Aulas 13 / 14 – TEC 11ºF Redes de computadores Prof. António dos Anjos.

Aulas 13 / 14 – TEC 11ºF

Redes de computadores

Prof. António dos Anjos

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INTERNETWORK

SIGNIFICADO: Conjunto de diferentes redes interligadas entre si.

São necessários circuitos públicos ou privados para que a ligação exista.

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Problema

Para rentabilizar a utilização dos circuitos existentes, permite-se que neles circule informação de vários emissores para vários receptores.

Desta forma é necessário que existam mecanismos para assegurar que as mensagem cheguem correctamente ao destino:

Assegurar que os dados cheguem ao destino;

Assegurar que os dados que percorrem diferentes encaminhamentos não sejam entregues várias vezes ao receptor.

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Técnicas de comutação

Comutação de circuitos (Circuit switching)

Comutação de mensagens (Message switching)

Comutação de pacotes (Packet switching)

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Comutação de circuitos

Estabelece-se um encaminhamento (rota) físico entre emissor e receptor através da comutação de circuitos (comutadores);

Essa rota é então utilizada exclusivamente para a passagem dos dados resultantes da conversação estabelecida entre os dois dispositivos;

Ao terminar a conversação os circuitos que estavam ocupados são libertados;

A rede telefónica é a rede mais conhecida que usa comutação de circuitos;

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Comutação de circuitos (2)

1 2 3

4 5 6

7 8 9

* 8 #

1 2 3

4 5 6

7 8 9

* 8 #

Circuito reservado em exclusivo até ao fim da comunicação Há uma ligação física estabelecida (cobre)

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Comutação de circuitos (3)

Aspectos positivos: Não há congestionamento (encaminhamento dedicado – exclusivo);

Largura de banda constante;

Não há praticamente atrasos na propagação dos dados.

Aspectos negativos: Pode existir atraso no estabelecimento da rota de encaminhamento

caso todos os caminhos estejam ocupados;

Fraco aproveitamento da largura de banda, visto que a rota se vai encontrar ocupada durante toda a conversação mesmo que não exista troca de informação.

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Comutação de mensagens

Não é estabelecido um encaminhamento dedicado entre os dispositivos que pretendem comunicar;

O emissor coloca a mensagem de forma INTEGRAL no meio físico de TX junto com o endereço do destinatário;

A mensagem é então passada de nó em nó de forma integral até atingir o destino;

Cada nó memoriza a mensagem temporariamente e de seguida envia para o próximo nó que repete o processo até ao destinatário (store-and-forward).

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Comutação de mensagens (2)

Store-And-Forward Não há reserva de circuito. Routers com muita memória secundária.

iMac

iMac

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Comutação de mensagens (3)

Aspectos positivos: Congestionamentos reduzidos porque cada nó guarda

temporariamente as mensagens recebidas;

Podem estabelecer-se esquemas de prioridade, permitindo atrasar o envio das mensagens de baixa prioridade e reenvio imediato das mensagens prioritárias.

Aspectos negativos: Não é bom para aplicações de tempo real nem para aplicações que

exijam interactividade: Atrasos no tempo de memorização; O tempo gasto na busca do próximo nó não é determinístico.

Os nós envolvidos no percurso tem de ser máquinas com muita memória de massa (discos com grande capacidade) pelo facto de que têm de armazenar as mensagens inteiras temporariamente.

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Comutação de pacotes

Combina as vantagens e minimiza as desvantagens da comutação de circuitos e da comutação de mensagens;

As mensagens são divididas em partes mais pequenas (packets);

O tamanho máximo do packet (pacote) é fixo;

A cada pacote são adicionados o endereço de origem e de destino.

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Comutação de pacotes

Subdivide-se em:

Comutação por datagramas

Comutação por circuitos virtuais

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Comutação por datagramas

Os vários pacotes (datagramas) que compõe a mensagem são colocados no meio físico;

Cada um dos datagramas pode tomar uma rota diferente em direcção ao destinatário;

A rota de cada pacote é determinada por algoritmos de routing que determinam qual o melhor caminho no momento;

Os datagramas podem chegar fora de ordem, por isso cada um tem um número de sequência que permite que o destinatário possa “remontar” a mensagem;

Analogia: Sistema Postal.

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Comutação por datagramas

A

B

C

D

E

1

2

3

4

5

7

6

5

1

43

23

45

21

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Comutação por circuitos virtuais

A grande diferença em relação à comutação por datagramas é que se estabelece uma rota fixa (virtual);

Isso resulta em:Maior fiabilidade na comunicação;Maior overhead:

Estabelecimento da rota;Negociação do tamanho máximo dos pacotes.

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Comutação de pacotes (datagramas+circuitos virtuais)

Aspectos positivos: Excelente relação qualidade preço, visto que nenhum dos

dispositivos intervenientes necessita de memória de massa (Basta a RAM);

Os atrasos na propagação dos dados são minimizados visto que apenas se transmitem pequenas quantidades de informação o que permite um tratamento bastante rápido em cada nó. PORQUÊ?

O acesso à RAM é muito mais rápido do que o acesso a memórias de massa.

O tamanho dos pacotes é negociado de forma a se tirar o máximo proveito da largura de banda existente;

Algoritmos de encaminhamento (routing) calculam qual o melhor caminho por onde cada pacote deverá passar.

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Comutação de pacotes (datagramas+circuitos virtuais) - 2

Aspectos negativos: Protocolos de comutação de pacotes são

complexos;

Implementação de redes que usem a comutação por pacotes tem um custo inicial elevado;

Visto que cada pacote tem de conter os endereços de origem e destino, há um maior overhead por pacote do que na comutação de circuitos (físicos).