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Tecnologias de Comunicação e Internet

Ciência da Computação do A-Level · Tópico 14

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11:17

Por que Protocolos são Necessários

Dois computadores querem conversar, mas um envia seus dados de uma forma e o outro espera algo completamente diferente. O resultado é incompreensível — como duas pessoas falando…

Narração em inglês · Legendas em inglês + 中文 gravadas

14.1

Por que protocolos são necessários

Programa
Os candidatos devem ser capazes de: Notas e orientações
Demonstrar compreensão da importância de um protocolo para a comunicação entre computadores
Demonstrar compreensão de como a implementação de um protocolo pode ser vista como uma pilha, onde cada camada possui sua própria funcionalidade
Demonstrar compreensão do conjunto de protocolos TCP/IP Quatro camadas (Aplicação, Transporte, Internet, Enlace). Propósito e função de cada camada. Aplicação quando uma mensagem é enviada de um host para outro na internet
Demonstrar compreensão de protocolos (HTTP, FTP, POP3, IMAP, SMTP, BitTorrent) e seus propósitos O protocolo BitTorrent fornece compartilhamento de arquivos ponto a ponto

Fonte: Programa Cambridge International

Um protocolo 协议 é um conjunto de regras para como dispositivos comunicam. Ambas as extremidades devem seguir as mesmas regras, ou os sinais de um lado são meaningless para o outro. Protocolos definem o formato dos dados (onde endereços e payload estão), a ordem das mensagens (quem fala primeiro, quandoyar ack), o significado de cada mensagem, o tempo (timeouts, retransmissões) e o que fazer em caso de erro. Sem um protocolo acordado, a comunicação falha — como duas pessoas falando idiomas diferentes sem tradutor.

"Explique por que protocolos são essenciais para comunicação entre computadores" (três marcas). (1) Um protocolo é um conjunto de regras acordado tanto pelo remetente quanto pelo receptor; (2) sem ele os dois computadores interpretariam os dados de forma diferente (formato, ordem, significado de cada parte), então a mensagem não poderia ser compreendida; (3) permite que computadores de tipos e fabricantes diferentes se comuniquem, porque todos implementam o mesmo padrão. Mencione o que as regras cobrem: o formato dos dados, a ordem das mensagens, detecção e recuperação de erros, e velocidade ou tempo.

Dois dispositivos seguindo as mesmas regras: formato, ordem, tempo e o que fazer em caso de erro
Um protocolo são as regras compartilhadas: formato, ordem, tempo e erros
Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
protocol/ˈprəʊtəkɒl/ 协议 xié yì
14.1

Protocolos em camadas

Redes são complexas, então são divididas em camadas 层, cada uma com um trabalho focado, conversando apenas com a camada acima e abaixo. Benefícios: modularidade 模块化 (substituir uma camada — digamos Ethernet com Wi-Fi — sem tocar nas outras), padronização (vendedores interoperam) e abstração 抽象 (você ignora detalhes tratados em outro lugar). A internet usa o conjunto de protocolos TCP/IP 协议栈 (4 camadas).

14.1

Conjunto de protocolos TCP/IP

Camada Propósito Exemplos
Aplicação o que o programa do usuário faz HTTP, FTP, SMTP, IMAP
Transporte entrega fim-a-fim entre processos TCP, UDP
Internet roteamento de pacotes entre redes IP
Enlace envio de bits sobre o meio físico Ethernet, Wi-Fi
Uma pilha de quatro linhas: Aplicação, Transporte, Internet, Link, com envio descendo pela esquerda e recebimento subindo pela direita, e protocolos de exemplo em cada camada
As quatro camadas do conjunto de protocolos TCP/IP

A finalidade de cada camada, conforme as palavras do gabarito. Camada de aplicação: fornece os protocolos que as aplicações de usuário usam (HTTP para a web, SMTP para e-mail) e a interface entre a aplicação e a rede; ela produz os dados a serem enviados e os passa à camada de transporte. Camada de transporte: estabelece a conexão de ponta a ponta, divide os dados em pacotes (segmentos) e adiciona números de porta e números de sequência; na recepção, ela reconstitui os pacotes na ordem correta e solicita aqueles que faltam (TCP), ou envia sem essas garantias (UDP). Camada de Internet: adiciona os endereços IP de origem e destino para formar pacotes IP (datagramas) e os roteia através das redes via roteadores; ela não garante a entrega. Camada de enlace: adiciona os endereços MAC e bits de verificação de erro para formar uma quadro e transmite os bits sobre a rede local física (Ethernet ou Wi-Fi) através da placa de interface de rede. "Completar a pilha" significa estas quatro, nesta ordem, de cima para baixo: Aplicação, Transporte, Internet, Enlace.

Enviando uma mensagem pela pilha TCP/IP: a mensagem do aplicativo é envolvida por um cabeçalho TCP que carrega portas e um número de sequência, depois por um cabeçalho IP que carrega os endereços IP de origem e destino, depois por um cabeçalho de quadro que carrega endereços MAC e um campo de verificação; o receptor retira-os na ordem inversa
Encapsulamento: cada camada adiciona seu próprio cabeçalho 首部 ao que recebe da camada acima, de modo que os bits no cabo carregam quatro conjuntos de informações; o receptor os remove uma camada de cada vez

"Descreva como o conjunto TCP/IP é aplicado quando uma mensagem é enviada de um host para outro" (cinco pontos). No remetente, a mensagem passa para baixo pela pilha: (1) a camada de aplicação produz os dados usando um protocolo como HTTP ou SMTP; (2) a camada de transporte divide-a em pacotes e adiciona um cabeçalho com os números de porta e um número de sequência; (3) a camada de internet adiciona um cabeçalho com os endereços IP de origem e destino e escolhe a rota; (4) a camada de enlace adiciona os endereços MAC do próximo dispositivo e envia o quadro sobre o enlace físico. Roteadores ao longo do caminho leem o cabeçalho da camada de internet e encaminham cada pacote. No receptor, o quadro passa para cima pela pilha: cada camada remove e age sobre seu próprio cabeçalho, a camada de transporte reconstitui os pacotes na ordem dos números de sequência e pede aqueles que faltam, e a camada de aplicação apresenta a mensagem. O mesmo protocolo em cada camada em ambas as extremidades é o que faz a troca funcionar.

Camada de aplicação

A camada de aplicação 应用层 fornece serviços aos programas do usuário e define os protocolos que eles falam (HTTP para web, SMTP para e-mail). É aqui que um programador mais frequentemente trabalha.

Camada de transporte

A camada de transporte 传输层 entrega dados de ponta a ponta entre processos, identificados por números de porta 端口号. Dois protocolos:

TCP estabelece uma conexão e entrega todos os dados em ordem; UDP envia e esquece
TCP conecta e entrega em ordem; UDP envia e esquece
  • TCP 传输控制协议 — orientado a conexão 面向连接: estabelece uma conexão, garante que todos os dados cheguem em ordem, retransmite pacotes 数据包 perdidos, controla o fluxo. Confiável, mas com sobrecarga. Usado por HTTP, HTTPS, SMTP, FTP.
  • UDP 用户数据报协议 — sem conexão 无连接: envia e esquece, sem confirmações ou ordenação. Baixa sobrecarga, sem garantias. Usado para streaming, DNS e jogos, onde velocidade supera confiabilidade.

Camada de Internet

A camada de internet 网络层 transporta pacotes entre hosts usando IP. Cada pacote tem um endereço IP IP地址 de origem e destino, e roteadores 路由器 o encaminham adiante. Ela não garante a entrega — isso é trabalho do TCP.

Um roteador doméstico faz esse trabalho para sua casa: ele lê o endereço de destino de cada pacote e o envia em direção à internet, e de volta para o dispositivo correto.

Um roteador Wi-Fi preto com quatro antenas verticais e uma fileira de luzes de status na parte frontal
Um roteador Wi-Fi doméstico: ele encaminha pacotes entre seus dispositivos e a internet

Antes que o roteador alcance a internet mais ampla, um modem 调制解调器 conecta a casa ao provedor de internet através do cabo ou linha telefônica do provedor. Suas luzes indicam que o enlace está ativo e online.

Um modem de cabo preto alto em pé sobre um fundo liso, com uma coluna de luzes de status descendo pela frente
Um modem de cabo conecta uma rede doméstica ao provedor de internet

Camada de enlace

A camada de enlace 链路层 envia bits sobre um único enlace físico (Ethernet, Wi-Fi). Ela adiciona um cabeçalho de quadro com endereços MAC MAC地址 e gerencia o acesso ao meio (ex.: CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测 na Ethernet).

Um quadro Ethernet dividido em preâmbulo, início do quadro, dados Ethernet e intervalo interpacotes, com a parte de dados expandida em endereços MAC de destino e origem, tipo/comprimento, mensagem de payload e sequência de verificação de quadro, cada um com seu tamanho em bytes
As partes de um quadro Ethernet típico

Em uma rede local com fio, um interruptor 交换机 conecta muitos dispositivos. Cada dispositivo se conecta a uma porta com um cabo Ethernet (plugue RJ45), e o switch usa os endereços MAC em cada quadro para enviá-lo apenas à porta correta.

Um pequeno switch Ethernet Gigabit preto de 8 portas sobre um fundo liso, suas portas RJ45 numeradas em uma fileira na parte frontal, cada uma com uma luz de status
Um switch de rede conecta muitos dispositivos com fio em uma rede local

O enlace físico pode ser um fio de cobre, um sinal de rádio (Wi-Fi) ou um cabo de fibra óptica 光纤. Em um cabo de fibra óptica, os bits viajam como flashes de luz através de finas fibras de vidro, o que é rápido e transporta dados por longas distâncias.

Um feixe de fibras ópticas se espalhando contra um fundo escuro, cada fina fibra de vidro brilhando com um ponto de luz azul-branca na ponta
Um cabo de fibra óptica: os dados viajam como luz através de finas fibras de vidro

Um enlace de rádio pode alcançar muito mais longe. Uma antena parabólica 卫星天线 envia e recebe sinais de rádio para e de um satélite, transportando dados para lugares que enlaces com fio não conseguem alcançar facilmente.

Uma antena parabólica cinza redonda montada na parede de uma casa ao lado de uma janela, com seu braço de alimentação estendendo-se para a frente
Uma antena parabólica envia e recebe dados por rádio em longa distância
Explorar

Toque nas quatro camadas do modelo TCP/IP

Explore cada camada. Os dados viajam PARA BAIXO pela pilha ao serem enviados (cada camada adiciona seu cabeçalho) e voltam PARA CIMA ao serem recebidos — e qualquer camada pode ser substituída sem afetar as demais.

Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
layers/ˈleɪəz/ 层 céng
modularity/ˌmɒdjʊˈlærɪti/ 模块化 mó kuài huà
abstraction/əbˈstrækʃn/ 抽象 chōu xiàng
protocol suite/ˈprəʊtəkɒl swiːt/ 协议栈 xié yì zhàn
application layer/ˌæplɪˈkeɪʃn ˈleɪə/ 应用层 yìng yòng céng
transport layer/ˈtrænspɔːt ˈleɪə/ 传输层 chuán shū céng
port numbers/pɔːt ˈnʌmbəz/ 端口号 duān kǒu hào
TCP/ˌtiː siː ˈpiː/ 传输控制协议 chuán shū kòng zhì xié yì
connection-oriented/kəˈnekʃn ˈɔːrɪəntɪd/ 面向连接 miàn xiàng lián jiē
packets/ˈpækɪts/ 数据包 shù jù bāo
UDP/ˌjuː diː ˈpiː/ 用户数据报协议 yòng hù shù jù bào xié yì
connectionless/kəˈnekʃənləs/ 无连接 wú lián jiē
internet layer/ˈɪntənet ˈleɪə/ 网络层 wǎng luò céng
routers/ˈruːtəz/ 路由器 lù yóu qì
modem/ˈməʊdem/ 调制解调器 tiáo zhì jiě tiáo qì
link layer/lɪŋk ˈleɪə/ 链路层 liàn lù céng
CSMA/CD/ˌsiː es em ˈeɪ ˌsiː ˈdiː/ 载波侦听多路访问/冲突检测 zài bō zhēn tīng duō lù fǎng wèn / chōng tū jiǎn cè
switch/swɪtʃ/ 交换机 jiāo huàn jī
fibre-optic cable/ˈfaɪbə ˈɒptɪk ˈkeɪbl/ 光纤 guāng xiān
satellite dish/ˈsætəlaɪt dɪʃ/ 卫星天线 wèi xīng tiān xiàn
14.1

Protocolos comuns da camada de aplicação

  • HTTP 超文本传输协议 — navegadores buscam páginas da web em servidores (sobre TCP, porta 80). HTTPS é HTTP sobre TLS — criptografado, porta 443.
  • FTP 文件传输协议 — transferir arquivos entre cliente e servidor.
  • SMTP 简单邮件传输协议 — enviar e-mail entre cliente e servidor, e entre servidores. A recepção usa POP3 ou IMAP.
  • POP3 — baixa e-mail e geralmente o exclui do servidor. IMAP — deixa o e-mail no servidor e sincroniza entre dispositivos, de modo que a mesma caixa de entrada aparece em todos os lugares.
  • BitTorrent — um protocolo peer-to-peer 对等网络; um arquivo é dividido em pedaços baixados de muitos pares em paralelo, de modo que nenhum servidor único carrega toda a carga.
Um rastreador no centro com pares ao redor — sementes, lesmas e novos pares — trocando pedaços de arquivo, com uma chave
BitTorrent: um rastreador ajuda pares a se encontrarem, então eles compartilham pedaços de arquivo diretamente

A finalidade de cada protocolo, nas palavras que pontuam.

Protocolo Finalidade (affe este)
HTTP transfere páginas da web (hipertexto) entre um servidor web e um navegador; HTTPS é a versão criptografada
FTP transfere arquivos entre um cliente e um servidor (upload para e download de um servidor de arquivos)
SMTP envia e-mail de um cliente para um servidor de mail, e entre servidores de mail (um protocolo "push")
POP3 baixa e-mail do servidor para o cliente, geralmente excluindo-o do servidor, de modo que é lido em um único dispositivo
IMAP permite que o cliente leia e gerencie e-mails que permanecem no servidor, de modo que a mesma caixa de correio é vista em todos os dispositivos
BitTorrent compartilha arquivos peer-to-peer: pedaços de um arquivo são baixados de e enviados para muitos outros usuários simultaneamente

Perguntado pelos dois protocolos de e-mail, dê SMTP para envio e POP3 ou IMAP para recebimento; perguntado para descrever IMAP, diga que as mensagens permanecem no servidor e são sincronizadas entre dispositivos, que é a diferença do POP3.

"Descreva como os arquivos são compartilhados usando o protocolo BitTorrent" (quatro pontos). (1) O arquivo é dividido em pedaços (tipicamente 256 KB cada), e um pequeno arquivo torrent descreve-os (seus hashes) e nomeia um rastreador 追踪器. (2) Um par que deseja o arquivo entra em contato com o rastreador, que mantém uma lista dos pares na bandejagem 群 que compartilham aquele arquivo no momento. (3) O par baixa pedaços diferentes de muitos pares ao mesmo tempo, e assim que possui um pedaço, ele o envia para outros; um par com o arquivo inteiro é uma semente 种子, um que ainda baixa é uma lesma. (4) Quando todos os pedaços estão presentes, eles são reconstituídos e verificados contra os hashes. "Explique o que significa compartilhamento de arquivos peer-to-peer": não há servidor central segurando o arquivo; cada computador é tanto um cliente quanto um servidor, baixando de e enviando para os outros, de modo que a carga e a largura de banda são distribuídas entre a bandejagem e quanto mais pares houver, mais rápido fica.

Explorar

Laboratório de roteamento de rede

Siga os dados de um dispositivo através do hardware de rede e protocolos.

Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
HTTP/ˌeɪtʃ tiː tiː ˈpiː/ 超文本传输协议 chāo wén běn chuán shū xié yì
FTP/ˌef tiː ˈpiː/ 文件传输协议 wén jiàn chuán shū xié yì
SMTP/ˌes em tiː ˈpiː/ 简单邮件传输协议 jiǎn dān yóu jiàn chuán shū xié yì
peer-to-peer/pɪə tə pɪə/ 对等网络 duì děng wǎng luò
tracker/ˈtrækə/ 追踪器 zhuī zōng qì
swarm/swɔːm/ 群 qún
seed/siːd/ 种子 zhǒng zi
14.2

Comutação de circuitos vs comutação de pacotes

Programa
Os candidatos devem ser capazes de: Notas e orientações
Demonstrar compreensão da comutação por circuito Benefícios, desvantagens e onde é aplicável
Demonstrar compreensão da comutação por pacote Benefícios, desvantagens e onde é aplicável. Demonstrar compreensão da função de um roteador na comutação por pacote. Explicar como a comutação por pacote é usada para passar mensagens através de uma rede, incluindo a internet

Fonte: Programa Cambridge International

Comutação de circuitos

Um caminho dedicado é estabelecido entre as duas extremidades antes que qualquer dado seja enviado (comutação de circuitos 电路交换), reservado para toda a conversa, depois liberado. Ele oferece largura de banda reservada 带宽 e entrega em ordem, mas é ineficiente durante silêncios e lento para estabelecer. Exemplo clássico: a rede telefônica tradicional.

Uma malha de roteadores entre o dispositivo A e o dispositivo B, com um caminho destacado e reservado de ponta a ponta para toda a chamada
Comutação de circuitos: um caminho dedicado é reservado de ponta a ponta

"Descreva a comutação de circuitos como um método de transmissão de dados" (três pontos). (1) Um caminho dedicado (circuito) é estabelecido entre o remetente e o receptor antes de qualquer dado ser enviado; (2) a mensagem inteira é enviada ao longo desse caminho, em ordem, como um fluxo contínuo; (3) o circuito é reservado pela duração da comunicação e liberado depois.

Vantagens e desvantagens. Vantagens: toda a largura de banda do circuito está disponível e garantida; os dados chegam em ordem, sem reensamblagem e sem atraso uma vez que o circuito esteja pronto; a rota não muda, então o tempo é previsível (bom para voz e vídeo em tempo real). Desvantagens: tempo é gasto configurando o circuito antes de qualquer coisa ser enviada; o circuito é reservado mesmo enquanto nenhum dado flui, assim a largura de banda é desperdiçada e outros usuários não podem compartilhá-la; ambas as extremidades devem estar livres ao mesmo tempo; uma falha em qualquer ponto da rota interrompe toda a chamada, e não há rota alternativa automática. Onde é apropriado: uma chamada telefônica ou um link de vídeo ao vivo, onde um fluxo constante e ininterrupto importa mais do que a eficiência.

Comutação por pacotes

Os dados são divididos em pacotes, cada um enviado independentemente (comutação por pacotes 分组交换). Cada pacote carrega o endereço de destino; os roteadores tomam decisões por pacote, então os pacotes podem seguir rotas diferentes e chegar fora de ordem, e o destino os reensambla. É eficiente (um enlace é multiplexado 多路复用 através de muitas conversas), robusto (redireciona ao redor de uma falha), mas tem latência variável 延迟 e possível perda (TCP trata a confiabilidade). Usado pela internet.

A mesma malha de roteadores com pacotes mostrados como quadrados coloridos numerados seguindo rotas diferentes do computador A para o computador B, depois reensamblando em ordem no B
Comutação por pacotes: pacotes viajam independentemente e podem seguir rotas diferentes
As partes de um pacote: um cabeçalho contendo os endereços de origem e destino, o número de sequência, a contagem de pacotes e uma soma de verificação, seguido pela carga útil que carrega a parte dos dados deste pacote
O que permite que um pacote viaje sozinho: os endereços dizem para onde, o número de sequência diz qual parte da mensagem é, e a soma de verificação mostra se chegou intacto

"Descreva como a comutação por pacotes é usada para transmitir mensagens através de uma rede (quatro pontos).** (1) A mensagem é dividida em pacotes de tamanho máximo fixo; (2) cada pacote recebe um cabeçalho contendo os endereços de origem e destino, um número de sequência 序号 e uma verificação de erro; (3) cada pacote é enviado independentemente e pode seguir uma rota diferente, escolhida pelos roteadores encontrados; (4) no destino, os pacotes são reensamblos em ordem usando os números de sequência, e qualquer pacote faltante é solicitado novamente. Se a questão excluir verificação e reenvio, omita a última cláusula.

"Descreva a função de um roteador na comutação por pacotes (três pontos).** Um roteador recebe um pacote, lê o endereço IP de destino em seu cabeçalho, e consulta sua tabela de roteamento 路由表 para decidir o próximo salto melhor em direção àquele destino, levando em consideração o tráfego (congestão) e enlaces falhos; ele então encaminha o pacote para aquele enlace. Pacotes da mesma mensagem podem sair por rotas diferentes; o roteador mantém pacotes em uma fila quando um enlace está ocupado.

"Descreva duas maneiras pelas quais a comutação por pacotes garante que a mensagem completa seja recebida. (1) Cada pacote carrega um número de sequência, então o receptor pode colocar os pacotes em ordem e pode perceber que um está faltando, e (2) o receptor envia uma confirmação 确认 para pacotes que chegam; um pacote não confirmado dentro de um limite de tempo é retransmitido pelo remetente. Uma soma de verificação 校验和 em cada pacote permite ao receptor detectar um pacote corrompido e descartá-lo, o que aciona o reenvio.

Vantagens e desvantagens. Vantagens: nenhum circuito para configurar; os enlaces da rede são compartilhados por muitas mensagens, então a largura de banda é usada eficientemente; pacotes podem ser redirecionados ao redor de um enlace falho ou congestionado, então a transmissão é robusta; um pacote perdido ou danificado significa reenviar apenas aquele pacote, não a mensagem inteira. Desvantagens: pacotes podem chegar fora de ordem e precisar ser reensamblos, e alguns podem ser perdidos ou atrasados; os cabeçalhos adicionam sobrecarga; o atraso variável torna-o menos adequado para voz e vídeo em tempo real sem medidas extras; uma rede muito carregada descarta pacotes. Onde é apropriado: e-mail, páginas web, downloads de arquivos e qualquer tráfego "intermitente", e a internet em geral.

Aspecto Comutação de circuitos Comutação de pacotes
Caminho dedicado, reservado compartilhado, por-pacote
Tempo de configuração lento nenhum
Uso de largura de banda ineficiente eficiente
Ordem em ordem pode estar fora de ordem
Robustez uma falha corta o circuito redirecionamento ao redor de falhas
Adequado fluxos de taxa constante (voz) fluxos intermitentes (web, e-mail)

Redes modernas usam comutação por pacotes por causa de sua eficiência e resiliência.

Quatro diferenças, enunciadas como pares. (1) A comutação de circuitos estabelece um caminho dedicado antes de enviar; a comutação por pacotes envia sem configurar um caminho. (2) Na comutação de circuitos, a mensagem inteira segue uma rota; na comutação por pacotes, os pacotes podem seguir rotas diferentes. (3) A comutação de circuitos entrega os dados em ordem sem reensamblagem; a comutação por pacotes precisa de números de sequência para reensamblos. (4) A comutação de circuitos reserva a largura de banda para uma conversa mesmo quando ociosa; a comutação por pacotes compartilha os enlaces entre muitas mensagens. (Também aceitável: um enlace falho quebra um circuito, mas pacotes são redirecionados; comutação de circuitos é adequada para fluxos em tempo real, comutação por pacotes é adequada para dados intermitentes.) Escreva cada diferença como ambas as metades; apenas um lado não rende pontos.

Descrevendo a comutação por pacotes em poucas frases

Uma boa resposta de prova: "A mensagem é quebrada em pequenos pacotes. Cada pacote carrega os endereços de destino e origem e um número de sequência. Cada pacote viaja pela rede independentemente, com roteadores escolhendo o próximo salto por pacote. Pacotes podem seguir caminhos diferentes e chegar fora de ordem. O destino usa os números de sequência para reensamblos a mensagem, e pacotes faltantes podem ser solicitados novamente."

Exemplo resolvido. Uma chamada telefônica e um download de arquivo grande compartilham uma rede. Qual método de comutação se adapta a cada um, e por quê? Uma chamada telefônica precisa de um fluxo constante com baixo atraso, e sofreria muito se peças chegassem tarde ou fora de ordem - então comutação de circuitos se adapta a ela: um caminho dedicado é configurado para toda a chamada e sua capacidade é reservada durante todo o período. Um download de arquivo não se importa com timing ou ordem de chegada, porque o receptor o reensambla, e se beneficia de usar qualquer capacidade que esteja disponível - então comutação por pacotes se adapta a ele: o arquivo é dividido em pacotes que viajam independentemente, cada um carregando endereços de origem e destino e um número de sequência, com roteadores escolhendo um próximo salto por pacote. Nomeie a propriedade do tráfego que decide isso: capacidade reservada e baixo atraso para a chamada, eficiência e resiliência para o download.

Explorar

A jornada de um pacote pela internet

Passo a passo do chaveamento por pacotes. A mensagem é dividida, cada pacote encontra seu próprio caminho, e o destino os recoloca — é por isso que a internet é tão eficiente e difícil de quebrar.

Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
circuit switching/ˈsɜːkɪt ˈswɪtʃɪŋ/ 电路交换 diàn lù jiāo huàn
reserved bandwidth/rɪˈzɜːvd ˈbændwɪdθ/ 带宽 dài kuān
packet switching/ˈpækɪt ˈswɪtʃɪŋ/ 分组交换 fēn zǔ jiāo huàn
multiplexed/ˌmʌltɪˈplekst/ 多路复用 duō lù fù yòng
variable latency/ˈveərɪəbl ˈleɪtənsi/ 延迟 yán chí
sequence number/ˈsiːkwəns ˈnʌmbə/ 序号 xù hào
routing table/ˈraʊtɪŋ ˈteɪbl/ 路由表 lù yóu biǎo
acknowledgement/əkˈnɒlɪdʒmənt/ 确认 què rèn
checksum/ˈtʃeksəm/ 校验和 jiào yàn hé
IP address/ˌaɪ ˈpiː əˈdres/ IP地址 IP dì zhǐ
MAC addresses/mæk əˈdresɪz/ MAC地址 MAC dì zhǐ
bandwidth/ˈbændwɪdθ/ 带宽 dài kuān
latency/ˈleɪtənsi/ 延迟 yán chí
header/ˈhedə/ 首部 shǒu bù
14.2

Definições aceitas pelo examinador

Uma questão de definição é avaliada contra wording fixo. Aprenda estas exatamente, e dê apenas uma resposta.

Termo Definição
protocolo um conjunto de regras governando como os dados são transmitidos, acordado por remetente e destinatário para que ambos interpretem da mesma forma
pilha de protocolos as camadas de protocolos, cada uma com sua própria função, que juntas realizam a comunicação; cada camada comunica-se apenas com as camadas acima e abaixo
camada de aplicação fornece os protocolos usados por aplicativos para trocar dados (HTTP, SMTP, FTP, IMAP, POP3)
camada de transporte estabelece comunicação de ponta a ponta, divide dados em pacotes com porta e números de sequência, reensambla-os e solicita faltantes (TCP), ou envia sem garantias (UDP)
camada de internet adiciona endereços IP para formar pacotes e roteá-los entre redes via roteadores
camada de enlace adiciona endereços MAC para formar quadros e transmite os bits sobre a rede local física
roteador um dispositivo que lê o endereço de destino de um pacote e o encaminha pela melhor rota disponível em direção ao destino
comutação de circuitos um caminho de comunicação dedicado é estabelecido entre as duas extremidades antes que os dados sejam enviados e mantido para toda a transmissão
comutação por pacotes a mensagem é dividida em pacotes, cada um com um cabeçalho, enviado independentemente por possivelmente rotas diferentes e reensamblos no destino
pacote uma unidade de dados carregando um cabeçalho (endereços, número de sequência, verificação de erro) e uma carga útil
peer-to-peer compartilhamento de arquivos sem servidor central, cada computador atuando como cliente e servidor
14.2

Dicas de prova

  • Por que protocolos: regras compartilhadas, mesma interpretação, qualquer marca de computador. Por que camadas: cada camada tem um trabalho e pode ser alterada independentemente.
  • As quatro camadas em ordem, de cima para baixo: Aplicação, Transporte, Internet, Enlace. Dê o trabalho de cada camada em uma frase, e a resposta "mensagem de host para host" como um caminhada pela pilha e volta.
  • Propósitos dos protocolos são frases curtas: HTTP páginas web, FTP arquivos, SMTP envio de e-mail, POP3 download de e-mail, IMAP e-mail mantido no servidor, BitTorrent partes peer-to-peer de uma enxame.
  • Comutação de circuitos: caminho dedicado primeiro, mensagem inteira, mantida durante todo o período. Comutação por pacotes: dividido, cabeçalho com endereços e número de sequência, rotas independentes, reensambla. Vantagens e desvantagens vêm em pares de opostos.
  • Um roteador lê o endereço de destino, consulta sua tabela de roteamento, encaminha pela melhor rota; é a pergunta de comutação por pacotes que a prova faz mais frequentemente.
  • "Onde é apropriado": comutação de circuitos para uma ligação ou chamada de vídeo ao vivo; comutação por pacotes para e-mail, web e downloads.

Erros comuns

  • Definir um protocolo como "uma linguagem" ou "software"; é um conjunto de regras.
  • Colocar as camadas na ordem errada, ou dar as sete camadas OSI em vez das quatro do TCP/IP.
  • Descrever a camada de transporte como "roteamento" ou a camada de internet como "dividir em pacotes"; portas e divisão são transporte, endereços IP e roteamento são internet.
  • Confundir POP3 com IMAP, ou dizer que SMTP recebe e-mail.
  • Descrever comutação por pacotes sem o cabeçalho (endereços e número de sequência) ou sem reensamblagem.
  • Dizer que um roteador "envia o pacote para todos"; ele escolhe um único próximo salto de sua tabela de roteamento.
  • Dar uma vantagem da comutação por pacotes como desvantagem da comutação de circuitos sem enunciar o lado da comutação de circuitos; cada diferença precisa de ambas as metades.
  • Reivindicar que a comutação por pacotes garante entrega por si só; os números de sequência e confirmações da camada de transporte fazem isso.

Aulas interativas sobre este tópico

Passe por ele passo a passo, com exercícios de verificação instantânea.

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