TI Aplicada. Aula 05 Redes de Computadores (parte 2) Prof. MSc. Edilberto Silva

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1 TI Aplicada Aula 05 Redes de Computadores (parte 2) Prof. MSc. Edilberto Silva

2 Conceitos Básicos Equipamentos, Modelos OSI e TCP/IP

3 O que são redes? Conjunto de dois ou mais dispositivos (nós) que usam um conjunto de regras em comum para compartilhar recursos (hardware, dados, mensagens) Exemplos de rede Rede local de um domícilio Rede telefônica Internet Exemplos de dispositivos (ou nós) Computadores Impressoras Switches Roteadores

4 Endereçamento Cada dispositivo tem uma identificação única, ou seja, um endereço Os endereços se comunicarão via rede, por meio dos protocolos de transmissão Na Internet, endereços utilizados são IP, do protocolo TCP/IP

5 Protocolo Protocolos definem as regras de construção de um pacote, criando uma linguagem comum entre diferentes máquinas, que inclui: Endereços Correções de erros Regras de reconstrução de pacotes Controle de fluxo

6 Serviços de rede Conjunto de operações implementadas por um protocolo Cada serviço pode ser usado por diferentes aplicações Uma aplicação também pode usar vários serviços Ex. Browser de internet Serviços orientados à conexão Estabelece conexão prévia à transmissão dos dados Gera uma comunicação de dados confiável Possibilita correção de erros e controle de fluxo Gera overhead na comunicação Serviços sem conexão Envia dados sem conhecimento prévio Mais rápido Menos confiável, pois não há garantia de entrega

7 Meios Ambiente físico usado para conectar os nós de uma rede Meios físicos são variados: Cabo coaxial Cabo par trançado Fibra óptica Ondas de rádio Infravermelho Outros meios

8 Classificação das redes Por área geográfica Por topologia da rede

9 Classificação por área LAN (Local Area Network) Permite a conexão de equipamentos em uma pequena região (até 5-10km) Encontrada em lares e escritórios de empresas MAN (Metropolitan Area Network) Área de abrangência pouco maior que as LANs Considere uma empresa na mesma cidade, com várias sedes WAN (Wide Area Network) Geograficamente distribuída Altos custos de comunicação Velocidades menores

10 Classificação por área Outras redes: SAN (Storage Area Network) rede exclusiva para armazenamento de dados GAN (Global Area Network) Coleções de redes de longa distância ao longo do Globo PAN (Personal Area Network) Rede pessoal

11 Classificação por área

12 Classificação por topologia Barramento Computadores compartilham cabo único Dados são recebidos por todos, mas só a máquina de destino aceita Somente 1 computador por vez pode transmitir dados Se houver ruptura no cabo, toda rede é afetada Está em desuso, com popularização da Ethernet/estrela

13 Classificação por topologia Anel Estações conectadas por um único cabo, em forma de círculo Conceito de Token para transmissão Falha em um computador impacta toda rede

14 Classificação por topologia Malha Utiliza vários segmentos de cabos Oferece redundância e confiabilidade Dispendiosa Geralmente utilizada em conjunto com outras topologias

15 Classificação por topologia Estrela Topologia mais comum na atualidade Utilizam hubs e switches para intercomunicação Falha em um cabo não paralisa toda rede Ponto único de falha: Switch ou Hub

16 Formas de transmissão Simplex Ocorre em apenas uma direção Ex. TV Aberta Half-Duplex Ocorre em ambas as direções, mas um evento de cada vez Ex. Rádio amador Full Duplex Recepção e envio ocorrem simultaneamente Ex. tv a cabo

17 Cabo Coaxial Condutor de cobre envolto por uma camada isolante flexível. A trança de lã de cobre ou uma folha metálica age como um segundo fio no circuito e como blindagem para o fio interior. Cobre maiores distâncias que o cabo de par trançado. Mais barato que fibra óptica. Quanto maior a espessura, maior a dificuldade de instalação. ThinNet (50 ohms) e Thicknet (75 ohms). 17

18 Cabeamento - Coaxial Usados nas redes com topologia de barramento Baixo custo, alta flexibilidade Utiliza conectores BNC Necessita terminador na rede

19 Cabo de Par Trançado UTP Par trançado não blindado (UTP) quatro pares de fios. Usa apenas o efeito de cancelamento produzido pelos pares de fios trançados para limitar a degradação do sinal. Mais fácil de ser instalado (espessura) e mais barato que outros tipos de meios de rede. Utilizam conectores RJ

20 Cabo de Par Trançado STP Par trançado blindado (STP) combina as técnicas de blindagem, cancelamento e trançamento de fios. Maior proteção contra todos os tipos de interferências externas, mas é mais caro e difícil de instalar do que o cabo de par trançado não blindado. Utilizam conectores RJ

21 Cabeamento Par trançado Tecnologia mais comum na atualidade Pode ser blindado (STP) ou não (UTP) Tamanho máximo: 100 metros Categorias Cat 3 10 MBps Ethernet Cat 5 certificada para 100 Mbps / padrão mínimo para 1 GBps Cat 5e 1 Gbps Conector: RJ45

22 Fibra Óptica Transmissão ocorre com o lançamento de um feixe de luz em uma extremidade da fibra, que é percorrida através de consecutivas reflexões. Principais vantagens: elevada capacidade de transmissão, imunidade a interferências eletromagnéticas, atenuação reduzida e maior segurança. Fibra fina de vidro ou plástico. Conectores mais utilizados: ST e SC. 22

23 Fibra Óptica Multimodo Possui diâmetro do núcleo maior (50 a 62.5 µm), o que permite que a luz se propague por diversos caminhos (modos). Geralmente utilizam diodo emissor de luz (LED) infravermelho, que, comparado às fontes de lasers, são mais baratos, taxas de dados menores, distâncias menores, custos mais baixos e uma vida útil mais longa. 23

24 Fibra Óptica Monomodo Possui um núcleo menor (8 a 10 µm) que só permite a propagação de um modo dentro da fibra. Apresenta taxas maiores de transmissão (largura de banda) e o alcance de maiores distâncias que a fibra multimodo. Devido às pequenas dimensões do núcleo, torna-se necessário concentrar o máximo de energia nele, o que implicará na utilização de fontes laser, tornando o custo maior, alcance maior, maior taxa de dados, sensibilidade à temperatura e vida útil menor. Utilizada nos sistemas de telecomunicações onde as distâncias e as bandas são grandes, como nas MANs e WANs. 24

25 Cabeamento Fibra Tecnologia mais cara, mas atinge maiores distâncias Fibra monomodo Caminho único do feixe de laser Usada para comunicação de longa distância Mais difícil conexão núcleo da fibra é mais fino Fibra multimodo Diversos caminhos para o feixe Usada para distâncias mais curtas A fibra é mais cara, mas a implementação é mais barata Núcleo maior permite uso de lasers mais baratos Conectores mais confiáveis e baratos

26 PDU Protocol Data Unit É a informação transmitida como uma unidade em uma rede, que pode transportar informações de controle ou dados Conforme a camada do modelo OSI, tem diferentes nomes: Camada física bit Camada de enlace frame (quadro) Camada de rede packet (pacote) Camada de transporte segmento Demais dados

27 Conectividade - Hubs Elemento central da rede par trançado Camada física do modelo OSI Cascateamento de hubs Porta Serial Regra (em desuso) Porta UTP específica Hubs são enxergados como um único equipamento (geralmente até 8 equipamentos)

28 Conectividade - Hubs Possui até 24 portas Funcionamento Repetidor multiportas Todo tráfego será enviado a todas as portas (opera na camada 1 Não conhece endereços MAC) A estação de destino identificará o pacote e receberá Dificuldades em redes maiores

29 Conectividade - Pontes Camada de enlace do modelo OSI Capaz de entender endereços MAC e filtrar tráfego Basicamente, composta por 2 portas que conectam segmentos de rede Possui tabela de rotas com endereços MAC Dados só atravessam a ponte se destinatário estiver no outro segmento Caso o endereço não exista na tabela, encaminha a mensagem a todos os segmentos Inicialização da ponte ou nova máquina adicionada à rede Conecta segmentos locais ou remotos (modems) Pode ser um equipamento físico ou um computador com software dedicado

30 Ponte Remota

31 Pontes vantagens e desvantagens Vantagens Segmentação auxilia performance Reduz tamanho dos domínios de colisão Área lógica onde pacotes podem colidir Menos máquinas competindo pelo meio de transmissão Facilidade na instalação Baixo custo Desvantagens Escalabilidade Poucas portas Store and forward processa os frames para verificar o endereço MAC, introduzindo latência na rede

32 Conectividade - Switches Assim como as pontes, funciona na camada de enlace do modelo OSI Grosso modo, é uma ponte turbinada Otimiza filtragem e comutação de frames Cria uma comutação virtual entre origem e destino, isolando demais máquinas Menos ocorrências de colisão Menor tráfego na rede Comunicação full duplex

33 Switches Classificações usuais Switch de verdade dispositivo clássico de camada 2 Hub-switch Switch com poucas funções (gerenciamento/vlans ) e portas reduzidas Switch de camada 3 Incorpora algumas funções dos roteadores Definição de rotas Switches de camada 4 e 7 Mesmo princípio Camada 4 Ex. Distribuição de carga por sessão TCP Camada 7 Ex. Distribuição de carga por URL

34 Obrigado! Edilberto Silva

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