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REDES DE COMPUTADORES
Principais protocolos de cada camada: a) De aplicações (TELNET, FTP, TFTP, SMTP, POP, IMAP, DNS, HTTP, HTTPS, SIP, RTP, MIME, TLS) b) De transporte (TCP, UDP, DHCP) c) De rede (IP, ICMP, IGMP) d) De enlace de dados (Ethernet, IEEE 802.1Q, HDLC, Token ring, FDDI, PPP, Switch, Frame relay, ATM, ARP, RARP, SONET) e) Física (Modem, roteador, placa de rede, repetidor) Portas de alguns protocolos: TELNET : 23(sem criptografia) SSH 22(com criptografia) FTP : 20 e 21 TFTP : 69 SMTP : 25 POP : 110 IMAP : 143 HTTP : 80 HTTPS : 443 DNS : 53 NNTP : 119 SNMP : 161 IRC : 194 DHCP : 546 e 547 Controle de Congestionamento O TCP (Transmission Control Protocol) possui mecanismos específicos para controlar o congestionamento na rede, garantindo que os dados sejam transmitidos de maneira eficiente e confiável. Um dos principais conceitos relacionados é a janela de congestionamento, que determina a quantidade de dados que podem ser enviados sem receber uma confirmação do destinatário. Em condições normais, ou seja, quando não há indícios de congestionamento, a janela de congestionamento cresce de forma controlada. Esse crescimento é linear, conforme descrito na alternativa B. Isso é conhecido como o período de "congestion avoidance" (evitação de congestionamento), onde o TCP aumenta gradualmente a janela de congestionamento para não sobrecarregar a rede. Por outro lado, quando ocorre um timeout (ou seja, quando o transmissor não recebe uma confirmação dentro de um tempo esperado), o TCP interpreta isso como um sinal de congestionamento na rede. A resposta do TCP é reduzir a janela de congestionamento de
forma drástica, ou seja, ela decresce bruscamente. Esta ação é parte do algoritmo de "slow start" (início lento), que visa descongestionar a rede rapidamente. Portanto, a alternativa B está correta porque descreve precisamente a dinâmica de ajuste da janela de congestionamento do TCP: ● Crescimento linear em condições normais. ● Decrescimento brusco quando ocorre um timeout. Compreender essas dinâmicas é essencial para entender como o TCP mantém a eficiência e a confiabilidade na transmissão de dados, ajustando-se conforme as condições da rede. Controle de Congestionamento x Controle de Fluxo O controle de congestionamento no TCP é um mecanismo que evita a sobrecarga dos roteadores da Internet. Quando há muito tráfego de dados, os roteadores podem ficar sobrecarregados, o que leva a perdas de pacotes e atrasos na rede. O TCP utiliza algoritmos como Slow Start e Congestion Avoidance para ajustar dinamicamente a taxa de envio de pacotes e evitar que a rede entre em colapso por congestionamento. Já o controle de fluxo é um mecanismo que impede o estouro do buffer do receptor. Cada dispositivo na rede possui um buffer com capacidade limitada para armazenar pacotes recebidos. Se o emissor enviar dados mais rápido do que o receptor pode processar, o buffer do receptor pode estourar, resultando em perda de dados. O TCP usa a janela deslizante ( sliding window ) para garantir que o emissor ajuste a taxa de envio conforme a capacidade do receptor.
Serviços da Camada de Enlace
Enquadramento de dados ● Quase todos os protocolos da camada de enlace encapsulam cada datagrama da camada de rede dentro de um quadro da camada de enlace antes de transmiti-lo pelo enlace. ● Um quadro consiste em um campo de dados no qual o datagrama da camada de rede é inserido, e em uma série de campos de cabeçalho. A estrutura do quadro é especificada pelo protocolo da camada de enlace. Acesso ao enlace ● Um protocolo de controle de acesso ao meio (medium access control — MAC) especifica as regras segundo as quais um quadro é transmitido pelo enlace. ● O caso mais interessante é quando vários nós compartilham um único enlace de difusão — o denominado problema de acesso múltiplo. Aqui, o protocolo MAC serve para coordenar as transmissões de quadros dos muitos nós. Entrega confiável ● Quando um protocolo da camada de enlace fornece serviço confiável de entrega, ele garante que vai transportar sem erro cada datagrama da camada de rede pelo enlace. ● Um serviço confiável de entrega da camada de enlace é muito usado por enlaces que costumam ter altas taxas de erros, como é o caso de um enlace sem fio. Detecção e correção de erros ● O hardware da camada de enlace de um nó receptor pode decidir incorretamente que um bit de um quadro é zero quando foi transmitido como 1 e vice-versa. Esses erros de bits são introduzidos por atenuação de sinal e ruído eletromagnético. ● A detecção de erros na camada de enlace geralmente é mais sofisticada e é executada em hardware. ● A correção de erros é semelhante à detecção de erros, exceto que um receptor não só detecta quando ocorreram os erros no quadro, mas também determina exatamente em que lugar do quadro ocorreram (e, então, os corrige).
Protocolos de acesso múltiplo
Protocolos de divisão de canal
● Protocolo TDM (Multiplexação por Divisão de Tempo) ○ Cada nó ganha uma velocidade de transmissão dedicada de R/N bits/s durante cada quadro temporal. ○ Desvantagens importantes: ■ A primeira é que um nó fica limitado a uma velocidade média de R/N bits/s , mesmo quando ele é o único nó com pacotes para enviar. ■ A segunda é que o nó deve sempre esperar sua vez na sequência de transmissão — de novo, mesmo quando ele é o único com um quadro a enviar. ● Protocolo FDM (Multiplexação por Divisão de Frequência) ○ Divide o canal de R bits/s em frequências diferentes (cada uma com uma largura de banda de R/N) e reserva cada frequência a um dos N nós, criando, desse modo, N canais menores de R/N bits/s a partir de um único canal maior de R bits/s. ○ O protocolo FDM compartilha as vantagens do protocolo TDM — evita colisões e divide a largura de banda com justiça entre os N nós. ○ Porém, também compartilha uma desvantagem principal com o protocolo TDM — um nó é limitado a uma largura de banda R/N, mesmo quando é o único nó que tem pacotes a enviar.
Protocolos de acesso aleatório
● Com um protocolo de acesso aleatório, um nó transmissor sempre transmite à taxa total do canal , isto é, R bits/s. ● Quando há uma colisão, cada nó envolvido nela retransmite repetidamente seu quadro (isto é, pacote) até que este passe sem colisão. ● Quando um nó sofre uma colisão, ele nem sempre retransmite o quadro de imediato. Em vez disso, ele espera um tempo aleatório antes de retransmitir o quadro. ● Como após uma colisão os tempos de atraso são escolhidos de modo independente, é possível que um dos nós escolha um atraso mais curto o suficiente do que os atrasos dos outros nós em colisão e, portanto, consiga passar seu quadro discretamente para dentro do canal, sem colisão.
Protocolos de revezamento
● Protocolo de polling (seleção)
○ Ele requer que um dos nós seja designado como nó mestre. Este seleciona
cada um dos nós por alternância circular. Em particular, ele envia primeiro uma mensagem ao nó 1 dizendo que ele (o nó 1) pode transmitir até certo
Camada Física
Características do meio de transmissão A escolha do meio físico em uma rede considera vários fatores, como: ● a largura de banda , que determina a quantidade de dados que podem ser transmitidos; ● o atraso ou latência , que é o tempo que os dados levam para viajar de um ponto a outro; ● o custo do meio; e ● a facilidade de instalação e manutenção. Esses aspectos são fundamentais para definir o tipo de cabeamento ou tecnologia de transmissão a ser utilizada. Técnicas de transmissão
