Rede de Computadores Parte 01 Prof. André Cardia Email: andre@andrecardia.pro.br MSN: andre.cardia@gmail.com Placa de Rede Uma placa de rede (NIC), ou adaptador de rede, oferece capacidades de comunicações nos dois sentidos entre a rede e um computador pessoal. Placa de Rede Ao selecionar uma placa de rede, considere os seguintes fatores: Protocolos Ethernet, Token Ring, ou FDDI Tipos de meios Par trançado, coaxial, wireless, ou fibra óptica Tipo de barramento do sistema PCI ou ISA Tipos de Redes LAN (Local Area Network) Rede local MAN (Metropolitan Area Network) Rede Metropolitana WAN (Wide Area Network) Rede de Longa Distância
LAN Rede Local As redes locais são elaboradas para: Operar dentro de uma área geográfica limitada LAN Rede Local Permitir acesso múltiplo a meios físicos com uma grande largura de banda Fornecer conectividade interrupta aos serviços locais LAN Rede Local As redes locais consistem nos seguintes componentes: Computadores Placa de Interface de Rede Dispositivos periféricos Meios de rede Dispositivos de rede WAN Rede de Longa Distância 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.
MAN Rede Metropolitana WAN Rede de Longa Distância 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. As WANs proporcionam comunicações instantâneas através de grandes áreas geográficas. WAN Rede de Longa Distância As WANs são projetadas para executar as seguintes ações: Operar em uma ampla área geográfica Permitir o acesso através de interfaces seriais operando a velocidades mais baixas Fornecer conectividade intermitente WAN Rede de Longa Distância Algumas tecnologias comuns à WAN são: Modems Integrated Services Digital Network (ISDN) Digital Subscriber Line (DSL ) Frame Relay Etc...
WAN Rede de Longa Distância Topologia de Rede 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. Topologia Física Topologia Física 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 (cabo central). Uma topologia em anel (ring) conecta um host ao próximo e o último host ao primeiro. Isto cria um anel físico utilizando o cabo.
Topologia Física Uma topologia em estrela (star) conecta todos os cabos a um ponto central de concentração (HUB, Switch). 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. Topologia Física 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. Uma topologia em malha (mesh) é implementada para prover a maior proteção possível contra interrupções de serviço. Cada host tem suas próprias conexões com todos os outros hosts.
Topologia Lógica A topologia lógica de uma rede é a forma como os hosts se comunicam através dos meios. Os dois tipos mais comuns de topologias lógicas são determinísticas (passagem de Token) e não-determinísticas (Broadcast). Topologia Broadcast Cada host envia seus dados a todos os outros hosts conectados ao meio físico da rede. Não existe uma ordem que deve ser seguida pelas estações para usar a rede. A ordem é: primeiro a chegar, primeiro a usar. A Ethernet funciona desta maneira conforme será explicado mais tarde. Topologia passagem de Token O token controla o acesso à rede, passando um token eletrônico seqüencialmente para cada host. Quando um host recebe o token, significa que esse host pode enviar dados na rede. Se o host não tiver dados a serem enviados, ele vai passar o token para o próximo host e o processo será repetido. Dois exemplos de redes que usam passagem de token são: Token Ring e Fiber Distributed Data Interface (FDDI).
Meios Físicos Cabos de Cobre (metálicos) Coaxial Par-Trançado (STP e UTP) Fibra Óptica Tecnologia Sem Fio Cabos Metálicos - Coaxial O cabo coaxial consiste em um condutor de cobre envolto por uma camada isolante flexível. Ethernet 10BASE2 ThinNet: 10/100 Mbps 185m Ethernet 10BASE5 ThickNet: 10/100 Mbps 500m Cabos Metálicos - Coaxial Cabos Metálicos Par Trançado Cabo STP - O cabo de par trançado blindado (STP) combina as técnicas de blindagem, cancelamento e trançamento de fios. Utilizados em redes Token Ring
Cabos Metálicos Par Trançado Cabo de par trançado não blindado (UTP): é um meio de fio de quatro pares usado em uma variedade de redes. Cada um dos 8 fios individuais de cobre no cabo UTP é coberto por material isolante. Além disso, cada par de fios é trançado em volta de si. Cabos Metálicos UTP Ethernet 10BASE-T Cat 3: 10 Mbps 100m Fast Ethernet 100BASE-TX Cat 5: 100Mbps 100m Giga Ethernet 100BASE-T Cat 5e: 1000Mbps 100m Cabos Metálicos UTP TIA/EIA 568A e 568B Cabos Metálicos UTP Informações de Pinagem de Cabeamento para TIA/EIAT568B
Cabos Metálicos UTP TIA/EIA 568A e 568B Ethernet 802.3 Ethernet - Especificação de LAN inventada pela Xerox Corporation e desenvolvida em conjunto pela Xerox, Intel e pela Digital Equipment Corporation. As redes Ethernet usam o CSMA/CD e são executadas por uma variedade de tipos de cabos a 10 Mbps. A Ethernet é parecida com a série de padrões IEEE 802.3. Ethernet 802.3 Padrão mais utilizado em redes locais Vantagens: Simplicidade e facilidade de manutenção Capacidade de introdução de novas tecnologias Confiabilidade Instalação e atualização econômicas CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access Collision Detect - Um mecanismo de acesso aos meios físicos, no qual os dispositivos preparados para transmitir dados primeiro verificam o canal, para detectar a portadora. Se não for detectada a portadora durante um período específico de tempo, um dispositivo pode transmitir.
CSMA/CD Se dois dispositivos transmitirem simultaneamente, ocorre uma colisão, que é detectada por todos os dispositivos em colisão. Esta colisão, posteriormente, atrasa as retransmissões a partir desses dispositivos durante um tempo aleatoriamente definido. O acesso CSMA/CD é usado por Ethernet e IEEE 802.3. Token Ring (IEEE 802.5) Usa um token, que consiste num conjunto de três bytes, que circula numa topologia em anel em que as estações devem aguardar a sua recepção para transmitir. A transmissão dá-se durante uma pequena janela de tempo, e apenas por quem detém o token. O Token Ring, um quadro (token) fica circulando no anel, pegando dados das máquinas e distribuindo para o destino. Somente um dado pode ser transmitido por vez neste quadro. Token Ring (IEEE 802.5) FDDI Interface de Dados Distribuídos por Fibra
Equipamentos de Redes Locais Estações Repetidoras Hub (Concentrador) Bridge Estações Repetidoras Finalidade - gerar os sinais da rede novamente e os regenerar no nível do bit para que eles trafeguem em uma distância maior nos meios. Switch Roteadores HUB Utilizado para criar um ponto central de conexão entre os dispositivos da rede (estações de trabalho, servidores, modems,etc.). O HUB organiza os cabos e transmite os dados de entrada aos outros dispositivos da rede (não tem capacidade de processamento). HUB Estação Broadcast
Bridge Uma bridge é um dispositivo de rede projetada para conectar dois segmentos da LAN. A finalidade de uma bridge é filtrar o tráfego em uma LAN. Switch Também conhecido como comutador de circuitos, é um dispositivo utilizado em redes de computadores para encaminhar quadros de dados entre os diversos nós. HUB x Switch A diferença é que o Switch segmenta a rede internamente, sendo cada porta corresponde a um segmento diferente, o que significa que não haverá colisões entre quadros de segmentos diferentes ao contrário dos hubs, cujas portas partilham o mesmo domínio de colisão. Roteadores O Roteador é um equipamento responsável pela interligação de redes remotas. Em outras palavras, permite que uma máquina de uma dada rede LAN comunique-se com máquinas de outra rede LAN remota, como se as redes LAN fossem uma só.
Roteadores Para isso, ele usa protocolos de comunicação padrão como TCP/IP, SPX/IPX, Appletalk, etc. Têm a função de decidir o melhor caminho para os "pacotes" percorrerem até o seu destino. Roteadores Na prática os roteadores são utilizados para o direcionamento de "pacotes" entre redes remotas. Modelo de Referência OSI Conjunto de padrões que garantiram maior compatibilidade e interoperabilidade entre os vários tipos de tecnologias de rede. Vantagens do Modelo OSI Padroniza os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o suporte por parte de vários fabricantes. Possibilita a comunicação entre tipos diferentes de hardware e de software de rede. Evita que as modificações em uma camada afetem as outras, possibilitando maior rapidez no seu desenvolvimento. Decompõe as comunicações de rede em partes menores, facilitando sua aprendizagem e compreensão.
OSI x TCP/IP
Semelhanças entre os modelos OSI e TCP/IP Ambos são divididos em camadas. Ambos são divididos em camadas de transporte e de rede equivalentes. A tecnologia de comutação de pacotes (e não de comutação de circuitos) é presumida por ambos. Diferenças entre os modelos OSI e TCP/IP O TCP/IP combina as camadas de apresentação e de sessão dentro da sua camada de aplicação. O TCP/IP combina as camadas física e de enlace do modelo OSI em uma única camada. O TCP/IP parece ser mais simples por ter menos camadas.