Redes de Computadores. Prof. André Y. Kusumoto

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1 Redes de Computadores Prof. André Y. Kusumoto

2 Introdução à tecnologia de redes Redes de Computadores Século XX - Era da Informação -> invenção do computador. No início, os mainframes - grandes computadores que ocupavam uma sala inteira - grandes corporações. Anos 80, os computadores começaram a diminuir de tamanho, porém com poder de processamento cada vez maior. Invenção das redes locais de alta velocidade ou LANs (Local Area Network), as instituições de ensino e as grandes empresas puderam interligar os seus microcomputadores em redes, fazendo com que os dados pudessem ser transportados em grande velocidade. 2/12

3 Redes de Computadores Redes de Computadores x Sistemas Distribuídos Prof. André Y. Kusumoto andrekusumoto.unip@gmail.com Uma rede de computadores é um conjunto de computadores autônomos e interconectados. Tanenbaum Em um SD, o usuário não tem conhecimento da existência de vários computadores executando a sua solicitação - TRANSPARÊNCIA Uma coleção de computadores independentes que aparenta aos usuários como se fosse um único computador Tanenbaum 3/12

4 Redes de Computadores A idéia de se conectar computadores entre si surgiu quando foram verificadas necessidades e benefícios dessa tecnologia Compartilhamento de recursos O que fazer quando é necessário imprimir um documento e somente o computador da outra sala tem impressora? Confiabilidade Quando há algum problema em um computador apenas, o sistema continua ativo. Sistemas como os de tráfego aéreo, controle de reatores nucleares e de operações militares, onde não podem ocorrer falhas e o sistema precisa estar sempre disponível Economia A relação preço/desempenho de microcomputadores é bem melhor do que a de um mainframe, por exemplo. Escalabilidade Permite aumentar o desempenho de maneira simples e gradativa, sem se desfazer daquilo que já possui. 4/12

5 Redes para as pessoas Acesso a informações remotas Redes de Computadores Acesso a instituições financeiras para gerenciamento das contas bancárias, transações e investimentos feitos eletronicamente. Compras on-line Conteúdos diversos (jornais, livros, museus, etc) Infinidade de aplicações com Internet Comunicação Pessoa a Pessoa Correio Eletrônico Mensagens Instantâneas VoIP Diversão Interativa Vídeos e Músicas Jogos 5/12

6 Terminologia de TP Latência, Tempo de Processamento e Tempo de Resposta (Response-Time) Latência é o intervalo de tempo que uma mensagem demora para percorrer um determinado canal desde a origem até o seu destino. Tempo de Processamento é a quantidade de tempo que um sistema leva para processar uma determinada solicitação. Tempo de Resposta é o intervalo de tempo entre o último caractere digitado pelo usuário do sistema e o primeiro caractere de resposta enviado pelo computador e visto pelo usuário. Tempo de Resposta = Latência + Tempo de Processamento 6/10

7 Processamento Batch (Lote) Terminologia de TP As transações não são processadas imediatamente, mas guardadas por um determinado tempo, até o agrupamento total, e, então, processadas num único lote. On-line Descreve um sistema onde os dados coletados na estação terminal remota são encaminhados diretamente para o computador central Tempo Real As respostas às entradas são suficientemente rápidas para controlar o processo e ou influir na ação subseqüente. Diferenças entre On-line e Real-Time Uma aplicação em tempo real é sempre on-line, mas o inverso nem sempre é verdadeiro. Na aplicação Real-Time, a resposta provocará alguma ação no processo, existindo, necessariamente, uma garantia no tempo de resposta. 7/10

8 Bit/Byte Hierarquia de Mensagem Os sinais de dados oriundos de um ETD (Equipamento Terminal de Dados) sempre assumem os valores 0 ou 1, portanto são sinais digitais. um computador pode trabalhar em seu dia a dia com vários sistemas numéricos, como por exemplo, o binário, decimal, hexadecimal, etc. Outro termo bastante comum é o byte, que nada mais representa do que um conjunto de bits, usualmente oito (chamada também de OCTETO). Esses 8 bits representam 256 possibilidades: de 0 a 255, equivalentes ao número binário que contém. Um caractere é o conjunto de bits cuja quantidade depende do código utilizado, podendo ser de oito bits, por exemplo. 8/10

9 Hierarquia de Mensagem Prof. André Y. Kusumoto Para converter números decimais em binários (número 11 na base binária): Para converter números binários em decimais (número 1011 na base decimal): 9/10

10 Simplex Modo de Operação Comunicação possível em uma única direção. Exemplos: Um terminal contador de peças fabricadas por uma máquina automatizada. A transmissão do sinal de televisão, rádio. Half-Duplex ou Semi-Duplex Comunicação possível em ambas às direções, porém não simultaneamente. Exemplos: A transmissão de fax A comunicação entre radioamadores Full-Duplex Comunicação possível em ambas às direções simultaneamente. Exemplo: Conversação telefônica entre duas pessoas. 10/12

11 Modo de Operação Prof. André Y. Kusumoto 11/12

12 Classificação segundo a sua escala Redes Locais (LAN) Taxonomia de Redes Também chamada de Local Área Network (LAN), as redes locais são redes privadas de pequena dimensão, chegando a ter alguns quilômetros de extensão e são utilizadas principalmente para o compartilhamento de recursos e troca de informações. Redes Metropolitanas (MAN) As redes metropolitanas (MAN - Metropolitan Área Network) são como redes locais, possuem tecnologias semelhantes, porém com abrangência de um conjunto de bairros ou uma cidade. Redes de Longas Distâncias (WAN) Uma rede geograficamente distribuída (WAN Wide Area Network) tem como principal característica uma grande abrangência, muitas vezes, um país ou continente. 12/12

13 PAN (Personal Area Network) Taxonomia de Redes São redes usadas em residências ou pequenos escritórios, atualmente se tem se expandido devido à evolução da comunicação wireless (sem cabos) nesse tipo de rede, que facilita e barateia a instalação. GAN (Global Area Network) São redes usadas principalmente por multinacionais. Devido a sua extensão global necessita de uma rede privada de grandes extensões. Exemplo: McDonalds. SAN (Storage Area Network) São redes usadas para interligar dispositivos de armazenamento de massa externos (storages), dispositivos de backup (fitas) e servidores nos data centers (centro de dados). 13/8

14 Topologias de Rede Chamamos de topologia de rede a disposição física que os computadores estão organizados. Não se refere à localização geográfica e sim às suas conexões lógicas. 14/12

15 Topologia Barramento Disposição onde todos os computadores estão ligados a um único cabo. Todos os computadores podem enviar algum sinal através do cabo, desde que o meio não esteja ocupado, e nesse caso todos receberão esse sinal. Cada nó possui um endereço, caso a mensagem seja endereçada para um nó, ele aceita, caso contrário, despreza. Comunicação em broadcast. Na prática, existe a necessidade de se colocar terminadores nas extremidades do barramento para que o sinal não seja refletido. Baixo Custo Normalmente se utiliza de cabos do tipo coaxial ou par trançado Compartilhamento do mesmo meio físico. Baixa tolerância a falhas, caso um dos nós falhe, toda rede para de funcionar. 15/12

16 Topologia Estrela Todos os computadores estão ligados a um ponto central. Geralmente, no ponto central encontra-se um hub ou um switch, atuando como um concentrador. Na prática, as redes estrela tem raramente forma assimétrica em que o ponto central esteja localizado a uma distância igual de todos os computadores. Todo o funcionamento de uma rede estrela depende do nó central. A informação é replicada para toda rede (hub, no caso do switch não). Fácil detecção e isolamento de falhas. Caso alguma estação esteja indisponível, a rede continua ativa. Escalabilidade. 16/12

17 Topologia em Anel Os computadores são organizados de forma que sejam conectados e um loop fechado um cabo conecta o primeiro computador a um segundo computador, outro cabo conecta o segundo a um terceiro, e assim por adiante, até que um cabo conecte o computador final de volta ao primeiro. Os computadores não precisam estar dispostos num círculo fisicamente. Informação circula unidirecionalmente até voltar ao remetente. Pouca tolerância a falhas. Se um nó sair do ar, todo o sistema fica indisponível. Em cada estação, é acrescentado um retardo para processamento dos dados. Dificuldade em aumentar a quantidade de estações no anel. Caso a estação queira transmitir algo, ela pega o token e fica autorizada a transmitir. Se outra estação quiser transmitir, ela deverá esperar para pegar o token. 17/12