Tecnologias da Internet

(1)

UNIVERSIDADE DA BEIRA INTERIOR

Departamento de Informática

Tecnologias da Internet

Licenciaturas em:

- Engenharia Informática

- Tecnologias e Sistemas de Informação

1. Aspectos Gerais sobre a

Evolução das Redes Informáticas

(2)

Evolução histórica das Redes Informáticas

• 1957: A URSS lança o Sputnik e os EUA criam a DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

• 1961: Leonard Kleinrock do MIT publica o primeiro artigo sobre a teoria de comutação por pacotes, em Julho.

• 1962: Em Agosto, J. C. R. Licklider do MIT escreve um conjunto de memorandos onde discute o conceito da “Galatic Network”. Neste conceito Licklider apresenta uma visão de um conjunto de computadores interligados entre si, através dos quais, qualquer pessoa poderia aceder a informação e a programas, independentemente do local onde estivesse.

Licklider foi o primeiro presidente do programa de investigação em computadores da DARPA, tendo iniciado as respectivas funções em Outubro desse ano.

• 1964: Paul Baran da RAND demonstra a comutação por pacotes.

O grupo de investigadores da RAND dedicava-se às redes de comutação por pacotes para comunicação segura de voz em aplicações militares.

• 1965: Lawrence Roberts e Thomas Merril ligam dois computadores, um TX-2 em Massassuchets a um Q-32 na Califórnia, através de uma linha telefónica de baixa velocidade, criando a primeira rede de área alargada (WAN). Esta experiência confirma a convicção de Kleinrock sobre a necessidade de utilizar comutação por pacotes em vez de comutação por circuitos.

• 1967: É publicado o plano para a ARPANET, a rede de computadores da DARPA Três grupos tinham, até 1967, prosseguido em paralelo e sem conhecer os respectivos trabalhos: o grupo do MIT (1961-67), o grupo da RAND (1962-65) e o grupo do NPL (1964-67).

• 1968: É construída a primeira rede com comutação por pacotes no NPL (British National Physical Laboratory).

A palavra “pacote” foi adoptada a partir do trabalho desenvolvido no NPL. • 1969: A ARPANET tem 4 computadores.

É motivo de contestação dos activistas pela paz. • 1971: A ARPANET tem 13 computadores.

• 1972: A ARPANET atinge os 35 computadores.

São inventados o FTP (File Transfer Protocol) e o Telnet.

(3)

Tecnologias da Internet (2010/2011) 3

• 1975: A ARPANET tem 63 computadores.

A ARPANET passa da ARPA para o DoD (Department of Defense) dos EUA.

• 1976: Surge o X.25 do CCITT e as arquitecturas XNS (XEROX), SNA (IBM) e DNA (DEC).

• 1977: Surgem os protocolos TCP (Transmission Control Protocol) e IP (Internet Protocol) na ARPANET.

• 1980: Início da arquitectura OSI (Open Systems Interconnection) da ISO (International Standards Organization).

A ARPANET atinge os 213 computadores.

• 1983: A ARPANET é separada em 2 redes: a MILNET e a DARPA Internet. O Unix passa a incluir o TCP/IP.

• 1984: P. Mockapetris inventa o DNS. Surge a TELEPAC em Portugal.

• 1986: A DARPA Internet atinge os 5089 computadores. Surgem as primeiras redes na Europa com OSI.

• 1988: A Internet (sem a designação DARPA) atinge, em Outubro, os 56.000 computadores.

• 1989: A Internet atinge os 80.000 computadores. É fundada a RIPE (Réseaux IP Européens) na Europa.

É inventado a WWW (World Wide Web) no CERN, por Tim Berners-Lee. • 1990: A Internet atinge os 180.000 computadores.

É inventado o archie para aceder a arquivos FTP.

• 1991: Os Europeus, fartos de esperar pelo OSI, criam a rede EBONE (Rede de backbone à escala Europeia).

A Internet atinge os 376.000 computadores.

• 1992: É criada a RCCN (inicialmente significava Rede de Cálculo Científico Nacional; actualmente significa Rede da Comunidade Científica Nacional) e Portugal liga-se à Internet através do EBONE.

• 1993: A Internet atinge os 1.313.000 computadores. É desenvolvido o WWW com interface Mosaic.

• 1994: A Internet atinge 13.5 milhões de utilizadores e chega a 70 países em todos os continentes.

• 1995: A Internet chega a 4.852.000 de computadores, em Janeiro, e a 16.5 milhões de utilizadores.

(4)

Utilizadores ligados à Internet (dados de 2009): – # % Pop. mundial – África: 54,171,500 5.6% – Ásia: 657,170,816 17.4% – Europa: 393,373,398 48.9% – Médio oriente: 45,861,346 23.3% – América do Norte: 251,290,489 74.4% – América Latina e Caraíbas: 173,619,140 29.9%

– Oceania: 20,783,419 60.4%

– Total: 1,596,270,108 23.8%

Utilizadores ligados à Internet (dados de 2011):

in http://www.internetworldstats.com/

(5)

A História da Internet pode ser consultada em

– http://www.isoc.org/internet/history/brief.shtml

Tecnologias da Internet:

(6)

Classificação das Redes de Comunicação

As redes de comunicação podem ser classificadas segundo um ou mais critérios como, por exemplo, o débito (redes de baixa velocidade, redes de média velocidade, redes de alta velocidade), a topologia (bus, anel, estrela, híbrida), os meios físicos de

comunicação (cobre, fibra óptica, micro-ondas, infravermelhos), a tecnologia de suporte (comutação de pacotes, comutação de circuitos, síncronas, assíncronas, etc.)

ou até mesmo o ambiente aplicacional a que se destinam (redes de escritório, redes industriais, redes militares, etc.). Uma das classificações mais frequentes baseia-se na

área (geográfica ou organizacional) abrangida pela rede.

• Redes de Área Local (LANs - Local Area Networks): Este tipo de redes permite a interligação de postos de trabalho, servidores e dispositivos de interligação de redes numa área geográfica limitada a um edifício, ou a um conjunto de edifícios relativamente próximos. Essa interligação possibilita, por exemplo, a partilha de sistemas de ficheiros, a partilha de impressoras, a comunicação entre utilizadores ou o acesso a outras redes. Actualmente, a tecnologia de rede mais utilizada em LANs é a Ethernet.

• Redes de Área Pessoal (PANs - Personal Area Networks): Este tipo de redes utiliza tecnologias de comunicação sem fios para interligar computadores, periféricos e equipamentos de voz numa área reduzida.

• Redes de Armazenamento (SANs - Storage Area Networks): Este tipo de redes destina-se à interligação de grandes computadores e dispositivos de armazenamento de massa, numa área relativamente pequena (por exemplo, uma sala ou um centro de informática). Um dos requisitos deste tipo de redes é o rápido acesso à informação armazenada, sendo, por isso, utilizadas tecnologias de comunicação de alta velocidade, tais como o Fibre Channel ou o HPPI (High-Performance Parallel Interface).

(7)

• Redes de Área Alargada (WANs - Wide Area Networks): Este tipo de redes possibilita a interligação de equipamentos, redes locais e redes metropolitanas dispersas numa vasta área geográfica (por exemplo, um país, um continente, ou um conjunto de continentes).

(8)

Redes Locais

Visão geral

Barramento (bus) Estrela Anel Árvore Topologias Hospitais Universidades Escritórios Empresas Domínios de Aplicação Pares de cobre Cabos coaxiais Cabos de fibra óptica Meios Físicos de Transmissão CSMA/CD Pasagem de Testemunho Anel de Sectores Métodos de Acesso ao Meio Ethernet Token Ring Token Bus FDDI,FFOL,FCS Tipos de Redes Redes Cabladas Redes sem Fios Redes Locais

CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection FDDI: Fiber Distributed Data Interface

FCS: Fiber Channel Standard

Redes Cabladas Redes ad hoc ponto-a-ponto Modo de difusão Topologias Aeroportos Hospitais Edificios antigos Armazéns Domínios de aplicação Frequency-hopping Sequência directa Spread spectrum Portadora simples Portadoras múltiplas Modulação de portadora Radio OOK PPM Modulação Directa FSK PSK Modulação de Portadora Infravermelhos Métodos de Transmissão CSMA/CD CSMA/CA TDMA, FDMA CDMA Métodos de Acesso ao Meio Redes sem Fios Redes Locais

(9)

Topologias

Topologia em bus (barramento)

• Nesta topologia, os equipamentos encontram-se todos ligados ao mesmo meio físico de comunicação, o que significa que quando um transmite, todos os outros recebem. • Esta topologia conduz, normalmente, a menor desperdício de cabo.

• Dada a natureza descentralizada, é propícia a sistemas com tolerância a falhas. • Técnicas de controlo do acesso ao meio apropriadas garantem que todas as

estações podem comunicar.

• Existem topologias de bus duplo, sendo o segundo bus utilizado para permitir comunicação bidireccional.

Representação da topologia em bus

Topologia em estrela

• Nesta topologia, todos os equipamentos se encontram ligados a um ponto central, o qual pode ser activo ou passivo.

• Se o ponto central for passivo, esta topologia é equivalente à topologia em bus. • Esta topologia apresenta como principais inconvenientes: i) pouca economia de

(10)

Representação da topologia em estrela

Topologia em anel

• Nesta topologia, o cabo interliga os equipamentos de tal modo que entre estações vizinhas fica estabelecida uma ligação ponto-a-ponto.

• Técnicas de controlo de acesso ao meio apropriadas garantem que todas as estações podem comunicar. Nas topologias de anel duplo, o segundo anel serve para garantir redundância na comunicação.

(11)

Tecnologias da Internet (2010/2011) 11 Topologia em árvore

• Esta topologia é constituída por vários níveis hierárquicos, em que o meio físico apresenta uma estrutura arborescente com vários níveis, onde os pontos de acesso ocupam o lugar das folhas da árvore.

• Esta topologia pode ser vista como o resultado da interligação hierárquica de várias topologias em estrela.

(12)

Topologias em malha

• Se os equipamentos se encontram todos interligados directamente entre si, diz-se que a malha é completa (full-mesh).

• Se nem todos os equipamentos se encontram ligados entre si, diz-se que a malha é incompleta.

Representação de uma topologia em malha incompleta

Topologias mistas

(13)

Administrador da Rede

O Administrador da rede é a pessoa responsável pela instalação de novas estações de trabalho na rede, do software de rede, manutenção e gestão da rede, bacukps, etc..

Servidor

Numa rede de computadores designamos por servidor o computador responsável por partilhar um conjunto de recursos hardware/software e informação com os vários computadores/terminais.

• Hardware

Discos, impressoras e periféricos de comunicação • Software

Partilha de programas (Office e Gestão/Contabilidade) • Informação (dados)

Faz a gestão do tráfego da rede, disponibiliza áreas para os dados dos utilizadores.

Dois tipos de servidores

• Dedicados, neste caso o computador dedica-se exclusivamente à gestão da rede. • Não dedicados, neste caso para além da gestão da rede ainda pode ser utilizado

como estação de trabalho.

Outros tipos de Servidores

• Servidor de disco, para um grande nº de postos de trabalho com vários discos. • Servidor de impressora, para partilha de várias impressoras

Estação de Trabalho (Posto de Trabalho)

Cada computador pessoal em comunicação com o servidor pode ser designado por estação de trabalho.

(14)

Organismos de Normalização na Área das comunicações

Organismos Internacionais

ISO (International Standards Organization)

A ISO é uma organização não governamental e sem fins lucrativos, onde estão representadas as organizações de normalização dos países membros. É a mais importante organização de normalização a nível mundial, tendo sido criada em 1947, com o objectivo de promover a normalização em todas as áreas para facilitar a troca de produtos a nível internacional. As normas ISO são designadas por International

Standards, e resultam de um processo de desenvolvimento relativamente longo, em

que é procurada a mais ampla aceitação por parte das entidades intervenientes.

Na área das redes informáticas, a principal actividade da ISO consistiu no desenvolvimento de um modelo, designado por modelo OSI (Open Systems Interconnection), o qual tinha por objectivo o desenvolvimento de sistemas abertos, isto é, sistemas compatíveis em termos de funcionalidade de comunicação, independentemente do respectivo fabricante. O modelo OSI não se conseguiu impor, face à utilização crescente e em larga escala da arquitectura TCP/IP.

Internet Society (ISOC)

A Internet Society é uma organização internacional que tem por objectivo promover o desenvolvimento, a evolução e a utilização da Internet. A Internet Society coordena actividades de natureza técnica, que se concentram na arquitectura TCP/IP. Esta arquitectura, que serve de base à Internet, constitui, de facto, uma arquitectura aberta possibilitando a interligação de equipamentos dos diversos fabricantes.

Os trabalhos de natureza técnica são desenvolvidos no âmbito de grupos de trabalho do IETF (Internet Engineering Task Force), sob a coordenação técnica do IESG (Internet Engineering Steering Group) e coordenação arquitectural do IAB (Internet Architecture Board), por incumbência da Internet Society.

(15)

Tecnologias da Internet (2010/2011) 15 ITU (International Telecomunications Union)

A ITU é uma organização intergovernamental para a regulação e para o desenvolvimento das comunicações terrestres e via satélite. Dentro da ITU, o sector das telecomunicações é designado por ITU-T, o qual veio substituir o CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee). A ITU-T promove o desenvolvimento de normas para a interligação de sistemas de telecomunicações dos vários países, independentemente da tecnologia utilizada e do respectivo fabricante. As normas da ITU-T são designadas por normas internacionais. Na área das redes informáticas existe uma colaboração estreita entre a ISO e a ITU-T, que se traduz na adopção cruzada de normas entre as duas organizações.

IEC (International Electrotechnical Commission)

A IEC é uma organização formada por representações nacionais dos países industrializados e é responsável pela coordenação de actividades de normalização na área da electrotecnia e da electrónica. Na área das redes informáticas existe uma grande cooperação entre a ISO e a IEC, que se traduz na edição conjunta de normas (normas ISO/IEC).

Organismos Regionais

CEN (Comité Européen de Normalisation)

O CEN é a organização responsável pelo processo de normalização a nível europeu em todas as áreas, excepto na área da electrotecnia que está a cargo do CENELEC (Comité Européen de Normalisation Electrotechnique) e na área das telecomunicações que está a cargo do ETSI (European Telecommunications Standards Institute). Estas duas organizações trabalham em estreita cooperação com o CEN.

Organismos Nacionais

ANSI (American National Standards Institute)

(16)

de normalização a nível nacional, representa os EUA na ISO e na IEC. As normas ANSI, embora de âmbito nacional, têm, devido ao mercado que representam, um impacto e uma adopção generalizada a nível mundial, dando, muitas vezes origem a normas ISO/IEC.

SA (Standards Australia) e NZS (New Zealand Standards)

O SA e o NZS são as organizações de normalização nacional da Austrália e da Nova Zelândia. estas duas organizações têm bastante influência a nível internacional, através da respectiva participação na ISO.

Organismos Nacionais de Normalização na Europa

O DIN (Deutsche Institute fur Normung) é o principal responsável pelo processo de normalização na Alemanha, representando a Alemanha na ISO, IEC, CEN e CENELEC. Pelo facto de a Alemanha ser uns dos grandes motores de desenvolvimento tecnológico na Europa, as normas DIN têm grande influência a nível europeu e a nível mundial.

O BSI (British Standards Institute) e a AFNOR (Association Française pour la Normalisation) possuem também bastante influência no processo de normalização a nível europeu e internacional.

Em Portugal, as actividades de produção e edição de normas nacionais (NP - Norma Portuguesa) e a representação em organismos internacionais de normalização (CEN, CENELEC e ISO) são desempenhadas pelo IPQ (Instituto Português da Qualidade), no âmbito das suas responsabilidades de gestão e desenvolvimento do Sistema Português da Qualidade.

Organismos Sectoriais

EIA (Electrical Industries Association) e TIA (Telecommunications Industries Association)

(17)

Tecnologias da Internet (2010/2011) 17 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

O IEEE foi fundado em 1884 e é uma das maiores associações profissionais do mundo. Embora tenha tido origem nos EUA, envolve actualmente mais de 400 000 profissionais de todo o mundo, nas áreas de engenharia electrónica, electrotécnica e informática. Para além das actividades relacionadas com a formação e promoção profissional dos seus associados, o IEEE também se envolve em actividades de normalização na área das redes informáticas.

ECMA (European Computer Manufacturers Association)

A ECMA é uma organização representativa dos fabricantes europeus de computadores (a qual inclui as filiais europeias das grandes multinacionais com origem nos EUA). Teve um envolvimento bastante importante no desenvolvimento do modelo OSI da ISO.

W3C (World Wide Web Consortium)

Organismo responsável pelo desenvolvimento e especificação de recomendações para a web, nomeadamente do HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extended Markup Language) e XHTML.

Bibliografia base