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Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 1
Redes Telecomunicação Introdução
Telemedicina e e-Saúde
2009/10
Pedro Brandão
Referências
Estes slides são baseados nos slides de TeleMedicina e e-Saúde 08/09 do Prof. Rui Prior
Por sua vez ele baseou-se nos slides fornecidos com o livro “ComputerNetworking: A Top Down Approach 4th edition. Jim Kurose, Keith RossAddison-Wesley, April 2007”
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 2
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 2
DIGITAL, ANALÓGICO
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Analógico Digital
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Amostragem
Quantificação das amostras
Imagens da Wikipedia
4
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 3
Algumas palavras sobre compressão audio Amostragem do sinal audio
a uma taxa fixao telefone: 8,000 amostras/seg
o CD: 44,100 amostras/seg
Cada amostra quantificada, arredondada:o Ex.:, 28=256 valores possíveis
Cada nível/valor representado por bitso 8 bits para 256 valores
exemplo: 8,000 amostras/seg, 256 valores 64,000 bps
Receptor reconverte para analógico:o Alguma perda de qualidade
Taxas exemplo
CD: 1.411 Mbps
MP3: 96, 128, 160 kbps
Internet telephony: 5.3 kbps ou mais
5Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Algumas palavras sobre compressão vídeo vídeo: sequência de
imagens a uma taxa constanteo e.g. 24 imagens/seg
Imagem digital: array de pixéiso Cada pixel representado por
bits
redundânciao Espacial (na imagem)
o temporal (de uma imagem para a seguinte)
Exemplos:
MPEG 1 (CD-ROM) 1.5 Mbps
MPEG2 (DVD) 3-6 Mbps
MPEG4 (often used inInternet, < 1 Mbps)
Investigação:
Por camadas (“escalável”) vídeoo Adaptar as camadas à largura
de banda disponível
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 6
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 4
INTRO
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Introdução
Objectivos: ganhar sensibilidade e
conhecer a terminologia
aprofundamento e detalhes mais tarde
abordagem:
o uso da Internet como exemplo
Tópicos: o que é a Internet? o que é um protocolo? extremidade da rede:
terminais, rede de acesso, meio físico
núcleo da rede: comutação de pacotes/circuitos, estrutura da Internet
desempenho: perdas, atrasos, débito
camadas protocolares, modelos de serviço
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 8
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 5
Sumário
1.1 O que é a Internet?
1.2 Extremidade da rede (edge)
terminais, redes de acesso, ligações
1.3 Núcleo da rede (core)
comutação de circuitos, comutação de pacotes estrutura da rede
1.4 Atrasos, perdas e débito em redes de comutação de pacotes
1.5 Camadas protocolares, modelos de serviço
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 9
O que é a Internet: debaixo do capô
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
milhões de dispositivos ligados: terminais (hosts)
o a correr aplicações em rede
Rede doméstica
Rede institucional
Rede móvel
ISP global
ISP regional
router
PC
servidor
portátilwireless
telemóvel
ligaçõescabladas
pontos deacesso
ligações (links)
fibra, cobre, rádio, satélite
taxa de transmissão (capacidade)
routers: reenvio de pacotes (“pedaços” de dados)
10
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 6
O que é a Internet: debaixo do capô
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Algum equipamento de rede
Concentrador (hub)(em desuso)
Comutadores LAN(switches) Ponto de acesso
Router
Router11
O que é a Internet: debaixo do capô
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Algum equipamento de rede
Firewall
Servidor modular degrande capacidade
Servidor
12
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 7
O que é a Internet: debaixo do capô
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Aspecto dum data center
13
O que é a Internet: debaixo do capô
os protocolos controlam o envio e a recepção de mensagenso e.g., TCP, IP, HTTP, Skype,
Ethernet
Internet: “rede de redes”o vagamente hierárquica
o Internet pública vs. intranets privadas
Normas da Interneto RFC: Request for Comments
o IETF: Internet EngineeringTask Force
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Rede doméstica
Rede institucional
Rede móvel
ISP global
ISP regional
14
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 8
O que é a Internet: perspectiva de serviços
a infra-estrutura de comunicação possibilita aplicações distribuídas:
o Web, VoIP, email, jogos, e-comércio, partilha de ficheiros, telemedicina
serviços de comunicação de dados às aplicações:
o entrega fiável de dados da origem ao destino
o entrega de dados não-fiável (best effort)
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Rede doméstica
Rede institucional
Rede móvel
ISP global
ISP regional
15
O que é um protocolo?
protocolos humanos:
“que horas são?”
“tenho uma questão”
apresentações
… são enviadas mensagens específicas
… são efectuadas acções específicas na recepção de mensagens ou em resposta a outros eventos
protocolos de rede:
máquinas em vez de pessoas
toda a comunicação na Internet está condicionada por protocolos
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
os protocolos definem o formato das mensagens, a ordem de envio e
recepção das mensagens entre as diferentes entidades da rede e as
acções a efectuar na transmissão ou recepção de mensagens
16
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 9
O que é um protocolo?
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
um protocolo humano e outro de redes de computadores:
Olá
Olá
Tenshoras?
São 2:00
Pedido deligação TCP
GET http://www.awl.com/kurose-ross
<ficheiro>
tempo
Resposta deligação TCP
17
Sumário
1.1 O que é a Internet?
1.2 Extremidade da rede (edge)
terminais, redes de acesso, ligações
1.3 Núcleo da rede (core)
comutação de circuitos, comutação de pacotes estrutura da rede
1.4 Atrasos, perdas e débito em redes de comutação de pacotes
1.5 Camadas protocolares, modelos de serviço
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 18
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 10
Uma visão mais próxima da estrutura da rede:
extremidade da rede:terminais e aplicações
redes de acesso, meio físico: ligações cabladase sem fios (wireless)
núcleo da rede:
routers interligados
rede de redes
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 19
Extremidade da rede:
terminais:o correm aplicações (programas)o e.g. Web, email
modelo cliente/servidor: terminal cliente faz pedidos e
recebe serviços de um servidor sempre ligado
ex.: browser/servidor web; cliente/servidor de email
modelo peer-to-peer(p2p): uso mínimo ou ausência total
de servidores dedicados Ex.: Skype, eMule, BitTorrent
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
p2pc/s
20
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 11
Redes de acesso e meio físico
P: Como ligar os terminais ao router na extremidade?
redes de acesso residenciais redes de acesso
institucionais (escola, empresa)
redes de acesso móveis
Atenção: capacidade (bits por
segundo) da rede de acesso?
partilhada ou dedicada?
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 21
Acesso residencial: ponto-a-ponto
Ligação por modemo acesso directo ao router até
56kbps (normalmente menos)
o não permite navegar e telefonar ao mesmo tempo: não pode ser “always on”
DSL: Digital Subscriber Lineo fornecido pelo operador telefónico (geralmente)
o até 1 Mbps na transmissão (geralmente ≤ 512 kbps)
o até 24 Mbps na recepção (geralmente ≤ 6 Mbps)
o linha física dedicada até à central telefónica
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 22
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 12
Acesso residencial: cabo
HFC: hybrid fiber coaxial
o ligação assimétrica: até 30Mbps na recepção e 2Mbps na transmissão
o rede de cabo coaxial e fibra liga clientes ao router do ISP
o acesso partilhado até ao router
o normalmente fornecido pelas companhias de TV por cabo
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 23
Acesso residencial: cabo
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 24
Canais
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
D
A
T
A
D
A
T
A
C
O
N
T
R
O
L
1 2 3 4 5 6 7 8 9
FDM:
cliente
central
rede de distribuição
por cabo (simplificada)
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 13
Acesso residencial: fibra óptica
Activas (AON) ou passivas (PON)
Oferta comercial desde dezenas de Mbps até 1Gbps
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 25
Fonte: Imagens da Wikipedia
Acesso empresarial: redes locais (LANs) a rede local (LAN) da
empresa ou universidade liga os terminais ao router
Ex.: Ethernet: o 10 Mbs, 100Mbps,
1Gbps, 10Gbps
o configuração moderna: terminais ligam-se ao switch Ethernet
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 26
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 14
Redes de acesso sem fios (wireless)
rede de acesso wireless partilhada liga os terminais ao routero através da estação base (ponto de acesso)
LANs sem fios:o 802.11b/g (WiFi): 11 ou 54Mbps
o 802.11n: até 600Mbps
redes de acesso WAN sem fioso operadores de telecomunicações
o ~1Mbps nas redes 3G (EVDO, HSDPA)
o brevemente: WiMAX (dezenas de Mbps) numa área mais alargada
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 27
Redes domésticas
Componentes típicos de uma rede doméstica:
modem ADSL ou por cabo
router/firewall/NAT
rede Ethernet
ponto de acesso wireless
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
modemde/paraa central
router/firewall
Ethernet
ponto deacesso
wireless
portáteiswireless
28
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 15
Meio Físico
Bit: propaga-se entre pares emissor/receptor
ligação física: o que está entre o emissor e o receptor
meio guiado:o sinal propaga-se num meio
sólido: par de cobre, fibra óptica, cabo coaxial
meio não guiado :o sinal propaga-se livremente
(e.g., ondas rádio)
Par entrançado
dois fios de cobre isoladoso Categoria 3: linhas telefónicas
tradicionais, Ethernet a 10 Mbps
o Categoria 5: Ethernet a 100Mbps
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 29
Meio Físico: cabo coaxial, fibra óptica
Cabo coaxial: dois condutores de cobre
concêntricos
bidireccional
banda-base:o um único canal no cabo
o Ethernet antiga
banda larga:o múltiplos canais no cabo
o HFC
Cabo de fibra óptica:
fibra de vidro transporta impulsos de luz, um por bit
opera a alta velocidade: transmissão ponto-a-ponto de alta
velocidade (e.g., 10’s-100’s Gps)
baixa taxa de erros: repetidores muito espaçados; imune a ruído electromagnético
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 30
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 16
Meio Físico: rádio
sinal transportado no espectro electromagnético
sem fios
bidireccional
efeitos da propagação no meio ambiente:o reflexões
o obstrução por objectos
o interferência
taxa de erros elevada
Tipos de ligação rádio:
microondas terrestres canais até 45Mbps
LAN (e.g., Wifi) 11Mbps, 54Mbps, até 600Mbps
wide-area (e.g., rede móvel) rede 3G: ~ 1 Mbps
satélite canal entre alguns kbps e 45Mbps
(ou múltiplos de menor capacidade)
270ms de atraso extremo-a-extremo
geosíncrono ou de baixa altitude
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 31
Sumário
1.1 O que é a Internet?
1.2 Extremidade da rede (edge)
terminais, redes de acesso, ligações
1.3 Núcleo da rede (core)
comutação de circuitos, comutação de pacotes estrutura da rede
1.4 Atrasos, perdas e débito em redes de comutação de pacotes
1.5 Camadas protocolares, modelos de serviço
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 32
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 17
O Núcleo da Rede
rede emalhada de routers interligados
transferência de dados através da rede:o comutação de circuitos:
um circuito dedicado por chamada: rede telefónica
o comutação de pacotes: dados enviados através da rede partidos em “pedaços”
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 33
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos
Caminho reservado entre dois terminaiso Sequência de ligações pré-
estabelecida entre vários nós (e.g., rede telefónica)
A comunicação envolve três fases distintaso Estabelecimento do circuito.
o Transferência de dados.
o Desconexão do circuito.
34
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 18
Núcleo da Rede: Comutação de Circuitos
Desenvolvidos para a transmissão de voz
“Inteligência” da comu-nicação reside na rede
Recursos dedicados para cada chamadao Não há partilha (desperdí-cio
de capacidade)
o Desempenho garantido
Boas taxas de utilização para vozo Alguém fala durante a maior
parte do tempo…
Para dados Linha inactiva durante a
maior parte do tempo Capacidade de
transmissão de dados constante
Divisão da capacidade em parcelas No domínio dos tempos
(TDM) No domínio das
frequências (FDM)
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 35
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Comutação de Circuitos : FDM e TDM
FDM
frequência
tempo
TDM
frequência
tempo
4 utilizadores
Exemplo:
36
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 19
Exemplo numérico
Quanto demora a enviar um ficheiro de 640000 bits do terminal A para o terminal B numa rede de comutação de circuitos?o Todas as ligações são de 1,536 Mbps
o Cada ligação usa TDM com 24 slots/s
o 500 ms para estabelecer o circuito extremo-a-extremo
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
10s + 500ms = 10,5s* Na prática, há que somar a este atraso o tempo de propagação
37
kbpsMbps
6424
1536 s
kbps
bits10
64
640000
Núcleo da Rede: Comutação de Pacotes
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Dados da aplicação
Dados da aplicação
Rede de comuta-ção de pacotes
Pacote = pedaço de dados + informação de controlo (cabeçalho)
38
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 20
Núcleo da Rede: Comutação de Pacotes
ideia: dividir o fluxo de dados extremo-a-extremo em pequenos pedaços (pacotes)
pacotes de diferentes utilizadores partilham os recursos de rede
cada pacote usa a capacidade total da ligação
recursos usados conforme a necessidade
contenção no acesso aos recursos:
a procura de recursos não pode exceder a oferta disponível
congestionamento: pacotes colocados em filas à espera de poder usar a ligação
store and forward: os pacotes são transferidos salto-a-salto Cada nó recebe o pacote completo
antes de o reenviar
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Divisão fixa da capacidade da rede
Afectação de recursos a fluxos
Reserva de recursos
39
Núcleo da Rede: Comutação de Pacotes
Cada Pacote é tratado de forma inde-pendente:
Não existe relação com os pacotes que o precedem
Cada nó escolhe para cada pacote o próximo salto
Pacotes para o mesmo destino não seguem necessariamente a mesma rota (embora normalmente sigam)
Podem chegar fora de ordem A máquina de destino repõe a ordem original
Podem perder-se ou danificarem-se pacotes em trânsito
As máquinas de origem e de destino encorregam-se de detectar e corrigir estas situações
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 40
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Introdução às Redes de Telecomunicação 21
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Comutação de Pacotes: Multiplexagem Estatística
A sequência de pacotes de A e B não tem um padrão fixo, a capacidade é distribuída consoante a necessidade no momento multiplexagem estatística.
Por comparação, no TDM cada emissor usa sempre a mesma fatia da trama, e a sequência de fatias repete-se consecutivamente
A
B
CEthernet100 Mb/s
1.5 Mb/s
D E
multiplexagem estatística
fila de pacotesà espera de poder
ser enviados
41
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Comutação de Pacotes: store-and-forward
um pacote de L bits demora L/R segundos a ser transmitido (inserido) numa ligação de R bps
store and forward: cada pacote tem de ser recebido na sua totalidade pelo router antes que este o possa transmitir na ligação seguinte
atraso = 3L/R (assumindo atraso de propagação nulo)
Exemplo:
L = 7.5 Mbits
R = 1.5 Mbps
atraso de transmissão = 15 sec
R R R
L
42
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 22
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Comutação de pacotes vs. comutação de circuitos
ligação de 1 Mb/s
cada utilizador: o 100 kb/s quando “activo”
o activo 10% do tempo
comutação de circuitos:o 10 utilizadores
comutação de pacotes:o com 35 utilizadores, a
probabilidade de ter > 10 activos em simultâneo é < 0.0004
A comutação de pacotes permite ter mais utilizadores na rede!
N utilizadores
1 Mbps
43
Pacotes vs. Circuitos
óptima para dados em rajadas (bursty)
o partilha de recursos
o simples, sem estabelecimento prévio de chamada
congestionamento: atrasos e perdas de pacotes
o são necessários protocolos para conseguir transmissão de dados fiável e controlar o congestionamento
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 44
Será a comutação de pacotes uma panaceia?
P: Como obter desempenho semelhante aos circuitos?
• garantias de capacidade para fluxos audio/vídeo• problema ainda por resolver…
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 23
Internet: uma rede de redes
A Internet é constituída por
Backbones: infraestruturas de interligação de redes, como o NSFNET, nos EUA, GÉANT na Europa, bem como backbonesde operadores comerciais como a PT
Redes regionais, ligando, por exemplo universidades e institutos de investigação, e.g., FCCN
Redes comerciais, por exemplo, para uso interno ou para fornecimento de serviços a assinantes, com ligações à Internet, e.g., PT, CLIX, NETCABO…
Redes locais
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 45
RCTS (Rede Ciência, Tecnologia e Sociedade)
Rede de investigação e ensino nacional
Plataforma de comunicação para que investigadores, professores e alunos portugueses tenham acesso a uma rede capaz de fazer face às exigentes necessidades desta comunidade
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 46
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 24
GÉANT
Rede pan-Europeia de investigação e educação
Interliga a RCTS e as congéneres de 30 países europeus
Núcleo a 10Gbps, ligações a partir de 155Mbps
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 47
Internet: uma rede de redes
Um fluxo de pacotes atravessa muitas redes
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Rede doméstica
Rede institucional
Rede móvel
ISP global
ISP regional
48
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 25
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Sumário
1.1 O que é a Internet?
1.2 Extremidade da rede (edge)
terminais, redes de acesso, ligações
1.3 Núcleo da rede (core)
comutação de circuitos, comutação de pacotes estrutura da rede
1.4 Atrasos, perdas e débito em redes de comutação de pacotes
1.5 Camadas protocolares, modelos de serviço
49
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Como ocorrem os atrasos e perdas?
os pacotes são colocados em filas de espera nos routers
taxa de chegada de pacotes à ligação de saída excede a sua capacidade
os pacotes ficam na fila, à espera da sua vez
A
B
pacote a ser transmitido (atraso)
pacotes na fila de espera (atraso)
espaço livre na fila: se não existir espaço livrequando chega um pacote, ele é eliminado (perdas)
50
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 26
Quatro Fontes de Atraso
1. Processamento nos nós:
o verificação de erros
o determinação da ligação saída
2. Filas de espera
o tempo de espera pela transmissão na ligação de saída
o depende do nível de congestionamento do router
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 51
A
B
processamentonos nós filas de espera
Quatro Fontes de Atraso
3. Atraso de transmissão:
R= capacidade da ligação (bps)
L= comprimento do pacote (bits)
tempo para colocar os bits no link = L/R
4. atraso de propagação:
d = comprimento do meio físico (distância)
s = velocidade de propagação no meio (~2x108 m/s)
atraso de propagação = d/s
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 52
A
B
Nota: s e R são coisas muito diferentes!
propagação
transmissão
Exemplo
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 27
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Atraso nos nós
dproc = atraso de processamento
o tipicamente alguns microssegundos (ou menos)
dfila = atraso na fila de espera
o depende do congestionamento
dtrans = atraso de transmissão
o = L/R, significativo em ligações de baixa capacidade
dprop = atraso de propagação
o desde alguns microssegundos a centenas de milissegundos
proptransfilaprocnó ddddd
53
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Mais sobre o atraso na fila de espera
R=capacidade da ligação (bps)
L=comprimento do pacote (bits)
a=taxa média de chegada de pacotes
intensidade de tráfego = L x a/R
(tráfego oferecido)
La/R ~ 0: tempo médio de espera pequeno
La/R 1: o tempo de espera aumenta muito
La/R > 1: mais “trabalho” a chegar do que se consegue despachar tempo médio de espera infinito *!
54
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 28
Perdas de pacotes
fila de espera tem capacidade finita
um pacote que chegue e encontre a fila cheia é eliminado (perde-se)
um pacote perdido pode ser retransmitido pelo nó anterior ou pelo nó de origem, ou não ser retransmitido
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
A
B
pacote a transmitir
um pacote que encontra afila cheia vai perder-se
fila deespera
55
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Débito
débito: taxa (bits/unidade de tempo) à qual os bits são transferidos entre o emissor e o receptor
o instantâneo: débito num instante específico
omédio: débito ao longo de períodos de tempo mais alargados
capacidade da ligaçãoRs bits/s
capacidade da ligaçãoRc bits/s
“tubo” capaz de transportar fluido com débito Rc (bits/s)
servidor com ficheiro de F bits a enviar ao
cliente
servidor envia bits (fluido) através do
“tubo”
“tubo” capaz de transportar fluido com
débito Rs (bits/s)56
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 29
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
DébitoRs < Rc Qual é o débito médio?
Rs bits/s Rc bits/s
Rs > Rc Qual é o débito médio?
Rs bits/s Rc bits/s
ligação ao longo do caminho que limita o débito do fluxo
ligação de estrangulamento
57
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Débito: um cenário na Internet
10 conexões partilham (de forma justa) a capacidade da ligação de backbone, R
bits/s
Rs
Rs
Rs
Rc
Rc
Rc
R
P: débito por conexão?
omin(Rc,Rs,R/10)
na prática: Rc ou Rs são frequente/ as ligações de estrangulamento
58
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 30
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao
Sumário
1.1 O que é a Internet?
1.2 Extremidade da rede (edge)
terminais, redes de acesso, ligações
1.3 Núcleo da rede (core)
comutação de circuitos, comutação de pacotes estrutura da rede
1.4 Atrasos, perdas e débito em redes de comutação de pacotes
1.5 Camadas protocolares, modelos de serviço
59
Camadas Protocolares
As redes são complexas!
muitas “peças”:
o terminais
o routers
o ligações de diferentes tipos
o aplicações
o protocolos
o hardware, software
Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 60
Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 31
Envio de Correspondência
Cada camada usa a anterior acrescentando algo:
o Precisão endereço
o Serviços extras (fiável, aviso de recepção)Telemed 09/10 - Intro Redes Com - pbrandao 61
Registo
Rua, Número
Código Postal
Aviso Recepção
Rua, Número
Código Postal Código Postal
Registo
Rua, Número
Código Postal
Aviso Recepção
Dist. Regional Dist. Local
Porquê estruturar em camadas?
Lidar com sistemas complexos:
Uma estrutura explícita permite a identificação e o relacionamento de diferentes peças do sistema
omodelo de referência para discussão
A modularização facilita a manutenção e actualização do sistema
o Alterações na implementação de uma camada são transparentes para o resto do sistema
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Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 32
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Pilha protocolar da Internet aplicação: aplicações em rede
o FTP, SMTP, HTTP
transporte: transferência de dados entre processoso TCP, UDP
rede: encaminhamento dos data-gramasentre a origem e o destinoo IP, protocolos de encaminhamento
ligação lógica: transferência de dados entre elementos de rede adjacenteso PPP, Ethernet
ligação física: bits no “cabo”
Física
Lógica
Rede
Transporte
Aplicação
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Sessão
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Modelo de referência ISO/OSI apresentação: permite às aplicações
interpretar o significado dos dados, e.g., compressão, cifragem, convenções específicas da máquina
sessão: autenticação, sincronização, checkpointing, recuperação de sessões
a pilha da Internet não tem estas duas camadas!
o estes serviços, se necessários, têm de ser implementados na camada de aplicação
Física
Lógica
Rede
Transporte
Aplicação
Apresentação
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Telemedicina e e-Saúde 2009/2010
Introdução às Redes de Telecomunicação 33
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origem
aplicação
transporte
rede
lig. lógica
lig. física
CtCn M
segmento
datagrama
destino
CtCnCl M
CtCn M
Ct M
M
network
link
physical
link
physical
CtCnCl M
CtCn M
CtCn M
CtCnCl M
router
switch
Encapsulamentomessagem M
CtCt M
Cn
trama
aplicação
transporte
rede
lig. lógica
lig. física
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FIM DA INTRODUÇÃO ÀSREDES DE COMUNICAÇÃO DE DADOS
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