Fundamentos de Redes de Computadores e Arquitetura

Comunicação em Redes

Orientada a Conexão

É uma comunicação complexa que estabelece conexão antes de transmitir os dados. Existe uma negociação inicial antes da transmissão. Tipicamente, são comunicações confiáveis, pois os pacotes são controlados quanto à sequência/ordem, perda e corrompimento, além de possuírem controle de fluxo.

Sem Conexão (Não Orientada a Conexão)

É uma comunicação mais simples. Não existe negociação inicial; os pacotes são transmitidos da origem para o destino sem uma conexão formal. Tipicamente, não são confiáveis, pois não há controle de sequência, perda ou integridade dos pacotes.

Conceitos Fundamentais

• Handshaking: Negociação inicial antes de iniciar uma transmissão de dados; um pedido é feito, o servidor analisa e retorna ao destino.
• Comutação de Pacotes: Dados são enviados por vários caminhos; os mais rápidos e eficientes são escolhidos até chegar ao destino e formar a informação.
• Comutação de Circuitos: Aloca todas as informações em um único espaço físico durante a transmissão. Muito usado em telecomunicações.
• TDM (Time Division Multiplexing): Sistema de multiplexação onde cada canal é associado a um intervalo de tempo, utilizando buffers de memória. É mais eficiente que a FDM, embora exija bits extras para sincronismo e detecção de erros.
• Atraso Nodal: Refere-se ao atraso e perda no funcionamento do processo de comutação de pacotes.
• Perda de Pacotes: Ocorre quando o buffer de saída do roteador está lotado e novos pacotes são descartados.

Arquitetura de Software

• Camada de Apresentação (GUI): Realiza a entrada e apresentação de dados, interagindo diretamente com o usuário (CSS, HTML, JavaScript).
• Camada de Negócio: Define as funcionalidades e regras do sistema. Não possui interface direta com o usuário e seus dados são voláteis.
• Camada de Dados: Composta pelo repositório de dados e classes que os manipulam, executando requisições da camada de negócio.

Infraestrutura e Conectividade

• Sockets: Programas responsáveis pela comunicação entre aplicações na internet (rotinas socket() cliente e servidor).
• Hub: Recebe dados e transmite para todos os computadores da rede local.
• Switch: Cria um caminho exclusivo para a passagem de informações.
• Roteador: Similar ao switch, mas com inteligência para rotear dados, inclusive em redes wireless.

Camada de Transporte

O objetivo é proporcionar serviço eficiente, confiável e de baixo custo. A multiplexação/demultiplexação permite que a camada de transporte atenda a diversas aplicações simultaneamente, utilizando portas (UDP/TCP) e endereços IP para identificar o destino correto.

Arquitetura de Redes e Aplicações

• Arquitetura de Rede: Conjunto de camadas e protocolos que permitem o desenvolvimento de hardware e software compatíveis.
• Arquitetura de Aplicação: Representação horizontal de serviços necessários para suportar o negócio, onde aplicações interagem entre si.
• RTT (Round Trip Time): Tempo para enviar um pacote de requisição e receber a resposta.
• Cliente/Servidor: Servidor com endereço fixo atende requisições de clientes; clientes não se comunicam diretamente entre si.
• Peer-to-Peer (P2P): Pares se comunicam diretamente, sem servidor central, com alta escalabilidade, porém gerenciamento mais complexo.