Aula 2 Topologias de rede

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1 Aula 2 Topologias de rede Redes e Comunicação de Dados Prof. Mayk Choji UniSALESIANO Araçatuba 13 de agosto de 2016

2 Sumário 1. Topologias de Rede 2. Topologias Físicas Ponto-a-Ponto Barramento BUS Anel Estrela Árvore Mesh Híbrida 3. Topologias Lógicas

3 Topologias de Rede Topologias de Rede 1/43

4 Topologias de Rede Topologia de rede é o arranjo dos vários elementos (links, nós, etc.) de uma rede de computador; Pode ser caracterizada física ou logicamente: Topologia física Disposição dos vários componentes de uma rede, incluindo localização de dispositivos e instalação de cabos; Topologia lógica Ilustra como os dados fluem dentro da rede, independente de seu projeto físico. Distâncias entre nós, interconexões físicas, taxas de transmissão ou tipos de sinal podem ser diferentes entre duas redes, e mesmo assim suas topologias podem ser idênticas. Topologias de Rede 2/43

5 Topologias de Rede Topologia de rede é o arranjo dos vários elementos (links, nós, etc.) de uma rede de computador; Pode ser caracterizada física ou logicamente: Topologia física Disposição dos vários componentes de uma rede, incluindo localização de dispositivos e instalação de cabos; Topologia lógica Ilustra como os dados fluem dentro da rede, independente de seu projeto físico. Distâncias entre nós, interconexões físicas, taxas de transmissão ou tipos de sinal podem ser diferentes entre duas redes, e mesmo assim suas topologias podem ser idênticas. Topologias de Rede 2/43

6 Topologias de Rede Topologia de rede é o arranjo dos vários elementos (links, nós, etc.) de uma rede de computador; Pode ser caracterizada física ou logicamente: Topologia física Disposição dos vários componentes de uma rede, incluindo localização de dispositivos e instalação de cabos; Topologia lógica Ilustra como os dados fluem dentro da rede, independente de seu projeto físico. Distâncias entre nós, interconexões físicas, taxas de transmissão ou tipos de sinal podem ser diferentes entre duas redes, e mesmo assim suas topologias podem ser idênticas. Topologias de Rede 2/43

7 Topologias de Rede Topologia de rede é o arranjo dos vários elementos (links, nós, etc.) de uma rede de computador; Pode ser caracterizada física ou logicamente: Topologia física Disposição dos vários componentes de uma rede, incluindo localização de dispositivos e instalação de cabos; Topologia lógica Ilustra como os dados fluem dentro da rede, independente de seu projeto físico. Distâncias entre nós, interconexões físicas, taxas de transmissão ou tipos de sinal podem ser diferentes entre duas redes, e mesmo assim suas topologias podem ser idênticas. Topologias de Rede 2/43

8 Topologias de Rede Topologia de rede é o arranjo dos vários elementos (links, nós, etc.) de uma rede de computador; Pode ser caracterizada física ou logicamente: Topologia física Disposição dos vários componentes de uma rede, incluindo localização de dispositivos e instalação de cabos; Topologia lógica Ilustra como os dados fluem dentro da rede, independente de seu projeto físico. Distâncias entre nós, interconexões físicas, taxas de transmissão ou tipos de sinal podem ser diferentes entre duas redes, e mesmo assim suas topologias podem ser idênticas. Topologias de Rede 2/43

9 Topologias Físicas Topologias Físicas 3/43

10 Topologias Físicas A topologia física pode ser representada de várias maneiras e descreve por onde os cabos passam e onde as estações, os nós, roteadores e gateways estão localizados. As mais utilizadas e conhecidas são as topologias do tipo estrela, barramento e anel. Topologias Físicas 4/43

11 Ponto-a-Ponto Características Topologia mais simples; Une dois computadores, através de um meio de transmissão qualquer; Dela pode-se formar novas topologias, incluindo novos nós em sua estrutura. Topologias Físicas 5/43

12 Ponto-a-Ponto Vantagens 1. Fácil instalação e configuração; 2. Não há necessidade de um administrador de redes; 3. Tempo de trânsito desprezável; 4. Outras? Topologias Físicas 6/43

13 Ponto-a-Ponto Desvantagens 1. Segurança A ausência de um servidor com características específicas pode colocar em risco a integridade das informações; 2. Cada usuário administra seu ambiente; 3. Outras? Topologias Físicas 7/43

14 Barramento Características Todas as estações compartilham um mesmo meio físico; Utiliza cabo coaxial; O tamanho máximo do trecho da rede está limitado a 185m (cabo coaxial fino). Limite aumentado por meio de repetidores; Apenas uma máquina pode escrever no no barramento num dado momento. Todas as outras escutam e recolhem para si os dados destinados a elas; Topologias Físicas 8/43

15 Barramento Topologias Físicas 9/43

16 Barramento Vantagens 1. Instalação e configuração simples; 2. Menor quantidade de cabeamento se comparada às demais topologias; 3. Facilidade de expansão; 4. Fácil de entender; 5. Baixo custo. Topologias Físicas 10/43

17 Barramento Desvantagens 1. Maior taxa de colisão quando há um aumento de nós; 2. Falha no cabo leva à falha na rede inteira; 3. Cabo tem tamanho limitado; 4. Obsoleta. Topologias Físicas 11/43

18 Anel Chamada de topologia em anel porque cada nó é conectado a outro nó, com o último sendo conectado ao primeiro, formando um anel. Cada nó tem exatamente dois vizinhos. Topologias Físicas 12/43

19 Anel Características Em topologias em anel com grande número de nós, por exemplo 100, se alguém desejar enviar dados para o último nó, os dados terão que passar por 99 nós até chegar ao destino (centésimo); A transmissão é unidirecional, mas pode se tornar bidirecional ao se ter 2 conexões entre cada nó da rede (Topologia em Anel Duplo); Dados são transferidos de forma sequencial, bit a bit. Dados transmitidos precisam passar por cada nó da rede, até o destino. Topologias Físicas 13/43

20 Anel Vantagens 1. Transmissão na rede não é afetada por grande tráfego ou por adição de nós, dado que somente nós tendo tokens podem transmitir dados; 2. Baixo custo de instalação e expansão. Topologias Físicas 14/43

21 Anel Desvantagens 1. Solução de problemas é difícil; 2. Adicionar ou remover nós causam distúrbios na atividade da rede; 3. Falha em um nó impacta na rede inteira. Topologias Físicas 15/43

22 Estrela Neste tipo de topologia todos os computadores são conectados a um nó central, por exemplo um hub, por um cabo. Topologias Físicas 16/43

23 Estrela Características Cada nó tem sua própria conexão dedicada ao nó central; Pode ser utilizada com par trançado, fibra ótica ou cabo coaxial; A mais difundida dentre as topologias; Maior relação custo-benefício. Topologias Físicas 17/43

24 Estrela Vantagens 1. Alta performance com poucos nós e baixo tráfego de rede; 2. Fácil de analisar problemas; 3. Fácil de configurar e modificar; 4. Em caso de falha de um nó (com exceção do central), somente este nó é afetado o restante da rede se mantém inalterada; 5. Melhor gerência e administração da rede. Topologias Físicas 18/43

25 Estrela Desvantagens 1. Alto custo de instalação; 2. Se o nó central falha, toda a rede falha, uma vez que todos os nós dependem dele; 3. Performance é baseada no nó central, isto é, depende de sua capacidade. Topologias Físicas 19/43

26 Árvore Esta topologia tem um nó raiz e todos os demais nós são conectados a ele, formando uma hierarquia. É também chamada topologia hierárquica e deve ter pelo menos três níveis de hierarquia. Topologias Físicas 20/43

27 Árvore Características Ideal se estações de trabalho estão localizadas em grupos; Usada em WAN (Wide Area Network); Extensão das topologias em barramento e estrela. Topologias Físicas 21/43

28 Árvore Vantagens 1. Expansão de nós é possível e fácil; 2. Facilmente gerenciada e mantida; 3. Detecção de erro é feita facilmente. Topologias Físicas 22/43

29 Árvore Desvantagens 1. Altamente cabeada; 2. Alto custo; 3. Se o nó raiz falha, a rede inteira falha. Topologias Físicas 23/43

30 Mesh É uma conexão ponto-a-ponto para outros nós ou dispositivos. Cada nó da rede é conectado com todos os demais. Topologias Físicas 24/43

31 Mesh Características Dados podem ser transmitidos por duas técnicas: Roteamento; Flooding. Tipos de topologia mesh: Topologia mesh parcial; Topologia mesh completa. Topologias Físicas 25/43

32 Mesh Vantagens 1. Robusta; 2. Falha é diagnosticada facilmente; 3. Provê segurança e privacidade. Topologias Físicas 26/43

33 Mesh Desvantagens 1. Instalação e configuração é difícil; 2. Maior custo de cabeamento. Topologias Físicas 27/43

34 Híbrida Interconexão de duas ou mais topologias distintas. Por exemplo, se em um departamento em uma empresa a topologia em anel é utilizada, e em outro é usada a topologia estrela, a conexão dessas duas topologias resultará em uma topologia híbrida. Topologias Físicas 28/43

35 Híbrida Topologias Físicas 29/43

36 Híbrida Características É uma combinação de duas ou mais topologias; Herda vantagens e desvantagens das topologias incluídas; Topologias Físicas 30/43

37 Híbrida Vantagens 1. Confiável; 2. Efetiva; 3. Escalável; 4. Flexível. Topologias Físicas 31/43

38 Híbrida Desvantagens 1. Complexa; 2. Custosa. Topologias Físicas 32/43

39 Topologias Lógicas Topologias Lógicas 33/43

40 Topologias Lógicas A topologia lógica descreve o fluxo de dados através da rede. Os dois tipos de topologias lógicas mais comuns são o Broadcast e a passagem Token. Na primeira o nó envia seus dados a todos os nós espalhados pela rede (Ethernet). Já na passagem de Token, um sinal de Token controla o envio de dados pela rede (Token Ring). Topologias Lógicas 34/43

41 Questões Questões 35/43

42 Questões (FCC 2009 MPE-SE) Considere as seguintes características: vulnerabilidade a falha no nó central; roteamento centralizado; ligações ponto a ponto; todas as mensagens passam pelo nó central; custos dos meios físicos sobem proporcionalmente com o aumento da quantidade de estações em relação a outras topologias. Com respeito à topologia de redes: a) Todas se aplicam ao tipo Barramento. b) Apenas as duas últimas se aplicam ao tipo Estrela. c) Todas se aplicam ao tipo Estrela. d) Apenas as duas primeiras se aplicam ao tipo Anel. e) Todas se aplicam ao tipo Anel. Questões 36/43

43 Questões Assinale a opção correta sobre a arquitetura TCP/IP a) A camada inter-redes é uma camada de comutação de pacotes orientada à conexão. b) O modelo TCP/IP detalha excessivamente as camadas abaixo da camada inter-redes. c) O protocolo UDP é apropriado para aplicações que demandam garantia de entrega de mensagens. d) O protocolo do modelo OSI correspondente ao TCP é o FTP. e) Na camada de transporte, o modelo TCP/IP aceita comunicações com e sem conexão. Questões 37/43

44 Questões Atualmente, a grande maioria das redes locais (LANs) de computadores é implementada por meio da topologia em Estrela. Isto se deve ao fato de que a topologia em Estrela a) Fornece a mesma largura de banda do Backbone para todos os computadores. b) Necessita de uma menor quantidade de cabos se comparada com a topologia em Anel. c) Permite fácil modificação da rede, adicionando ou eliminando computadores. d) Permite tempo de acesso uniforme para todos os computadores da rede local. e) Tem um custo de cabeamento menor, se comparada com a topologia em Barramento. Questões 38/43

45 Questões Uma empresa possui três departamentos, A, B e C. Cada um desses departamentos possuem uma Ethernet 10BaseT que fornece acesso à rede aos funcionários desse departamento. Cada hospedeiro em um departamento tem uma conexão ponto-a-ponto com o hub do departamento. Um quarto hub, denominado hub de backbone, tem conexões ponto-a-ponto com os hubs dos departamentos, interconectando as LANs dos três departamentos. A estrutura descrita é de um projeto de hub a) Horizontal, porque os hubs são dispostos horizontalmente. b) Em malha, porque todos os hubs se interconectam. c) Multinível, porque os hubs são arranjados hierarquicamente. d) Inline, porque os hubs são arranjados em um barramento horizontal. e) Em cascata, porque os hubs estão ligados verticalmente. Questões 39/43

46 Gabarito (FCC 2009 MPE-SE) Considere as seguintes características: vulnerabilidade a falha no nó central; roteamento centralizado; ligações ponto a ponto; todas as mensagens passam pelo nó central; custos dos meios físicos sobem proporcionalmente com o aumento da quantidade de estações em relação a outras topologias. Com respeito à topologia de redes: a) todas se aplicam ao tipo Barramento. b) apenas as duas últimas se aplicam ao tipo Estrela. c) todas se aplicam ao tipo Estrela. d) apenas as duas primeiras se aplicam ao tipo Anel. e) todas se aoicam ao tipo Anel. Questões 40/43

47 Gabarito (FCC 2009 MPE-SE) Considere as seguintes características: vulnerabilidade a falha no nó central; roteamento centralizado; ligações ponto a ponto; todas as mensagens passam pelo nó central; custos dos meios físicos sobem proporcionalmente com o aumento da quantidade de estações em relação a outras topologias. Com respeito à topologia de redes: a) todas se aplicam ao tipo Barramento. b) apenas as duas últimas se aplicam ao tipo Estrela. c) todas se aplicam ao tipo Estrela. d) apenas as duas primeiras se aplicam ao tipo Anel. e) todas se aoicam ao tipo Anel. Questões 40/43

48 Gabarito Assinale a opção correta sobre a arquitetura TCP/IP a) A camada inter-redes é uma camada de comutação de pacotes orientada à conexão. b) O modelo TCP/IP detalha excessivamente as camadas abaixo da camada inter-redes. c) O protocolo UDP é apropriado para aplicações que demandam garantia de entrega de mensagens. d) O protocolo do modelo OSI correspondente ao TCP é o FTP. e) Na camada de transporte, o modelo TCP/IP aceita comunicações com e sem conexão. Questões 41/43

49 Gabarito Assinale a opção correta sobre a arquitetura TCP/IP a) A camada inter-redes é uma camada de comutação de pacotes orientada à conexão. b) O modelo TCP/IP detalha excessivamente as camadas abaixo da camada inter-redes. c) O protocolo UDP é apropriado para aplicações que demandam garantia de entrega de mensagens. d) O protocolo do modelo OSI correspondente ao TCP é o FTP. e) Na camada de transporte, o modelo TCP/IP aceita comunicações com e sem conexão. Questões 41/43

50 Gabarito Atualmente, a grande maioria das redes locais (LANs) de computadores é implementada por meio da topologia em Estrela. Isto se deve ao fato de que a topologia em Estrela a) Fornece a mesma largura de banda do Backbone para todos os computadores. b) Necessita de uma menor quantidade de cabos se comparada com a topologia em Anel. c) Permite fácil modificação da rede, adicionando ou eliminando computadores. d) Permite tempo de acesso uniforme para todos os computadores da rede local. e) Tem um custo de cabeamento menor, se comparada com a topologia em Barramento. Questões 42/43

51 Gabarito Atualmente, a grande maioria das redes locais (LANs) de computadores é implementada por meio da topologia em Estrela. Isto se deve ao fato de que a topologia em Estrela a) Fornece a mesma largura de banda do Backbone para todos os computadores. b) Necessita de uma menor quantidade de cabos se comparada com a topologia em Anel. c) Permite fácil modificação da rede, adicionando ou eliminando computadores. d) Permite tempo de acesso uniforme para todos os computadores da rede local. e) Tem um custo de cabeamento menor, se comparada com a topologia em Barramento. Questões 42/43

52 Gabarito Uma empresa possui três departamentos, A, B e C. Cada um desses departamentos possuem uma Ethernet 10BaseT que fornece acesso à rede aos funcionários desse departamento. Cada hospedeiro em um departamento tem uma conexão ponto-a-ponto com o hub do departamento. Um quarto hub, denominado hub de backbone, tem conexões ponto-a-ponto com os hubs dos departamentos, interconectando as LANs dos três departamentos. A estrutura descrita é de um projeto de hub a) Horizontal, porque os hubs são dispostos horizontalmente. b) Em malha, porque todos os hubs se interconectam. c) Multinível, porque os hubs são arranjados hierarquicamente. d) Inline, porque os hubs são arranjados em um barramento horizontal. e) Em cascata, porque os hubs estão ligados verticalmente. Questões 43/43

53 Gabarito Uma empresa possui três departamentos, A, B e C. Cada um desses departamentos possuem uma Ethernet 10BaseT que fornece acesso à rede aos funcionários desse departamento. Cada hospedeiro em um departamento tem uma conexão ponto-a-ponto com o hub do departamento. Um quarto hub, denominado hub de backbone, tem conexões ponto-a-ponto com os hubs dos departamentos, interconectando as LANs dos três departamentos. A estrutura descrita é de um projeto de hub a) Horizontal, porque os hubs são dispostos horizontalmente. b) Em malha, porque todos os hubs se interconectam. c) Multinível, porque os hubs são arranjados hierarquicamente. d) Inline, porque os hubs são arranjados em um barramento horizontal. e) Em cascata, porque os hubs estão ligados verticalmente. Questões 43/43

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