Redes para Automação Industrial: Introdução às Redes de Computadores Luiz Affonso Guedes

Transcrição

1 Redes para Automação Industrial: Introdução às Redes de Computadores Luiz Affonso Guedes

2 Conteúdo Definição Classificação Aplicações típicas Software de rede Modelos de referências Exemplos de redes Exemplos de serviços de comunicação de dados Padronização de redes

3 Definição de Redes de Computadores É um conjunto de computadores autônomos e interconectados. Meio de comunicação Rede Host Não é Rede

4 Autonomia Em rede, nenhum computador obedece a comandos de outro. Possui autonomia até para se desconectar da rede Interconexão: Meio de Comunicação Cabo de cobre Coaxial Par Trançado Fibra óptica Rotas de microondas Radiodifusão

5 Meio de Comunicação: Características Taxa de transmissão Tecnologia de transmissão Extensão Geográfica das redes Aspectos econômicos Confiabilidade Meio de comunicação

6 Classificação das redes de computadores Quanto à velocidade de transmissão Baixa, média e alta velocidade Quanto à extensão geográfica Locais, Metropolitanas e Longa Distância Quanto à confiabilidade Confiáveis e não confiáveis Quanto ao modo de transmissão Determinísticas e não determiníasticas

7 Classificação quanto a extensão geográfica Redes Locais: LAN - Local Area Network Interconectam computadores localizados num mesmo prédio (10m a 1Km). Utilizam tipicamente um único meio físico. Redes de Campus: CAN - Campus Area Network Interconectam computadores localizados em vários prédios num mesmo Campus (fábrica, universidade) - até 10Km. Tipicamente são um conjunto de LANs ligadas a um backbone

8 Redes Metropolitanas: MAN - Metropolitan Area Network Interligam computadores e LANs numa extensão de 5 a 100Km. Tipicamente são constituídas de LANs ligadas a vários backbones. Redes de Longa Distância: WAN - Wide Area Network Interconectam redes em termos nacionais e continentais a 5.000Km. Holdings nacionais de telecomunicações.

9 Estruturas de Redes Tipo LAN e CAN LAN backbone LAN CAN LAN

10 Estrutura de Redes MAN CAN backbone LAN LAN MAN CAN backbone LAN Backbone de Alta Velocidade LAN

11 Resumo da classificação geográfica!! " # $ " # % & &" # % & " # % ' "( # *) % & "( # ) % +

12 Classificação de Redes Quanto à Tecnologia de Transmissão Broadcast Um único canal de comunicação compartilhado por todos computadores. Broadcasting e multicasting Tipicamente em LANs Ponto-a-ponto Tipicamente em MANs e WANs

13 Uso de Redes de Computadores Redes Corporativas (Na empresa) compartilhar recursos confiabilidade (back-up) economia de recursos escalabilidade modelo Cliente-servidor Cliente Servidor 1- request 2- reply Rede

14 Uso de Redes de Computadores Redes para pessoas acesso a informações remotas comunicação pessoa-a-pessoa entretenimento interativo videoconferência jogos interativos Aspectos Sociais Novas relações entre capital-trabalho

15 Estrutura de Redes Computador: host ou end system Subrede Conecta computadores Transporta mensagens entre hosts LANs Suporte de comunicação que se reduz a um duto elétrico ou óptico WANs Subrede de comunicação é composta de linhas de transmissão e dispositivos de chaveamento

16 Linhas de Transmissão: Canais Dispositivos de Chaveamento: IMPs (Interface Message Processors) ou Routers Host Subrede de comunicação IMP

17 Topologias Típicas de Redes Estrela Anel Barramento Árvore Genérica ou Irregular

18 Topologias de LANs Barramento Ethernet Anel Token Ring, FDDI Topologias de WANs Genérica

19 Estruturação de Redes em Camadas Modelem em blocos (camadas) funcionais interligados. O modelo descreve funcionalidades e não detalhes de implementação. Uma camada n só se comunica com as camadas adjacentes a ela. N+1 N A camada n oferece serviços para a camada n-1 N-1

20 Logicamente, a camada n de um host troca informação somente com a camada n dos outros host. Protocolo da camada 5 Camada 5 Camada 5 Protocolo da camada 4 Host 1 Camada 4 Camada 3 Camada 2 Protocolo da camada 3 Protocolo da camada 2 Camada 4 Camada 3 Camada 2 Host 2 Protocolo da camada 1 Camada 1 Camada 1 Meio Físico

21 Exemplo: Conversa dos filósofos Filósofo Hindu Filósofo Alemão filosofia 3 3 Tradutor holandês Tradutor 2 2 português 1 1 Secretária Secretária

22 Modelo OSI/ISO de 7 camadas 7 Camada de Aplicação Camada de Aplicação 7 6 Camada de Apresentação Camada de Apresentação 6 5 Camada de Sessão Camada de Sessão 5 4 Camada de Transporte Camada de Transporte 4 3 Camada de Rede Camada de Rede 3 2 Camada Enlace Camada Enlace 2 1 Camada Física Camada Física 1 Meio Físico

23 Funcionalidades das camadas: Protocolos Camada 1: Física Geração de sinais elétricos, ópticos, magnéticos que serão propagados pelo meio físico. Protocolo: Duração e intensidade do sinal. Técnica de multiplexação. Pinagem, etc.

24 Camada 2: Enlace Usa a camada física para transmitir quadros de dados (tamanho máximo pré-estabelecido). Quadros são delimitados por seqüência préestabelecidos (preâmbulo) de bits. Não possui serviço confiável de entrega de quadros: duplicação e troca de ordem. Controla o fluxo de emissão de quadros. Protocolo de acesso ao meio. Protocolo de controle de erro.

25 Camada 3: Rede Controla a operação da subrede. Roteamento de pacotes da origem ao destino. Dinâmico Estático Fragmentação e remontagem de pacotes Em redes de difusão e LANs não há roteamento Protocolo mais simples.

26 Camada 4: Camada de Transporte A principal função desta camada é receber dados da camada de sessão. Dividir os dados em pacotes Garantir se os pacotes chegarão corretamente ao destino Há dois tipos de serviços Serviço garantido Serviço não-garantido Broadcast service Comunicação fim-a-fim

27 Camada 5: Sessão Permite que dois pontos estabeleçam uma sessão entre si. Sincronismo e organização. Camada 6: Apresentação Representação dos dados em forma canônica. Compressão e criptografia Camada 7: Aplicação Aplicações em rede.

28 Exemplo de Relação das Camadas M M H4 M H4 M H3 H4 M1 H3 M2 H3 H4 M1 H3 M2 H2 H3 H4 M1 T2 H2 H3 M2 T2 H2 H3 H4 M1 T2 H2 H3 M2 T2

29 Modelo de Subrede OSI Como funciona a troca de mensagem Modelo de cartas de correio. A R2 R1 R3 B

30 Arquitetura TCP/IP Histórico Projeto Arpanet do departamento de Defesa dos EUA. Modelo OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física TCP/IP Aplicação Transporte Inter-rede Host para Rede Telnet, ftp, smtp, http,... TCP e UDP IP Lan, satélite, rádio, etc