Modelos de Redes

TAREFAS DISTRIBUIDAS EM CAMADAS

MODELO OSI

Estabelecida em 1947, a International Organization for Standardization (ISO) é um órgão que se dedica ao estabelecimento de acordos mundiais sobre padrões internacionais.

O modelo OSI foi introduzido em 1970. Um sistema aberto é um conjunto de protocolos que permite que dois sistemas diferentes se comuniquem independentemente de suas arquiteturas subjacentes.O propósito do modelo OSI é facilitar a comunicação entre sistemas diferentes sem a necessidade de realizar mudanças na lógica do hardware e software de cada um deles.

                                              ISO É A ORGANIZAÇÃO, OSI É O MODELO

7 - APLICAÇÃO

6 - APRESENTAÇÃO

5 - SESSÃO

4 - TRANSPORTE

3 - REDE

2 - ENLACE

1 - FÍSICA

Camada Física (Movimentação de Bits)

Coordena as funções necessárias para transportar um fluxo de bits através de um meio físico.

Características físicas das interfaces e do meio de transmissão: A camada física define as características da interface e o meio de transmissão

Representação de bits. Os dados na camada física são formados por um fluxo de bits sem nenhuma interpretação.

Taxa de dados

Sincronização de bits (Clock sincronizado)

Configuração da linha (PONTO A PONTO OU MULTIPONTO)

Topologia física (MALHA,ANEL,BARRAMENTO,ESTRELA)

Modo de transmissão (SIMPLEX, HALF-DUPLEX, FULL-DUPLEX)

Camada de Enlace de Dados (Frame ou Quadro)

Transforma a camada física  de um meio de transmissão bruto em um link confiável.

Responsável pela transferência de Frames de um hop para o seguinte.

Empacotamento; a camada de enlace de dados divide o fluxo de bits recebidos da camada de rede em unidades de dados gerenciáveis denominados Frames.

Endereçamento Físico; MAC

Controle de Fluxo; LLC

Controle de Erros; CRC

Controle de Acesso ao meio; CSMA-CA, CSMA-CD

Camada de Rede (Pacote)

É responsável pela entrega de um pacote desde sua origem até o seu destino, provavelmente através de várias redes (links).

Endereçamento Lógico

Roteamento

Camada de Transporte (Portas)

Responsável pela entrega processo a processo de toda a mensagem. Processo é um programa aplicativo que está sendo executado em um host.

Segmentação e Remontagem

Controle da Conexão

Controle de fluxo

Controle de erros

Camada de Sessão (Diálogo e Sincronização)

Camada de Apresentação (Tradução, Criptografia e Compressão)

Camada de Aplicação (Interface com o usuário)

Aplicação final prover serviços ao usuário

                                                              RESUMÃO

                                      Aplicação: Possibilitar acesso aos recursos da rede.

                                      Apresentação: Traduzir,criptografar e comprimir dados.

                                      Sessão: Estabelecer,gerenciar e encerrar sessões

                                      Transporte: Prover a entrega confiável de mensagens processo a                                                                            processo  e recuperação de dados

                                      Rede: Transferir pacotes da origem ao destino; fornecer ligação entre                                                       redes

                                      Enlace: Organizar bits em frames; fornecer entrega nó a nó

                                      Física: Movimentação de bits.

LAN/MAN/WAN

CATEGORIAS DE REDES - (LAN,MAN,WAN)

LAN - LOCAL AREA NETWORK, é privada e interliga dispositivos em um escritório,prédio ou campus.
As LANs são projetadas para permitir que recursos computacionais sejam compartilhados por computadores pessoais ou estações de trabalho. Os recursos a serem compartilhados podem abranger o Hardware (impressora) , software (Aplicativo) ou dados.

WAN (WIDE AREA NETWORK) Redes de Ampla Abrangência 

Possibilita a transmissão de dados,imagens,áudio e vídeo por longas distâncias, por grandes áreas geográficas que podem compreender um país, um continente ou até mesmo o mundo todo. Uma WAN pode ser tão complexa como um BACKBONE que interliga internet ou tão simples como uma linha discada que conecta um computador doméstico a internet. Normalmente, denominamos a primeira WAN comutada e a segunda, WAN ponto a ponto. A WAN comutada conecta os sistemas finais, e geralmente , é formada por um roteador que se conecta a outra LAN ou WAN. Uma WAN ponto a ponto é constituída por uma linha alugada de um companhia telefônica ou de uma operadora de tv a cabo que conecta o computador de casa ou uma pequena LAN a um provedor de serviços de internet (ISP). Esse tipo de WAN é normalmente utilizado para fornecer acesso a internet.

Um dos primeiros exemplos de WAN comutada é o X.25, uma rede projetada para oferecer compartibilidade entre seus usuários finais, o X.25 está sendo substituído por uma rede de maior velocidade e eficiência chamada Frame Relay. Um bom exemplo de WAN comutada é a rede de modo de transferência assíncrona (ATM), que é uma rede de pacote de dados individuais de tamanho fixo, denominados células.

MAN (Metropolitan Area Network) Rede de Abrangência Metropolitana
É uma rede de tamanho intermediário entre uma LAN e uma WAN. Ela cobre a área de dentro de uma distrito ou uma cidade. É projetada para clientes que precisam de conectividade de alta velocidade,geralmente para Internet, e possui pontos de acesso espalhados por toda ou parte de uma cidade. Um bom exemplo de uma MAN é a parte da rede de uma companhia telefônica que fornece acesso DSL de alta velocidade a seus clientes. Outro exemplo é a rede de TV a cabo que, originalmente, foi projetada para transmissões de TV a cabo, mas hoje em dia tambem pode ser usada para a conexão de alta velocidade com a Internet.

Interconexão de Redes: Internetwork
Quando duas ou mais redes estiverem conectadas, elas se tornam uma internetwork ou internet.
Suponhamos que uma organização tenho dois escritórios,um na costa leste dos estados unidos e outro na costa oeste. o escritório estabelecido na costa oeste tem uma LAN com topologia de barramento; o recém inaugurado escritório da costa leste possui uma LAN com topologia estrela. O presidente da companhia reside em um ponto intermediário entre esses dois escritórios e precisa ter controle sobre o que acontece na empresa a partir de sua casa. Para criar um backbone WAN para conexão dessas três entidades (Duas LANs e o computador do presidente) foi alugada uma WAN comutada(operada por um provedor,por exemplo, uma companhia telefônica). Entretanto, para conectar as LANs a essa WAN comutada são necessárias três WANs ponto a ponto.Essas WANs ponto a ponto podem ser linhas DSL de alta velocidade fornecida por uma companhia telefônica ou linhas de cable modem fornecidas por uma operadora de TV a cabo.

CAP1 RESUMO FOROUZAN

COMUNICAÇÃO DE DADOS E REDES DE COMPUTADORES

COMUNICAÇÃO DE DADOS - QUANDO NOS COMUNICAMOS, ESTAMOS COMPARTILHANDO INFORMAÇÕES. ESSE COMPARTILHAMENTO PODE SER LOCAL OU REMOTO. 

SÃO AS TROCAS DE DADOS ENTRE DOIS DISPOSITIVOS POR INTERMÉDIO DE UM MEIO DE COMUNICAÇÃO, COMO UM CABO CONDUTOR FORMADO POR FIOS. 

A EFICÁCIA DE UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS DEPENDE DE QUATRO CARACTERÍSTICAS FUNDAMENTAIS

1) ENTREGA 2) PRECISÃO 3) SINCRONIZAÇÃO 4) JITTER

COMPONENTES

EMISSOR,MEIO,RECEPTOR,MENSAGEM,PROTOCOLOS

EMISSOR - Envia a mensagem de dados.

MEIO - É o caminho físico pelo qual uma mensagem trafega até chegar no receptor.

RECEPTOR - Recebe a mensagem.

MENSAGEM - São as informações (dados) a serem transmitidos.

PROTOCOLOS - Conjuntos de regras que regem a comunicação de dados.

REPRESENTAÇÃO DE DADOS

TEXTO - 0s e 1s. (UNICODE) Tabela ASCII

NÚMEROS - 0s e 1s. O número é convertido em binário para simplificar as operações matemáticas.

IMAGENS - 00s,01s,10s,11s.

AÚDIO - Ele é contínuo, não discreto.

VÍDEO - Tanto pode ser análogico ou digital, Exemplo pode ser vídeo de imagens ou filme.

FLUXO DE DADOS

SIMPLEX - Comunicação é unidirecional,como em uma via de mão única.

HALF-DUPLEX - As duas máquinas podem se comunicar, mas uma de cada vez.

FULL-DUPLEX - As duas máquinas podem se comunicar simultaneamente.

REDES

PROCESSAMENTO DISTRIBUÍDO - A tarefa é dividida entre vários computadores. Em vez de uma única máquina grande ser responsável por todos os aspectos de um processo.

CRITÉRIOS DE REDES - DESEMPENHO,SEGURANÇA,CONFIABILIDADE.

ESTRUTURAS FÍSICAS

TIPOS DE CONEXÃO - PONTO A PONTO E MULTIPONTO

PONTO A PONTO - Fornece um link dedicado entre dois dispositivos.

MULTIPONTO - É uma conexão na qual mais de dois dispositivos compartilham um único link.

TOPOLOGIAS FÍSICAS - MALHA,ANEL,BARRAMENTO,ESTRELA.

TOPOLOGIA EM MALHA. N (N-1) / 2

MALHA - Cada dispositivo possui um link ponto a ponto dedicado com cada um dos demais dispositivos.

VANTAGENS - Cada conexão é capaz de transportar seu próprio volume de dados, robustez, se um link se tornar inutilizável ,ele não afeta o sistema como um todo, há uma vantagem de privacidade e segurança.

DESVANTAGENS - Quantidade de cabeamento e o número de portas I/O (Entrada e saída) necessárias.

A instalação e a reconstrução são trabalhosas, o volume do cabeamento pode ser maior que o espaço disponível (nas paredes,tetos ou pisos) seja capaz de acomodar. Finalmente,o hardware necessário para acomodar cada link (portas I/O e cabos) pode ter um custo proibitivo. Por taiz razões uma topologia de malha é implementada de forma limitada, por exexmplo , eum um backbone conectando os principais computadores de uma rede híbrida.

TOPOLOGIA ESTRELA - Cada dispositivo tem um link ponto a ponto dedicado ligado apenas com o controlador central, que pode ser hub,switch ou roteador. Uma topologia estrela é mais barata que uma topologia em malha.

TOPOLOGIA ESTRELA. 

Fácil instalação e configuração, um volume de cabos bem menor precisa ser instalado e acréscimos,mudanças e eliminações de ligações envolvem apenas uma conexão: entre o dispositivo em questão e o centralizador.

VANTAGENS - Robustez, se um link falhar,apenas aquele link será afetado. Todos os demais permanecerão ativos.

DESVANTAGENS - Dependência de toda a topologia em um único ponto.

TOPOLOGIA BARRAMENTO - Todos os exemplos anteriores descrevem conexões ponto a ponto. Por outro lado, uma topologia de barramento é multiponto. Um longo cabo atua como um backbone que interliga todos os dispositivos da rede.

VANTAGENS - Fácil instalação.

DESVANTAGENS - Dificuldade de reconfiguração e o isolamento de falhas.

TOPOLOGIA DE ANEL - Cada dispositivo possui uma conexão ponto a ponto dedicada com os outros dois dispositivos conectados de cada lado. Um sinal percorre todo o anel em um sentido, de dispositivo para dispositivo, até atingir seu destino. Cada dispositivo no anel possui um repetidor.

VANTAGENS - Fácil instalação e reconfiguração.

TOPOLOGIA HÍBRIDA

Computadores Eletrônicos

EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES ELETRÔNICOS (1945-?)

ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer)

Primeiro computador propriamente dito como uma máquina de emprego geral.
1ª GERAÇÃO
#ENIAC
- Computadores à válvula
- 17.000 Válvulas
- 800Km de cabos



2ª GERAÇÃO
COMPUTADORES TRANSISTORIZADOS
TX-0
PDP

3ª GERAÇÃO
COMPUTADORES COM CIRCUITOS INTEGRADOS

Componentes Eletrônicos

COMPONENTES ELETRÔNICOS - PRIMEIRAS INVENÇÕES (1930-1945)

Computadores Mecânicos e Eletromecânicos = Baixa velocidade de Processamento, devido à parte mecânica de seus elementos,e falta de confiabilidade dos resultados,já que seu armazenamento e movimento interno eram realizados por engrenagens.

Esses dois problemas só poderiam ser solucionados com a utilização de elementos de armazenamento e chaveamento que não tivessem partes mecânicas e fossem bem mais rápidos. Com isso a Válvula foi inventada em 1906.

O matemático Inglês Alan Turing, desenvolveu uma máquina, com componentes eletrônicos, Turing é bastante conhecido pela Teoria de computação que desenvolveu, conhecida como Máquina de Turing, descrita em 1937, e que consistia na definição de uma função de computação,pela qual uma máquina poderia simular o comportamento de qualquer máquina usada para computação se fosse adequadamente instruída para tal (isto é, se recebesse instruções através de uma fita de papel perfurado).

Porém, até pouco tempo atrás não havia registro de que ele tivesse desenvolvido outro tipo de trabalho,mais prático,para o desenvolvimento de computadores.

Recentemente, com a divulgação de documentos militares do governo britânico, antes sigilosos,é que se tomou conhecimento de que o primeiro computador verdadeiramente eletrônico foi colocado em operação em 1943, com o propósito de quebrar códigos militares secretos de comunicação dos alemães. Está máquina, construída por Alan Turing com válvulas eletrônicas,foi denominada Colossus, provavelmente devido a seu tamanho. Sua grande desvantagem residia no fato de não ser uma máquina de emprego geral,pois não podia resolver outros problemas a não ser a quebra de códigos militares. Ela era, então , um sistema de computação com programa único.

Dispositivos Eletromecânicos

DISPOSITIVOS ELETROMECÂNICOS (1880-1930)

HERMAN HOLLERITH

Precussor do Processamento de Dados, desenvolveu e introduziu o Cartão Perfurado para guardar dados.

Cada cartão era colocado sobre uma taça que continha mercúrio e que estava conectada também ao mesmo circuito eléctrico do pente. Quando o pente era colocado sobre o cartão os dentes que atravessavam as perfurações fechavam o circuito eléctrico que accionava os contadores respectivos. O contador visualizava o resultado da acumulação pelo deslocamento de um ponteiro sobre um mostrador.

KONRAD ZUSE

Inventou o primeiro computador Eletromecânico (Z3,Z4)

No Museu da Tecnologia de Bonn existem alguns de seus inventos, como o Z2, um dos primeiros computadores do mundo. Em outro museu na mesma cidade (Museum für Deutsche Geschichte - Museu da História Alemã) também se encontram outros equipamentos desenvolvidos por Konrad Zuse.

Organização e Arquitetura de Computadores

HISTÓRICO DA EVOLUÇÃO DOS COMPUTADORES

Dispositivos Mecânicos (Do ábaco a Babbbage);
Dispositivos Eletromecânicos (Cartão Hollerith ao Mark I);
Dispositivos Eletrônicos (Até o Eniac);
Computadores (Equipamentos eletrônicos de processamento de dados)
  - Com válvulas (1ª Geração)
  - Com Transistores (2ª Geração)
  - Com Circuitos Integrados (3ª Geração)
  - Com MicroProcessadores (4ª Geração)

Época dos Dispositivos Mecânicos (3000 a.C - 1880)

- Ábacos -> Contagem de valores.
La Pascaline (Pascalina) -> Primeira calculadora mecânica do mundo, só realizava adição e subtração.

Josefh Jacquard 

Josefh Marie Jacquard -> Foi responsável pela invenção da máquina de tecer no século XVIII, em Lyon na França, que usava Cartões Perfurados , a informação estava sendo traduzida de imagem no cartão perfurado para os tecidos.






Charles Babbage

Charles Babbage

É mais conhecido e, de certa forma, referenciado como o inventor que projetou o primeiro computador de uso geral, utilizando apenas partes mecânicas, a máquina analítica.Ele é considerado o pioneiro, seu invento, porém, exigia técnicas bastante avançadas e caras na época, e nunca foi construído.Sua invenção também não era conhecida dos criadores do computador moderno.