Redes de Computadores

Transcrição

1 REDES DE COMPUTADORES E INTERNET Introdução a Computação e Engenharia de Software Profa. Cynthia Pinheiro Comunicação de Dados Conceito: é a troca de informação entre dois dispositivos através de algum meio de comunicação como, por exemplo, um par de fios. 1

2 Comunicação de Dados Possui cinco elementos: Mensagem: é a informação a ser transmitida e pode ser constituída de texto, números, figuras, áudio e vídeo etc Transmissor: é o dispositivo que envia a mensagem de dados. Pode ser um computador, uma estação de trabalho, um telefone, uma câmera etc. Receptor: é o dispositivo que recebe a mensagem. Meio: é o caminho físico por onde viaja uma mensagem dirigida ao receptor Protocolo: é um conjunto de regras que governa a comunicação de dados, representa um acordo entre os dispositivos que se comunicam. As redes passaram por um longo processo de evolução antes de chegarem aos padrões utilizados atualmente. As primeiras redes de computadores foram criadas ainda durante a década de 60, como uma forma de transferir informações de um computador a outro. Entre 1969 a 1972, foi criada a ARPANET, o embrião da Internet, que entrou no ar com apenas 4 nós interligados através de links de 50 kbps usando linhas telefônicas dedicadas e adaptadas para link de dados. 2

3 A ideia da ARPANET era desenvolver uma rede de computadores que não pudesse ser destruída por bombardeios e que conseguisse ligar pontos considerados estratégicos para o país, como bases militares e centros de pesquisa. A intenção era criar uma rede sem um comando central, ou seja, um sistema no qual todos os nós da rede tivessem a mesma importância e por onde os dados fossem transmitidos em qualquer sentido (sem uma ordem definida). Anos 70/80 Com o enfraquecimento da URSS, uma nova utilidade para a ARPAnet foi desenvolvida: interligar laboratórios e universidades nos EUA e mais tarde em outros países. Devido à crescente utilização, a rede foi dividida em duas redes menores: ARPAnet (civil) e MILnet (militar). Surge assim a INTERNET. 3

4 Após 1980 O nome Internet começou a ser usado apenas em Em janeiro de 1983, foi estabelecido o TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), a linguagem comum usada por todos os computadores conectados à rede até hoje. Após 1990 Nos anos 90, a Internet deixa de estar restrita ao ambiente acadêmico e científico, passando a ser permitido o seu uso comercial por todo o mundo. No Brasil, sua operação comercial teve início em maio de 1995 e, desde então, o número de usuários conectados à rede nunca mais parou de crescer. 4

5 Dias Atuais A Internet é uma infraestrutura que provê serviços para diversas aplicações: Web Chat Compartilhamento de arquivos Jogos Voz e vídeo Trabalho cooperativo P2P Streaming Etc Conceito de Rede de Computadores É um conjunto de equipamentos interligados de maneira a trocarem informações e compartilharem recursos. Podem ser classificadas segundo a abrangência geográfica: Redes Locais LANs (Local Area Networks), Redes Metropolitanas MANs (Metropolitan Area Networks) Redes Geograficamente Distribuídas WANs (Wide Area Networks). 5

6 Rede Local (LAN) Provê uma conexão de alta velocidade entre processadores, periféricos, terminais e dispositivos de comunicação de uma forma geral e em um único local. Exemplo: Rede Ethernet Rede Metropolitana (MAN) São aquelas que proveem a interligação das redes locais em uma área metropolitana de uma determinada região. 6

7 Rede Geograficamente Distribuída (WAN) Distâncias envolvidas na interligação dos computadores são superiores a uma região metropolitana. A dispersão geográfica pode ser tão grande quanto a distância entre continentes. Exemplo: Internet. A Rede Internet: Sistemas finais Computadores pessoais Servidores TVs, tablets, celulares, etc... Enlaces (links) de comunicação Fibra, cobre, rádio, satélite Taxa de transmissão (bandwidth) Roteadores Provedores de Serviço de Internet (ISP) 7

8 Meios de Transmissão Existem vários meios físicos que podem ser usados para realizar a transmissão de dados. Cada um tem suas próprias características em termos de largura de banda, retardo, custo e facilidade de instalação e manutenção. Os meios físicos são agrupados em: Meios guiados, como fios de cobre e fibras ópticas. Meios não guiados, como as ondas de rádio e os raios laser transmitidos pelo ar. Meios de Transmissão Cabo Coaxial: Consiste em um fio de cobre esticado na parte central, envolvido por um material isolante. O isolante é protegido por um condutor cilíndrico, geralmente uma malha sólida entrelaçada. O condutor externo é coberto por uma camada plástica protetora. 8

9 Meios de Transmissão Par Trançado: Tipo de cabo de rede mais usado atualmente. Existem basicamente dois tipos de par trançado: sem blindagem e com blindagem. A diferença entre eles é a existência, no par trançado com blindagem, de uma malha em volta do cabo protegendo-o contra interferências eletromagnéticas. Meios de Transmissão Fibra Ótica: Transmite informações através de sinais luminosos, em vez de sinais elétricos. É totalmente imune a ruídos, com isso, a comunicação é mais rápida. Opera em alta velocidade (10 a 100 Gbps) e tem baixa taxa de erros 9

10 Meios de Transmissão Fibra Ótica: Suportam velocidades ainda maiores que nos demais meios e permitem transmitir a distâncias praticamente ilimitadas, com o uso de repetidores. São usados para criar os backbones que interligam os principais roteadores da internet. Sem eles, a grande rede seria muito mais lenta e o acesso muito mais caro. Meios de Transmissão Micro-ondas: Usa transmissão de sinais de dados em linha de visão através da atmosfera: As micro-ondas do emissor precisam ver o receptor. Requer estações repetidoras aproximadamente a cada 48km. As ondas seguem uma linha reta Oferece alta velocidade e eficiência quanto ao custo. Suscetível às condições climáticas. 10

11 Meios de Transmissão Transmissão por Satélite: Forma de transmissão por microondas: O satélite age como uma estação de retransmissão. Componentes: a estação terrestre envia e recebe sinais do satélite. um transponder recebe e amplifica o sinal, modifica a frequência e retransmite os dados. Útil quando os sinais devem percorrer milhares de quilômetros. Meios de Transmissão Transmissão sem Fio: Transmitem dados em distâncias relativamente curtas usando técnicas de transmissão sem fio. Exemplos: IrDA: usa infravermelho em linha de visão direta. Bluetooth: usa ondas de rádio para conectar dispositivos móveis. Padrões : regem a transmissão sem fio (WI-FI). 11

12 Formas de Conectividade Borda da rede: aplicações em hosts Núcleo da rede: roteadores Redes de acesso (meio físico): enlaces de comunicação Formas de Conectividade Um meio físico que conecta dois computadores costuma ser chamado de enlace de comunicação. Um enlace limitado a um par de nós é chamado enlace ponto-a-ponto. 12

13 Formas de Conectividade Um enlace formando um barramento de múltiplo acesso, conectando mais de dois nós é chamado enlace multiponto. Usado em redes locais como Ethernet. Formas de Conectividade Problema: número de computadores ligados diretamente é limitado. Solução: rede comutada Nós na borda + nós no núcleo da rede 13

14 Formas de Conectividade Acesso Residencial: Discado (Dial-up) via modem Acesso direto ao roteador de até 56kbps (teoricamente) Não dá pra navegar pela Web e telefonar ao mesmo tempo Formas de Conectividade Acesso Residencial: Discado (Dial-up) via modem Dados digitais são convertidos para sinais analógicos e vice-versa. 14

15 Formas de Conectividade Acesso Residencial: ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line Voz e dados são transmitidos em diferentes frequências sobre uma linha dedicada até a central Formas de Conectividade Acesso Residencial: ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line Quanto maior a banda de frequência, maior a velocidade de transmissão. 15

16 Formas de Conectividade Acesso Residencial: TV a Cabo Multiplexação por divisão de frequência Canais diferentes são transmitidos em diferentes faixas de frequência. Diferença com ADSL: acesso compartilhado das residências ao roteador Formas de Conectividade Acesso Residencial: TV a Cabo 16

17 Formas de Conectividade Acesso Residencial: Rede Doméstica Formas de Conectividade Acesso Corporativo:Ethernet Usado tipicamente em empresas, universidades, etc. Velocidades de 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps Os sistemas terminais se conectam a switches. 17

18 Protocolos de Comunicação: Protocolo é a linguagem usada pelos dispositivos de uma rede de modo que eles consigam se entender, isto é, trocar informações entre si. Um protocolo define o formato e a ordem de mensagens trocadas entre duas ou mais entidades comunicantes, assim como as ações tomadas durante a transmissão e/ou recepção de uma mensagem. Protocolos de Comunicação 18

19 Protocolos de Comunicação: Exemplos de Protocolos de Comunicação: HTTP (HyperText Transfer Protocol): é usado principalmente para acessar dados na Internet. Esse protocolo permite a transferência de dados na forma de textos simples, hipertextos, áudios, vídeos etc. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): esse protocolo é o mecanismo padrão de correio eletrônico da Internet. FTP (File Transfer Protocol): é o protocolo de transferência de arquivos, sendo o mecanismo padrão oferecido pela internet para copiar um arquivo de um host para outro. Protocolos de Comunicação: Exemplos de Protocolos de Comunicação: TCP (Transmission Control Protocol): a característica desse protocolo é oferecer um serviço confiável entre aplicações. Exemplo: Web, . UDP (User Datagram Protocol): é conhecido pela característica de ser um protocolo otimista, ou seja, ele envia todos os seus pacotes, acreditando que eles chegarão sem problemas e em sequência ao destinatário. Exemplo: Streaming, Vídeo conferência. IP (Internet Protocol): é o principal protocolo do nível de interrede na arquitetura TCP/IP. 19

20 Bibliografia Esta aula foi retirada dos seguintes livros/apostilas: CANTU, Evandro. e Internet. CEFET/SC,