Redes de Computadores

Este clássico best-seller foi totalmente atualizado e passa a abordar as redes desenvolvidas a partir de 1990. Entretanto, há partir do ano 2000 também há uma grande quantidade de novos desenvolvimentos. O mais importante é o enorme crescimento das redes sem fio, incluindo 802.11, loops locais sem fio, redes celulares 2G e 3G, Bluetooth, WAP, i-mode e outras. Acompanhando essa tendência, incluímos neste volume uma grande quantidade de material sobre redes sem fio. Outro tópico que se tornou importante recentemente é a segurança; assim, foi acrescentado um capítulo inteiro sobre esse assunto.

Prefácio
Introdução – 1
Usos de redes de computadores - 3 Aplicações comerciais - 3 Aplicações domésticas - 6 Usuários móveis - 10 Questões sociais - 14 Hardware de rede - 16 Redes locais - 18 Redes metropolitanas - 19 Redes geograficamente distribuídas - 20 Redes sem fio - 23 Redes domésticas - 25 Inter-redes - 28 Software de rede - 29 Hierarquias de protocolos - 29 Questões de projeto relacionadas às camadas - 33 Serviços orientados a conexões e serviços sem conexões - 34 Primitivas de serviço - 37 O relacionamento entre serviços e protocolos - 39 Modelos de referência - 40 O modelo de referência OSI - 40 O modelo de referência TCP/IP - 44 Uma comparação entre os modelos de referência OSI e TCP/IP - 47 Uma crítica aos protocolos e ao modelo OSI - 49 Uma crítica ao modelo de referência TCP/IP - 52 Exemplos de redes - 53 A Internet - 53 Redes orientadas a conexões: X.25, Frame Relay e ATM - 64 Ethernet - 70 LANs sem fio: 802.11 - 72 Padronização de redes - 76 Quem é quem no mundo das telecomunicações - 76 Quem é quem no mundo dos padrões internacionais - 79 Quem é quem no mundo dos padrões da Internet - 80 Unidades métricas - 82 Visão geral dos outros capítulos do livro - 83 Resumo – 85
A camada física – 90
A base teórica da comunicação de dados - 90 Análise de Fourier - 90 Sinais limitados pela largura de banda - 91 Taxa máxima de dados de um canal - 94 Meios de transmissão guiados - 95 Meios magnéticos - 95 Par trançado - 96 Cabo coaxial - 97 Fibra óptica - 98 Transmissão sem fio - 105 O espectro eletromagnético - 106 Transmissão de rádio - 109 Transmissão de microondas - 110 Ondas de infravermelho e milimétricas - 113 Transmissão por ondas de luz - 114 Satélites de comunicações - 116 Satélites geoestacionários - 117 Satélites terrestres de órbita média - 121 Satélites terrestres de baixa órbita - 121 Comparação entre satélites e fibra óptica - 124 A rede pública de telefonia comutada - 125 Estrutura do sistema telefônico - 126 A política das companhias telefônicas - 129 O loop local: modems, ADSL e redes sem fio - 131 Troncos e multiplexação - 145 Comutação - 156 O sistema de telefonia móvel - 161 Telefones móveis de primeira geração: voz analógica - 163 Telefones móveis de segunda geração: voz digital - 167 Telefones móveis de terceira geração: voz e dados digitais - 177 Televisão a cabo - 180 CATV (Community Antenna Television) - 180 Internet por cabo - 181 Alocação do espectro - 183 Modems a cabo - 185 ADSL versus cabo - 187 Resumo – 189
A camada de enlace de dados - 195
Questões de projeto da camada de enlace de dados - 195 Serviços oferecidos à camada de rede - 196 Enquadramento - 199 Controle de erros - 203 Controle de fluxo - 204 Detecção e correção de erros - 205 Códigos de correção de erros - 205 Códigos de detecção de erros - 208 Protocolos elementares de enlace de dados - 213 Um protocolo simplex sem restrições - 217 Um protocolo simplex stop-and-wait - 219 Um protocolo simplex para um canal com ruído - 221 Protocolos de janela deslizante - 225 Um protocolo de janela deslizante de um bit - 227 Um protocolo que utiliza go back n - 230 Um protocolo que utiliza retransmissão seletiva - 237 Verificação de protocolos - 243 Modelos de máquinas de estados finitos - 243 Modelos de rede de Petri - 246 Exemplos de protocolos de enlace de dados - 249 HDLC – High-level Data Link Control - 249 A camada de enlace de dados na Internet - 252 Resumo – 258
A subcamada de controle de acesso ao meio – 263
O problema de alocação de canais - 264 Alocação estática de canais em LANs e MANs - 264 Alocação dinâmica de canais em LANs e MANs - 265 Protocolos de acesso múltiplo - 267 ALOHA - 267 Protocolos CSMA (Carrier Sense Multiple Access) - 271 Protocolos livres de colisão - 275 Protocolos de disputa limitada - 278 Protocolos WDMA - 282 Protocolos de LANs sem fio - 285 Ethernet - 288 Cabeamento Ethernet - 289 Codificação Manchester - 292 O protocolo da subcamada MAC Ethernet - 293 O algoritmo de recuo binário exponencial - 297 Desempenho da Ethernet - 298 Ethernet comutada - 300 Fast Ethernet - 301 Ethernet de gigabit - 305 O padrão IEEE 802.2: LLC (Logical Link Control) - 309 Retrospectiva da Ethernet - 310 LANs sem fio - 311 802.11: a pilha de protocolos - 312 802.11: a camada física - 313 802.11: o protocolo da subcamada MAC - 315 802.11: estrutura de quadro - 319 Serviços - 321 Redes sem fio de banda larga - 322 Comparação entre o 802.11 e o 802.16 - 323 802.16: a pilha de protocolos - 325 802.16: a camada física - 326 802.16: o protocolo da subcamada MAC - 328 802.16: estrutura de quadro - 330 Bluetooth - 330 Arquitetura do Bluetooth - 331 Aplicações do Bluetooth - 332 A pilha de protocolos do Bluetooth - 334 A camada de rádio do Bluetooth - 335 A camada de banda-base do Bluetooth - 336 A camada L2CAP do Bluetooth - 337 A estrutura de quadro do Bluetooth - 337 Comutação na camada de enlace de dados - 338 Pontes entre LANs 802.x e 802.y - 340 Interligação de redes locais - 343 Pontes de árvores de amplitude - 345 Pontes remotas - 346 Repetidores, hubs, pontes, switches, roteadores e gateways - 347 LANs virtuais - 350 Resumo – 358
A camada de rede – 365
Questões de projeto da camada de rede - 365 Comutação de pacotes store-and-forward - 365 Serviços oferecidos à camada de transporte - 366 Implementação do serviço sem conexões - 367 Implementação do serviço orientado a conexões - 369 Comparação entre sub-redes de circuitos virtuais e de datagramas - 370 Algoritmos de roteamento - 372 O princípio de otimização - 374 Roteamento pelo caminho mais curto - 375 Inundação - 377 Roteamento com vetor de distância - 379 Roteamento por estado de enlace - 383 Roteamento hierárquico - 389 Roteamento por difusão - 391 Roteamento por multidifusão - 393 Roteamento para hosts móveis - 396 Roteamento em redes ad hoc - 399 Pesquisa de nós em redes não-hierárquicas - 404 Algoritmos de controle de congestionamento - 409 Princípios gerais do controle de congestionamento - 411 Políticas de prevenção de congestionamento - 413 Controle de congestionamento em sub-redes de circuitos virtuais - 414 Controle do congestionamento em sub-redes de datagramas - 416 Escoamento de carga - 419 Controle de flutuação - 421 Qualidade de serviço - 422 Requisitos - 422 Técnicas para se alcançar boa qualidade de serviço - 424 Serviços integrados - 436 Serviços diferenciados - 439 Troca de rótulos e MPLS - 442 Interligação de redes - 445 Diferenças entre redes - 446 Como as redes podem ser conectadas - 448 Circuitos virtuais concatenados - 449 Interligação de redes sem conexões - 450 Tunneling - 452 Roteamento inter-redes - 453 Fragmentação - 455 A camada de rede na Internet - 458 O protocolo IP - 461 Endereços IP - 464 Protocolos de controle da Internet - 477 OSPF – Interior Gateway Routing Protocol - 483 BGP – o protocolo de roteamento de gateway exterior - 488 Multidifusão na Internet - 490 IP móvel - 492 IPv6 - 494 Resumo – 504
A camada de transporte – 512
O serviço de transporte - 512 Serviços oferecidos às camadas superiores - 512 Primitivas do serviço de transporte - 514 Soquetes de Berkeley - 517 Um exemplo de programação de soquetes: um servidor de arquivos da Internet - 519 Elementos de protocolos de transporte - 524 Endereçamento - 525 Estabelecimento de conexões - 528 Encerramento de conexões - 534 Controle de fluxo e uso de buffers - 538 Multiplexação - 543 Recuperação de desastres - 544 Um protocolo de transporte simples - 546 Exemplo de primitivas de serviço - 546 Exemplo de entidade de transporte - 548 O exemplo sob a forma de máquina de estados finitos - 555 Os protocolos de transporte da Internet: UDP - 558 Introdução ao UDP - 559 Chamada de procedimentos remotos - 560 O RTP (Real-time Transport Protocol) - 563 Os protocolos de transporte da Internet: TCP - 566 Introdução ao TCP - 566 O modelo de serviço do TCP - 567 O protocolo TCP - 569 O cabeçalho de segmento do TCP - 570 O estabelecimento de conexões TCP - 574 Encerramento de conexões TCP - 575 Modelagem do gerenciamento de conexões do TCP - 576 Política de transmissão do TCP - 578 Controle de congestionamento do TCP - 582 Gerenciamento de timers do TCP - 585 TCP e UDP sem fio - 588 TCP transacional - 591 Questões de desempenho - 592 Problemas de desempenho em redes de computadores - 593 Medição do desempenho da rede - 596 Projeto de sistemas para obter melhor desempenho - 598 Processamento rápido de TPDUs - 602 Protocolos para redes de gigabits - 605 Resumo – 610
A camada de aplicação – 616
DNS – Domain Name System - 616 O espaço de nomes do DNS - 617 Registros de recursos - 620 Servidores de nomes - 623 Correio eletrônico - 626 Arquitetura e serviços - 627 O agente do usuário - 629 Formatos de mensagens - 632 Transferência de mensagens - 641 Entrega final - 644 A World Wide Web - 651 Visão geral da arquitetura - 652 Documentos Web estáticos - 670 Documentos dinâmicos da Web - 685 HTTP – HyperText Transfer Protocol - 693 Aperfeiçoamentos de desempenho - 700 A Web sem fio - 705 Multimídia - 717 Introdução ao áudio digital - 718 Compactação de áudio - 720 Áudio de fluxo - 723 Rádio da Internet - 727 Voz sobre IP - 729 Introdução ao vídeo - 737 Compactação de vídeo - 741 Vídeo por demanda - 749 9 MBone – Multicast Backbone - 757 Resumo – 761
Segurança de redes – 767
Criptografia - 770 Introdução à criptografia - 771 Cifras de substituição - 774 Cifras de transposição - 775 Cifra de uso único - 777 Dois princípios fundamentais da criptografia - 781 Algoritmos de chave simétrica - 784 DES – Data Encryption Standard - 785 AES – Advanced Encryption Standard - 789 Modos de cifra - 792 Outras cifras - 798 Criptoanálise - 798 Algoritmos de chave pública - 799 RSA - 801 Outros algoritmos de chave pública - 802 Assinaturas digitais - 803 Assinaturas de chave simétrica - 804 Assinaturas de chave pública - 805 Sumários de mensagens (Message Digests) - 807 Ataque de aniversário - 811 Gerenciamento de chaves públicas - 813 Certificados - 814 X.509 - 816 Infra-estruturas de chave pública - 817 Segurança da comunicação - 820 IPsec - 821 Firewalls - 825 Redes privadas virtuais - 828 Segurança sem fio - 829 Protocolos de autenticação - 834 Autenticação baseada em uma chave secreta compartilhada - 835 Como estabelecer uma chave compartilhada: a troca de chaves de Diffie-Hellman - 840 Autenticação com o uso de um centro de distribuição de chaves - 842 Autenticação com a utilização do Kerberos - 846 Autenticação com a criptografia de chave pública - 848 Segurança de correio eletrônico - 849 PGP – Pretty Good Privacy - 849 PEM – Privacy Enhanced Mail - 854 S/MIME - 854 Segurança na Web - 855 Ameaças - 855 Nomenclatura segura - 856 SSL – Secure Sockets Layer - 864 Segurança do código móvel - 868 Questões sociais - 871 Privacidade - 871 Liberdade de expressão - 874 Direitos autorais - 878 Resumo – 880
Sugestões de leitura e bibliografia – 887
Sugestões de leitura adicional - 887 Introdução e trabalhos genéricos - 887 A camada física - 889 A camada de enlace de dados - 892 A subcamada de controle de acesso ao meio - 892 A camada de rede - 894 A camada de transporte - 896 A camada de aplicação - 897 Segurança de redes - 898 Bibliografia em ordem alfabética - 900