Redes de Computadores

Transcrição

1 Redes de Cmputadres Observe a seguir a representaçã de uma rede de cmputadres, bserve que s cmputadres estã interligads, desta frma, pdend cmpartilhar dads e recurss entre eles. Alcance da rede As redes pdem ser classificadas de acrd cm seu rai de atuaçã, para iss existem algumas siglas que representam esta características de redes. MAN (Metrplitan Area Netwrk) Neste cas a rede pssui um alcance na rdem de quilômetrs, cm pdems bservar a sigla faz referência a uma rede de alcance metrplitan, cm exempl pdems citar as redes wi-max (IEEE ), redes para acess à Internet sem fi, utr exempl que pdems citar é sbre a estrutura das televisões a cab. WAN (Wide Area Netwrk) Esta é uma das siglas mais cbradas em cncurss públics, ela apresenta redes de lng alcance, u cm um alcance glbal, que cas da Internet, mas cuidad a Internet nã é únic tip de WAN. Prf. Ricard Beck Página 1 de 17

2 LAN (Lcal Area Netwrk) Muit cmum n dia a dia de usuáris de cmputadres este term denmina uma rede de alcance lcal, u seja, atendem uma área limitada, pr exempl, uma empresa. É muit cmum encntrarms este term na mairia das empresas, além diss existem empresas que ferecem entre utrs serviçs acess à Internet, neste cas estams faland de LAN Huses, lcais que pssuem um rede e cmpartilham recurss para usuáris. PAN (Persnal Area Netwrk) Neste cas estams tratand de redes bem restritas cm cnexões via Bluetth, nrmalmente encntradas em telefnes celulares. É muit semelhante a LAN, prém cm advent de usuári pssuírem mais de um cmputadr em suas residências, pr exempl, um ambiente cm dis cmputadres é uma impressra pdem frmar uma PAN, mas também pdems chamar de LAN. Este term nã é muit cbrad em cncurss públics. Dica: existe um utr term para redes de curt alcance, que é cas da HAN (Hme Area Netwrk), semelhante a PAN pssui um alcance restrit. Prtcl Os prtcls sã regras e padrões que sã seguids para estabelecer cnexões, enviar dads, em fim as redes nã existiriam se nã utilizássems prtcls. Observarems n decrrer deste capítul e d de Internet que existem inúmers prtcls cada um cm sua aplicaçã, pr exempl, prtcl para envi de s, para cnexã de cmputadres entre utrs. Falhas de transmissã Um prblema que encntrams em redes é referente às falhas de transmissã ds dads, iss pde crrer devid a váris mtivs, uma das causas mais cmuns sã s ruíds. Vams entender ruíds cm interferências em nssa transmissã, bserve a seguir alguns tips de ruíds: Prf. Ricard Beck Página 2 de 17

3 Térmic Cm própri nme indica, devid a variações de temperatura pdems bservar perdas de dads durante a transmissã. Intermdulaçã Quand bservams sinais de frequências diferentes n mesm cndutr, nã esqueça deste últim detalhe, n mesm cndutr, neste cas a frequência pde induzir u ser induzida, causand assim interferência ns dads. Crss-talk Este é um ds tips de ruíds mais cbrads, também cnhecid cm linha cruzada. Ele crre quand sinal de utr cab interfere n seu sinal, cabs que pssuem Prf. Ricard Beck Página 3 de 17

4 blindagem cm n cas ds cabs caxiais sã mais imunes a este tip de ruíd, n cas d cab de par trançad as tranças sã justamente para diminuir a incidência deste ruíd. Impulsiv É um tip de ruíd de difícil prevençã, pis é cmpst pr pulss irregulares de grande amplitude, pdems fazer uma analise utilizand seguinte exempl, quand ligams chuveir u micrndas e bservams uma interferência em nssa TV, basicamente é mesm prcess na linha que transmite s dads. Atençã: estes nã sã s únics tips de ruíds, prém sã s mais cbrads em cncurss públics. Cabs O mei da rede, cm já bservams, é cmpst pels cabs de transmissã, a seguir bservarems s principais tips de cabs e suas características. Par trançad Este é um ds tips mais utilizads em LAN s ns dias de hje, cm certeza já bservams este cab, nrmalmente cm a cr azul. Entre as suas vantagens pdems citar a flexibilidade d cab, seu preç acessível, além ds seus pares trançads frmand uma espira, cm iss reduzind cnsideravelmente ruíd e mantend cnstantes as prpriedades elétricas d mei. Prém uma das desvantagens deste mei é que ele pde transmitir tant dads digitais cm analógics, cm iss é suscetível a ruíds Prf. Ricard Beck Página 4 de 17

5 eletrmagnétics e de radifreqüência, estes efeits pdem ser minimizad cm a utilizaçã de cabs blindads. O cnectr utilizad é denminad RJ-45, semelhante a encntrad ns telefnes (RJ-11), prém cm espaç para it fis, u seja, par trançad que utilizams em LAN s pssui quatr pares. Cada fi pssui cres diferentes e para preparar cnectr utilizams a rdem estabelecida pela nrma EIA/TIA 568A. A seguir pdems bservar a imagem de alguns cmpnente citads anterirmente. Cab par trançad UTP. Cab par trançad STP, cm blindagem para s pares. Cnectr RJ-45, muit prátic e barat pr ser feit cm material plástic. Prf. Ricard Beck Página 5 de 17

6 Cab par trançad UTP categria 5, cm duas pntas cm cnectres RJ-45. Caxial O cabeament caxial surgiu primeir, prem ns dias de hje em redes lcais a incidência d par trançad é bem mair, pela sua mbilidade e preç. Prém cab caxial é melhr nas questões de imunidade a ruíds e distância de transmissã, pis já pssui blindagem na sua estrutura. A referencia d cab é RG-58. Cnectr tip BNC Cnectr BNC tip T Prf. Ricard Beck Página 6 de 17

7 Cab caxial RG-58, pdems bservar a malha de blindagem e cab n centr. Fibra óptica Neste mei de transmissã s dads sã transmitids na frma luminsa e nã elétrica cm bservad anterirmente, esta situaçã traz uma série de vantagens, entre elas, a imunidade as mais diverss tis de ruíds. Para crret funcinament é necessári um mdem óptic, para cnverter s sinais luminss em elétric e vice-versa. Dica: para acplament em dispsitivs de redes, que analisarems n decrrer deste capítul, pdems cntar cm trasnceiver óptic, que transfrma s sinais prvenientes de uma fibra óptica para frmat RJ-45 para a crreta instalaçã em dispsitivs de uma LAN. Encntrams, basicamente, dis tips de fibras, bserve: Fibra Mnmd (single mde) Pssui um núcle mais fin e transferem s sinais luminss quase que em linha reta ttal, ideais para lngas distâncias. Fibra Multímd Apresenta núcle mais espess e a luz fica refletida, até chegar a utra extremidade d cab, pde transmitir diverss sinais simultaneamente. Observe a seguir imagens de cnectres de fibra óptica: Cnectres de fibra óptica. Cab de fibra cm cnectres diferentes em cada extremidade. Prf. Ricard Beck Página 7 de 17

8 Layut da Rede (tplgias de redes) A layut físic da rede dams nme de tplgia, u seja, de que frma s nós estã interligads, a seguir pdems analisar algumas tplgias, bserve: Barrament Este tip de tplgia também é denminad rede em bus, nde tds s cmputadres sã ligads n mesm barrament, smente um nó pde se cmunicar n barrament pr determinad mment restante das estações bservam (escutam) a rede e capturam as infrmações destinadas a elas. Cas dis cmputadres transmitam a mesm temp crre um fenômen denminad clisã. O sentid da transmissã é bidirecinal e desempenh na transmissã é definid pr uma série de fatres entre eles: mei de transmissã, cntrle de acess, tip de tráfeg, prtcl utilizad entre utrs. Observe na imagem a seguir que s nós estã cnectads diretamente na barra de transprte. Barrament A identificaçã de endereçs ds nós é realizad na barra de transprte, errs sã dificilmente islads e determinads, necessita de mens quantidade de cabs para sua instalaçã e a rede fica mais lenta em períds de alta utilizaçã. Anel Nesta tplgia encntrams s nós cnectads através de uma caminh fechad, estas redes sã capazes de receber e enviar dads em qualquer direçã, prém existem cnfigurações que deixam este mdel perand apenas em uma sentid, u seja, unidirecinal. Prf. Ricard Beck Página 8 de 17

9 Esta tplgia é puc tlerante a falhas, requer mens cabs, dependend da cnfiguraçã se uma estaçã para tdas as utras param pis anel fi interrmpid. Observe a seguir a ilustraçã deste layut de rede: Estrela Sua principal característica é que s nós sã ligads em um dispsitiv cncentradr de cnexões, tds s dads passam pr este cncentradr e ele tem a funçã de redistribuir s sinais para as estações ligadas a ele. Ns dias de hje é uma das melhres sluções para redes lcais (LAN), se bservarms determinada falha em uma estaçã apenas esta estaçã para de transmitir e sistema cntinua estável, prém se cncentradr falhar tdas as estações ligadas a ele ficarã incmunicáveis. O cncentradr determinará númer de estações da rede, cada estaçã tem seu própri enlace cm a rede, além de pssuir um cust de instalaçã mair em virtude d mair númer de cabs para cnstruçã da rede. Dica: é nrmal utilizarms cab par trançad para criaçã deste tip de rede. Observe a seguir layut estrela. Prf. Ricard Beck Página 9 de 17

10 Cncentradr Arquiteturas de Redes Nã pdems cnfundir arquiteturas de rede cm tplgia de redes, as tplgias apresentam fisicamente a estrutura da rede, já as arquiteturas indicam de que frma crrerá a cmunicaçã nestas estruturas, bviamente determinada arquitetura é mais u mens funcinal dependend da tplgia empregada. A seguir bserve algumas arquiteturas. Ethernet (IEEE 802.3) Esta arquitetura é uma das mais utilizadas n mercad, pde ser implementada na tplgia estrela u barrament. Uma característica muit imprtante desta arquitetura é que se dis nós transmitirem a mesm temp eles sã alertads sbre a clisã, param a transmissã e aguardam um períd aleatóri antes de transmitirem nvamente. Este prcess é denminad CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Clisin Detectin), uma das principais características da arquitetura ethernet, para usuári esta situaçã é transparente, prém pde bservar determinada lentidã na rede. Atençã: a medida que aumenta númer de estações transmitind bservarems um aument n númer de clisões. Prf. Ricard Beck Página 10 de 17

11 Cm já bservams quand estávams analisand cabeament empregad nas redes, s padrões 10BASE T, 100BASE T e 10BASE 2, existem utrs padrões que precisam ser bservads: Tken Ring (IEEE 802.5) Também cnhecida cm passagem e permissã, utiliza tplgia em anel e garante que tdas as estações tenham chance de transmitir, para iss utiliza um bit especial denminad tken u permissã. O sentid é unidirecinal, a estaçã mnitra a rede até receber tken para transmitir, quand bservar padrã transmite até a estaçã destin, após recebiment tken é devlvid até a estaçã de rigem e liberad nvamente n anel. Wireless (Wi-Fi padrã IEEE ) Ns dias de hje as redes sem fi crescem expnencialmente, a sua grande vantagem é serem desprvidas de cabs, a transmissã é realizaçã pr frequência de rádi. A sigla para redes lcais sem fi é WLAN de wireless lcal area netwrk. Lcais que dispnibilizam acess sem fi sã denminads ht spts, para transmitir sinal sem fi cm certa estabilidade é necessári um dispsitiv denminad AP (access pint), dependend d mdel e d lcal de instalaçã a distância pde ser variável, em um ambiente livre de bstáculs cm paredes sinal será mais frte, a medida que cmputadr se distancia d pnt de acess sinal fica mais frac e cm iss a velcidade da cnexã. Prf. Ricard Beck Página 11 de 17

12 Dica: a cnexã direta entre cmputadres através de placas de rede wireless é denminada ad-hc. Entre s padrões das redes sem fi encntrams: IEEE a entre suas características encntrams a freqüência de peraçã de 5Ghz cm velcidades de 54Mbps. IEEE b cm freqüência de 2,4Ghz e capacidade nminal de 11Mbps. IEEE g cm a mesma freqüência apresentada n mdel b, u seja, 2,4 Ghz, prém cm velcidade bem superir, de 54Mbps. Atençã: cm na arquitetura ethernet, a arquitetura de redes sem fi pssui um recurs para tratar a clisã, trata-se de um mdel mais evluíd que CSMA/CD, sua descriçã é CSMA/CA (carrier sense multiple access with cllisin avidance), neste cas transmissr aguarda um sinal livre antes de transmitir, depis envia s dads em um canal pré-alcad, prevenind clisões. FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Opera em tplgia anel, prém cm anéis dupls, u seja, pssuem tlerância a falhas cas uma estaçã apresente prblemas. Prf. Ricard Beck Página 12 de 17

13 Nrmalmente implementada em redes MAN, cm alcance metrplitan na rdem de quilômetrs de distância. Cmpnentes da rede Já bservams cnceits iniciais, terms, cnceits e agra chegu mment de cnhecerms efetivamente tip de hardware que utilizams para interligar tds estes cabs e que entendem tdas estas estruturas que cmentams até agra, vams lá: Placas de rede (adaptadres de rede) O dispsitiv que fica instalad diretamente d cmputadr é denminad placa de rede u adaptadr de rede, pde ser para redes cabeadas u para redes sem fi. É muit cmum bservarms em ntebks nas prpriedades de rede, em cmputadres cm sistemas peracinais da linha Micrsft, a indicaçã d dispsitiv de rede cm fi e sem fi, bserve s ícnes: A placa de rede pssui um endereç denminad MAC Address, que a identifica em uma rede, é um endereç de 48bits cm representaçã n sistema hexadecimal. Observe a seguir a indicaçã d endereç MAC d dispsitiv de rede, a indicaçã é feita cm term Endereç físic. Prf. Ricard Beck Página 13 de 17

14 A seguir pdems bservar uma placa de rede, cm suprte a cnectres RJ-45. Através deste dispsitiv pdems interligar cmputadres em rede, inclusive acessand a Internet e utilizand utrs serviçs ferecids na rede. Hub O term HUB também é cnhecid cm cncentradr, devid a sua principal funçã de cnectar estações, frmand uma tplgia estrela, reúne tds s nós de acrd cm númer de prtas dispníveis, pr exempl, um HUB cm 2 prtas pderia atender uma rede cm 10 estações. Prém nã uma rede cmpsta de 20 estações, para ampliar a capacidade de estações é pssível ligar um HUB em utr, este prcess é denminad cascateament, prém em determinadas situações nã é muit indicad. O HUB nã pde ser cnsiderad um equipament de alta perfrmance, prém é muit útil em pequenas redes. Observe a seguir a imagem de um HUB. Prf. Ricard Beck Página 14 de 17

15 Dica: a prta denminada uplink tem a funcinalidade de cascatear hubs, aumentand assim a capacidade de estações de sua rede, cnfrme analisad anterirmente. Switch Equipament cm funçã semelhante a d HUB, prém mais especializad apresentand uma velcidade muit mair. Enquant HUB pera enviand, sempre, a mensagem para tdas as estações da rede, causand um grande tráfeg. O switch após recnhecer tda a rede, direcina a mensagem para a estaçã crreta, aumentand cnsideravelmente a velcidade, inclusive pdend perar em full duplex, u seja, ferecend independência de cmunicaçã para as estações. Acabam send mais velzes que s rteadres que verems a seguir, prque realizam um exame superficial para definir destin ds dads e nã pacte de dads inteir cm s rteadres. Dica: também pdems realizar prcediment de cascateament cm switches. Imagem Switch D-Link Rteadr (ruter) Prf. Ricard Beck Página 15 de 17

16 Peça fundamental, principalmente, na questã de cnectividade em redes de lng alcance, cm a Internet. O rteadr faz uma análise aprfundada d pacte a ser enviad, pr este mtiv acaba send mais lent que switch, em seguida utiliza prtcls e tabelas de rteament para definir melhr caminh para pacte, na cntinuidade deste capítul estudarems estes prtcls. Dica: perceba que quand adquirims uma cnexã de banda larga d tip ADSL, precisams utilizar um mdem ruter, u seja, ele tem papel de encaminhar s pactes ds cmputadres de nssa rede pela nssa cnexã cm a Internet. Pnte (bridge) Através deste dispsitiv é pssível segmentar redes lcais, criand sub-redes, através deste dispsitiv também é pssível unir redes cm arquiteturas diferentes. O fat de separar a rede em partes acaba dividind tráfeg, só passand infrmações para a utra parte da rede quand necessári. Repetidr (repeters) Os repetidres têm a funçã de cnectar dis segments de cab de rede, cm bjetiv de regenerar sinal, n cas de segments muit extenss. Atençã: nã pdems pensar que se precisarms de lances de cabs muit lngs pdems utilizar váris repetidres, mesm utilizand deste recurs nã cnseguirems estender cab em lngas distancias. Servidres Prf. Ricard Beck Página 16 de 17

17 Um servidr cnsiste em um cmputadr cm uma u mais funções definidas, pr exempl, pdems encntrar servidres de dads, que guardam infrmações de usuáris, servidres de impressã que cntrlam as impressões da rede, u seja, basta existir a necessidade e pdems clcar um servidr ara timizar e centralizar as tarefas de rede. Nrmalmente servidr é um cmputadr cm uma estrutura de hardware melhr, pis as estações utilizarã recurss deste cmputadr. Para gerenciar redes encntrams sistemas peracinais de rede, entre s mais famss encntrams, Linux, Unix, Windws 2003 e 2008 Server, Nvell Netware entre utrs. Estes sistemas peracinais gerenciam usuáris e seus direits de trabalh n servidr, cnexões à Internet, divisã e ctas de utilizaçã de espaç em disc, esquemas e rtinas de backup, entre utras tarefas. Cm em uma sistema peracinal que encntrams na estaçã de trabalh, s sistemas peracinais de rede acabam cntrland hardware d servidr e as aplicações ds usuáris. Dica: bservarems n capítul de Internet que as páginas que navegams, sã armazenadas em servidres WEB u servidres WWW. Para mais cnteúd e eventuais dúvidas utilize s seguintes canais de cmunicaçã: cntat@prfricardbeck.cm.br Prf. Ricard Beck Página 17 de 17