REDES DE COMPUTADORES Prof. Esp. Fabiano Taguchi http://fabianotaguchi.wordpress.com fabianotaguchi@gmail.com COMUTAÇÃO CIRCUITOS PACOTES É necessário estabelecer um caminho dedicado entre a origem e o destino; O caminho físico é formado por uma sucessão de enlaces físicos. Não estabelece um caminho dedicado. As informações de endereço precisam ser intercaladas com o próprio fluxo. 1
REDE COMUTADA POR CIRCUITO REDE COMUTADA POR PACOTE COMUTAÇÃO POR PACOTES REDES DE PACOTES ORIENTADOS A CONEXÃO Conhecidos como circuito virtual Determinam o caminho entre emissor e receptor antes de iniciar a comunicação; Os pacotes chegam na ordem em que forma enviados. 2
COMUTAÇÃO POR PACOTES REDES DE PACOTES ORIENTADOS A NÃO CONEXÃO Conhecidos como datagrama; O caminho é determinado analisando o endereço de cada pacote; Os pacotes podem chegar fora de ordem. IDENTIFICADOR DE CIRCUITO VIRTUAL OUTRAS INFORMAÇÕES DE CONTROLE DADOS PACOTE NUMA REDE ORIENTADA A CONEXÃO ENDEREÇO DE ORIGEM ENDEREÇO DE DESTINO OUTRAS INFORMAÇÕES DE CONTROLE DADOS PACOTE NUMA REDE NÃO ORIENTADA A CONEXÃO 3
COMUNICAÇÃO DE DADOS SISTEMA DE COMUNICAÇÃO Um sistema de comunicação é o conjunto de mecanismos que possibilita processar e transportar uma informação desde uma origem até um destino. Possui diversos componentes: Mídias de transmissão e equipamentos; Técnicas de codificação e modulação; Protocolos. 4
COMUNICAÇÃO DE DADOS Existem duas maneiras para transmissão de dados: Analógico = Transformam uma condição de um evento atual em sinal elétrico ou mecânico. Digital = Não possuem faixas muito amplas e não refletem atividades constantes. SINAL ANALÓGICO Sofrem menos atenuação que sinais digitais em longa distância; É o meio de transmissão mais comum, usando cabos ou o ar; Representada por ondas elétricas ou eletromagnéticas; As redes que transportam sinais digitais são conhecidas como broadband Network. 5
SINAL DIGITAL Representados por 0 e 1; Variam menos que os sinais analógicos; Mais fácil para decodifição; Grande parte de WANs trabalham com sinais digitais; As redes que transportam sinais digitais são chamadas de baseband Network. REPRESENTAÇÃO DE SINAIS 6
MODULAÇÃO Processo pela qual uma onda analógica pode ser alterada para que possa seguir uma padrão para transmissão de dados. A modulação também reduz o ruído e a interferência de sinal. O uso do conceito de modulação se originou para uso de telefone, rádio e televisão. MODEM É o equipamento responsável pela modulação e pela desmodulação. Modens são utilizados em: Transmissão por rádio; Conexões telefônicas convencionais 7
DEGENERAÇÃO DE SINAIS Atenuação = Perda de intensidade do sinal transmitido; Distorção = Alteração do sinal devido a uma resposta imperfeita do sistema; Interferência = Provocada pela contaminação do sinal transmitido por outros sinais do mesmo tipo e de mesma frequência; Ruído = Sinal de comportamento aleatório que pode ser gerado internamento ou externamente ao sistema. LARGURA DE BANDA O termo largura de banda é definido na comunicação de dados como sendo a quantidade máxima de transmissão de diferentes sinais em um meio físico. ATENÇÃO Largura de banda: Medido em Mhz Taxa de transmissão: Medido em Mbps 8
LARGURA DE BANDA BANDA BASE Usada para transmissão digital, neste tipo de transmissão toda a largura de banda é usada por um único canal. BANDA LARGA Este modelo de transmissão divide a largura de banda em múltiplos canais, sendo cada canal usado para transmissão. BANDA PASSANTE A banda passante necessária para um sinal é menor do que a banda passante dos meios físicos. 9
MULTIPLEXAÇÃO MULTIPLEXAÇÃO DE FREQUENCIA ( FDM) É aplicado um filtro em cada sinal de forma a preservar somente a banda passante necessária. MULTIPLEXÃÇÃO NO TEMPO (TDM) Vários sinais podem ser transportados por um único meio físico, intercalando-se em porções de cada sinal durante o tempo. TRANSMISSÃO DE SINAIS Os sinais são transmitidos de duas formas em um enlace: Síncrona; Assíncrona. 10
SINAIS SÍNCRONOS Transmissão mais eficiente, porém necessita de um relógio para sincronizar os sinais, e um meio de transmissão mais confiável, devido ao fato dos dados serem transmitidos em formas de blocos. SINAIS ASSÍNCRONOS Este tipo de transmissão é mais adaptável às taxas de transmissão e a qualidade da linha, além de não necessita sincronismo. Em uma transmissão assíncrona cada byte precisa: Start bit; Bits de dados; Bits de paridade; Stopbit. 11
CURIOSIDADE 1990 -> No Brasil, a Internet era utilizada por modens convencionais, eles modulavam o sinal assíncrona em uma linha analógica, e congestionou o sistema telefônico da época. AÇÃO Divisão das linhas telefônicas em dados e voz Criação da Rede Digital de Serviços (RDSI) Adoção da Asymmetric Digital Subscriber Line MEIOS DE TRANSMISSÃO 12
MÍDIA DE TRANSMISSÃO Meio de transporte físico que permite transmitir dados, cada mídia possuem características físicas específicas que interferem na taxa de transmissão. Classificando-as em: Meios guiados Meios não guiados 13
CABEAMENTO ESTRUTURADO Padrão especificado pela norma EIA/TIA 568, onde são definidas as mídias de transmissão para as redes locais (LAN). Sendo: Cabo coaxial fino blindado; Cabo coaxial grosso com blindagem dupla; Cabo de pares trançados blindado; Cabo de pares trançados não blindados; Cabo de fibra óptica; Rádios e satélites; Wireless. CABO COAXIAL FINO 10BASE2 Utilizado nas redes de barramento. 14
CABO COAXIAL FINO 10BASE2 Composto por: Fio central de cobre rígido; Camada isolante flexível que envolve o condutor central; Blindagem para o condutor interno formado por uma trança metálica; Capa protetora plástica. CABO COAXIAL FINO 10BASE2 Cabo utilizado quando as redes locais eram projetadas com a topologia em barramento. 15
CABO COAXIAL FINO 10BASE2 CARACTERÍSTICAS Alcance máximo: 185m; Taxa de transmissão máxima: 10 Mbps; Distância entre as estações: 50cm ou múltiplos do valor; Máximo de hosts no barramento: 30 estações Utiliza conectores BNC e terminadores. CABO COAXIAL FINO Transceiver 16
CABO COAXIAL GROSSO 10BASE5 Utilizado nas redes em ambientes industriais, onde a distância máxima era superior a 200, este padrão o cabo apresenta blindagem dupla e consegue alcançar até 500m. CABO COAXIAL GROSSO 10BASE5 A evolução fez com que esse cabo fosse adotado em backbone. Este tipo de cabo é utilizado ainda em ambientes industriais, e em chão de fábrica. 17
CABO COAXIAL GROSSO 10BASE5 CARACTERÍSTICAS Alcance máximo: 500m; Taxa de transmissão média: 100 Mbps; Distância entre as estações: 2,5m ou múltiplos do valor; Máximo de hosts no barramento: 100 estações Boa imunidade à ruídos. PAR TRANÇADO BLINDADO - STP Algumas variações são usadas atualmente em transmissões de longa distância com altas taxas de transmissão. 18
PAR TRANÇADO BLINDADO - STP CARACTERÍSTICAS Alcance máximo: 150m; Taxa de transmissão máxima: 100 Mbps; Cabo rígido, o que dificulta a instalação; Boa imunidade à ruídos. PAR TRANÇADO NÃO BLINDADO - UTP O cabo UTP (Unshielded Twisted Par) é composto por pares de fios de cobre entrelaçados e recobertos por uma capa de vinil. 19
PAR TRANÇADO O par 1 é sempre montado no centro do conector (Pinos 4 e 5) para garantir compatibilidade com normas de telefonia; O par 4 é montado nos dois últimos pinos do conector (7 e 8). PAR TRANÇADO NÃO BLINDADO - UTP CARACTERÍSTICAS Alcance máximo: 100m; Taxa de transmissão máxima: 10 Mbps até 1 Gbps; De fácil instalação; Utilização de conectores RJ45 e RJ11; Divididos em 08 categorias (01 a 08), dependendo da largura de banda. 20
PAR TRANÇADO SEM BLINDAGEM - UTP CAT. TPO LARGURA DE BANDA APLICAÇÃO 1 0,4 MHz Linhas de modem e telefone 2 Sistema antigos de terminais 3 UTP 16 MHz Utilizados para cabos telefônicos 4 UTP 20 MHz Redes Token ring 5 UTP 100 MHz Encontrado em redes locais 5e UTP 100 MHz Cat 5, com testes de qualidade PAR TRANÇADO SEM BLINDAGEM - UTP CAT. TPO LARGURA DE BANDA APLICAÇÃO 6 UTP 250 MHz Ethernet 6ª 500 MHz Ethernet 6e 250 a 500 MHz Não é padrão, usada em fabricantes 7 STP 600 MHz Telefone e TV a cabo 7a 1000 MHz Telefone e TV a cabo 8 1200 MHz Padrão em desenvolvimento 21
FIBRA ÓPTICA As fibras ópticas são cabos que transportam sinais luminosos. São compostos por fios finos de sílica, vidro ou plástico, revestido por uma capa de índice de refração menor que seu núcleo. FIBRA ÓPTICA Um sistema de comunicação óptico é composto por três elementos: a fonte de luz, a fibra óptica e o fotoreceptor. 22
FIBRA ÓPTICA - MULTIMODO Suportam diversos feixes de luz em uma única fibra. 23
FIBRA ÓPTICA MULTIMODO CARACTERÍSTICAS Alcance máximo: até 2 Km; Taxa de transmissão máxima: 1,2 Gbps; De fácil instalação; Custo menor, com menor performance. FIBRA ÓPTICA MONOMODO Suportam apenas um feixe de luz em uma única fibra. 24
FIBRA ÓPTICA MONOMODO CARACTERÍSTICAS Alcance máximo: até 100 Km; Taxa de transmissão máxima: 100 Gbps; A instalação dos conectores é mais complicada; Maior custo, maior performance. FIBRA ÓPTICA 25
FIBRA ÓPTICA RÁDIOS Além da propagação pública de programas de rádio e televisão, a radiação eletromagnética também pode ser usada para transmissão de dados. As transmissões RF não requerem conexão física entre computadores, para isso fazem uso de antenas. 26
SATÉLITES A utilização de uma transmissão RF pode ser combinada com satélites para que o alcance seja maior. Um satélite é composto por um transponder que consiste em um receptor de rádio e de um transmissor. MICROONDAS Este tipo de transmissão é usada por muitas empresas de telefonai interurbana para carregar conversas telefônicas, embora também haja aplicação em empresas privadas. A particularidade nas microondas em relação ao rádio, pois é possível direcionar uma transmissão. 27
INFRAVERMELHO Controle remoto sem fio são exemplos de comunicação infravermelho. O infravermelho por sua vez é limitado a uma área pequena e geralmente exige que o transmissor esteja apontado para o receptor. Em computadores, é possível que exista a comunicação infravermelho, porém os equipamentos devem ficar todos dentro da mesma sala. WIRELESS As redes sem fio utilizam o ar como meio de transmissão e são baseadas no uso de: Laser para distâncias entre 200 a 500m; Infravermelho para distâncias de até 50 Km; Microondas para distancias de até 70 Km; 28
TECNOLOGIAS FIBRA ÓPTICA COBRE Maior largura de banda; Menor atenuação; Não sofre corrosão; Mais fina e leve; Não sofre picos de tensão. Material mais valioso; Mais resistente ao manuseio; Comunicação bidirecional; Interfaces mais barata; Manutenção mais fácil. 29
CABEAMENTO ESTRUTURADO ESTATÍSTICAS 30
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MUDANÇAS Os pontos da rede devem ter processos bem definidos de adição, remoção ou remanejamento; O planejamento da rede (as built) deve ser feito em modelagem assistida por computador. 32
FATORES IMPORTANTES AO PROJETO Garantia e manutenção; Novas tecnologias; Condições ambientais; Segurança e rede elétrica; Localização dos usuários e ponto de passagem de cabos; Redundância. COMPONENTES DE UM CABEAMENTO Cabeamento horizontal; Cabeamento vertical; Sala de equipamentos; Área de trabalho; Caixas de passagem. 33
CABEAMENTO HORIZONTAL Componente que conecta a área de trabalhos aos equipamentos da rede da sala dos equipamentos.. Este cabeamento define: Cabos; Tomadas; Conectores; Cabos de interconexão (Patch cords). CABEAMENTO HORIZONTAL PRÉ-REQUISITOS REQUISITOS Instalação de pelo menos 2 pontos de rede por usuário; Sala de equipamentos deve estar no mesmo andar da área de trabalho; Topologia em estrela e os cabos jamais podem ser emendados; Cabeamento horizontal não pode ultrapassar 90m e os patch cords no máximo 5 m. 34
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CABEAMENTO VERTICAL Este cabeamento gera os caminhos e canaletas na qual os cabos seguem de um andar para outro a partir da sala de equipamentos. No cabeamento vertical os cabos que interconectam os andares são passados a pontos onde estão os equipamentos de redes ou pontos de consolidação de cabos. 37
ÁREA DE TRABALHO Este componente do cabeamento estruturado diz respeito as tomadas, os patch cords, os adaptadores e os equipamentos. A norma EIA/TIA 568-B orienta que a cada 10m exista um ponto de rede e outro de telefonia. Ainda exige que as estações de trabalho sejam conectadas ao cabeamento através de tomadas fêmeas RJ-45. 38
SALA DE EQUIPAMENTOS A sala de equipamentos contém o PABX, os servidores, os roteadores, os switches de núcleo e os demais dispositivos de rede necessários. Nesta sala devem estar os racks principais e os elementos de interconexão (cross connect). SALA DE EQUIPAMENTOS Refrigeração Energia elétrica; Localização Piso elevado; Acesso restrito e monitorado; Combate a incêndio. 39
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TESTES CABOS DE COBRE FIBRA ÓPTICA Verificam se os cabos estão na distância permitida e se estão conectados; Teste de canal é realizado com o cabeamento já com os elementos conectados. Sinal luminoso é inserido em uma das pontas e medido quando chega ao destino; Atenuação acontece quando existe diferença na potencia do sinal luminoso. EXERCÍCIOS 41
EXERCÍCIOS 01 Quais são as formas básicas de transmissão em meios de transmissão? 02 Por que fios de cobre ainda continuam sendo a forma mais popular de meio para transmissão de dados? 03 Quais são os dois principais tipos de cabos criados a partir de fios de cobre? 04 Qual a diferença entre meios guiados e não guiados? Cite três exemplos de cada. 05 Qual a função de um modem? 42