INSTALAÇÃO E CONFIGURAÇÃO DE COMPUTADORES EM REDES LOCAIS (ICCRL)

Transcrição

1 INSTALAÇÃO E CONFIGURAÇÃO DE COMPUTADORES EM REDES LOCAIS (ICCRL) Instalação, manutenção e utilização de redes locais Geni Gomes CEF Operador (a) de Informática Nível II [2012/2013]

2 O que é uma rede? Conjunto de sistemas interligados entre si. Alguém conhece alguma? Rede PSTN Public Switched Telephone Network Rede de computadores (recursos e informação)

3 O que é uma rede de computadores? Uma rede de computadores é composta por um ou mais computadores ligados entre si, de modo a poderem partilhar recursos, dados e programas.

4 O que é uma rede de computadores?

5 Rede de computadores Vantagens? Partilha de recursos Partilha de dados Troca de informação Melhorias na organização do trabalho

6 Tipos de Redes O tipo de rede depende da sua abrangência geográfica. Redes de área local LAN [Local Area Network] Redes de espaço geográfico mais vasto MAN [Metropolitan Area Network] Redes de área alargada WAN [Wide Area Network]

7 Tipos de Redes Redes de área local - LAN [Local Area Network] Uma rede em que todas as máquina se encontram situadas dentro do mesmo espaço físico.

8 Tipos de Redes Redes de espaço geográfico mais vasto MAN [Metropolitan Area Network] Uma rede em que todas as máquina se encontram dispersas por espaço geográfico mais vasto, cidade.

9 Tipos de Redes Redes de área alargada WAN [Wide Area Network] Uma rede em que todas as máquina se interligam numa área geográfica mais alargada.

10 Arquiteturas de Redes Como é que é feita a partilha de recursos na rede? Redes ponto-a-ponto (peer-to-peer) Redes cliente/servidor

11 Arquiteturas de Redes Solicita recursos Cliente Servidor Fornece recursos

12 Arquiteturas de Redes Redes ponto-a-ponto (peer-to-peer) Atuam como iguais, isto é, todos os computadores atuam como como cliente (solicita) ou como servidor (fornece).

13 Arquiteturas de Redes Redes ponto-a-ponto (peer-to-peer) Até 10 computadores, menor complexidade O utilizador controla os seus próprios recursos Não existe nenhum ponto central de controlo da rede ou administração da rede

14 Arquiteturas de Redes Redes cliente/servidor Os serviços de rede estão localizados num único computador, o servidor. O servidor tem como função dar resposta aos pedidos.

15 Arquiteturas de Redes Redes cliente/servidor Centenas ou milhares de utilizadores O servidor é uma máquina mais potente, complexa e cara Concentração de recursos Salvaguardar e administrar Ponto de falha único

16 Proposta de Trabalho Em equipa irá criar uma página em O que é uma rede de computadores? Quais as vantagens de uma rede computadores? Quais os tipos de rede que conheces? Explica o seu significado. WAN, LAN, MAN Quais as arquiteturas de redes que conheces? Como funcionam? Ponto-a-ponto e cliente/servidor.

17 Topologias de Rede Mapa da rede Topologia física descreve o layout dos cabos e postos de trabalho e a localização de todos os componentes da rede Topologia lógica define como é que a informação circula nas rede

18 Topologias física da rede Bus ou barramento Star ou estrela Ring ou anel Mesh ou malha Wireless ou sem fios

19 Topologia Bus ou Barramento Todos os computadores estão ligados a um cabo contínuo

20 Topologia Bus ou Barramento Transmissão em broadcast Os sinais (que codificam os dados) são transmitidos de cada computador, através de um cabo comum, para todos os nós da rede ao mesmo tempo

21 Topologia Bus ou Barramento Transmissão em broadcast Todos os computadores vêm esses dados, mas apenas o destinatário recebe Emissor Destinatário

22 Topologia Bus ou Barramento Utilizam-se normalmente cabos coaxiais, o que implica que cada computador liga-se ao cabo através de um conector BNC ou de um transceiver Transceiver (de Transmitter + Receiver) - dispositivo que funciona como recetor e emissor de um dado sinal elétrico.

23 Topologia Bus ou Barramento Nas extremidades do cabo são colocados terminadores (que atuam como resistências, para evitar a dissipação do sinal).

24 Topologia Bus ou Barramento Para acrescentar um computador a uma rede com esta topologia teria que se juntar mais um conector ao conjunto de cabos e conectores já instalados ou mais um transceiver com um cabo próprio de derivação para o computador.

25 Topologia Bus ou Barramento Vantagens Relativamente económica Usa menos cabo do que as restantes topologias São relativamente simples de montar. são pouco exigentes em termos do tipo de equipamento e comprimento de cabos, sendo por isso baratas. cada nó pode transmitir ou receber dados em duas direções.

26 Topologia Bus ou Barramento Desvantagens Dificuldade de mudar ou mover nós Pouca possibilidade de expansão, já que se o cabo backbone não for suficiente para receber mais, é necessário substituí-lo por outro. A remoção ou adição de um dispositivo à rede deve ser feita com todos os computadores desligados. Praticamente não tem tolerância a falhas Dificuldade em diagnosticar falhas ou erros

27 Topologia Star ou Estrela Os computadores da rede ligam-se todos a um ponto central, um hub ou switch através de cabos individuais.

28 Topologia Star ou Estrela O hub ou switch atuam como concentrador O concentrador tem como função receber os sinais provenientes de vários computadores e enviá-los para o computador de destino. As mensagens são emitidas por um computador são enviadas ao concentrador (hub ou switch) e daí são transmitidas para outros computadores ligados à rede.

29 Topologia Star ou Estrela Os hubs ou switch proporcionam muitas vantagens em termos de ligação dos computadores à rede, uma vez que, para inserir ou retirar um computador na rede, basta inserir ou retirar o cabo de ligação desse computador a um conector do hub ou switch.

30 Topologia Star ou Estrela Desvantagens Maior cumprimento de cabo para efetuar as ligações Dependência do nó central se este falha, a rede fica inoperacional

31 Topologia Star ou Estrela Vantagens Facilidade de modificação do sistema todos os cabos convergem para um só ponto Tem um dispositivo por derivação; se a ligação falhar só esse dispositivo é afetado Tem a capacidade de detetar e isolar as falhas o nó central está ligado diretamente a todos os outros Não é necessário parar o funcionamento da rede para inserir ou remover dispositivos.

32 Topologia Ring ou Anel Nesta topologia existe um cabo fechado (backbone) sobre si próprio (anel), ao qual se ligam os vários computadores da rede e outros dispositivos.

33 Topologia Ring ou Anel Os sinais ou mensagens circulam dentro do referido cabo em anel, passando sequencialmente de ligação em ligação até chegar ao destinatário Os dados circulam num sentido de um posto para outro, cada posto inclui um dispositivo de receção e transmissão, o que lhe permite receber o sinal e passá-lo ao posto seguinte, no caso da informação não lhe ser destinada

34 Topologia Ring ou Anel Estas topologias caíram em desuso Uma avaria ou falha numa ligação de um anel pode provocar a quebra de toda a rede. Ainda se vê nalgumas redes de alta velocidade com fibra ótica e duplo anel, em que o segundo anel entra em funcionamento se o primeiro falhar.

35 Topologia Ring ou Anel Vantagens Comprimento do cabo pequeno O desenho das cablagens é bastante simples O crescimento da rede não afeta grandemente a sua performance

36 Topologia Ring ou Anel Desvantagens A falha de um nó provoca a falha da rede A dificuldade de localização de falhas (a falha de um nó provoca a falha de todos os outros A dificuldade em reconfigurar a rede

37 Topologia Mesh ou malha Os computadores e redes locais ligam-se entre si, ponto a ponto, através de cabos e dispositivos de interligação adequados, formando como que uma malha, sem uma configuração bem definida.

38 Topologia Mesh ou malha Este tipo de topologias ocorre bastante nas WANs, onde os vários locais se ligam uns aos outros com base em linhas telefónicas preexistentes. O papel fundamental cabe aos dispositivos de interligação que se encarregam do encaminhamento das mensagens através dos vários nós da malha constituída.

39 Topologia Mesh ou malha Este tipo de topologias ocorre bastante nas WANs, onde os vários locais se ligam uns aos outros com base em linhas telefónicas preexistentes. O papel fundamental cabe aos dispositivos de interligação que se encarregam do encaminhamento das mensagens através dos vários nós da malha constituída.

40 Topologia Mesh ou malha Vantagens: Garante um melhor funcionamento, ao ter grande tolerância a falhas, porque oferece vários caminhos possíveis. Desvantagens: Complexa Cara Difícil de manter e administrar

41 Topologia Wireless ou sem fios Rede Wireless Ah-Hoc estabelecida com 2 ou mais dispositivos Enviam ondas de radio de um para outro e ambos reconhecem a existência do dispositivo com que querem comunicar Utilizado em comunicações entre portáteis ou PDAs

42 Topologia Wireless ou sem fios Rede Wireless multiponto Composto por várias estações cada uma tem um emissor/recetor Comunicam através de um ponto central, WAP (Wireless Access Point)

43 43 Como surgiu o modelo OSI? O que é o modelo OSI? Quais são as camadas do modelo OSI?

44 Como surgiu o modelo OSI? 44 Quando as redes de computadores surgiram as soluções eram, na sua maioria, proprietárias Uma determinada tecnologia só era suportada pelo seu fabricante Não havia a possibilidade de misturar soluções de fabricantes diferentes

45 Como surgiu o modelo OSI? 45 Foi por esta razão que em 1984 a ISO (Internacional Standard Organization), desenvolveu um modelo de referência chamado OSI - Open Systems Interconnection. Um modelo de referência não é mais do que uma arquitectura estabelecida de modo a possibilitar uma maior compatibilidade entre diferentes plataformas.

46 O que é o modelo OSI? 46 Representa um conjunto de protocolos (normas ou convenções) abertos, que serão adotados pelos fabricantes de hardware e criadores de software; Assenta em sete níveis ou camadas (layers), possuindo cada uma funções específicas.

47 estratificação da comunicação entre computadores, em 7 níveis (camadas), pelos quais a informação tem de passar, desde que é gerada por uma aplicação, até chegar ao meio físico de transporte. interface ao nível do utilizador formato de dados comum entre nós de comunicação estabelece, gere e termina ligações entre aplicações assegura a transferência de dados encaminhamento de pacotes suporta a transmissão de dados suporte físico 47

48 Depois da investigação Concluíste que 48

49 Aplicação 49 Estabelece um interface entre o software de aplicação do utilizador e as camadas inferiores.

50 Apresentação 50 Contribui para a codificação e descodificação dos dados ao nível do seu formato visual; procede a conversões de formatos entre sistemas diferentes.

51 Sessão 51 Estabelece, mantém e coordena o intercâmbio de dados entre o emissor e receptor durante uma sessão de comunicação.

52 Transporte 52 Controla o fluxo de informação transmitida e recebida, por forma a que os pacotes das mensagens sejam entregues correctamente.

53 Rede 53 Estabelece, com base nos endereços dos pacotes das mensagens, um caminho, através dos nós da rede ou interligação de redes, para o percurso das mensagens até ao seu destino.

54 Ligação de dados 54 Procede à montagem dos pacotes de bits no formato apropriado à sua transmissão na rede; controla o acesso aos meios físicos de transmissão e o fluxo dos pacotes entre os nós da rede; faz o controlo de erros.

55 Física 55 Define as características do meio físico de transmissão da rede, conectores de rede, interfaces, codificação ou modulação dos sinais, etc.

56 Sinais digitais ais-digitais

57 Tipos de sinais 57 A informação é transmitida ao longo de diversos equipamentos, cada um com a sua especificação em termos de representação do sinal. Os dados analógicos são representados como sinais digitais de modo a poderem circular nos meios elétricos/eletrónicos. Fonte de imagem:

58 Sinal analógico 58 As ondas sonoras correspondentes à Voz podem considerar-se como representativas de Dados Analógicos. Tipo de sinal contínuo que varia em função do tempo. Apresenta uma variação contínua ao longo do tempo, possuindo duas grandezas: amplitude e frequência. Fontes de imagem:

59 Tipos de sinais Sinais Analógicos Em algumas redes alargadas (onde se utilizam linhas telefónicas tradicionais) os sinais são transmitidos em formato analógico. Formato Analógico Impulsos sob a forma de ondas sinusoidais, com amplitudes e frequências que podem assumir valores variáveis dentro de determinados intervalos. 59

60 Tipos de sinais Sinais Digitais A generalidade das redes locais utilizam meios de transmissão que mantêm os dados no seu formato digital. Formato Digital Sinais sob a forma de ondas quadradas 60

61 Tipos de sinais 61 Sinais Digitais Os sistemas informáticos processam informação sob a forma de sinais digitais. Sinais Digitais: Sinais eléctricos que codificam zeros e uns (bits binary digits). A transmissão desses sinais de um computador para outro tem de ser feita de modo a que o receptor possa interpretar os sinais recebidos.

62 Sinais Digitais / Sinais Analógicos 62

63 Sinais Digitais / Sinais Analógicos A tendência é para a generalização de utilização dos sinais digitais mesmo nas redes telefónicas. Enquanto existirem linhas analógicas na interligação de computadores ou redes de computadores, temos de ter em conta as operações de conversão dos sinais digitais para analógicos e vice-versa, operações essas que estão a cargo dos modems. Sinal analógico Sinal digital Sinal digital Sinal analógico 63

64 Modulação/Demodulação Os interfaces que ligam os computadores às redes (placas ou outros dispositivos) tem de possuir circuitos capazes de codificar os sinais a emitir e descodificar os sinais recebidos. Nos casos em que os sinais a transmitir tenham de ser convertidos do formato digital (dos computadores), para o formato analógico (linhas telefónicas tradicionais) há que proceder a operações de modulação e demodulação. 64

65 Modulação/Demodulação Os dispositivos que realizam estas operações são os modems. Modulation + Demodulation 65

66 Modulação/Demodulação Modulação consiste na conversão dos sinais digitais (ondas quadradas) para sinais analógicos (ondas sinusoidais). Demodulação reconversão dos sinais analógicos (ondas sinusoidais) para sinais digitais (ondas quadradas). Sinal analógico Sinal digital Sinal digital Sinal analógico 66

67 Modulação 67 Modulação por amplitude (AM- amplitude modulation) faz-se com que as ondas variem em amplitude (uma determinada amplitude para 1 e outra para 0). Modulação por frequência (FM- frequency modulation) a onda varia em frequência (n.º de ciclos por segundo). Modulação por fase (PM_ Phase Modulation) é feita uma variação de fase das ondas. Aqui serão mantidas tanto a amplitude como a frequência da nossa onda portadora, no entanto esta sofrerá uma mudança de fase sempre que o valor binário se alterar de zero para um ou vice-versa.

68 Como é feito a conversão do sinal? 68 A amostragem e quantificação dum sinal analógico tem como resultado final um conjunto de impulsos cujo valor, alto ou baixo, representa os valores binários (0 s ou 1 s) resultantes da quantificação. Fonte de imagem:

69 Como é feito a conversão do sinal? 69 O processo de modelação do sinal gera uma sequência de códigos binários correspondendo ao sinal analógico original. Fontes de imagem:

70 70 Medidas e grandezas Decibel (db) Em redes de comunicação, mede a perda ou ganho da potência de uma onda. Os decibéis podem ser números negativos, o que representa uma perda na potência da onda ao propagar-se, ou números positivos, o que representa um ganho na potência se o sinal for amplificado. Exemplo: - 10 db o sinal teve uma atenuação db o sinal teve um ganho.

71 Medidas e grandezas 71 Largura de banda Quantidade de informação que pode ser transferida de um ponto na rede para outro ponto num determinado período. Exemplos: Um modem comum de 56kbps (= 7KB/s) de largura de banda. Uma ligação ADSL de 512kbps (=64KB/s).

72 Medidas e grandezas 72 Bit rate É o número de bits transferido por unidade de tempo (segundo); Está diretamente relacionado com a largura de banda do meio de transmissão. Exemplos: Kbps, Mbps, Gbps.

73 Codificação Qualquer que seja o meio físico utilizado (cabos ou ondas no espaço), a transmissão de dados entre computadores é sempre feita através de ondas que codificam bits (zeros e uns). Codificação refere-se ao modo como os sinais são introduzidos no meio físico de transmissão e ao formato como eles são transmitidos nesse meio físico. 73

74 Ruídos 74

75 75 As transmissões de dados como qualquer outro tipo de comunicação, estão sujeitas a interferências ou ruídos que podem afetar o recebimento das mensagens. No caso das transmissões de dados as interferências podem ser devidas, por exemplo à ação de campos eletromagnéticos sobre os cabos por onde circulam os sinais que transportam a informação. A estes fenómenos chama-se atenuação ou distorção.

76 76 O que é? É um tipo de erro que não está presente no sinal original, mas aparece na saída independentemente de haver ou não sinal de entrada. Provém tanto dos circuitos internos como de fontes externas por influência eletromagnética. O ruído pode ser de natureza aleatória ou previsível.

77 Natureza dos ruídos 77 O ruído aleatório provém da agitação térmica dos eletrões presentes nos condutores e componentes eletrónicos. O ruído previsível provém de sinais da rede elétrica, emissores de rádio, telefones celulares, etc.

78 Detetar Crash no sinal 78

79 79 BITS DE PARIDADE E VERIFICAÇÃO DE PARIDADE Um bit extra é acrescentado a uma unidade de dados para verificar se os dados são transferidos sem danos. O receptor verifica a paridade em cada unidade de dados recebida.

80 80 CHECKSUMS (soma de verificação) Uma soma binária é enviada com um pacote, usada para detectar erros de transmissão. O remetente programa um checksum acrescentando os valores binários dos dados e transmite o resultado num pacote com os dados. O receptor programa o checksum sobre os dados e compara o valor com o checksum no pacote.

81 81 TESTE DE REDUNDÂNCIA CÍCLICA Um valor enviado com um pacote, usado para detectar erros de transmissão. Mais complexo de se programar do que um checksum. Detecta mais erros de transmissão.