Introdução a Redes de Computadores

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1 Introdução a Redes de Computadores

2 Sumário Introdução Evolução dos Sistemas Redes de Computadores Histórico Endereçamento Pacotes Compartilhamento Detecção de Erros Protocolo Categoria de Redes E a Internet? 2

3 Introdução (1/3) Cada um dos 3 últimos séculos foi dominado por uma única tecnologia O século XVIII foi o tempo dos grandes sistemas mecânicos Revolução Industrial O século XIX foi a idade da máquina a vapor O século XX foi pródigo em tecnologias, mas considera-se a mais importante os recursos de coleta, processamento e distribuição da informação Rede mundial de telefonia, rádio e TV, indústria dos computadores, satélites de comunicação, Internet são tecnologias que convergem para uma única área - Teleinformática 3

4 Introdução (2/3) A comunicação é uma das maiores necessidades humanas Marco: telégrafo de Samuel Morse em 1838 A partir daí a evolução dos sinais elétricos transmitidos a distância atravessou uma evolução muito grande Por outro lado o armazenamento de dados e o tratamento de informações da década de 50 até os dias de hoje mudou a civilização ao ponto de caracterizá-la como a Era da Informação 4

5 Introdução (3/3) A conjunção destas 2 tecnologias revolucionou o mundo atual Telecomunicação Processamento de Dados 5

6 Evolução dos Sistemas (1/4) Década de 50 - Processamento batch uma única entrada de dados (cartões perfurados ou fitas) e programas (jobs) executados em lote (batch) Nenhuma forma de interação direta usuáriocomputador 6

7 Evolução dos Sistemas (2/4) Década de 60 - Processamento Centralizado um computador fornecia a informação para a organização um único banco de dados usuários conectados ao computador central através de terminais remotos interativos time-sharing para compartilhar os recursos do computador central entre os vários terminais através de revezamento no tempo de ocupação do processador 7

8 Evolução dos Sistemas (3/4) Década de 70 - Processamento Descentralizado Cada departamento ou componente geográfico da organização possuía um computador de porte mini ou médio Sistemas pequenos e dispersos mais acessíveis ao usuário Sistemas que exigiam grande capacidade continuaram centralizados devido ao ainda alto custo de cada máquina 8

9 Evolução dos Sistemas (4/4) Redes de Comunicação de Dados Compatibilidade entre diferentes sistemas de dados locais (LAN) e sistemas de grandes proporções geográficas (WAN-MAN) Transmissão mais rápida e eficiente com as redes digitais de comunicação de dados Serviços integrados ISDN Integração de sistemas 9

10 Redes de Computadores Uma Rede de Computadores é formada por um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos interligados por um sistema de comunicação Elementos Meios de transmissão Protocolos Serviços Sistema de comunicação 10

11 Redes de Computadores Elementos necessários à Rede Serviços de rede Recursos compartilhados pelos computadores Executados por uma combinação de hardware/software Serviços diferentes podem ser oferecidos simultaneamente Meio de transmissão Caminho usado para comunicação entre os computadores Inclui as tecnologias de cabo e sem cabo Protocolos Regras necessárias para estabelecer a comunicação entre equipamentos de rede 11

12 Histórico Primeiras pesquisas entre 1962 e 1964 Agência ARPA (que originou a atual Internet) Sistemas comerciais usavam time-sharing, depois redes locais de minicomputadores Rede ALOHA via rádio interligando terminais na Universidade Honolulu (1970) Rede CYCLADES - França ( ) Rede ETHERNET - Xerox, Digital e Intel - (1972) Rede CAMBRIDGE - interligar universidades (1974) EPPS - Rede de comutação de pacotes - Inglaterra TRANSPAC (França), TELENET(USA), RENPAC (Brasil) 12

13 Endereçamento Em uma interligação em rede, o endereço de um dispositivo é sua identificação única Endereços geralmente são numéricos e seguem um formato padrão bem definido O endereço deve identificar a qual rede (ou área) e a qual host (ou nó) pertence o equipamento Equipamentos de uma mesma rede podem se comunicar diretamente entre si usando um protocolo comum 13

14 Pacotes Na maioria das redes, as informações enviadas são quebradas em partes menores chamadas pacotes 2 motivos principais Compartilhamento de recursos Detecção e correção de erros 14

15 Compartilhamento Nas redes com mais de 2 computadores, o meio físico de conexão é compartilhado por todos Havendo comunicação entre 2 pontos os demais devem aguardar (como uma linha telefônica) Se os 2 dispositivos precisarem transferir um volume muito grande de dados eles monopolizariam a linha, o que seria inadequado O desmembramento em pacotes permite que circulem na rede vários pacotes e que outros usuários encaixem no meio físico os seus pacotes Assim em um dado momento vários pacotes com origem e destinos diferentes estão trafegando na rede Cada pacote contem informações suficientes para que seja recomposto e reordenado e a mensagem original será reconstruída adequadamente 15

16 Detecção de Erros A comunicação em rede é feita através de sinais elétricos em fios, ondas de radio ou raios luminosos, sujeitos a interferências que podem danificá-los Saber lidar com pacotes adulterados é uma questão importante da interligação de redes Várias técnicas de detecção e correção de erros são baseadas em somas de verificação (checksum) Quando o emissor transmite o pacote, uma totalização em cima dos bytes transmitidos é calculada e o resultado enviado junto com a informação No destino, o receptor isola a soma, recalcula a soma de bytes e compara com o valor isolado 16

17 Protocolo Cada pacote deve conter dados de endereçamento para que possam chegar ao seu destino e serem recompostos Protocolo é um conjunto de regras que definem a forma de construção do pacote O protocolo também identifica o momento de se enviar o pacote, quais pacotes devem ser enviados, quais devem ser reenviados devido a erro de transmissão e o que fazer para que eles sejam reconstruídos Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados do pacote 17

18 Categorias de Redes LAN (Local Area Network) MAN (Metropolitan Area Network) WAN (Wide Area Network) 18

19 LAN - Local Area Network Rede local Rede que permite a conexão entre equipamentos numa pequena região (distâncias entre 100 m e 25 km) Este limite é apenas uma mera formalidade não sendo imposto pelos limites do hardware nem pela capacidade da rede Altas taxas de transmissão Geralmente de propriedade privada 19

20 20 Exemplo de uma Rede LAN

21 MAN - Metropolitan Area Network Redes Metropolitanas Operam em áreas maiores que as LAN e com menores velocidades O termo surgiu com o padrão IEE E E E E E Rede 2 G G Rede 1 G Rede 3 G Rede 4 G Rede 5 E E E

22 Exemplo de uma Rede MAN Cemig Prodemge Embratel Prodabel 22

23 WAN - Wide Area Network Redes geograficamente Distribuídas Surgiram da necessidade de compartilhar recursos especializados por uma maior comunidade de usuários geograficamente dispersos Altos custos de comunicação (circuitos para satélites e enlaces de microondas) Geralmente financiadas pelo Serviço Público ou por operadoras de telecomunicações Caminhos alternativos levam às fibras óticas de longa distância, repetidoras de satélite, estações rastreadoras, etc. 23

24 24 Exemplo de uma Rede WAN

25 E a Internet? A maior e mais bem desenvolvida rede. Conecta usuários do mundo inteiro. Não é realmente uma rede, mas, sim, uma coleção de milhares de redes. 25

26 Conectando-se Para acessar a Internet, é necessário conectarse a um computador servidor. O servidor recebe, processa e transmite informações. Os computadores usam um padrão para se comunicarem. É necessário um provedor de serviços da Internet Internet Service Provider (ISP).

27 Provedores de Serviços (Internet Service Providers) O proprietário de um computador servidor: Cobra uma taxa de acesso à Internet. A taxa pode garantir acesso ilimitado ou basear-se na utilização do serviço. Constitui um meio para o usuário conectar-se ao servidor. Uma vez conectado, você pode conectar-se à Internet e a todos os outros computadores servidores.