INTRODUÇÃO À REDES. Para conseguir que máquinas se comuniquem é necessário:

Transcrição

1 REDES

2 INTRODUÇÃO À REDES Simplificando ao extremo, uma rede nada mais é do que máquinas que se comunicam. Estas máquinas podem ser computadores, impressoras, telefones, aparelhos de fax, etc. Ex: Se interligarmos dois computadores, de modo que eles possam se comunicar e trocar dados, temos uma rede... de dois computadores.

3 INTRODUÇÃO À REDES Para conseguir que máquinas se comuniquem é necessário: interligar fisicamente as máquinas (Os meios físicos utilizados para interligar máquinas vão desde simples "fios elétricos" até processos sofisticados como a comunicação via satélite. Independentemente do meio utilizado, o que importa realmente é que as máquinas estejam "conectadas fisicamente".) "regular" as máquinas (Seus componentes, como botões, conectores ou placas de circuito integrado, precisam ser conhecidos e configuráveis)

4 INTRODUÇÃO À REDES Para conseguir que máquinas se comuniquem é necessário: fazer com que "falem" a mesma linguagem usando a mesma "gramática" (Para que máquinas interligadas numa rede se entendam, um determinado sinal precisa ter sempre o mesmo significado PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO )

5 Função das redes Compartilhamento de recursos Disponibilizar acesso compartilhado de dados Compartilhar impressoras e periféricos na rede Disponibilizar acesso a web Confiabilidade Confiança e garantia de dados não duplicados Economia Facilidade de acesso e velocidade de pesquisa Acesso a base de dados em um único servidor Garantia de distribuição de um único programa aplicativo Comunicação Forma de comunicação eficiente Duplicação de dados eficiente

6 Topologia Corresponde à estrutura de interconexão física das várias estações que compõem a rede. Pode refletir tanto a localização geográfica das estações como o fluxo de informação gerado entre elas.

7 As topologias devem ser adequadas para: Conexão de todas as estações conectividade com diversos terminais e micros Conectividade com outras redes Modularidade Posição de Como ela se integra nos diversos módulos de rede (rede adm) ---- (rede-contabilidade) Facilidade de comunicação com outras topologias Expansibilidade Como entrar em outros níveis de grupo de rede Escalabilidade Rede de micros chegar a uma rede de Mainframe(equipamento de grande porte) Segurança de transmissão Garantia de Transmissão de pacotes Garantia de integridade e velocidade da rede Bloqueio de acesso indevido

8 Formas de Classificação Localidade Depende da localização dos pontos de rede, podendo ser: Locais Externos (outros prédios ou até mesmo outros Países) Homogeneidade do nódos Numero de pontos de conexão da rede Garantia de que cada nó(ponto de rede) terá a mesma velocidade da rede toda Controle centralizado/descentralizado Distribuição de acessos centralizada Permissão para compartilhamento descentralizado Distribuição de memória Distribuir a memória de armazenamento (espaço) por cotas de grupos ou usuários Forma de transmissão de dados Meios de transmissão de dados através de pacotes Protocolos de Comunicação (TCP IP Protocolo WEB) ou IPX, NETBIOS

9 1. Ponto a ponto ( store and forward ) Conexão entre redes de estações Armazenar e transmitir dados, ou Estabelecer circuito prévio

10 2. Multiponto ( broadcast ) Uma estação envia dados simultaneamente para várias outras Meio comum de transmissão

11

12

13 1. Topologia Estrela Nó Central Pouca Integridade Fácil Expansão Baixa Taxa de Transferência Baixo Custo Não homogeneidade Atrasos Reduzidos

14 2. Topologia em Árvore Facilidade de inclusão de novos nós Roteamento simples Pouca integridade

15 3. Topologia em Malha Pouco ou nenhum roteamento Alta integridade Alta taxa de transferência Pequenos atrasos Custo elevado de expansão

16 4. Topologia em Anel Baixo custo de expansão Simplicidade operacional Baixa confiabilidade nos enlaces Técnicas específicas de acesso ao meio

17 5. Topologia Barramento Baixo custo de expansão Atrasos mínimos Alta taxa de transferência Técnicas específicas de acesso ao meio

18 6. Topologias Mistas (Híbridas) Procuram agregar características desejáveis das topologias básicas para superar limitações. Dificuldade de manutenção e operação Limitação no número de estações e no alcance da rede Confiabilidade Necessidade de interconexão de redes

19 Anel-Estrela Estrutura de interconexão em anel Suportes físicos de transmissão centralizados

20 TIPOS DE REDES LAN WAN MAN SAN

21 Tipo de rede LAN Significado de LAN : Local Area Network Local Area Network é o nome que se dá para uma rede local.

22 Local Area Network LAN é uma rede que interconecta diversos computadores em uma área relativamente pequena, bem delimitada. Locais mais utilizados: Escritórios, laboratórios de escolas, empresas pequenas, casa de jogos LanHouse.

23 Local Area Network Modo de uso: Os usuários executam tarefas a partir de seus computadores. Tarefas que podem ser realizadas: Entre as tarefas podemos destacar os banco de dados, aplicativos específicos, planilhas e editores de texto.

24 Local Area Network Os módulos mais importantes de uma rede local são:. Servidores: É um computador que eleva a capacidade do processamento, cuja função é disponibilizar serviços à rede.. Workstations (Clientes/usuários): A partir dela os usuários acessam informações no servidor, e rodam aplicações locais.. Recursos: recursos de comunicação e equipamentos.

25 Local Area Network A variedade de topologias da LAN é grande, mas três topologias são dominantes: BUS RING HUB

26 Local Area Network - BUS A rede bus é a mais simples. Possui uma única via principal de comunicação. Cada máquina da rede é ligada ao cabo principal (bus) através de um componente denominado transceptor ou caixa de junção. O bus também é chamado de backbone porque lembra a coluna vertebral humana com suas costelas. De cada transceptor sai um cabo (geralmente curto) que é conectado ao adaptador de rede da máquina (placa de rede).

27 Local Area Network - BUS Vantagens Uma das vantagens da rede bus é que ela permite o uso de bus de alta velocidade quando se utiliza, por exemplo, um cabo de fibra ótica para o backbone e cabos menores e mais lentos entre os transceptores e as máquinas. Outra vantagem é que, geralmente, a rede continua funcionando mesmo que uma das placas de rede de uma das máquinas esteja com problemas. A maioria das máquinas conectadas ao bus podem enviar e receber dados.

28 Local Area Network - BUS Muitas LANs de pequeno porte, onde são usados cabos coaxiais ou cabos de par trançado, têm uma topologia bus simplificada. O princípio é o mesmo da rede bus, apenas não existem os transceptores. Estes são substituídos por conectores em forma de T.

29 Local Area Network - RING Apesar do que o nome indica - Ring ou Anel - a topologia ring não é uma rede de topologia bus onde as extremidades se encontram para se fecharem em anel. O termo Anel gera confusão. Ring ou Anel se refere à arquitetura da unidade central que controla as mensagens ou sinais da rede. Numa rede token ring, a unidade de controle central é chamada de MAU.

30 Local Area Network - HUB Uma rede hub (núcleos) usa um cabo principal como a rede bus, que é denominado de backplane. Desse backplane saem cabos que se conectam aos hubs. Um hub é uma caixa contendo diversas portas nas quais as máquinas da rede serão ligadas. Os cabos que vão até os núcleos de conexão (hubs) são chamados de drops.

31 REDES WAN WAN - Wide Area Network Redes de longa distância

32 INTRODUÇÃO a WAN Toda a tecnologia wireless não é nova, porém, em nossos dias apresenta grandes sinais de que veio para ficar.

33 INTRODUÇÃO a WAN Basicamente podemos interligar os computadores de uma residência, pequeno escritório ou mesmo corporações.

34 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS SPREAD SPECTRUM Tecnologia de transmissão de rádio desenvolvida no militarismo e liberada comercialmente em Basicamente utilizam-se dois processos de modulação: DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) FHSS (Frequency Hoping Spread Spectrum)

35 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS SPREAD SPECTRUM Grandes aplicações comerciais: Telefonia Celular CDMA GPS (Global Position System) Backbones MAN e WAN Em redes locais é utilizada a mais de 15 anos

36 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS Padronização IEEE IEEE hoje é o principal orgão responsável pelas padronizações ethernet. A norma específica para wireless LAN é b. Regulamenta a quantidade de canais de transmissão e suas respectivas frequências Velocidades de transmissão e os fall back s Métodos de acesso e controle de fluxo Funcionamento dos tipos de topologia Com a padronização é possível garantir a interoperabilidade de fabricantes.

37 CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO LICENCIAMENTO Pelas facilidades de instalação e operação o Ministério das Comunicações através da ANATEL, considera este sistema como de uso liberado. Obviamente seguindo algumas condições: Potência máxima de 1 watt Não geração de interferência em sistemas primários Utilização das frequências específicas: 902 à 928 Mhz 2.4 à Ghz à Ghz

38 CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO As redes wireless LAN funcionam baseadas no princípio de células. Os Access Point podem ser considerados como um hub sem fio, além de definirem a área de abrangência. Ocorrendo uma conexão como uma rede metálica dizemos que existe conexões Access Point.

39 CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO Quando a rede é somente wireless sem conexão central e sem o segmento metálico dizemos que sua topologia é Add Hoc Mode. O alcance médio destes equipamentos em área aberta é de 100 metros de raio.

40 CARACTERÍSITICAS DE FUNCIONAMENTO Consumo de banda pelo perfil de aplicação. Perfil do usuário Aplicação Típica Throughput Baixo uso 2 KBps Médio uso Alto uso DOS,WordPerfect, , Ambiente Windows MS Power Point 4 KBps 8 KBps

41 CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO Quantidade de usuários pelo perfil de protocolo utilizado.

42 CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO Comparativo de performance.

43 CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO Mecanismo de segurança É de extrema importância e todos os equipamentos deverão apresentar o maior número de opções possíveis como: Utilização da tecnologia de Spread Spectrum Criptografia Identificação do segmento de rede wireless Tabela de acesso por MAC Address

44 CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO Interferências Sempre será um aspecto de preocupação perante os usuários, sendo assim devemos tomar cuidado com: Motores de elevadores Copiadoras Telefones sem fio na mesma frequência Alarmes de segurança na mesma frequência Fornos de microondas

45 IMPLANTAÇÃO E GERENCIAMENTO SITE SURVEY Etapa mais importante na elaboração dos projetos de wireless. É necessário seguir algumas etapas para sua correta execução: Análise do lay-out ou planta do local a ser abrangido pela rede wireless Desta forma é possível identificar a quantidade de células e pontos de acesso Utlizar todas as ferramentas (softwares) fornecidas pelo fabricante

46 IMPLANTAÇÃO E GERENCIAMENTO SITE SURVEY Baseado nestes resultados teremos informações importantes: Equipamentos necessários com precisão, incluindo acessórios (antenas, amplificadores, etc) Certeza de funcionamento da solução e do sistema como um todo Custo e tempo preciso de implantação do projeto Eliminação de variáveis indesejáveis

47 IMPLANTAÇÃO E GERENCIAMENTO GERENCIAMENTO Para um perfeito gerenciamento de uma rede wireless, devemos utilizar os software s disponibilizados pelos fabricantes com a maioria dos equipamentos. Como no exemplo a seguir:

48 IMPLANTAÇÃO E GERENCIAMENTO GERENCIAMENTO

49 IMPLANTAÇÃO E GERENCIAMENTO GERENCIAMENTO

50 ESTUDOS DE CASO

51 ESTUDOS DE CASO

52 ESTUDOS DE CASO

53 ESTUDOS DE CASO

54 ESTUDOS DE CASO

55 ESTUDOS DE CASO

56 OBJETIVO Toda a rede wireless deve prover facilidades como: Gerar alta confiabilidade Mobilidade aliada a grande flexibilidade Alta imunidade a ruídos Gerar baixa interferência em outros equipamentos Ser utilizada em ambientes internos como também externos Vários equipamentos deverão poder trabalhar simultaneamente em um mesmo ambiente

57 Redes WAN Radio frequência Satélite

58 Redes sem Fio (Radio Freqüência) Tecnologia sem fio (wireless) permite comunicação sem conexão física direta entre os equipamentos.

59 Faixas de freqüência utilizadas Inicialmente selecionou-se a faixa de 900Mhz, que é uma faixa livre (velocidade limitada de 1 ou 2Mbps) Depois 2,4Ghz, a principio destinada para uso industrial, científico e médico mas considerada livre (velocidades de 11Mbps ou até superiores)

60 Problemas Qualquer um pode utilizar-se desta faixa de freqüência, dentro dos limites de potência (que determinam o alcance) especificados pelos órgãos reguladores. Pode ocorrer interferência se mais de um equipamento estiver usando a mesma freqüência, ocasionando perda de performance ou até impossibilitando a comunicação. Ruídos causados por outras fontes eletromagnéticas emissoras de ondas de radio. Pode ser usado espalhamento de espectro ou Spread Spectrum para resolver.

61 Wireless LANs (Redes Sem Fio) Interligação de 2 redes locais (ponto-a-ponto), normalmente entre edificações distantes desde algumas centenas de metros até alguns kilometros. A maior limitação desta aplicação, além da distância, é a necessidade de se ter uma visada direta entre os 2 pontos, sendo como solução de contorno a utilização de repetidores no meio do caminho. Interligação de estações de redes locais (multi-ponto), normalmente em ambientes fechados, incluindo-se galpões, escritórios e até locais públicos como aeroportos. Nesta aplicação, a wireless LAN substitui o cabeamento convencional pela tecnologia de comunicação via rádio.

62 Wireless LANs (Redes Sem Fio)

63 Wireless LANs (Redes Sem Fio)

64 Wireless LANs (Redes Sem Fio) Com a contínua redução de custos, esta tecnologia será cada vez mais utilizada, surgindo novas questões a serem resolvidas, como confiabilidade, facilidade de instalação e operação e principalmente segurança Apesar do sinal ser embaralhado ( scrambled ), tendo em vista se tratar de um protocolo padronizado, com acesso direto a rede física, qualquer intruso tem relativa facilidade de invasão da rede.

65 Access point Roteador wireless, (estilo access Point) é o equipamento que distribui o sinal pela casa A opção é adotar a tecnologia Wi-Fi -que interliga computadores sem o uso de fio. Em inglês, aliás, Wi-Fi significa "fidelidade sem fio". Atualmente, é o sistema de conexão em rede que mais cresce no mundo. No Brasil, estima-se que menos de 3% dos usuários de banda larga -que são quase 3 milhões- usem conexão sem fio em casa.

66 Access point Par navegar nesses locais, é preciso ter um notebook ou micro de mão (PDA) com capacidade de acesso Wi-Fi. Micros portáteis com a tecnologia Centrino, da Intel, já vem de fábrica com esse recurso, assim como os PDAs mais modernos. Mesmo aparelhos mais antigos podem navegar, desde que equipados com placas PCMCIA (notebooks) ou cartões Wi-Fi, no caso dos micros de mão. Alguns "hotspots" são gratuitos, mas a maioria é paga. Em São Paulo, alguns provedores têm planos de acesso sem fio, com mensalidades em torno de R$ 50.

67 Access point WiMax A tecnologia Wi-fi funciona bem, mas somente em alcances relativamente curtos -até 100 metros em ambientes abertos, 50 metros em fechados. Por isso, para oferecer conectividade em escalas de quilômetros, empresas -e até cidades- têm adotado uma nova tecnologia: o WiMax. A sigla significa "Interconexão Mundial por Acesso em Microondas", e é fruto de um consórcio de 140 empresas de tecnologia, com a gigante dos chips Intel à frente.

68 Access point Um ponto WiMax permite oferecer conexão em um raio de até 50 km, com velocidade máxima de 70 Mbps (Megabits por segundo) -isso em tese, claro, porque na prática a topografia e os prédios de uma cidade grande podem interferir um bocado na transmissão. Comunidades, vilas e até cidades inteiras poderiam ter conexão à Web sem os pesados custos envolvidos na instalação de cabos telefônicos ou de TV. A tecnologia ainda está em fase de certificação (padronização), que deve acontecer ao longo de Ouro Preto, em Minas Gerais, será base para o segundo projeto de rede WiMax no país (o primeiro acontece em Brasília).

69 REDES VIA SATÉLITE RONALDO A. BUENO FILHO RA:

70 Nesta apresentação será abordada a comunicação via satélite focalizando aspectos e tecnologias mais comuns dessa área.

71 Funcionalidade Satélites servem para a comunicação em distâncias muito grandes ou para uma comunicação para vários receptores. Por exemplo: A empresa X, com matriz em São Paulo se comunicar com a filial na zona franca de Manaus. A rede globo para transmissão de sua emissora (funciona como repetidora). Telefonia móvel. Entre muitas outras funções.

72 SATÉLITES A maioria são geossíncronas ou geoestacionárias Para isso, são lançados a uma distância de 36000km acima da linha do equador e viajam numa velocidade de km/h.

73

74 Frequência As frequências utilizadas na comunicação via satélite são a banda C e banda KU. Frequência uplink (Estação terrena para satélite) Frequência downlink (satélite para estação terrena) Banda C 5,850 a 6,425 GHz 3,625 a 4200 GHz Banda KU 14 a 14,5 GHz 11,7 a 12,2 GHz

75 Frequência Transponder de Banda KU tem 27MHz de largura banda enquanto que a banda C tem 36 MHz. Banda KU é melhor e pode-se usar antenas menores devido a frequência mais alta, mas é mais suscetível a interrupções causadas pela chuva. Internacionalmente a banda KU é mais utilizada No Brasil a banda C é mais utilizada

76 Aplicações - Espalhar a mesma informação no link de descida por uma região geográfica muito extensa. - Atingir localidades remotas como sítios, madeireiras, postos em rodovias, etc. - Deseja-se que o tempo de implementação seja rápido, de uso ocasional. - Interligar duas ou mais empresas.

77 Arquitetura A estação terrena mais popular é a VSAT (Very Small Aperture Terminal), com diâmetro variando de 80 a 200 cm. Uma rede VSAT é composta de uma VSAT principal (antena maior) e outras VSAT s remotas que se comunicam com a principal, também chamada de hub station.

78 Topologia Estrela e malha Estrela Uma VSAT tem que se comunicar com a VSAT hub para assim retransmitir o sinal para a outra VSAT (Dupla transmissão). Malha- Qualquer VSAT pode se comunicar com outra VSAT.

79 Topologia

80 Composição física Uma VSAT é formada por duas unidades físicas distintas. A unidade externa (ODU outdoor unit) e a interna (IDU indoor unit). ODU antena, alimentador, transmissor e receptor. IDU fica a banda básica, essencialmente o modem.

81 Constituição física A IDU se conecta por cabos coaxiais feitas no nível de frequencia FI, geralmente na faixa de 2 GHz. A ODU pode ficar no máximo entre 50 a 100m de distância da IDU.

82 Alocação de canais Para existir a comunicação a VSAT tem que estar associada a um canal RF, que pode ser permanente ou por demanda. PAMA Permanent Assignment Multiple Access ou acesso múltiplo com alocação permanente. DAMA Demand Assignment Multiple Access ou acesso múltiplo com alocação por demanda.

83 Métodos de acesso TDMA Time Division Multiple Access. Acesso múltiplo por divisão de tempo, no qual cada canal está associado a mesma frequência e um intervalo de tempo que se repete periodicamente. FDMA Frequency Division Muiltiple Access. Acesso múltiplo por divisão de frequência, ou seja, cada canal está associado a uma frequência.

84 Métodos de acesso FTDMA Frequency Time Division Multiple Access. Acesso múltiplo por divisão de tempo e cada canal está associado a uma frequência. CDMA Code Division Multiple Access. Acesso múltiplo por divisão de código. Utiliza técnica de espalhamento espectral (spread spectrum). Cada canal está associado a um código, que é a chave de decodificação daquele canal.

85

86

87 Redes SAN (Storage Área Network) As redes SAN são consideradas as mais modernas e rápidas disponíveis no mercado. São redes flexíveis que utilizam interfaces fiber-channel e switches especiais de alta velocidade para comunicação entre os servidores e os subsistemas de armazenamento. Sua implementação permite a comunicação de diversos servidores com diversos subsistemas de armazenamento, incluindo dispositivos de fita magnética. A arquitetura SAN facilita a administração e aumenta as possibilidades de compartilhamento de recursos de armazenamento disponíveis e é adequada para aplicações que demandem muitos recursos de I/O e para atividade de consolidação de storage. DISCOS VIRTUAIS

88 MAN Redes Metropolitanas de Alta Velocidade São chamadas RMAVs - Redes Metropolitanas de Alta Velocidade Entende-se por rede metropolitana de alta velocidade uma estrutura de rede de computadores que, tipicamente, conecta instituições que encontram-se distribuídas na área metropolitana de uma cidade através de uma tecnologia que permite a transferência de informação a velocidades superior a 45 Mbps. No Brasil, estão sendo implantadas diversas redes com estas características no momento. Elas representam o principal meio de se ter, num curto espaço de tempo, um backbone nacional de alta velocidade estabelecido no país.

89 MAN Redes Metropolitanas de Alta Velocidade Objetivos : oferecer a usuários e provedores de serviço mecanismos necessários para o monitoramento, administração e distinção dos diferentes tipos de tráfego a fim de prover qualidade de serviço de forma seletiva. Dentre as aplicações em desenvolvimento, destacam-se aquelas que fazem uso intensivo e interativo de redes eletrônicas, requerendo velocidade da ordem de gigabits por segundo, como por exemplo: Vídeo sob demanda; Tele-ensino; Tele-medicina; Sistemas de informação geográfica; Vídeo-conferência; Aplicações de alto desempenho; Metereologia; Agropecuária, e Gerência e operação de redes de alta velocidade.