Internet - 1

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Funcionamento da Internet

• a Internet não foi projectada para serviços
  específicos mas como uma infraestrutura genérica
  e eficiente para suportar qualquer aplicação de
  rede
• novas infraestruturas suportam novas indústrias
• a maior parte dos serviços que usam a Internet
  não existiam quando ela foi criada
• Transmission Control Protocol / Internet Protocol

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Mecanismos de comunicação

• circuito dedicado para ligar dois computadores
• caro taxa de ocupação do hardware baixa
• partilha de um circuito por várias ligações
• económico taxa de ocupação superior
• problema possível ocorrência de atrasos
  inaceitáveis se as transmissões não puderem ser
  interrompidas (uma transmissão demorada pode
  obrigar muitas rápidas a esperar)
• solução forçar todas as transmissões a serem
  rápidas, limitando o tamanho máximo de cada uma
  obriga a partir as mensagens maiores em pacotes
  envia-se à vez um pacote de cada uma das
  transmissões activas
• a velocidade de transmissão é proporcional ao
  tamanho total da mensagem e à carga global da
  rede, absorvendo flutuações devidas a mensagens
  longas

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Partilha de uma linha
A
1
2
3
4
5
F
A ? D
B
E
1 D
2 D
3 D
4 D
5 D
1 F
2 F
3 F
1 E
1
2
3
B ? F
D
C

• Mensagem C ? E espera pouco e termina ainda antes
  da A ? D, iniciada antes
• As mensagens A ? D e B ? F partilham o hardware

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C ? E
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Comutação de pacotes

• LANs e WANs usam comutação de pacotes
• todos os pacotes têm o mesmo formato
• cabeçalho com os endereços dos computadores
  emissor e receptor
• dados
• cada computador tem um endereço numérico único
• o hardware
• observa os cabeçalhos dos pacotes que passam na
  rede
• copia para a memória do computador os que lhe são
  destinados
• avisa o computador da ocorrência
• a partilha da rede é automaticamente gerida pelo
  hardware de interface não sobrecarrega as
  máquinas
• software de divisão em pacotes na máquina

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Comunicação entre redes

• As redes usam tecnologias de comutação de pacotes
  incompatíveis
• características eléctricas
• esquemas de endereçamento dos nós
• formato dos pacotes
• Vencer a distância
• modems, fibras ópticas
• Ligar redes
• colocar um computador como nó de duas ou mais
  redes
• funciona como gateway
• Muitos dispositivos podem ligar-se à rede
• impressoras, caixas registadora, câmaras de vídeo

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Estrutura da Internet
Internet é uma rede de redes que usam comutação
de pacotes, interligadas por routers.

• router - computador que liga redes e está
  dedicado a correr o software de encaminhamento de
  pacotes
• tem que conhecer a topologia da rede, para saber
  onde encontrar o destinatário
• pode ligar duas LANs num edifício ou uma LAN a
  uma WAN
• a maneira mais barata de ligar uma nova rede é
  procurar o sítio Internet mais próximo e colocar
  um router entre essa rede e a nova (nem todos os
  sítios estão autorizados a dar conectividade)
• os routers permitiram ultrapassar a fase das
  redes homogéneas
• máquinas isoladas podem obter conectividade
  ligando-se via modem ou RDIS a uma máquina com
  acesso à Internet (PPP)

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Exemplo de conectividade
Rede 2
LAN 1
LAN 2
backbone
WAN
PC
LAN 4
LAN 3
LAN 5
Rede 4

• router
• modem

Rede 5
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Protocolo de rede

• Não basta a ligação em hardware é necessária uma
  linguagem comum
• protocolo de comunicações - especificação do
  formato das mensagens e das condições em que são
  enviadas
• IP - Internet Protocol
• define formato dos pacotes e comportamento dos
  routers
• é o mínimo para que um computador se possa ligar
  à Internet
• cada computador tem uma cópia do software IP que
  todas as aplicações de rede usam
• pacote IP é um datagrama (telegrama de dados)
• computador A pretende enviar dados para o
  computador B A constrói um datagrama, entrega-o
  à sua rede que se encarrega de o transportar até
  B e B extrai os dados do datagrama
• cria-se a ilusão de uma única rede virtual

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Implementando uma rede virtual

• O hardware das várias tecnologias de rede não
  entende directamente o formato IP
• cada rede define o seu próprio formato de pacote
• os datagramas viajam encapsulados em pacotes das
  redes que atravessam (são os dados destes
  pacotes)
• um router recebe um pacote da rede A, retira o
  respectivo datagrama para obter o endereço,
  escolhe a rede para onde o enviar e embrulha-o
  num pacote apropriado para essa rede
• só a máquina destino abre o datagrama para
  processar os dados
• o endereço do pacote pode ser diferente do
  endereço do datagrama (intermediário)
• cada máquina tem que ter o seu endereço IP
  (incluindo os routers)

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Endereços

• Para ligar computadores à Internet é necessário
  obter endereços da autoridade Internet competente
• InterNIC ? FCCN ? CICA
• os endereços IPv4 têm 32 bits e escrevem-se como
  4 números (0-255) separados por pontos
• 193.136.28.10
• IPv4 tem um máximo teórico de 4G futuro IPv6
  expande
• atribuição de endereços optimiza a gestão da
  rede computadores na mesma rede têm o mesmo
  prefixo
• uma máquina, para enviar um pacote para um
  endereço de outra rede, dirige o pacote ao seu
  router, que o passa ao router apropriado
  seguinte, até chegar à rede do destino
• podem existir caminhos alternativos escolhe-se,
  em princípio, o mais curto que está activo

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Classes de redes
Endereço ltnúmero da redegtltnúmero do nógt
Classe
1º byte
Rede
Nó
A
1-126
N
H.H.H
N.N
H.H
B
128-191
H
N.N.N
C
192-223
D
(multicast) (reservada)
224-239
240-254
E
Número do nó Gestão local (FEUP 12
redes classe C)