Topologia É um diagrama que descreve como os elementos de uma rede estão interligados. Esses elementos são chamados de NÓS, e podem ser computadores, impressoras e outros equipamentos. 1
Topologias de Redes PODEM SER: Física: é o layout,, a maneira como os cabos conectam fisicamente os micros, distribuição das estações de trabalho. Lógica: descreve como os dados trafegam através de placas e cabos da rede. 2
TOPOLOGIAS FÍSICA BARRAMENTO É a mais simples das três, pois nela um PC é ligado ao outro,usando apenas um único cabo coaxial. ESTRELA Os micros não são ligados entre si, mas sim a um hub ou switch, usando cabos de par trançado. O hub ou switch permitem que todos os micros conectados se vejam mutuamente. ANEL Apenas um cabo passa por todos os micros e volta ao primeiro, formando um anel fechado
Topologia Barramento (Física) Todos os computadores são ligados como ramos de uma linha comum,sendo que cada computador possui um endereço único. Utilizam: 10Base2 (Cabo Coaxial Fino ou Thinnet); 10Base5 (Cabo Coaxial Grosso ou Yellow Cable); Conector BNC Atingem distâncias entre hosts de até: 185 metros para 10Base2 500 metros para 10Base5
Topologia Barramento Física CARACTERÍSTICAS Simplicidade Confiabilidade em pequenas redes Fácil de usar e de entender Econômica: poucos cabos Grandes tráfegos podem tornar a rede lenta Quebras ou mau funcionamento dos cabos e conectores poderiam levar a uma parada total da rede A rede parava a cada remanejamento ou inclusões de hosts Colisões comprometem todos os equipamentos da rede.
Topologia de Rede Física Estrela Os computadores são conectados por segmentos de cabo a um componente centralizador, Hub ou um Switch; Cada computador comunica com um hub central que reenvia os dados para todos os computadores ou somente para o computador de destino através de um switch. Utiliza cabo par trançado e conector RJ45; 6
Topologia de Rede Estrela CARACTERÍSTICAS Fácil de modificar e adicionar novos computadores; As estações estão conectadas aos hubs ou switchs; Falhas individuais (nós) não derrubam a rede toda; Facilidade na expansão de novas estações ou novos hubs ou switchs, se houver portas disponíveis, apenas conectar o computador na porta, caso contrário, interliga outros hubs ou switchs; O rompimento de um cabo ligado a uma estação, um hub ou switch não afetam todas as estações ligadas; Topologia muito utilizada em cabeamento estruturado Se o hub ou switch falha, a rede inteira falha. 7
Exemplo de expansão de redes Estrela Hub Hub Hub
Topologia Física Anel CARACTERÍSTICAS: Várias estações ligadas em série formando um caminho fechado. Cada estação é ligada à rede através de uma placa de rede que é responsável por retransmitir, ler e inserir dados. Os dados circulam de forma unidirecional; 400808654 Pacotes são repassados nó a nó até chegar ao destino,; Cada estação serve como repetidor e os sinais sofrem menos distorção e atenuação; A cada estação inserida ou removida,a rede fica mais lenta;
TOPOLOGIAS LÓGICA TOPOLOGIA LÓGICA DE BARRAMENTO, utilizam topologias físicas de barramento ou de estrela. TOPOLOGIA LÓGICA DE ANEL, utiliza a rede física do tipo anel, mas também podem usar topologia física de estrela. TOPOLOGIA LÓGICA ESTRELA, utiliza somente topologia física estrela.
Topologia Barramento (lógica) Método de transmissão: difusão do sinal no barramento; Criado pela Intel e Xerox; Utiliza o padrão Ethernet IEEE 802.3(ethernet); (IEEE)Institute of Eletrical and Electronics Engineers Utilizado na topologia física de barramento e estrela(com HUB); Sem prioridade de transmissão, ocorrem muitas colisões; - Utiliza o protocolo CSMA/CD para detecção de colisão; Meio de transmissão: Coaxial, par trançado e fibra ótica atingindo velocidades de até 100Gbps com fibra ótica. 11
Como funciona o Barramento? 02608c133456 02608c133456 Quando um computador precisar transmitir dados, a placa de rede verifica se não há tráfego na rede antes de iniciar o envio da mensagem Se o meio está livre então, pacotes são enviados a todos os nós da rede com endereço do remetente, do destinatário e os dados Todos recebem, mas apenas a placa de rede que tiver o endereço indicado no pacote receberá os dados, as outras estações ignoram o pacote; Ao receber esse pacote, o destinatário lê e verifica se há erro, então envia outra mensagem com o endereço do remetente avisando que recebeu a mensagem.
CSMA CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 1. Se o meio estiver livre, transmitir. (Carrier Sense Sensor Mensageiro) 2. Se o meio estiver ocupado, continuar tentando até o meio ficar livre, então transmitir imediatamente. 3. Se uma colisão ocorrer, parar imediatamente de transmitir (Colision Detect Detecção de Colisão) 4. Após uma colisão, aguardar um período de tempo aleatório, então tentar transmitir novamente (recomeçar a partir de 1). 13
CSMA CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Início Verifica se o meio está livre Gera tempo aleatório NÃO Fim Termina Transmissão NÃO Gera tempo aleatório SIM Ocorreu Colisão? Livre? SIM Inicia Transmissão
CSMA/CD 15
CSMA/CD Colisão Sem Colisão 16
CSMA/CD Aviso de Transmissão Cliente Desligado 17
TOPOLOGIA LÓGICA ANEL Criado pela IBM Método de transmissão: Bastão (Token) Utiliza o padrão Token Ring IEEE 802.5 Quando o tráfego for leve, o token passará a maior parte do tempo circulando no anel Quando o tráfego for pesado, assim que uma estação finalizar a sua transmissão e regenerar o token, a estação seguinte removerá o token para iniciar a sua transmissão 18
FUNCIONAMENTO Padrão IEEE 802.5 1 o. Passo : token circula pelo anel Rede Token-Ring 19
Padrão IEEE 802.5 2 o. Passo : token é retirado pela estação que deseja transmitir Rede Token-Ring 20
Padrão IEEE 802.5 M 3 o. Passo : token é substituído por mensa- gem a ser transmitida Rede Token-Ring 21
Padrão IEEE 802.5 M 4 o. Passo : Mensagem circula pelo anel até a estação destino Rede Token-Ring 22
Padrão IEEE 802.5 M 5 o. Passo : As estações intermediárias avaliam a mensagem e de- volvem-na ao anel Rede Token-Ring 23
Padrão IEEE 802.5 6 o. Passo : A estação destino lê mensa- gem e devolve-a ao anel M Rede Token-Ring 24
Padrão IEEE 802.5 M 7 o. Passo : A mensagem, após circulação por todo o anel, é retirada pela estação que a colocou Rede Token-Ring 25
Padrão IEEE 802.5 8 o. Passo : O token é recolocado no anel para as próximas estações Rede Token-Ring 26
Topologias de Redes Híbridas Star Bus (Barramento- estrela) Junta vários hubs em estrela através de um barramento. Se um hub falha, computadores conectados a ele não poderão se comunicar, e o barramento irá se quebrar em dois segmentos incomunicáveis. 27
FDDI - Fiber Distributed Data Interface Topologia lógica e física de redes que utilizam duplo anel de fibra óptica monomodais (utiliza LEDs ao invés de lasers); É uma LAN token ring de fibra óptica de alto desempenho que garante taxas de transmissão de dados de até 100 Mbps em distâncias de até 200 km com até 1000 estações conectadas. Alta largura de banda Geralmente é utilizada como backbone para várias LANs de fios metálicos (par trançado, coaxial, etc......).
FDDI - Fiber Distributed Data Interface FDDI a princípio utiliza fibras multimodais para as redes com até 100 Mbps, utilizando portanto LEDs ao invés de lasers. Índice de erro: 1 erro a cada 2,5 x 10 10 (10 bilhões) transmitidos. Obs. Fibras laser. monomodais utilizam
FDDI - Fiber Distributed Data Interface Presumia-sese que a FDDI tornar-se se-ia o novo padrão de LAN de alto desempenho, porém devido ao alto custo da fibra e dos chips para as placas de rede, a mesma apenas tornou-se um backbone de alto desempenho.
FDDI - Fiber Distributed Data Interface Vantagem: se um cabo se rompe automaticamente a rede fecha o anel para evitar a queda da mesma. Protocolo baseado no 802.5 (token ring), mas com a técnica de quadro que permite compartilhamento do token entre as estações.
A FDDI utiliza uma topologia de anel duplo Para fazer a conexão das redes é utilizado um concentrador (hub) FDDI em cada LAN integrante do anel. A esse hubs são conectados os servidores das LANs ou outros equipamentos que não sejam desligados e religados com freqüência. Desligar e religar equipamentos conectados ao anel provoca freqüentes reconfigurações no anel, o que pode provocar impacto no desempenho global da rede Os dados geralmente trafegam em um dos anéis. Caso haja uma falha nesse anel a reconfiguração é automática e o segundo anel passa a ser utilizado. Os dados trafegam em sentidos contrários entre os dois anéis.
Padrões É a tecnologia empregada para controlar a troca de mensagens na rede, seguindo padrões desenvolvidos pelo Institute of Eletrical and Electronics Engineers (IEEE). As mais utilizadas são :Token Ring e Ethernet.
Videos: Método Token Ring /Estrela 34
Ethernet /Estrela com Hub
Aplicações de Redes
Compartilhamento de conexão com a Internet Uma conexão com a Internet pode ser compartilhada de várias formas. Uma delas é configurar o computador que está ligado diretamente à Internet para que opere com o um servidor gateway. Desta forma os demais computadores da rede também poderão ter acesso à Internet. Existem outras formas para realizar este compartilhamento, como veremos neste curso.
Jogos em rede A maioria dos jogos modernos podem operar em modo multiplayer. Vários jogadores, cada um em um computador, estando esses computadores ligados em rede, podem participar do mesmo ambiente virtual. Muitos desses jogos funcionam através da Internet, permitindo a participação de jogadores de várias partes do mundo. Entretanto é mais comum que os jogadores estejam em uma mesma rede local. No exemplo acima, dois jogadores, em dois comptuadores diferentes, estão utilizando o mesmo jogo, em modo multiplayer. Note que cada jogador enxerga seu personagem em primeira pessoa, e vê também o personagem correspondente ao outro jogador. Jogos multiplayer são comuns em LAN HOUSES, mas também podemos utilizá-los em uma rede doméstica.
Vídeoconferência Usuários de uma rede podem conversar em uma espécie de vídeofone. A imagem e o som são captados por uma webcam e um microfone, e reproduzidos pelo monitor e pelas caixas de som. A conversação pode ser feita tanto em uma rede local como pela Internet. É possível reunir três ou mais pessoas em uma mesma conversa. Essas pessoas podem estar conversando e ao mesmo tempo visualizando e manipulando um texto, gráfico, planilha ou outro documento qualquer, todos visualizam o documento que está sendo discutido. É o que chamamos de videoconferência.
Acesso remoto Através de programas apropriados um computador pode controlar outro computador, o que chamamos acesso remoto, ou desktop remoto. Um computador visualiza a tela de outro computator, podendo então fazer controle, configurações e dar suporte a distância. Desta forma o administrador da rede pode configurar um servidor sem precisar ir até este servidor. Um programa freeware muito bom para isso é o VNC, encontrado em www.realvnc.com
Cabos de rede
Cabo UTP O cabo UTP (Unshielded Twisted Pair, ou par trançado não blindado) é o mais usado atualmente. Nas suas extremidades são fixados conectores tipo RJ-45 que devem ser conectados às placas de rede e a equipamentos como hubs e switches.
Redes sem fio É possível interligar computadores de várias formas, uma delas é utilizando ondas de radiofreqüência. Formamos então as redes sem fio (wireless ou wi-fi). Muitos notebooks modernos possuem adaptadores de rede sem fio, mas também é possível usar este recurso em computadores desktop. Basta instalar uma placa de rede como a mostrada ao lado. O capítulo 9 tratará sobre o assunto.
Velocidades O tipo de placa de rede mais usada atualmente é o Ethernet 10/100. Essas placas operam como padrão na velocidade de 100 Mbits/s (100 milhões de bits por segundo, o que equivale a cerca de 12 MB/s). Quando são conectadas a um computador com placa de rede antiga (operavam com 10 Mbits/s), reduzem automaticamente sua velocidade para 10 Mbits/s. Existem entretanto outros tipos de conexão que serão estudadas ao longo do curso. Conexão Porta serial Porta paralela USB 1.1 USB 2.0 Firewire Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet 10-Gigabit Ethernet Wireless, 802.11b Wireless, 802.11g e 802.11a Velocidade 115.200 bps 600 kbits/s a 16 Mbits/s 12 Mbits/s 480 Mbits/s 800 Mbits/s 10 Mbits/s 100 Mbits 1000 Mbits/s (1 Gbits/s) 10.000 Mbits/s (10 Gbits/s) 11 Mbits/s 54 Mbits/s 44