12 - Protocolos

Introdução

Protocolos e Divisão em Camadas

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Introdução  Porque



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os Protocolos são necessários?

Detalhe: o hardware permite a transferência pura e simples dos bits no meio

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Introdução

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

Os aplicativos não trabalham diretamente com o hardware para transmitir dados;



Eles contam com a ajuda de um software especial para tratar dos problemas de comunicação: ex: erros, correção, recuperação, tradução, atrasos, etc.



Os protocolos para comunicação, geralmente são divididos em vários camadas.

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Introdução 

Os objetivos são: – – – – –

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Garantir a eficiência; Ter uma camada que trata especificamente de um problema; Facilidade de projetar, analisar e testar; Flexibilidade; Interface simplificada entre aplicação e o hardware.

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Modelo de camadas Modelo de camadas ISO (Open System Interconnection) 

–

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Define 7 camadas:

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As setes camadas 





Atualmente, o modelo ISO é pouco usado, mas serve para fornecer explicações de funcionamento e as relações existentes entre a aplicação e a complexidade do hardware numa comunicação de dados; Cada camada representa o nível mais baixo até o nível mais alto de um componente de protocolo de uma rede.

Motivos pelas quais não vingou: – – – –

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Momento ruim Tecnologia ruim Implementação ruim Politica Ruim

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As setes camadas 

Camada 1, Físico: Corresponde ao hardware básico. Responsável pelo envio de sinais eletricos representando os bits “1” e “0”;



Camada 2, Link de Dados: Organiza os dados em quadros e especifica com os dados devem ser transmitidos. Elimina os erros de transmissão e faz controle de fluxo de dados: Ex: checksum, byte stuffing;



Camada 3, Rede: Especifica como são atribuídos os endereços e como são encaminhados os dados ao longo da rede. É responsável em resolver os problemas de ligacoes de redes diferentes;



Camada 4, Transporte: Trata de como tornar a transferência confiável, é parte mais complexa da camada. Define varios tipos de serviços e pode assegurar que todos fragmentos de dados, divididos em pacotes sejam entregues ao destino;



Camada 5: Sessão: Define como estabelecer uma sessão de comunicação com um sistema remoto: ex: como fazer Login, saber quem é o usuário;



Camada 6: Apresentação: é necessário para traduzir as diferentes representações de números e caracteres;



Camada 7, Aplicativo: Especifica como um aplicativo em particular usa a rede; Ex: Como definir o nome do arquivo;

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Pilhas de protocolo 

Em geral, o nome pilha de protocolo refere-se ao conjunto de protocolos que compõe o software de protocolo;



Muitos empresas fornecem suas pilhas que projetam seus protocolos baseados nos conceitos de pilhas ou camadas, mas apesar disto, são incompatíveis entre sí por diferirem em alguns detalhes;



NovellNETWARE Banyam System Corp.

VINES Apple Computer Corp.

Apple Talk Digital Equipament Corp. DECNET IBM SNA Outros TCP

    

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Pilha de protocolo ď Ź

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Ex:

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Múltiplos cabeçalhos aninhados Normalmente cada camada insere um cabeçalho antes de passar os dados para a camada inferior:

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Técnicas usadas por protocolos  



Verificação de Bit de paridade, CRC, Checksum (Link de Dados); Detecção de erros e correção de erros (Transporte); Controle para sequenciamento para as entregas fora de ordem; – – –

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Para sistemas sem conexão; Que mudam de rota; O lado remetente inclui um número sequencial que informa ao receptor a ordem correta dos pacotes;

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TĂŠcnicas usadas por protocolos

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Técnicas usadas por protocolos 

Sequenciamento para eliminar pacotes duplicados –



Retransmitindo Pacotes Perdidos; –

–

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O algoritmo de sequenciamente já trata desse problema;

Normalmente quando um transmissor envia pacotes, eles sempre aguardam uma confirmação de recebimento por parte receptor, caso não receba a confirmação no devido tempo (temporização) ele re-envia novamente os dados.

Esta técnica gera o problema de introduzir pacotes duplicados;

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Técnicas usadas por protocolos 

Evitando Repetições Causadas por Atrasos Excessivos; – –

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Uma fonte de atraso típico num sistema de comutação é switch de pacotes; Atrasos extraordinários podem levar a erros de replays;  Ex: Dois computadores concordam em se comunicar as 13:00;  Um computador envia uma sequência de dez pacotes para o outro;  Um problema de hardware faz com que o pacote 3 sofra um atraso;  Algumas rotas mudam para evitar o problema de hardware;  Software de protocolo remetente retransmite o pacote 3, e os pacotes restantes são transmitidos sem erros;  As 13:05 os dois computadores concordam em transmitir outros dados;  Depois que o segundo pacote chega, o terceiro pacote da comunicação anterior chega logo em seguida causando um problema que não será detectado;

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Técnicas usadas por protocolos 

Controle de Fluxo para prevenir Atropelamento de Dados – –



Janela Deslizante: – –

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Nem todos os computadores trabalham na mesma velocidades; A técnica de confirmação após o envio evita o problema, mas gera atrasos;

Consistem em ambos os computadores, remetente e receptor combinarem um tamanho fixo de uma janela deslizante; A idéia básica é que o remetente envie na sequência sem perda de tempo vários pacotes de uma vez. O receptor por sua vez deve enviar uma confirmação a medida que os pacotes chegam intactos; Por questões de segurança, os quadros na janela só são descartados após a chegada da confirmação do receptor

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TĂŠcnicas usadas por protocolos ď Ź

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A janela Deslizante pode aumentar muito o throughput!

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Técnicas usadas por protocolos

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

Tw=TgxW



Tw=min(B,TgxW)

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Técnicas usadas por protocolos 

Mecanismos para evitar congestionamentos: –

Alternativas:    

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switch com bufferização; retransmissões; O swicth avisar o transmissor; Adicionar um bit nos pacotes transmitidos para que no acknowledment o receptor avise o transmissor para ir mais devagar;

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