UNICE Ensino Superior Introdução a Redes de Computadores Aula 01

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1 UNICE Ensino Superior Introdução a Redes de Computadores Aula 01 PROFESSOR: Hiarly Alves Rodrigues Paiva Introdução a Redes de Computadores FACULDADE UNICE Fortaleza CE

2 Ementa Introdução. Topologias de redes. Transmissão da Informação. Meios físicos de transmissão. Arquiteturas de redes de computadores. Modelo OSI da ISO. Modelo TCP/IP. Padrão IEEE 802.

3 Referências Biográficas

4 INTRODUÇÃO As redes surgiram da necessidade de compartilhar dados em tempo hábil. Como os computadores pessoais são ótimos para produzir dados, gráficos, planilhas e outras coisas, pensou-se porque não compartilhar as informações do micro? Então foi criada um recurso da informática para compartilhamentos de dados, chamada de malha de dados ou como a conhecemos hoje rede de computadores. assim acabando com o limite da distancia. Na Tecnologia da Informação uma "Rede", pode ser definida como uma ligação ou junção em conjunto de vários equipamentos, todos inter-ligados entre si.

5 Os computadores que fazem parte de uma rede, podem compartilhar : Dados Mensagens Gráficos Impressoras Modems e diversos dispositivos de hardware.

6 TIPOS DE REDES LAN, MAN, WWAN, RAN, WAN, PAN, SAN, CAN, WMAN Qual a diferença?

7 Uma rede possui diversas características distintas quando separadas geograficamente, mas como defini-las? Qual o critério de classificação de uma Rede de computadores?

8 Uma rede de comunicação entre computadores e/ou dispositivos pode ser classificada por um ou mais critérios. Podemos classificar as redes de acordo com : Débito ( Acesso baixo, médio, alto, muito alto) Topologia ( anel, estrela, híbrida, etc ) Meios físicos (cobre, fibra óptica, micro-ondas, infravermelho, bluetooth ) Tecnologia de suporte (comutação de pacotes, comutação de circuitos, etc) ou segundo o Ambiente ao qual se destinam (redes de escritório, redes industriais, redes militares, redes de sensores,etc) No entanto, a classificação mais frequente baseia-se na área geográfica ou organizacional e aí entram os termos que normalmente ouvimos: LAN, MAN, WMAN, PAN, SAN etc.

9 Vamos então mostrar uma simples explicação de algumas definições mais comuns das redes de computadores: LAN (Local Area Network) Também chamada de Redes Locais, são o tipo de redes mais comuns uma vez que permitem interligar computadores, servidores e outros equipamentos de rede, numa área geográfica limitada (ex. Salas de Aula, Residências, Praças de Alimentação, etc). MAN (Metropolitan Area Network) Permitem a ligação de redes e equipamentos em uma área metropolitana (ex. locais situados em diversos pontos de uma cidade). O serviço NET Virtua pode ser considerado uma Rede MAN.

10 WAN (Wide Area Network) Permitem a interligação de redes locais, metropolitanas e equipamentos de rede, numa grande área geográfica (ex. país, continente, etc). RAN (Regional Area Network) é uma rede de uma região geográfica específica. Caracterizadas pelas conexões de alta velocidade utilizando cabo de fibra óptica, RANs são maiores que as redes LAN e MAN, mas são menores que as Redes WAN. Num sentido mais restrito as Redes RANs são consideradas uma sub-classe de redes MAN.

11 PAN (Personal Area Network) Também é designada como redes de área pessoal, é o tipo de rede onde é utilizada tecnologias de rede sem fios para interligar os mais variados dispositivos (ex. computadores, smartphones, tablets etc) em uma área muito reduzida. WWAN (Wireless Wide Area Network) Rede de longa distância sem-fio é uma tecnologia que as operadoras de celulares utilizam para criar a sua rede de transmissão. (Ex. CDMA, GSM, HSPA, etc).

12 WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) Muito similar a Redes MAN, mas esta não possui fios. Foi atribuído a este padrão, o nome WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) onde oferece conectividade para uso doméstico, empresarial e em hotspots através de um único ponto linear.

13 CAN (CAMPUS AREA NETWORK) Rede que interliga computadores situados em diferentes edificações de um mesmo complexo institucional (Ex. Universidades, Condomínios, etc).

14 SAN (Storage Area Network) Regularmente chamadas de Redes de armazenamento, têm como objetivo a ligação entre vários computadores e dispositivos de storage (armazenamento) em uma área limitada. Considerando que é fundamental que estas redes têm grandes débitos (rápido acesso à informação), utilizam tecnologias diferenciadas como por exemplo Fiber Channel.

15 Classificação das Redes Redes peer-to-peer ( ponto-a-ponto) As redes ponto-a-ponto caracterizam-se por não haver a figura do servidor. A rede é composta por micros que podem usar recursos disponíveis em outros computadores da rede, como unidades de disco, impressoras e modens. Todos os sistemas operacionais hoje em dia fornecem todos os elementos necessários para o funcionamento de uma rede ponto-aponto. Na maioria das redes ponto a ponto, é difícil para os usuários rastrearem onde está a informação porque os dados são geralmente armazenados em vários computadores. Isso dificulta o backup de informações de negócios importantes, e, na maioria dos casos, as pequenas empresas não conseguem concluir backups. Em muitos casos, há várias versões do mesmo arquivo em computadores diferentes no grupo de trabalho.

16 Classificação das Redes Redes client/server (cliente/servidor ) Na Rede Cliente Servidor existe um computador central, onde são armazenados aplicativos, arquivos. Ele age como um HUB central para compartilhar impressoras, fazer backup geral, executar o gerenciamento da rede e principalmente para prover a segurança. Na rede Cliente Servidor encontramos vantagens como: Flexibilidade de hardware, Armazenamento central de dados, Segurança e Serviço de Backup. Em uma rede baseada em servidor, o servidor é o local central onde os usuários compartilham e acessam recursos da rede (veja Figura 4). Esse computador dedicado controla o nível de acesso dos usuários aos recursos compartilhados. Os dados compartilhados ficam em um único local, facilitando o backup de informações de negócios importantes. Cada computador conectado à rede é chamado de computador cliente.

17 Topologias de Redes A topologia de rede é o padrão no qual o meio de rede está conectado aos computadores e outros componentes de rede. Existem duas categorias básicas de topologias de rede: Topologias físicas Topologias lógicas Topologia física representa como as redes estão conectadas (layout físico) e o meio de conexão dos dispositivos de redes (nós ou nodos). Topologias lógicas são frequentemente associadas à Media Access Control métodos e protocolos. Topologias lógicas são capazes de serem reconfiguradas dinamicamente por tipos especiais de equipamentos como roteadores e switches.

18 Topologias Redes - Físicas Ponto a Ponto A topologia ponto a ponto é a mais simples. Une dois computadores, através de um meio de transmissão qualquer. Dela pode-se formar novas topologias, incluindo novos nós em sua estrutura. Barramento Esta topologia é bem comum e possui alto poder de expansão. Nela, todos os nós estão conectados a uma barra que é compartilhada entre todos os processadores, podendo o controle ser centralizado ou distribuído. O meio de transmissão usado nesta topologia é o cabo coaxial.

19 Topologias Redes - Físicas Anel ou Ring A topologia em anel utiliza em geral ligações pontoa-ponto que operam em um único sentido de transmissão. O sinal circula no anel até chegar ao destino. Esta topologia é pouco tolerável à falha e possui uma grande limitação quanto a sua expansão pelo aumento de retardo de transmissão (intervalo de tempo entre o início e chegada do sinal ao nó destino). Estrela A topologia em estrela utiliza um nó central (comutador ou switch) para chavear e gerenciar a comunicação entre as estações. É esta unidade central que vai determinar a velocidade de transmissão, como também converter sinais transmitidos por protocolos diferentes. Neste tipo de topologia é comum acontecer o overhead localizado, já que uma máquina é acionada por vez, simulando um ponto-a-ponto.

20 Topologias Redes - Físicas Árvore A topologia em árvore é basicamente uma série de barras interconectadas. É equivalente a várias redes estrelas interligadas entre si através de seus nós centrais. Esta topologia é muito utilizada na ligação de Hub s e repetidores. Estrutura Mista ou Híbrida A topologia híbrida é bem complexa e muito utilizada em grandes redes. Nela podemos encontrar uma mistura de topologias, tais como as de anel, estrela, barra, entre outras, que possuem como características as ligações ponto a ponto e multiponto.

21 Topologias Redes - Físicas Grafo (Parcial) A topologia em garfo é uma mistura de várias topologias, e cada nó da rede contém uma rota alternativa que geralmente é usada em situações de falha ou congestionamento. Traçada por nós, essas rotas têm como função rotear endereços que não pertencem a sua rede. Topologias Redes - Lógica Refere-se ao modo como os dados circulam entre os computadores da Rede.

22 Topologias Redes - Lógica Refere-se ao modo como os dados circulam entre os computadores da Rede. ARQUITETURA DE REDES Ethernet Numa rede Ethernet, consoante o equipamento e o cabo utilizado temos uma topologia lógica de transmitir dados, para toda a rede (broadcast) embora só máquina com a placa de rede com o endereço indicado nos dados é que os receberá. Atualmente, pode ser estabelecida a ligação só com a máquina a que se destina a transmissão. Existem colisões quando duas transmissões começam ao mesmo tempo. Quando ocorrem colisões a transmissão tem que reiniciar outra vez. Ethernet é a tecnologia de rede mais utilizado em redes locais e pode ser facilmente identificado pelos conectores RJ-45 em cada um dos seus cabos, que se assemelham tomadas de telefone extra-largas.

23 Hardware de rede Token Ring Um pacote especial, token (testemunho) circula ao longo do cabo do anel; Quando um terminal/computador quer enviar informações, tem de esperar por um token livre; Quando o token está a ser utilizado por um terminal, os outros terminais não podem transmitir informação; Não existem colisões - não há desperdício de tempo. Em redes Token Ring, um pacote de dados vazio passa por cada computador em forma contínua. Qualquer computador que quiser enviar dados coloca sua informação no pacote vazio e adiciona o endereço do destino. O pacote se move para o computador seguinte, que o passa para o seguinte se a direção não for a sua.

24 Hardware de rede As redes FDDI É uma tecnologia de transmissão idêntica às das redes Token Ring, mas utilizando, vulgarmente, cabos de fibra óptica, o que lhes concede capacidades de transmissão muito elevadas (em escala até de Gigabits por segundo) e a oportunidade de se alargarem a distâncias de até 200 Km, conectando até 1000 estações de trabalho. Estas particularidades tornam esse padrão bastante indicado para a interligação de redes através de um backbone nesse caso, o backbone deste tipo de redes é justamente o cabo de fibra óptica duplo, com configuração em anel FDDI, ao qual se ligam as sub-redes. FDDI utiliza uma arquitetura em anel duplo. O que é backbone? Pouca gente sabe, mas se não fosse pelo backbone, provavelmente não teríamos acesso à Internet em nossas casas, empresas, nos shoppings e outros ambientes. Backbone significa espinha dorsal, e é o termo utilizado para identificar a rede principal pela qual os dados de todos os clientes da Internet passam. É a espinha dorsal de um grande rede.

25 Hardware de rede Uma rede sem fio ( Wireless ) Wireless, do inglês, quer dizer "sem fio". Assim, qualquer tipo de conexão que não dependa de cabos para a troca de informações pode ser chamada de "wireless". Bons exemplos são o Bluetooth (presente na maioria dos smartphones), infravermelho (em sistemas de alarmes e travas de carro) e o próprio Wi-Fi, um protocolo de internet sem fio que permite que computadores trabalhem em rede.

26 Hardware de rede No hardware de rede é que define o bom funcionamento ou não da sua rede, no hardware de rede temos : Tipos de cabos Tipos de adaptadoras Periféricos de conectividade As placas de rede, conhecidas também por Adaptadoras de rede ou NICs (Network Interface Card ou Placa de interface para rede de Comunicações). A função principal de uma placa de rede é a de liberar todos os dados compartilhados dentro do microcomputador. Convertendo assim, esses dados em sinais mais fortes que irão trafegar pelos cabos da rede até o outro microcomputador ou até o equipamento central da rede, no caso, o dispositivo switch de rede.

27 Hardware de rede Hub (dispositivo central da rede). A principal função do repetidor hubs comuns é a de conectar dois ou mais seguimentos de uma rede local. Switch Utilizado para recebe todos os frames e verifica qual o endereço destino e, sem aguardar a chegada completa de cada frame, envia-os imediatamente. O Switch (distribuidor de sinais de dados) não verifica se algum pacote de dados (frames) chegou completo e sem erros ao destino, com isso, a rapidez na transferência dos dados.

28 Hardware de rede Concentradores Um dispositivo concentrador de sinais numa rede local são hubs montados em chassi modulares, permitindo assim, uma maior flexibilidade e performance na rede quando se deseja ampliá-la ou configurá-la. O concentrador pode ser formado com vários Hubs (dispositivos centrais), Bridges (dispositivos ponte), Routers (dispositivos que roteiam ou direcionam os dados roteadores), etc.

29 Hardware de rede Roteador Para que um computador com um endereço IP de rede diferente seja reconhecido por um outro numa outra rede, será preciso utilizar um dispositivo conhecido por router ou roteador. Ponte Este dispositivo conhecido por Bridge tem como finalidade interligar duas ou mais sub-redes, formando assim, uma ponte entre dois seguimentos das redes. A interligação entre as redes reduz o tráfego de dados em cada rede e, com isso, a performance das redes interconectadas é bem maior. De forma geral, um dispositivo bridge opera mais rápido que um roteador.

30 Fontes escreveassim.com.br microsoft.com : Redes ponto a ponto e Redes baseadas em servidor.