REDES DE COMPUTADORES LAN e WAN: Topologias e Equipamentos

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1 Administração de Empresas 2º Período Informática Aplicada REDES DE COMPUTADORES LAN e WAN: Topologias e Equipamentos Prof. Sérgio Rodrigues 1

2 INTRODUÇÃO Introdução Este trabalho tem como objetivos: definir uma rede local - LAN definir uma rede aberta - WAN descrever os principais componentes de uma rede e os equipamentos que a constituem dar perspectivas de uso de LAN / WAN em telecomunicações e sua integração com cabeamento e sistemas sem fio Prof. Sérgio Rodrigues 2

3 LAN O QUE É UMA REDE LOCAL - LAN? É uma rede, limitada em uma área geográfica, na qual computadores e outros equipamentos são conectados através s de um cabeamento comum. Hub Prof. Sérgio Rodrigues 3

4 LAN PARA QUÊ SÃO USADAS AS LANs? As LANs permitem aos usuários compartilhar informações e recursos: arquivos e backup impressoras bancos de dados Prof. Sérgio Rodrigues 4

5 COMPONENTES DIVERSOS DE UMA LAN LAN Placas de rede Impressora em rede Usuários Servidor Cabeamento de rede Sistema Operacional de Rede Prof. Sérgio Rodrigues 5

6 TOPOLOGIAS DE REDE LAN ANEL ESTRELA BARRAMENTO Prof. Sérgio Rodrigues 6

7 COMO AS INFORMAÇÕES TRAFEGAM NA REDE LAN as informações são colocadas em pacotes ; pacotes são como envelopes que levam as informações até o destinatário; o formato do pacote é definido pelo protocolo de rede. Endereço de origem Endereço de destino Prof. Sérgio Rodrigues 7

8 MODELO ISO / OSI LAN Layer 7 Aplicação Layer 6 Apresentação Interface entre o software de rede e os softwares de aplicação do usuário. Representação de dados. Layer 5 Sessão Layer 4 Transporte Layer 3 Rede Layer 2 Enlace Layer 1 Físico Tabela de endereçamento e segurança. Controle da transmissão de ponta a ponta. Estabelece conexão lógica cuidando do tráfego e roteamento (p.ex., routers, routing switches) Responsável pelo acesso lógico ao ambiente físico da rede (por exemplo bridges, switches) Cabos, conectores, fios, repetidores (hubs), etc. (aspectos mecânicos, elétricos e físicos) Prof. Sérgio Rodrigues 8

9 LAN Rede Ethernet Barramento lógico, estrela ou barramento físico Usa CSMA/CD 10 Mbps de banda compartilhada UTP, coaxial ou fibra ótica IEEE standard Tecnologia de rede mais comum atualmente Prof. Sérgio Rodrigues 9

10 Rede Fast Ethernet Como a Ethernet, exceto: 100 Mbps UTP, STP, ou fibra IEEE 802.3u standard Está se tornando o novo padrão de tecnologia até o PC Prof. Sérgio Rodrigues 10

11 LAN Rede Giga Ethernet Fácil migração, sem interrupção e com baixo custo Escalabilidade para altas performances; Próxima geração de tecnologia de backbone baseada em frames. Inalterado Aplicações Fast Ethernet Inalterado Gerenciamento Gigabit Ethernet Compatível CSMA/CD MAC Fibra MM (1000BASE-LX) Twisted Pair (1000BASE-T) Meio a escolher Fibra SM Twinax (1000BASE-SX) (1000BASE-CX) Prof. Sérgio Rodrigues 11

12 LAN ATM (Asynchronous Transfer Mode) 25 Mbps, 155 Mbps, ou 622 Mbps Baseado em células célula de 53 bytes conexão negociada conexões ponta a ponta circuitos virtuais baseado em Switch capacidade dedicada ATM Switch Frame Switch 5 bytes Header ATM Cell 53 bytes 48 bytes Ethernet Frame Data Payload 64 bytes to 1518 bytes Prof. Sérgio Rodrigues 12

13 Tecnologias de LAN Velocidade Aplicado em Custo Meio físico LAN Ethernet 10 Mbps Maioria das instalações de LANs baixo Coax, STP, UTP, fibra Fast Ethernet 100 Mbps Workstations requerendo mais que 10 Mbps; backbone médio STP, UTP, fibra Gigabit Ethernet 1 Gbps Backbone alto fibra Token Ring 4 or 16 Mbps Locações com mainframes IBM baixo STP, UTP, fibra (entre hubs) FDDI 100 Mbps Locações que necessitam alta segurança ATM 25 Mbps- Backbone alto Fibra 622 Mbps+ Prof. Sérgio Rodrigues 13 alto Fibra, CDDIcopper

14 EQUIPAMENTOS DE REDE - REPETIDORES (HUBs) LAN Todas as estações recebem a informação Estende as LANs e o máximo comprimento do cabeamento O sinal é recebido em todas as portas Repete e regenera os sinais de uma porta para a seguinte Repetidor Prof. Sérgio Rodrigues 14 A B A transmite para B

15 O que faz o HUB LAN HUB é um equipamento que concentra em um barramento ativo todas as ligações de cabos das estações, impressoras e do servidor. Hub Rede Local - LAN Workstations dos usuários Servidor Prof. Sérgio Rodrigues 15

16 Evolução Antes dos hubs: Inicialmente as estações usavam transceivers e cabos AUI Depois as estações foram ligadas em cadeia Isto dificultou o troubleshooting Com os hubs: As estações são conectadas centralmente, o que facilita a manutenção e o troubleshoot Workstations dos usuários Workstations dos usuários Hub Workstations dos usuários LAN Server Server Server Prof. Sérgio Rodrigues 16

17 HUBs pré-configurados LAN Hubs pré-configurados são constituídos de: Número fixo de portas Suporte a um único tipo de LAN (por exemplo Ethernet ou Token Ring; não os dois) LEDs para mostrar se o hub está trabalhando, e quais portas LEDs Usuário Portas Prof. Sérgio Rodrigues 17

18 HUBs modulares LAN Chassis Slots Módulo Hubs modulares são constituídos de: Chassis com backplane e slots para módulos. Suporte a um único tipo de LAN (por exemplo Ethernet ou Token Ring; não os dois) LEDs para mostrar se o hub está trabalhando, e quais portas Prof. Sérgio Rodrigues 18

19 Modulares versus pré-configurados LAN Vantagens do HUB pré-configurado: o cliente gasta conforme a rede cresce pode ser Standalone ou stackable pode ser gerenciado como uma peça única Vantagens do HUB Modular : flexível e expansível vários tipos de LAN podem ser suportadas (com o uso de módulos de roteamento/bridge) aplicável em grandes corporações capacidade de gerenciamento avançado Standalone Stackable Modular Prof. Sérgio Rodrigues 19

20 EQUIPAMENTOS DE REDE - BRIDGES Usuários neste lado da bridge não recebem as informações LAN Segmenta o tráfego e reduz congestionamentos Mantém o tráfego local no local. Pode conectar tipos de LAN similares. Atualmente não são utilizadas. A Bridge A transmite para B Segmento A Segmento B B Prof. Sérgio Rodrigues 20

21 LAN EQUIPAMENTOS DE REDE - SWITCHES Switches são bridges de alta velocidade com muitas portas São independentes de protocolos Podem conectar tipos de LAN similares Têm grande densidade de portas e um baixo custo. Marketing RH Switch Tesouraria Vendas Prof. Sérgio Rodrigues 21

22 SWITCH Pode ser baseado em frames ou em células (ATM) Acréscimo significativo de performance Baixo custo e fácil de usar Desktop ou backbone Tráfego baseado no Layer 2 Conexão dedicada por porta Protege o investimento em placas de rede, sistema operacional e treinamento de pessoal. Segmento A Switch Prof. Sérgio Rodrigues 22 B Conexão com largura de banda cheia Segmento B Segmento C Segmento D A A transmite para B LAN

23 TIPOS DE SWITCH LAN Hubs Segment Switching Desktop Switching Backbone Switching Prof. Sérgio Rodrigues 23

24 SWITCHES E REDES VIRTUAIS - VLANs VLAN1: A, D, E Topologia A B C D LAN VLAN2: B, C, F, G Switch G E F Prof. Sérgio Rodrigues 24

25 VLANs - PORQUE SÃO IMPORTANTES Switch LAN VLAN 1 Separa os domínios de Broadcast por VLAN. O roteador é necessário A D Bridge Interna E para o tráfego entre VLANs. Router C VLAN 2 Prof. Sérgio Rodrigues 25 B F Bridge Interna G

26 EQUIPAMENTOS DE REDE - ROTEADORES Realiza a conexão entre tipos de LANs similares/diferentes Uso em LAN ou WAN Mais caros e complexos que os switches Dependente de Protocolo Prof. Sérgio Rodrigues 26 A C O roteador encaminha os pacotes usando rotas conforme disponibilidade, economia e outros parâmetros Router 1?? D B Router 2 Router 3 A transmite para D WAN

27 Router 1 COMO OS ROTEADORES TRABALHAM Station A 3A A1 B1 Network X TO A2 TO A1 3A FRO M B1 FRO M Heade r Heade r Data Token Ring frame Data WAN Ethernet frame Router 2 6D A2 B2 Network Z TO 6D FRO M B2 Heade r Data Ethernet frame Prof. Sérgio Rodrigues 27

28 EQUIPAMENTOS DE REDE - SWITCHES ROTEADORES ROTEADORES Marketing Financeiro Inteligência de um roteador com a performance de um switch Usado no lugar do roteador para controlar o tráfego de LAN no backbone Otimizado quando apenas com tráfego IP Usado em LAN apenas (não em WAN) Prof. Sérgio Rodrigues 28 RH Routing Switch Switch Switch LAN / WAN Router Vendas WAN

29 LAN / WAN REDE TÍPICAS SOHO (pequenas redes) WORKGROUP (número pequeno de usuários, geralmente de um grupo de trabalho). DEPARTAMENTAL (conjunto de workgroups) Marketing Shows e exibições Internet Studio Marketing Prof. Sérgio Rodrigues 29

30 BACKBONE (interconexão de LANs) REDE TÍPICAS LAN / WAN Marketing ACESSO REMOTO (conexão de WAN Router Finance escritórios remotos através da WAN) R&D Prof. Sérgio Rodrigues 30

31 REDE TÍPICAS LAN / WAN CORPORATIVA (interconexão de LANs, locais e remotas) Matriz Prof. Sérgio Rodrigues 31

32 REDES SEM FIO LAN / WAN Prof. Sérgio Rodrigues 32

33 LAN / WAN REDE LOCAL SEM FIO (WIRELESS LAN) É uma rede onde os diversos computadores trocam informações entre si através de ondas de rádio. Prof. Sérgio Rodrigues 33

34 Dados importantes sobre WIRELESS! A antena interna é do tipo multidirecional. A taxa de transmissão é de 2 Mbps. LAN / WAN A bridge pode ser colocada numa mesa, num rack padrão 19, ou fixado diretamente na parede. A frequência de transmissão é de 2,4 GHz (microondas), com tecnologia Spread Spectrum de sequência direta. Esta faixa de frequência não necessita de licença a de operação!! Prof. Sérgio Rodrigues 34

35 LAN / WAN Área de cobertura da Rede Interna Wireless LAN (Raio de ação) a Ambiente Características Distância (m) Escritório aberto Sem divisórias Escritório semi-aberto Escritório fechado Paredes de concreto Divisórias meia-altura Paredes Concreto reforçado menos de 10 Prof. Sérgio Rodrigues 35

36 LINK EXTERNO (WIRELESS WAN) LAN / WAN 2,4 GHz 2 Mbps até 10 km aproximadamente Prof. Sérgio Rodrigues 36

37 Dados importantes sobre Links externos! A antena externa é do tipo direcional. A ligação externa exige visada direta. LAN / WAN Para transmissão de dados (exclusivamente) a freqüência de transmissão é de 2,4 GHz, com tecnologia Spread Spectrum de sequência direta, com taxa de transmissão de 2 Mbps. Esta faixa de frequência não necessita de licença a de operação!! Com a tecnologia Voz/Fax sobre IP (VoIP( VoIP) ) pode ser utilizado o link para transmissão telefônica. Prof. Sérgio Rodrigues 37

38 Baseado e adaptado de artigos e apresentações da Bay Networks, Cabletron, Micom, Lucent e Lantronix. sralves3@hotmail.com Prof. Sérgio Rodrigues 38