1. Introdução às Comunicações e às Redes de Computadores Generalidades, noções e classificações de redes. Secção de Redes de Comunicação de Dados

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1 1. Introdução às Comunicações e às Redes de Computadores Generalidades, noções e classificações de redes Redes de Comunicações/Computadores I Secção de Redes de Comunicação de Dados

2 Necessidades de comunicação Uso generalizado de computadores Comunicação entre utilizadores Mail, USENET news, irc (internet relay chat) Partilha de informação Bases de dados, transferência de ficheiros, WWW (documentos hipermédia): multimédia estática ou multimédia dinâmica(isócrona ou com relações temporais fixas entre as componentes (vídeo, áudio) Partilha de recursos físicos Impressoras, discos, computadores Redes de Comunicações I 2

3 Esquema da infra-estrutura de comunicação Aplicação Sistema operativo de rede Meio de comunicação Redes de Comunicações I 3

4 O tipo de redes varia com: Natureza (necessidades) das aplicações. Velocidade de comunicação exigida-débito binário. Largura de banda necessária. Ex.: Cópia de ficheiros entre dois PCs (sem garantia de qualidade de serviço, ou seja sem características de tempo real). Vídeo conferência à escala mundial (com características de tempo real). Número de computadores ligados. Distância entre computadores. Evoluções tecnológicas, e coexistência de diferentes tecnologias de diferentes épocas Redes de Comunicações I 4

5 Necessidades das aplicações Débito binário das aplicações: Ritmo binário constante comunicações áudio ou vídeo. Ritmo binário variável de tempo real ou virtual dependendo das especificações de parâmetros de atraso. Ritmo disponível variável é aproveitado a largura de banda disponível adaptando-se às condições de tráfego. Bit rate não especificado (best-effort) para dados não prioritários Redes de Comunicações I 5

6 Necessidades das aplicações Caracterização das aplicações em função dos requisitos de débito e variação do atraso. Variação do atraso Débito Redes de Comunicações I 6

7 Taxas de transmissão de sinais áudio digitalizados Redes de Comunicações I 7

8 Taxa de transmissão de imagens paradas (uma imagem por segundo) Redes de Comunicações I 8

9 Taxas de transmissão de videotelefone e videoconferência Redes de Comunicações I 9

10 Taxas de transmissão de vídeo full-motion Redes de Comunicações I 10

11 Necessidades das aplicações Atraso de trânsito Parâmetro de QoS importante para aplicações isócronas. Há que distinguir o tempo de propagação, tempo de atraso de trânsito e variação do tempo de atraso de trânsito (jitter) O ITU-t Rec. G114 define atrasos até 150ms como aceitáveis para a maioria de aplicações. Taxa de erros ou perdas Até 10-4 aplicações de voz Até 10-6 transferências de dados interactivos Até 10-7 transferência de imagem Qualidade de serviço (QoS) Redes de Comunicações I 11

12 Jitter em aplicações de playback Redes de Comunicações I 12

13 Ex. de parâmetros de QoS da camada de transporte OSI Redes de Comunicações I 13

14 Evolução: débitos de transmissão e tecnologias Redes de Comunicações I 14

15 Como se caracteriza uma rede? Topologias de ligação. Meios físicos de transmissão. Técnicas de transmissão. Protocolos de comunicação Redes de Comunicações I 15

16 Classificação das redes Redes Locais (LAN) Local Area Network Redes Metropolitanas (MAN) Metropolitan Area Network Redes de Grande Escala (WAN) WideAreaNetwork Quanto à Dispersão Geográfica Cada um destes tipos de redes tem opções típicas no que diz respeito aos meios físicos, técnicas, protocolos, topologias, velocidades, etc Redes de Comunicações I 16

17 Comparação LAN, MAN, WAN Redes de Comunicações I 17

18 Comparação LAN, MAN, WAN Panorama actual Redes de Comunicações I 18

19 Topologias de ligação das redes Ponto a ponto (meio é exclusivo dos 2 routers, nos extremos de um link, embora possam transportar mensagens de vários utilizadores ). Anel (Ring) (embora a mensagem seja atrasada apenas 1 bit por estação). Estrela (Star) Hub (switch ou computador central). Árvore (Tree) Hubs (ou switch). Malha (Mesh) ou irregular ou parcialmente ligada. Difusão (Broadcast) (qq. estação acede ao meio=> partilha do meio) ou Multiponto. Segmento (Bus) Terminadores. Estrela (Star) Hub (repetidor bus passivo). Espacial Satélite (nas ligações uplink). Espacial Satélite VSAT (very small aperture satellite) Redes de Comunicações I 19

20 Topologias: bus- Multiponto Bus com terminadores (adaptadores). Bus de um repetidor (do ponto de vista físico é uma estrela) Redes de Comunicações I 20

21 Topologias: ponto a ponto, anel Redes de Comunicações I 21

22 Topologias: ponto a ponto Ligação total Malha Redes de Comunicações I 22

23 Panorama de classificações (LANs) Redes de Comunicações I 23

24 Conceito de base de dados distribuída Redes de Comunicações I 24

25 Exemplos de redes comunicação dados Ligação ponto a ponto local. Ligação ponto a ponto através da rede telefónica (PSTN). Rede local privada (Escritório, Fábrica). Rede de empresa baseada em linhas dedicadas. Rede pública de dados (PSDN) - ex: Telepac. Rede Digital de Integração de Serviços (RDIS / ISDN). Internet (para aplicações WWW o software de rede é TCP/IP, ligação de várias redes públicas de dados e redes locais Redes de Comunicações I 25

26 Redes de comunicação de dados WANs - Wide Area Networks Redes de Comunicação de Dados: Rede de Comutação de Pacotes Packet-Switched Public Data Network (PSPDN) Rede de Comutação de Circuitos Circuit-Switched Public Data Network (CSPDN) Rede de Digital de Integração de Serviços Integrated Services Digital Network (ISDN/RDIS) Rede de Privadas (Linhas dedicadas e Muxs) Redes de Comunicações I 26

27 Ex. de redes locais privadas Escritórios Fábrica Redes de Comunicações I 27

28 Ex. de redes empresarias com linhas dedicadas Redes de Comunicações I 28

29 Ex. de redes publicas de dados (acesso analógico) Ex: Telepac Redes de Comunicações I 29

30 Ex. de redes publicas de dados (acesso digital) Rede Digital com Integração de Serviços (ISDN=RDIS) Redes de Comunicações I 30

31 Exemplos de redes comutação dados Internet: ligação de várias Redes Públicas de Dados e Redes Locais a nível mundial Redes de Comunicações I 31

32 Bibliografia detalhada F. Halsall Cap. 1 A. Tanenbaum Cap. 1 (excepto1.6) S. Colcher Cap. 1, 2 E. Monteiro,F. Boavida Cap. 1, Redes de Comunicações I 32

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