Redes e Sistemas Distribuídos Prof. Airton Kuada airton@fesppr.br

1. Redes e Sistemas Distribuídos Prof. Airton Kuada airton@fesppr.br

2. Bibliografia Básica Redes de Computadores Andrew S. Tanenbaum 4ª edição Editora Campus Redes de Computadores: Das Lans, Mans e Wans às redes ATM Luiz Fernando Gomes Soares 2ª edição Editora Campus Ltda Internetworking With TCP/IP, Volume I Douglas E. Commer 4ª Edição Prentice Hall Internetworking With TCP/IP, Volume 3 Douglas E. Commer, David L. Stevens 4ª Edição Prentice Hall

3. Bibliografia de Apoio O material pode ser encontrado no site www.fesppr.br/~airton/ppt/redes.zip www.fesppr.br/~airton/ppt/tcpip.ppt www.fesppr.br/~airton/apostilas/netbook.zip www.fesppr.br/~airton/apostilas/tcp.zip

4. Objetivos e Resultados Objetivo da Disciplina. Despertar no aluno o interesse pelo funcionamento da estrutura interna de uma rede de computadores, ultrapassando os limites de um usuário avançado e compreendendo os processos de comunicação que ocorrem nos diversos níveis. Resultado da Disciplina. Ao final do programa o aluno estará apto à projetar uma rede de computadores e desenvolver aplicações para trabalhar sobre esta rede.

5. Ementa da Disciplina Pode ser encontrado no site: www.fesppr.br/~airton/ementa

6. Conteúdo Programático • UNIDADE 1 – PROBLEMÁTICA DA COMUNICAÇÃO • 1.1 Introdução • 1.2 Conceitos de comunicação • 1.3 Problemas envolvidos para a realização da comunicação • 1.4 Solução de problemas de comunicação • 1.5 Protocolos de comunicação • 1.6 Modelo OSI • UNIDADE 2 – TOPOLOGIAS DE REDE • 2.1 Linhas de comunicação • 2.2 Redes geograficamente Distribuídas • 2.3 Redes Locais e Metropolitanas • 2.3.1 Topologia em Estrela • 2.3.2 Topologia em Anel • 2.3.3 Topologia em Barramento

7. Conteúdo Programático • UNIDADE 3 – MEIOS FÍSICOS DE TRANSMISSÃO • 3.1 Meios de transmissão • 3.1.1 Par Trançado • 3.1.2 Coaxial • 3.1.3 Fibra Ótica • 3.1.4 Radio Difusão: Redes sem fio • 3.2 Ligação ao meio • 3.2.1 Ligação Ponto a Ponto • 3.2.2 Ligação Multiponto • 3.2.3 Ligação em redes de fibra ótica • 3.3 Instalação Física e Cabeamento Estruturado

8. Conteúdo Programático • UNIDADE 4 – PROTOCOLOS DE ACESSO AO MEIO FÍSICO • 4.1 Protocolo Ethernet • 4.1.1 Introdução • 4.1.2 Codificação do sinal ethernet • 4.1.3 Pacotes ethernet • 4.1.4 Domínio de Colisão • 4.1.5 Interframe Gap • 4.1.6 Endereço ethernet • 4.1.7 Método de Acesso • 4.1.8 Detecção e tratamento de Colisão • 4.2 Protocolo Token-Ring • 4.2.1 Introdução • 4.2.2 Funcionamento Básico • 4.2.3 Geração da Ficha • 4.2.4 Restituição da Ficha • 4.2.5 Pacote Toke Ring • 4.2.6 Componentes do anel token ring • 4.2.7 Gerenciamento do Anel

9. Conteúdo Programático • UNIDADE 5 – EQUIPAMENTOS DE REDE LOCAL • 5.1 Hubs • 5.2 Bridges • 5.2.1 Funcionamento Básico • 5.2.2 Tipos de Bridge • 5.2.3 Algoritmos de Bridging • 5.2.3.1 Transparent Bridging • 5.2.3.2 Source-route Bridging • 5.2.3.3 Translational Bridging • 5.3 Switches • 5.3.1 Introdução • 5.3.2 Funcionamento Básico • 5.3.3 Tempo de Delay • 5.3.4 Vantagens • 5.3.5 Técnicas de Switching • 5.3.6 Suporte a múltiplos endereços por porta • 5.3.7 Arquiteturas de Switching • 5.4 Projeto de Rede Local

10. Conteúdo Programático • UNIDADE 6 – PROTOCOLO TCP/IP • 6.1 Histórico • 6.2 Conceitos Básicos • 6.3 Endereçamento Internet • 6.4 Modelo de Rede TCP/IP • 6.5 Protocolo ARP • 6.6 Protocolo IP • 6.7 Fragmentação • 6.8 Interconexão de Rede • 6.9 Roteamento • 6.10 Protocolo ICMP • 6.11 Protocolo UDP • 6.12 Protocolo TCP

11. Conteúdo Programático • UNIDADE 7 – PROGRAMAÇÃO CLIENT/SERVER • 7.1 Introdução • 7.2 Modelo de arquitetura Client/Server • 7.3 A Interface Socket • 7.4 Exemplo de Cliente • 7.5 Exemplo de Servidor • 7.6 Desenvolvimento de de Aplicação Client/Server • UNIDADE 8 – SISTEMAS DISTRIBUÍDOS • 8.1 Introdução • 8.2 Representação de Dados • 8.3 Linguagem de Interface • 8.4 RPCGEN • 8.5 Stubs • 8.6 Desenvolvimento de Aplicação Distribuida

12. Métodos de Avaliação Provas com questões objetivas (60%) e subjetivas (40%). Resumos de Tópicos em Duplas Trabalhos em Equipe Trabalhos Individuais Leitura de artigos técnicos Provas serão mostradas a todos somente no dia marcado A prova é interesse somente do aluno Para elaboração de trabalhos serão estipulados todos os critérios a serem avaliados Será descontado 3 pontos por dia de atraso para os trabalhos entregues fora do prazo

13. Direito e Deveres do Professor DEVERES  Respeito ao Corpo Discente  Cumprir o horário de trabalho  Ser justo nas avaliações  Respeitar prazos  Trocar de experiências  Chegar Pontualmente  Preparar Aula  Dominar o conteúdo programático  Manter atualizado o conteúdo programático  Cumprir o conteúdo programático  Apresentar o conteúdo com a melhor didática possível  Resolver dúvidas

14. Direito e Deveres do Professor DIREITO  Ser respeitado como pessoa  Avaliar trabalhos dentro dos padrões apresentado  Elaborar provas dentro do

15. Direitos e Deveres do Aluno DEVERES  Cumprir o horário de chegada com tolerância de 10 min  Frequentar as aulas regularmente  Em caso de falta, buscar a matéria anterior com os amigos  Respeitar os colegas  Prestar atenção nas aulas  Não perturbar o ambiente  Evitar conversas paralelas  Fazer os trabalhos de acordo com as regras estabelecidas  Respeitar Prazos de entrega de trabalho  Fazer as provas  Estudar

16. Direitos e Deveres do Aluno DIREITOS  Questionar o comportamento do professor  Questionar o conteúdo programático  Receber as provas corrigidas  Etc.

17. I N Í C I O

18. O QUE É COMUNICAÇÃO ? Comunicação: Processo pela qual idéias e sentimentos se transmitem de indivíduo para indivíduo, tornando possível a interação social. Comunicado: Aviso ou informação por meio de jornal, rádio difusão ou afixação em local publico. Comunicante: Que estabelece a comunicação. Comunicar: Fazer saber; participar; ligar, unir; propagar. Fonte: Dicionário Michaelis

19. O que é necessário para ocorrer um processo de comunicação ??

20. Requisitos para Comunicação Emissor e Receptor. Estrutura Física (Cabos, Conectores, Equipamentos, etc) para conduzir a informação entre a origem e o destino.

21. Requisitos para Comunicação  Emissor e Receptor não falam a mesma língua, é necessário realizar a tradução.

22. Requisitos para Comunicação  Identificação de origem e destino  Endereçamento de origem e destino 0 (xx) 41 - 3028-6555

23. Redes de Computadores Definição. Conjunto de Computadores com capacidades de processamento que estão interligados através de uma estrutura física de comunicação e que trocam informações.

24. Uso de Redes de Computadores •  Compartilhamento de Recursos; •  Confiabilidade do Sistema; •  Economia financeira: • Relação Preço x Desempenho dos pequenos computadores é melhor do que as dos computadores de grande porte. •  Servidores de arquivos compartilhados; •  Escalabilidade

25. Aplicações para Redes de Computadores  Para utilizar a infraestrutura física é necessário que os computadores tenham aplicações que transmitem e recebem mensagens, onde uma mensagem é constituído por um grupo de bytes que tenham algum significado.  Cliente / Servidor (CS). Filosofia de desenvolvimento de aplicações, na qual a aplicação é constituído de duas partes: o Cliente e o Servidor. O cliente solicita algum serviço e o Servidor atende a solicitação. Cada parte pode estar sendo executado em um sistema diferente, isto é, o cliente pode estar no Windows 95 e o Servidor pode estar executando o IBM OS390.

26. Cliente / Servidor Exemplo de Aplicações CS  ftp  www telnet

27. Desenvolvimento de Aplicações CS  Utiliza funções que estão disponíveis em bibliotecas que acompanham o TCP/IP;  Funções mais utilizadas: open, send, recv, close;  As bibliotecas fornecem transparência de acesso a rede;  O programador não precisa conhecer como a rede está estruturada para desenvolver a aplicação;

28. Serviços Sobre a Rede  Home Banking;  E-commerce;  B-2-B;  E-mail;  Newsgroups;  Videoconferência.

29. Evolução Ambiente Centralizado Terminais Burros Processamento Centralizado Alto Custo do computador ----------------------------------------------- Ambiente Distribuído Compartilhamento de Informações Compartilhamento de Recursos Processamento Distribuído Redução de Custo Escalabilidade

30. Evolução Primeiro MicroComputador Antigo CPD

31. Evolução

32. CONCEITOS BASICOS

33. Conceitos Básicos A topologia de uma rede de comunicação, refere-se à forma como os enlaces físicos existentes e os nós de uma rede estão organizados, determinando caminhos físicos existentes e utilizáveis entre quaisquer pares de estações conectadas a essa rede. Full Meshed  Estrela  Barramento  Anel  Árvore  Misto

34. TOPOLOGIA DE REDE A interconexão é total garantindo alta confiabilidade, porém a complexidade da implementação física e o custo inviabilizam seu uso comercial.

35. Topologia de Rede Estrela - a conexão é feita através de um nó central que exerce controle sobre a comunicação. Sua confiabilidade é limitada à confiabilidade do nó central, cujo mal funcionamento prejudica toda a rede. A expansão da rede é limitada à capacidade de expansão do nó central, o cabeamento é complexo e caro pois pode envolver um grande número de ligações que envolvem grandes distâncias.

36. Topologia de Rede Barramento - as estações são conectadas através de um cabo de cobre (coaxial ou par trançado), com difusão da informação para todos os nós. É necessária a adoção de um método de acesso para as estações em rede compartilharem o meio de comunicação, evitando colisões. É de fácil expansão mas de baixa confiabilidade, pois qualquer problema no barramento impossibilita a comunicação em toda a rede.

37. Topologia de Rede Anel - o barramento toma a forma de um anel, com ligações unidirecionais ponto a ponto. A mensagem é repetida de estação para estação até retornar à estação de origem, sendo então retirada do anel. Como o sinal é recebido por um circuito e reproduzido por outro há a regeneração do sinal no meio de comunicação; entretanto há também a inserção de um atraso mínimo de 1 bit por estação. O tráfego passa por todas as estações do anel, sendo que somente a estação destino interpreta a mensagem. É de fácil expansão, obtida através da ligação de módulos que implementam anéis independentes e que tornam-se um grande anel quando conectados. Pode ter sua confiabilidade incrementada pela adoção de dispositivos que realizam o bypass da estação no anel em caso de falha nos circuitos de conexão da mesma.

38. Topologia de Rede Árvore - é a expansão da topologia em barra herdando suas capacidades e limitações. O barramento ganha ramificações que mantêm as características de difusão das mensagens e compartilhamento de meio entre as estações.

39. Topologia de Redes Topologias mistas - combinam duas ou mais topologias simples. Alguns exemplos são o de estrelas conectadas em anel e o árvores conectadas em barramento. Procuram explorar as melhores características das topologias envolvidas, procurando em geral realizar a conexão em um barramento único de módulos concentradores aos quais são ligadas as estações em configurações mais complexas e mais confiáveis.

40. Classificação das Redes por Geografia  LAN - Local Area Network  WAN- Wide Area Network

41. LAN •  Redes Locais (LANs) •  Redes privadas •  Contidas normalmente em um prédio, campus,etc.. •  Aspectos importantes: • - Tamanho limitado; • - Tecnologia de Transmissão: • - Normalmente com cabos onde todas máquinas são conectadas; • - Normalmente com velocidade de 10 Mbps a 10 Gbps;

42. Topologia Principais topologias LAN.

43. Wide Área Network - WAN • Redes Geograficamente Distribuídas • Ampla área geográfica; • Canais de comunicação de baixa velocidade; • Sub-Rede de comunicação: Linhas de transmissão e elementos de comutação (faz o redirecionamento de mensagens) • Elementos de comutação - Roteadores

44. Topologia de Redes WAN a - Estrela b - Anel c - Hierarquia d - Full Mesh e - Misto f - Parcial

45. Transmissão da Informação pelo meio físico Difusão - A Informação é transmitido para todos os receptores quase que simultaneamente Ponto a Ponto - A informação é recebido por um elemento e repassado para o próximo e assim sucessivamente até a chegar ao seu destino

46. Difusão

47. Ponto a Ponto

48. Classificação da Comunicação A forma de utilização do meio físico que conecta as estações da origem a seguinte classificação sobre a comunicação no enlace. SIMPLEX: A informação vai apenas para um sentido. EX: rádio.

49. Classificação da Comunicação Half-Duplex: Transmite em dois sentidos, em tempos diferentes. EX: rádio amador. .

50. Classificação da Comunicação Full-Duplex: Transmite e recebe ao mesmo tempo. EX: telefone