João convida Maria para jantar ? DATA.indication

?Maria escuta o convite ? DATA.response

?Maria aceita o convite ? DATA.confirm

?João escuta o aceite do convite ? DISCONNECT.request

?João desliga o telefone ? DISCONNECT.indication

?

Características

? Serviço é orientado a conexão ? Serviço CONNECT é confirmado ? Serviço DATA é confirmado

Exemplo #2

?

Por carta, João convida Maria para jantar na sexta feira

as 20:00s

(1) data.REQUEST

(2) data..INIDCATION

?

Serviços oferecidos pela camada

? data

?

Primitivas de serviço

? data.REQUEST

?João envia a carta com o convite para Maria ? data.INDICATION

?Maria recebe a carta com o convite

?

Características

? Serviço não orientado a conexão ? Serviço DATA não é confirmado

Exemplo #3

?

Por carta registrada com confirmação, João convida

Maria para jantar na sexta feira as 20:00s

(1) data.REQUEST

(2) data..INIDCATION

SAP SAP

?

Serviços oferecidos pela camada

? data

?

Primitivas de serviço

? data.REQUEST

?João envia a carta com o convite para Maria ? data.INDICATION

?Maria recebe a carta com o convite ? data.RESPONSE

?É enviado a João a confirmação do recebimento por Maria ? data.CONFIRMATION

?João recebe a confirmação do recebimento por Maria

?

Características

? Serviço não é orientado a conexão ? Serviço DATA é confirmado

Níveis do Modelo de Referênicia

ISO/OSI

Sessão Sessão Apresentação Apresentação Aplicação Aplicação Transporte Transporte Rede Rede Enlace Enlace Físico Físico meio físico Aplicação

Modelo de Referência ISO/OSI

?

Nível Físico

? Define as características mecânicas, elétricas, funcionais e

procedimento pra ativar, manter e desativar conexões físicas

? Objetivo

?Permitir a trasmissão de bits pelas entidades de nível de enlace ?Dedica-se a transmissão de bits

? Características ?Define

o como representar os valores 0 e 1 (bits) o half-duplex ou full-duplex

?

Nível de Enlace

? Objetivo

?Transmissão básica de dados entre entidades conectadas ?Detectar e opcionalmente corrigir erros que ocorram no nível

físico

?Controle de fluxo (opcional)

o Não permitir que uma entidade emissora transmita mais dados que a entidade receptora seja capaz de processar ? Converte um canal de transmissão não confiável em um canal

de transmissão confiável

? Os dados a serem transmitidos são colocados em quadros que

Modelo de Referência ISO/OSI

?

Nível de Rede

? Objetivo

?Fornecer ao nível superior (nível de transporte) uma forma de transmitir dados entre duas máquinas quaisquer

? Características

?Trata dos problemas de roteamento e chaveamento de pacotes ?Tipos de serviço

o Orientados a conexão o Datagrama

?

Nível de Transporte

? Objetivo

?Permite definir um meio confiável de transmissão fim-a-fim (aplicação - aplicação)

? O nível de rede não garante necessariamente que um pacote

chegue a seu destino:

?um pacote pode não chegar ao seu destino ?pacotes podem chegar fora de ordem

? Funções importantes ?Multiplexaxão

Modelo de Referência ISO/OSI

?

Nível de Sessão

? Objetivo

?Fornecer mecanismos que permitam estruturar os circuitos oferecidos pelo nível de transporte

? Funções

?Gerenciamento de token

o Nos casos na qual a troca de informações seja half-duplex ?Controle de diálogo

o ponto de sincronização - no caso de uma falha de

comunicação os parceiros voltam a um ponto anterior da comunicação

?Gerenciamento de atividades o Controle de prioridades

?

Nível de Apresentação

? Objetivo

?Realizar transformações necessárias nos dados transmitidos para se adequar ao sistema local

?Exemplo:

o Comunicação entre um brasileiro e um Japonês com auxílio de um tradutor inglês

Modelo de Referência ISO/OSI

?

Nível de Aplicação

? Objetivo

?Fornecer aos processos de uma aplicação os meios para que estes utilizem o meio de comunicação

Arquitetura TCP/IP

Modelo de Referência OSI

Aplicação Aplicação Transporte Transporte Rede Rede Intra-rede Intra-rede meio físico Aplicação

TCP/IP

Sessão Sessão Apresentação Apresentação Aplicação Aplicação Transporte Transporte Rede Rede Enlace Enlace Físico Físico meio físico Aplicação

OSI

TCP/IP

Arquitetura TCP/IP

?

Nível de Intra-Rede

? Objetivo

?Transferência de dados entre equipamentos de uma mesma rede

? Funções importantes

?Tradução de bits em sinais de transmissão ?Especificação dos meios de transmissão ?Endereçamento

?Chaveamento ? Protocolos

?Ethernet, Fast-Ethernet, Gigabit-Ethernet ?PPP, SLIP, Frame Relay

?

Nível de Rede

? Objetivo

?Transferência de dados entre equipamentos quaisquer (não necessariamente pertencente a mesma rede)

? Funções importantes ?Endereçamento ?Roteamento ? Protocolos ?IP ?IPX

Arquitetura TCP/IP

?

Nível de Transporte

? Objetivo

?Transferência de dados entre aplicações (processos) residentes em máquinas distintas

? Funções importantes ?Controle de fluxo

?Endereçamento de aplicação (porta) ? Protocolos

?TCP - orientado a conexão ?UCP - datagrama

?

Nível de Aplicação

? Objetivo

?Permitir que aplicações troquem informações segundo uma regra (específica de cada aplicação)

? Protocolos ?DNS ?FTP ?HTTP ?Telnet ?SMTP ?POP ?IMAP, ....

Arquitetura TCP/IP

ARP RARP_RARP

ICMP

ICMP IGMP_IGMP

Fast Ethernet

Fast

Ethernet _EthernetGigabit

Gigabit

Ethernet PPP

PPP SLIP_{SLIP Frame}

Relay

Frame Relay

HTTP

HTTP FTP_FTP Telnet_Telnet SMTP_SMTP POP_POP RPC_RPC NetBios_NetBios

NFS

Ethernet Ethernet IP IP TCP TCP ARP

ARP RARP_RARP

ICMP

ICMP IGMP_IGMP

HTTP HTTP WEB Server HTTP HTTP Browser UDP UDP Ethernet Ethernet IP IP TCP TCP ARP

ARP RARP_RARP

ICMP

ICMP IGMP_IGMP

UDP

UDP

Arquitetura TCP/IP

ARP RARP_RARP

ICMP

ICMP IGMP_IGMP

HTTP HTTP TDP TDP WEB Server telnet telnet telnet Server Kernel Device Driver Placa de Rede

Bibliografia deste módulo

?

Livro

? Redes de Computadores: das LANs MANs e WANs às Redes

ATM.

SOARES, LUIZ F. G. Editora Campus. 1995

? TCP/IP Illustrated Volume 1: The Protocols. STEVENS, W. RICHARD.

Addison-Wesley. 1994. ? Computer Networks.

TANENBAUM, ANDREW S. 3rd edition. Prentice Hall 1996.