REDES DE COMPUTADORES Delfa M. HuatucoZuasnábar 2010 2 A década de 50 - Uso de máquinas complexas de grande porte operadas por pessoas altamente especializadas e o enfileiramento de usuários para submeter seus jobs (cartão ou fita magnética). O processamento era todo realizado em batch, sem interação entre usuário e máquina, o que resultava em um longo período para obter alguma resposta do sobre o processamento. 3 Anos 60 - primeiros avanços que resultaram nos sistemas multiusuários de tempo compartilhado. Por meio de terminais interativos, diferentes usuários revezavam-se na utilização do computador central. A IBM reinava praticamente sozinha nessa época. 1965 -Lawrence Roberts e Thomas Merril, realizaram a primeira experiência por meio de uma linha telefônica discada de baixa velocidade, fazendo a conexão entre dois centros de pesquisa em Massachusetts e na Califórnia. 4 1969 - Arpanet, a rede que deu origem a internet Advanced Research Projects Agency (ARPA) mais tarde rebatizada como DARPA. Conectando quatro universidades: UCLA Universidade da Califórnia em Los Angeles, Stanford, Santa Bárbara e Utah. O laboratório Bell desenvolveu o sistema operacional Unix, escrito em C. 1970 - Desenvolvimento dos minicomputadores de 32 bits, os grandes fabricantes, como IBM, HP e Digital, já começavam a planejar soluções com o objetivo de distribuir o poder de processamento dos mainframes e assim facilitar o acesso às informações 5 1972, Melcalfe recebeu a missão de criar um sistema que permitisse a conexão das estações Xerox Alto entre si e com os servidores. Criando a Ethernet. 1977- A Digital lança a Vax arquitetura de rede de computadores. Utilizada em aplicações cientificas e de engenharia. Na década de 80, com a chegada dos computadores pessoais, as redes locais começaram a ganhar impulso. Esta época foi marcada pela dificuldade de comunicação entres redes locais que e formavam e que eram vistas pelo mercado como ilhas de computadores com soluções proprietárias, como SNA, da IBM, DECnet, da Digital, NetWare, 6 da Novell, e NetBIOS da Microsoft. 1
1982 - Definição do protocolo SMTP para e-mail 1983 - A separação da Arpanet: parte militar chamada de Milnet e a Arpanet passa a ser de fato a Internet, adotando definitivamente a família de protocolos TCP/IP. Definição do DNS para tradução de nome para endereço IP (mecanismo para resolver o problema de nome e endereços de servidores na rede). 1985 - Definição do protocolo FTP 1987 Sandra Lerner e Leonard Bosack inventaram o roteador, o equipamento que permitiu a conexão de duas redes normalmente incompatíveis. Fundadores da Cisco. 1988: Controle de congestionamento do TCP Na década dos 90 difusão do protocolo TCP/IP no mundo corporativo que passou a ser a linguagem universal dos 7 computadores se deu a partir das plataformas Unix da Sun e HP. Anos 90 : Web Hypertexto [Bush 1945, Nelson 1960 s] HTML, HTTP: Berners-Lee 1993 -Dave Cutler liderou o desenvolvimento do Windows NT, com ele, a Microsoft finalmente conseguiu conquistar algum espaço nos servidores. O NT também foi base para o desenvolvimento do Windows 2000 e do Windows XP, Windows Vista. 1994 - Desenvolvimento de browsers como Mosaic, posteriormente Netscape por Marc Andreesen. fim dos anos 90: comercialização da Web 8 Final dos anos 90: 50 milhões de computadores na Internet mais de 100 milhões de usuários enlaces de backbone a 1 Gbps 1996 - criação do projeto INTERNET2 novas aplicações: mensagens instantâneas, compartilhamento de arquivos P2P 9 10 Agrupamento de entidades que se comunicam, trocam e compartilham informações entre si. Agrupamento de ativos (computadores, comutadores, roteadores, entre outros) que utilizam regras de comunicação (protocolos) para o compartilhamento de informações e recursos entre si. 11 12 2
Compartilhamento de informações Redes de difusão (broadcast) Todas as máquinas compartilham um único canal Comunicação por meio de pacotes endereçados O endereçamento pode ser: Para uma máquina específica (unicast) Para todas as máquinas da rede (broadcast) Para um subconjunto de máquinas da rede (multicast) Administração e suporte centralizados Compartilhamento de hardware e software Compartilhar recursos, aumenta a confiabilidade do sistema, ajuda a economizar dinheiro, escalabilidade, meio de comunicação altamente eficaz 13 Redes ponto-a-ponto Conexões entre pares de máquinas Ocorre o roteamento dos dados 14 Difusão ponto a ponto (Unicast) Difusão (Broadcast) Ponto a Ponto Difusão Seletiva (Multicast) 15 Usada em redes pequenas (normalmente até 10 micros); Baixo Custo; Fácil implementação; Baixa segurança; Sistema simples de cabeamento; Micros funcionam normalmente sem estarem conectados a rede; Micros instalados em um mesmo ambiente de trabalho; Não existe um administrador de rede; Não existe micros servidores; 16 A rede terá problemas para crescer de tamanho. Cliente /Servidor Nesse tipo de rede aparece uma figura denominada servidor. O servidor é um computador que oferece recursos especializados, para os demais micros da rede, ao contrário do que acontece com a rede ponto-a-ponto onde os computadores compartilham arquivos entre si e também podem estar fazendo um outro processamento em conjunto. A rede cliente-servidor é muito mais segura, mas requer maior especialização por parte do seu administrador. Em redes de médio porte é preciso ter um administrador dedicado, em redes maiores é preciso ter uma equipe para administração e suporte 17 Ponto a Ponto Cliente Servidor conexões entre pares individuais de máquinas. Os algoritmos de roteamento desempenham um importante papel nas redes ponto a ponto. Um computador cliente. Um computador pode operar somente como servidor -- servidor dedicado. 18 Um computador pode operar simultaneamente como cliente e como servidor --servidor não dedicado 3
Servidor de Arquivos: É um servidor responsável pelo armazenamento de arquivos de dados como arquivos de texto, planilhas eletrônicas, etc... É importante saber que esse servidor só é responsável por entregar os dados ao usuário solicitante (cliente), nenhum processamento ocorre nesse servidor, os programas responsáveis pelo processamento dos dados dos arquivos deve estar instalados nos computadores clientes. Servidor de Impressão: É um servidor responsável por processar os pedidos de impressão solicitados pelos micros da rede e enviá-los para as impressoras disponíveis. Fica a cargo do servidor fazer o gerenciamento das impressões. Servidor de Aplicações: É responsável por executar aplicações do tipo cliente/servidor como, por exemplo, um banco de dados. Ao contrário do servidor de arquivos, esse tipo de servidor faz processamento de informações. Servidor de Correio Eletrônico: Responsável pelo processamento e pela entrega de mensagens eletrônicas. Se for um e-mail destinado a uma pessoa fora da rede, este deverá ser passado ao servidor de comunicação (firewall) Servidor de Comunicação (Firewall): Usado para comunicação da sua rede com outras redes, como a Internet e Se você acessa a Internet através de uma linha telefônica convencional, o servidor de comunicação pode ser um computador com uma placa de modem ou conexões com ADSL ou LPCD. 19 Servidores de banco de dados Banco Banco de dados de dados Serviços de arquivos e impressão Servidores de emails Computador cliente Servidores de fax Servidores de serviços de diretório Servidores: são computadores ou equipamentos que disponibilizam seus recursos para outros computadores. 20 LAN A indústria define LAN como um ambiente de comunicação de dados com as seguintes características fundamentais : LAN - Local Area Network MAN- Metropolitan Area Network WAN- Wide Area Network Perímetro amplamente definido (extensão +- 25 Km). Alta taxa de transferência de dados (velocidade que pode variar de 10 a 1000 Mbps) Possui taxa de erro de bits extremamente baixo. Compartilhamento de recursos de hardware e software. Os meios de transmissão mais utilizados são: 21 cabo coaxial Cabo par trançado Fibra óptica Wireless 22 MAN A distância entre os módulos processadores atinge distâncias metropolitanas (uma cidade inteira e pode ser privada ou pública) Abrangem áreas superior às LANs; Operam geralmente em velocidades superiores. WAN Compartilhar recursos especializados por uma comunidade ampla de usuários geograficamente separados (pode abranger um país ou continente); custo de comunicação bastante elevado; em geral, utiliza conexão por satélites (microondas). 23 Rede Local - LAN Rede de Longa Distancia: MAN e WAN A conexão de duas ou mais redes é chamada de inter-rede. 24 4
A topologia de uma rede é um diagrama que descreve como seus elementos estão conectados. Esses elementos são chamados de NÓS, e podem ser computadores, impressoras e outros equipamentos. Seja qual for a topologia utilizada, é preciso que sempre exista um caminho através de cabos, ligando cada equipamento, a todos os demais equipamentos da rede. Topologias: Barramento Estrela Anel Árvore Mesh 25 Todas as estações compartilham um mesmo cabo. Essa topologia utiliza cabo coaxial. Tamanho maximo é 185 mts para cabo coaxial fino. Pelos padrões atuais, a restrição a este tipo de rede limita em 30 o número de conexões. Transfere dados por broadcast (difusão) Todos os receptores recebem o sinal Como todas as estações compartilham o mesmo cabo, somente uma transação pode ser efetuada por vez Quanto mais computadores ligados a rede, mais lenta ela fica. 26 A mais recomendada e usada atualmente. Todas as estações são conectadas a um concentrador (hub ou switch) Usando um hub a topologia fisicamente será em estrela e logicamente em barramento. Terminador Segmento Terminador 27 Usando um switch a rede será fisicamente e logicamente em estrela. É mais segura e rápida, elimina o problema de colisão. Além disso, duas ou mais transmissões podem ser efetuadas simultaneamente desde que tenham origem e destinos diferentes. 28 Concentrador 29 Consiste em estações conectadas através de um circuito fechado, em serie. O padrão mais conhecido é o token ring (IEE 802.5) Um pacote (token) fica circulando no anel, pegando dados das máquinas e distribuindo para o destino. Somente um dado pode ser transmitido por vez neste pacote. Cada estação está conectada a apenas duas outras estações. Desvantagem é que se uma máquina falhar, toda a rede pode ser comprometida. 30 5
É equivalente a várias redes em estrela ligadas entre si. É o caso de conexões de múltiplos hubs ou switch. No exemplo mostrado temos: o primeiro nó da rede é o switch. Nele estão ligados 4 hubs, e em cada um deles estão ligados 4 computadores. 31 32 33 34 Estrela-barramento Barramento Combinam duas ou mais topologias simples. Alguns exemplos são o de estrelas conectadas em anel e o árvores conectadas em barramento. Procuram explorar as melhores características das topologias envolvidas, procurando em geral realizar a conexão em um barramento único de módulos concentradores aos quais são ligadas as estações em configurações mais complexas e mais confiáveis Estrela-anel 35 36 6