Redes de computadores

Transcrição

1 Redes de computadores Eletrônica IV Redes de Computadores Aula 02 Prof. Luiz Fernando Laguardia Campos 3 Modulo Feliz aquele que transfere o que sabe e aprende o que ensina Cora Coralina

2 Estrutura - Backbone São as espinhas dorsais, são estruturas de redes capazes de manipular grandes volumes de informações, constituídas basicamente por roteadores de tráfego interligados por circuitos de alta velocidade. Para possibilitar a capilarização da Internet no país foram interligadas às espinhas dorsais de âmbito nacional, espinhas dorsais de abrangência regional, estadual ou metropolitana.

3 Estrutura Backbone Nacionais Embratel; Brasil Telecom; Telemar/Pegasus; CTBC; Global One Etc;

4 Estrutura Backbone Estaduais ANSP (SP) Rede Norte-riograndense de Informática (RN) Rede Pernambuco de Informática (PE) Rede Rio (RJ) Rede Tchê (RS) REMAV (Redes Metropolitanas de Alta Velocidade)

5

6 Rede de Computares Porque Conectar computadores em rede? transferir arquivos e programas; compartilhar a conexão com a Internet; compartilhar periféricos de uso comum; Impressora; Scaners; CD-ROM; DVD-ROM;

7 Hardware de Redes - Externos Hub; Switch; Repetidores; Roteador; Bridges; Cabo Modem; Modem ADSL;

8 HUB Numa rede com topologia de estrela, o Hub funciona como a peça central, que recebe os sinais transmitidos pelas estações e os retransmite para todas as demais. Existem dois tipos de Hubs, os Hubs passivos e os Hubs ativos;

9 HUB

10 HUB - Passivos Os Hubs passivos limitam-se a funcionar como um espelho, refletindo os sinais recebidos para todas as estações a ele conectadas. Ele apenas distribui o sinal, sem fazer qualquer tipo de amplificação;

11 HUB - Ativos Um Hub ativo por sua vez, além de distribuir o sinal, serve como um repetidor, reconstituindo o sinal enfraquecido e retransmitindo-o. Com um Hub ativo o sinal pode trafegar por 100 metros até o Hub, e após ser retransmitido por ele trafegar mais 100 metros completos. Apesar de mais caro, este tipo de Hub permite estender a rede por distâncias maiores;

12 Hubs Dinâmicos Chamados de Smart Hubs, ou hubs dinâmicos; este hub incorpora um processador e softwares de diagnóstico, sendo capaz de detectar e se preciso desconectar da rede estações com problemas, evitando que uma estação faladora prejudique o tráfego ou mesmo derrube a rede inteira; detectar pontos de congestionamento na rede, fazendo o possível para normalizar o tráfego; detectar e impedir tentativas de invasão ou acesso não autorizado à rede e outros problemas em potencial entre outras funções, que variam de acordo com a sofisticação do Hub.

13 Switch o Switch é mais esperto, pois ao invés de simplesmente encaminhar os pacotes para todas as estações, encaminha apenas para o destinatário correto. Utilizando uma pequena memória RAM interna onde é armazenada temporariamente onde cada micro está em cada porta do Switch. Tornando o tráfego na rede mais rápido e seguro;

14 Switch

15 Repetidores Caso você precise unir dois hubs que estejam muito distantes, você poderá usar um repetidor. Se você tem, por exemplo, dois hubs distantes 150 metros um do outro, um repetidor estrategicamente colocado no meio do caminho servirá para viabilizar a comunicação entre eles;

16 Roteador (Router) É um equipamento utilizado em redes de maior porte. Ele é mais Dinâmico" que o switch, pois além de poder fazer a mesma função deste, também tem a capacidade de escolher a melhor rota que um determinado pacote de dados deve seguir para chegar em seu destino. É como se a rede fosse uma cidade grande e o roteador escolhesse os caminhos mais curtos e menos congestionados. Daí o nome de roteador;

17 Roteador (Router)

18

19 Roteador (Router)

20 Bridges Servem para conectar dois segmentos de rede distintos, transformando-os numa única rede. Os roteadores por sua vez, servem para interligar duas redes separadas. A diferença é que usando roteadores, é possível interligar um número enorme de redes diferentes, mesmo que situadas em países ou mesmo continentes diferentes. Note que cada rede possui seu próprio roteador e os vários roteadores são interligados entre sí.

21 Bridges

22 Cabo Modem

23 Modem ADSL

24 Rede de Computares - Custo Hub 8 portas = R$ 40,00; Switch 16 portas = R$ 150,00; Roteador = + - R$ 160,00; Cabo + 10m = R$ 12,00;

25 Protocolos de Rede NetBEUI; IPX/SPX; DLC; TCP/IP; UDP;

26 Protocolos de Rede - NetBEUI O NetBEUI é uma espécie de vovô protocolo, pois foi lançado pela IBM no início da década de 80 para ser usado junto com o IBM PC Network; Ao contrário do IPX/SPX e do TCP/IP, o NetBEUI foi concebido para ser usado apenas em pequenas redes, e por isso acabou tornando-se um protocolo extremamente simples;

27 Protocolos de Rede - IPX/SPX Este protocolo foi desenvolvido pela Novell, para ser usado em seu Novell Netware. Como o Netware acabou tornando-se muito popular, outros sistemas operacionais de rede, incluindo o Windows passaram a suportar este protocolo. O IPX/SPX é tão rápido quanto o TCP/IP (apesar de não ser tão versátil) e suporta roteamento, o que permite seu uso em redes médias e grandes;

28 Protocolos de Rede - DLC O DLC é um protocolo usado por muitas instalações Token Ring para permitir a comunicação de PCs com nós de interconexão de mainframe. Alguns modelos antigos de JetDirects da HP, assim como alguns poucos modelos de impressoras de rede também só podem ser acessados usando este protocolo;

29 Protocolos de Rede - TCP/IP O TCP/IP representa um conjunto de protocolos de comunicação entre computadores, cujos 2 principais protocolos são o TCP (Transmission Control Protocol), ou Protocolo de Controle de Transmissão e o IP (Internet Protocol), ou Protocolo Internet. Permitiu que as várias pequenas redes de computadores do exército Americano fossem interligadas, formando uma grande rede, embrião do que hoje conhecemos como Internet;

30 Protocolos de Rede - TCP/IP Atualmente, o TCPTCP/IP é suportado por todos os principais sistemas operacionais, não apenas os destinados a PCs, mas a todas as arquiteturas, inclusive mainframes, minicomputadores e até mesmo celulares e handhelds. Qualquer sistema com um mínimo de poder de processamento, pode conectar-se à Internet, desde que alguém crie para ele um protocolo compatível com o TCP/IP e aplicativos www, correio eletrônico etc;

31 Protocolos de Rede TCP/IP O TCP é o protocolo da camada de transporte orientado à conexão, que oferece um serviço confiável. Frequentemente aparece como parte da pilha TCP/IP da arquitetura Internet, mas é um protocolo de propósito geral que pode ser adaptado para ser usado com uma variedade de sistemas. O IP é um protocolo para comunicação de redes Internet. Ele é o responsável pela transmissão de nível inferior (host-to-host), e é utilizado em dois tipos de estações: hosts e gateways.

32 Protocolos de Rede - UDP O UDP (User Datagram Protocol) é tido como um protocolo "irmão" do TCP, mas é mais simples e também menos confiável. Isso acontece porque o funcionamento do TCP é, como já dito, baseado em conexões, o que não ocorre com o UDP. Como conseqüência, não há procedimentos de verificação no envio e recebimento de dados e se algum pacote não for recebido, o computador de destino não faz uma nova solicitação, como acontece com o TCP. Tudo isso faz do UDP um pouco mais rápido, porém inutilizável em certas aplicações.

33 Camadas da rede - OSI Camadas OSI ou Interconexão de Sistemas Abertos. Esta arquitetura é um modelo que divide as redes de computadores em sete camadas, de forma a se obter camadas de abstração. Cada protocolo implementa uma funcionalidade assinalada a uma determinada camada..

34 Camadas da rede - OSI CAMADA APLICAÇÃO APRESENTA ÇÃO SESSÃO TRANSPORT E REDE ENLACE FÍSICA FUNÇÃO Aqui está o programa, que envia e recebe dados através da rede Formatação de dados e conversão de caracteres e códigos Negociação e estabelecimento de conexão com outro nó Aqui entra o protocolo TCP e o sistema operacional, que controla a transmissão dos dados, detectando problemas na transmissão e corrigindo erros Aqui está o protocolo IP e TCP. Aqui estão as placas de rede e os switches, roteadores etc. Aqui estão os cabos e os hubs.

35 Os pacotes na rede Todos os dados transmitidos através da rede, são divididos em pacotes. Em redes Ethernet, cada pacote pode ter até 1550 bytes de dados. A estação emissora escuta o cabo, transmite um pacote, escuta o cabo novamente, transmite outro pacote e assim por diante. A estação receptora por sua vez, vai juntando os pacotes até ter o arquivo completo.

36 Os pacotes na rede O uso de pacotes evita que uma única estação monopolize a rede por muito tempo, e torna mais fácil a correção de erros. Se por acaso um pacote chegar corrompido, devido a interferências no cabo, ou qualquer outro motivo, será solicitada uma retransmissão do pacote. Quanto pior for a qualidade do cabo e maior for o nível de interferências, mais pacotes chegarão corrompidos e terão que ser retransmitidos e, consequentemente pior será o desempenho da rede. Os pacotes Ethernet são divididos em 7 partes:

37 Redes padrão - Ethernet As placas de rede Ethernet são de longe as mais utilizadas atualmente, sobretudo em redes pequenas e médias é provavelmente a única arquitetura de rede com a qual vocês vão trabalhar; Numa rede Ethernet, temos uma topologia lógica de barramento. Isto significa que quando uma estação precisar transmitir dados, ela irradiará o sinal para toda a rede;

38 Redes padrão - Ethernet

39 Redes padrão - Ethernet Como apenas uma estação pode falar de cada vez, antes de transmitir dados a estação irá ouvir o cabo. Se perceber que nenhuma estação está transmitindo, enviará seu pacote, caso contrário, esperará até que o cabo esteja livre. Este processo é chamado de Carrier Sense ou sensor mensageiro;

40 Redes padrão - Ethernet

41 Redes padrão - Ethernet Mas, caso duas estações ouçam o cabo ao mesmo tempo, ambas perceberão que o cabo está livre e acabarão enviando seus pacotes ao mesmo tempo. Teremos então uma colisão de dados. Dois pacotes sendo enviados ao mesmo tempo geram um sinal elétrico mais forte, que pode ser facilmente percebido pelas placas de rede;

42 Redes padrão - Ethernet

43 Redes padrão - Ethernet Sendo avisadas de que a colisão ocorreu, as duas placas faladoras esperarão um número aleatório de milessegundos antes de tentarem transmitir novamente. Este processo é chamado de TEB truncated exponencial backof. Inicialmente as placas escolherão entre 1 ou 2, se houver outra colisão escolherão entre 1 e 4, em seguida entre 1 e 8 milessegundos, sempre dobrando os números possíveis até que consigam transmitir os dados;

44 Redes padrão - Ethernet

45 Endereço Lógico - IP Cada micro recebe um endereço IP único que o identifica na rede cada host(ou seja, cada estação). Um endereço IP é composto de uma seqüência de 32 bits, divididos em 4 grupos de 8 bits cada. Cada grupo de 8 bits recebe o nome de octeto; Não pode haver endereços IP iguais na rede, pois ocasionará um conflito e falta de comunicação;

46 Endereço Lógico IPv6 A massiva popularização da Internet trouxe um problema grave, que é a escassez de endereços IPs disponíveis; 32bits equivalem a combinações; No IPv6 temos oito quartetos de caracteres em Hexadecimal separado por :, temos então para cada quarteto 16 bits, então temos 128bits para endereçamento;

47 Exemplos IPv4 e IPv6 IPv4; ; IPv6; 2001:0DB8:85A3:08D3:1319:8A2E:0370:7344;

48 Endereço Físico MAC ADRESS Cada placa de rede possui um endereço físico, ou seja uma indicação que aquela placa de rede é única, não podendo haver duas placas de redes com endereços físicos iguais;