Disciplina : Transmissão de Dados

Disciplina : Transmissão de Dados Paulo Henrique Teixeira Overwiew Conceitos Básicos de Rede Visão geral do modelo OSI Visão geral do conjunto de protocolos TCP/IP 1

Conceitos básicos de Rede A largura de banda é um componente crucial de redes. A largura de banda é uma das decisões mais importantes a serem tomadas quando da criação de uma rede. Este módulo estuda a importância da largura de banda, explica como é calculada e como é medida. As funções de rede são descritas utilizando-se modelos em camadas. Este módulo cobre os dois modelos mais importantes, que são o modelo Open System Interconnection (OSI) e o modelo Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). O módulo apresenta também as diferenças e similaridades entre os dois modelos. Além disso, este módulo apresenta uma breve história sobre redes. Ele descreve também os dispositivos de rede, assim como cabeamento, e as disposições físicas e lógicas. Este módulo também define e compara LANs, MANs, WANs, SANs, e VPNs. Evolução das Redes As redes de dados foram desenvolvidas como um resultado dos aplicativos empresariais que foram escritos para microcomputadores. Naquela época os microcomputadores não eram conectados da mesma maneira que os terminais de computadores mainframe, portanto não havia uma maneira eficiente de compartilhar dados entre vários microcomputadores.tornou-se óbvio que o compartilhamento de dados através da utilização de disquetes não era uma maneira eficiente e econômica de se administrar Empresas. As empresas precisavam de uma solução que respondesse satisfatoriamente às três questões abaixo: Como evitar a duplicação de equipamentos e recursos Como se comunicar eficazmente Como configurar e gerenciar uma rede 2

Histórico Histórico 3

Histórico Histórico 4

Histórico-Onde Chegamos? Histórico-Onde Chegamos? 5

Histórico-Onde Chegamos? Histórico-Onde Chegamos? 6

Histórico-Onde Chegamos? Topologia de Redes Topologias de rede definem a estrutura da rede. Uma parte da definição de topologia é a topologia física, que é o layout efetivo dos fios ou meios físicos. A outra parte é a topologia lógica, que define como os meios físicos são acessados pelos hosts para o envio de dados 7

Topologia de Redes Uma topologia em barramento (bus) usa um único cabo backbone que é terminado em ambas as extremidades. Todos os hosts são diretamente conectados a este backbone. Topologia de Redes Uma topologia em anel (ring) conecta um host ao próximo e o último host ao primeiro. Isto cria um anel físico utilizando o cabo. 8

Topologia de Redes Uma topologia em estrela (star) conecta todos os cabos a um ponto central de concentração. Topologia de Redes Uma topologia em estrela estendida (extended star) une estrelas individuais ao conectar os hubs ou switches. Esta topologia pode estender o escopo e a cobertura da rede. 9

Topologia de Redes Uma topologia hierárquica é semelhante a uma estrela estendida. Porém, ao invés de unir os hubs ou switches, o sistema é vinculado a um computador que controla o tráfego na topologia. Topologia de Redes Uma topologia em malha (mesh) é implementada para prover a maior proteção possível contra interrupções de serviço. A utilização de uma topologia em malha nos sistemas de controle de uma usina nuclear de energia interligados em rede seria um excelente exemplo. Como é possível ver na figura, cada host tem suas próprias conexões com todos os outros hosts. Apesar da Internet ter vários caminhos para qualquer local, ela não adota a topologia em malha completa. 10

Terminologia de redes Topologias de rede definem a estrutura da rede. Uma parte da definição de topologia é a topologia física, que é o layout efetivo dos fios ou meios físicos. A outra parte é a topologia lógica, que define como os meios físicos são acessados pelos hosts para o envio de dados. Terminologia de redes 11

Rede Lan(Local area Network) As redes locais consistem nos seguintes componentes: Computadores : Placa de Interface de Rede Dispositivos periféricos Meios de rede Dispositivos de rede Redes locais possibilitam que as empresas utilizem a tecnologia para o compartilhamento eficiente de arquivos e impressoras locais, além de possibilitar a comunicação interna. Um bom exemplo desta tecnologia é o e- mail. Elas unem dados, comunicações locais e equipamento de computação. Algumas tecnologias comuns à rede local são: Ethernet Token Ring FDDI Rede Wan(Wide area Network) As WANs interconectam as redes locais, fornecendo então acesso a computadores ou servidores de arquivos em outros locais. Como as WANs conectam redes de usuários dentro de uma vasta área geográfica, elas permitem que as empresas se comuniquem ao longo de grandes distâncias. Com a utilização de WANs torna-se possível que os computadores, impressoras e outros dispositivos em uma rede local compartilhem e sejam compartilhados com locais distantes. As WANs proporcionam comunicações instantâneas através de grandes áreas geográficas. A capacidade de enviar uma mensagem instantânea (IM) para alguém em qualquer lugar do mundo proporciona as mesmas capacidades de comunicação que antigamente eram possíveis somente se as pessoas estivessem no mesmo escritório físico. O software de colaboração proporciona acesso a informações em tempo real e recursos que permitem a realização de reuniões remotamente, ao invés de pessoalmente. Redes de longa distância criaram também uma nova classe de trabalhadores conhecidos como telecomutadores, que são pessoas que nunca precisam sair de casa para ir trabalhar. 12

Rede Man(Metropolitan area Network) Uma MAN é uma rede que abrange toda a área metropolitana como uma cidade ou área suburbana. Uma MAN geralmente consiste em duas ou mais redes locais em uma mesma área geográfica. Por exemplo, um banco com várias sucursais pode utilizar uma MAN. Tipicamente. um provedor de serviços está acostumado a conectar dois ou mais sites de redes locais usando linhas privadas de comunicação ou serviços óticos. É também possível criar uma MAN usando uma tecnologia de bridge sem fio (wireless) emitindo sinais através de áreas públicas. Rede de área de armazenamento Uma SAN é uma rede dedicada de alto desempenho, usada para transportar dados entre servidores e recursos de armazenamento (storage). Por ser uma rede separada e dedicada, ela evita qualquer conflito de tráfego entre clientes e servidores. A tecnologia SAN permite a conectividade em alta velocidade de servidor-a-área de armazenamento, de área de armazenamento-a-área de armazenamento ou de servidor-aservidor. Este método usa uma infra-estrutura de rede separada que alivia qualquer problema associado à conectividade da rede existente. SANs oferecem os seguintes recursos: Desempenho: SANs permitem um acesso simultâneo de disk arrays ou tape arrays por dois ou mais servidores em alta velocidade, oferecendo um melhor desempenho do sistema. Disponibilidade: SANs já incorporam uma tolerância contra desastres, já que permitem o espelhamento de dados usando uma SAN a distâncias de até 10 quilômetros (6,2 milhas). Escalabilidade: Como uma LAN/WAN, ela pode usar uma variedade de tecnologias. Assim permitindo uma transferência fácil de dados de backup, operações, migração de arquivos, e replicação de dados entre sistemas. 13

VPN- Virtual Private Network Uma VPN é uma rede particular que é construída dentro de uma infra-estrutura de rede pública como a Internet global. Ao usar uma VPN, um telecomutador pode acessar a rede da matriz da empresa através da Internet criando um túnel seguro entre o PC do telecomutador a um roteador da VPN na matriz. Overwiew Access VPNs: Access VPNs proporcionam o acesso remoto para funcionários móveis e para pequenos escritórios/escritórios domiciliares (SOHO) à Intranet ou Extranet da matriz através de uma infra-estrutura compartilhada. Access VPNs utilizam tecnologias analógicas, de discagem (dial-up), ISDN, DSL (digital subscriber line), IP móvel e de cabo para fazerem a conexão segura dos usuários móveis, telecomutadores e filiais. Intranet VPNs: Intranet VPNs ligam os escritórios regionais e remotos à rede interna da matriz através de uma infra-estrutura compartilhada com a utilização de conexões dedicadas. Intranet VPNs diferem das Extranet VPNs dado que só permitem o acesso aos funcionários da empresa. Extranet VPNs: Extranet VPNs ligam os associados empresariais à rede da matriz através de uma infra-estrutura compartilhada com a utilização de conexões dedicadas. Extranet VPNs diferem das Intranet VPNs dado que só permitem o acesso aos usuários externos à empresa. 14

Intranet/Extranet VPN Largura de banda 15

Largura de Banda e Limitação Comprimento Largura de banda Thoughput Largura de banda é a medição da quantidade de informações que podem ser transferidas através da rede em certo período de tempo. O throughput se refere à largura de banda real medida, em uma hora do dia específica, usando específicas rotas de Internet, e durante a transmissão de um conjunto específico de dados na rede. Infelizmente, por muitas razões, o throughput é muito menor que a largura de banda digital máxima possível do meio que está sendo usado. Abaixo seguem alguns dos fatores que determinam o throughput: Dispositivos de interconexão Tipos de dados sendo transferidos Topologias de rede Número de usuários na rede Computador do usuário Computador servidor Condições de energia 16

Largura de banda Thoughput A largura de banda teórica de uma rede é uma consideração importante na criação da rede, pois a largura de banda de rede nunca será maior que os limites impostos pelos meios e pelas tecnologias de rede escolhidas. No entanto, é também importante que o projetista e o administrador de redes considerem os fatores que podem afetar o throughput real. Com a medição constante do throughput, um administrador de redes ficará ciente das mudanças no desempenho da rede e na mudança das necessidades dos usuários da rede. A rede poderá então ser ajustada apropriadamente. Calculo do tempo de Transferência Geralmente os administradores e projetistas de redes são convidados a tomar decisões relativas à largura de banda. Uma das decisões seria a de aumentar ou não o tamanho das conexões de WAN para acomodar um novo banco de dados. Outra decisão seria se o backbone atual da rede local tem ou não largura suficiente para um programa de treinamento que utilize vídeo streaming. Nem sempre é fácil encontrar as respostas aos problemas como esses, mas o melhor lugar por onde começar é com um simples cálculo de transferência de dados 17

Overwiew Visão geral do modelo OSI Visão geral do conjunto de protocolos TCP/IP O que é o modelo OSI? 18

Vantagens do Modelo OSI: Para que os pacotes de dados trafeguem da origem para o destino, cada camada do modelo OSI na origem deve se comunicar com sua camada par no destino. Essa forma de comunicação é chamada ponto-a-ponto. Durante este processo, os protocolos de cada camada trocam informações, denominadas unidades de dados de protocolo (PDUs). Cada camada de comunicação no computador de origem se comunica com uma PDU específica da camada, e com a sua camada correspondente no computador de destino, como ilustrado na Figura ao lado. Modelo OSI-Camada Física A camada física também fornece um serviço à camada de enlace. A camada física codifica o quadro de enlace de dados em um padrão de 1s e 0s (bits) para a transmissão no meio (geralmente um cabo) na Camada 1 19

Modelo OSI-Camada Enlace A camada de enlace de dados fornece um serviço à camada de rede. Ela faz o encapsulamento das informações da camada de rede em um diagrama (a PDU da Camada 2). O cabeçalho do quadro contém informações (por exemplo, endereços físicos) necessárias para completar as funções de enlace de dados. A camada de enlace fornece um serviço à camada de rede encapsulando as informações da camada de rede em um quadro. Modelo OSI-Camada Rede A camada de rede, fornece um serviço à camada de transporte, e a camada de transporte apresenta os dados ao subsistema da internetwork. A camada de rede tem a tarefa de mover os dados através da internetwork. Ela efetua essa tarefa encapsulando os dados e anexando um cabeçalho, criando um pacote (a PDU da Camada 3). O cabeçalho tem as informações necessárias para completar a transferência, como os endereços lógicos da origem e do destino. 20

Modelo OSI-Camada Transporte Pacotes de dados em uma rede são originados em uma origem e depois trafegam até um destino. Cada camada depende da função de serviço da camada OSI abaixo dela. Para fornecer esse serviço, a camada inferior usa o encapsulamento para colocar a PDU da camada superior no seu campo de dados; depois, adiciona os cabeçalhos e trailers que a camada precisa para executar sua função. A seguir, enquanto os dados descem pelas camadas do modelo OSI, novos cabeçalhos e trailers são adicionados. Depois que as Camadas 7, 6 e 5 tiverem adicionado suas informações, a Camada 4 adiciona mais informações. Esse agrupamento de dados, a PDU da Camada 4, é chamado segmento. Modelo OSI-Camada Sessão 21

Modelo OSI-Camada Apresentação Modelo OSI-Camada Aplicação 22

Vídeo demonstrativo 23