Introdução à Informática Aulas 35 e 36 FAPAN SISTEMAS DE INFORMAÇÃO - SI Prof. Roberto Tikao Tsukamoto Júnior Cáceres, 9 de maio de 2011.
Comunicação e Redes de Computadores
COMUNICAÇÃO A COMUNICAÇÃO pode ser definida como a transmissão de um sinal através de um meio, de um emissor para um receptor. Ela (comunicação), deve possuir cinco elementos: Transmissor; Mensagem; Meio de Comunicação; Protocolo de comunicação; Receptor.
Elementos da comunicação Transmissor: pessoa ou equipamento que transmite a mensagem. Mensagem: o que se deseja transmitir. Meio: canal que leva a mensagem. Protocolo: conjunto de regras conhecidas pelo transmissor e pelo receptor para a compreensão da mensagem enviada. Receptor: pessoa ou equipamento que recebe a mensagem.
Conceitos de comunicação (1) As TELECOMUNICAÇÕES dizem respeito às distintas tecnologias de comunicação à distância, envolvendo transmissão de áudio (som), vídeo (imagens) e dados. COMUNICAÇÃO DE DADOS, é um conjunto específico de telecomunicações,
Conceitos de comunicação (2) Os meios de telecomunicações são qualquer coisa que carregue um sinal eletrônico e faça uma intermediação entre um dispositivo que envia e um que recebe. Um dispositivo de telecomunicações é um componente de hardware que permite que a comunicação de dados ocorra, ou que permite que a comunicação ocorra com mais eficiência. As características de telecomunicações são: O tipo de sinal A capacidade de transmissão O modo de transmissão
Conceitos de comunicação (3) Tipos de sinais: Sinal digital é um sinal que muda dos estados de ligado e desligado entre estados discretos de voltagem (alta ou baixa). Sinal analógico é um sinal que flutua em ondas contínuas através do tempo entre as voltagens alta e baixa.
Conceitos de comunicação (4) Ciclo Amplitude Tempo Sinal Analógico Tempo Sinal Digital
Conceitos de comunicação (5) A freqüência de um sinal é o número de vezes por segundo que a onda contínua completa um ciclo. A amplitude é a diferença entre os pontos altos e baixos de um ciclo. As ondas de rádio são um exemplo de sinais analógicos. Tanto a amplitude quanto a freqüência das ondas de rádio podem ser modificadas. A modulação de amplitude (AM) modifica a amplitude da onda. A modulação de freqüência (FM) modifica a freqüência da onda. As linhas digitais são mais rápidas e sofrem menos distorção que as linhas analógicas.
Conceitos de comunicação (6) A velocidade de transmissão (de um meio de transmissão) é medida em bits por segundo (bps), ou seja, o número de bits que podem ser transmitidos por segundo. O número de vezes que o sinal completa um ciclo por segundo é a freqüência de sinal, que é medida em hertz (Hz). Portanto um sinal de baixa freqüência completa um ciclo menos vezes por segundo do que um sinal de alta freqüência. Alguns meios de transmissão podem acomodar mais de uma freqüência de sinal ao mesmo tempo, ou seja vários sinais de freqüências baixas e altas podem ser enviados simultaneamente. A variação de freqüências de sinal que podem ser enviadas ao mesmo tempo através de um determinado meio de transmissão é chamada de largura de banda, que é portanto a medida da capacidade de transmissão.
Conceitos de comunicação (7) Os meios de transmissão que permitem apenas uma freqüência de sinal por vez são chamados de meios de banda-base e são os mais lentos em termos de velocidade ou bps (Ex: voz, telefonia 300 a 9.600 bps). Os meios de banda larga ou banda ampla são aqueles de velocidade de transmissão mais rápidas (variam de 256 Kbps a cerca de 1 Mbps). Os sinais (ou dados que representam) podem ser transmitidos através das linhas de transmissão de várias formas diferentes. A direção do fluxo e a organização dos dados são duas considerações importantes. Quanto à direção dos dados, as transmissões podem ser: Simplex Half-duplex Duplex
MODOS DE TRANSMISSÃO Simplex Half Duplex Full Duplex
Conceitos de comunicação (8) Quanto à organização dos dados, as transmissões podem ser : Assíncronas Síncronas Na transmissão assíncrona, os dados são enviados em pacotes de caracteres, um caracter (ou byte) de cada vez. É mais adequada a pequenos volumes de dados. Na transmissão síncrona, os dados são enviados em pacotes de mais de um caracter por vez. É mais usada para comunicações de dados de grande volume / alta velocidade.
Conceitos de comunicação (9) Tipos de meios de comunicação: Cabos físicos Cabo de fios de pares trançados Cabo coaxial Cabo de fibra ótica Transmissão por Satélite Outras transmissões Rádio Celular Infravermelho
MEIOS DE COMUNICAÇÃO Linhas Telefônicas Satélite Rádio Antena de Sat ホ lite Transmissão por Satélite Microondas
Conceitos de comunicação (10) Dispositivos de telecomunicações: Modems Fac-símile (Fax) Multiplexadores: (Permitem que diversos sinais sejam transmitidos através de um único meio de comunicações ao mesmo tempo)
MODEMS Linha telefônica Modem Modem Transmissão digital Transmissão analógica Transmissão digital Fazem a modulação (tradução dos sinais digitais p/analógicos) e a demodulação (analógicos para digitais) dos dados transmitidos.
PROTOCOLO Conjunto de normas e regras que garante a conexão entre dois ou mais computadores em rede. É uma linguagem comum entre diferentes computadores. Protocolo TCP/IP: É o protocolo da Internet. A Internet é uma rede de pacotes. TCP (Transmission Control Protocol) - desmembra as mensagens em pacotes de um lado e as recompõe do outro lado. IP (Internet Protocol) - envia os pacotes de mensagens de um lado para o outro.
REDES DE COMPUTADORES Rede de computadores (network) consiste em meios de comunicações, dispositivos e software necessários para conectar dois ou mais sistemas ou dispositivos de computador. As vantagens da rede são: Permitir o acesso simultâneo a programas e dados importantes. Permitir às pessoas compartilhar dispositivos periféricos. Facilitar o processo de realização de cópias de segurança (backup).
Classificação: extensão geográfica Segundo a extensão geográfica, as redes de computadores são classificadas como: PAN (Personal Area Network); LAN (Local Area Network); WLAN (Wireless Local Area Network); MAN (Metropolitan Area Network); WMAN (Wirelesss Metropolitan Area Network); WAN (Wide Area Network).
Classificação: Topologia Segundo a Topologia, as redes de computadores são classificadas como: Rede em Anel; Rede em Barramento; Rede em Estrela; Rede Ponto a Ponto.
Rede em Anel A topologia de rede em anel consiste em estações conectadas através de um circuito fechado, em série, formando um círculo fechado (anel). O anel não interliga as estações diretamente, mas consiste de uma série de repetidores ligados por um meio físico, sendo cada estação ligada a estes repetidores. ANEL
Rede em Barramento (1) Rede em barramento é uma topologia de rede em que todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados. Terminador Terminador
Rede em Barramento (2) Apesar de os dados não passarem por dentro de cada um dos nós, apenas uma máquina pode escrever no barramento num dado momento. Todas as outras escutam e recolhem para si os dados destinados a elas. Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão.
Rede em Estrela (1) A mais comum atualmente, a topologia em estrela utiliza cabos de par trançado e um concentrador como ponto central da rede.
Rede em Estrela (2) O concentrador se encarrega de retransmitir todos os dados para todas as estações, mas com a vantagem de tornar mais fácil a localização dos problemas, já que se um dos cabos, uma das portas do concentrador ou uma das placas de rede estiver com problemas, apenas o nó ligado ao componente defeituoso ficará fora da rede.
Rede Ponto a Ponto Trata-se da interligação de dois computadores, de um ponto a outro ponto. Também é chamada de rede P2P (Peer to Peer). Vários softwares ficaram populares por utilizar esse conceito no compartilhamento de arquivos na internet (Kazaa, imesh, Napster, emule etc).
TOPOLOGIA DE REDES: TIPOS Anel Bus (Barramento Linear) Hierárquica Estrela Híbrida
Equipamentos concentradores Dois equipamentos contradores utilizados na constituição de redes são o HUB e o SWITCH. Ambos permitem a conexão de multiplos computadores e de outros HUBs ou SWITCHES, formando um topologia, chamada por alguns, de TOPOLOGIA EM ÁRVORE.
HUB Trata-se de um equipamento concentrador de redes. Atualmente está em desuso. Trabalha como um Rede em Barramento.
SWITCH (1) Um comutador ou switch é um dispositivo utilizado em redes de computadores para reencaminhar módulos (frames) entre os diversos nós. Possuem portas, assim como os concentradores (hubs) e a principal diferença entre um comutador e um concentrador, é que o comutador segmenta a rede internamente, sendo que a cada porta corresponde um domínio de colisão diferente, o que significa que não haverá colisões entre os pacotes de segmentos diferentes
SWITCH (2)
CSMA/CA CSMA/CA: Carrier sense multiple access with collision avoidance (Acesso múltiplo com verificação de portadora com anulação/prevenção de colisão) é um método de transmissão que contribui para a redução da ocorrência de colisões em uma rede. Antes de transmitir efetivamente um pacote, a estação avisa sobre a transmissão e em quanto tempo a mesma irá realizar a tarefa.
ENDEREÇAMENTO IP O endereço IP, na versão 4 do IP (IPv4), é um número de 32 bits oficialmente escrito com quatro octetos representados no formato decimal: Exemplo: 192.168.10.10 8.8.8.8
Regras básicas de endereços IP Numa mesma rede não podem existir duas estações com mesmo endereço IP. IP simboliza a rede da qual a estação faz parte. Uma das partes do endereço representa a rede. Para que duas ou mais estações possam comunicar-se é necessário que sejam de mesma rede.
Máscara de subrede Uma máscara de subrede também conhecida como subnet mask ou netmask é um número de 32 bits usada para separar em um IP a parte correspondente à rede pública, à subrede e aos hosts. Máscaras de subrede são máscaras de bits que mostram onde o endereço de rede termina e o endereço de host começa
Faixas de IP Classe Início Fim Máscara de Subrede padrão A 1.0.0.1 127.255.255.253 255.0.0.0 B 128.0.0.1 191.255.255.254 255.255.0.0 C 192.0.0.1 223.255.255.254 255.255.255.0
Exemplo de endereço IP Endereço decimal Binário Endereço completo 192.168.5.10 11000000.10101000.00000101.00001010 Máscara da subrede 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 Porção da rede 192.168.5.0 11000000.10101000.00000101.00000000
Localhost A faixa de IP 127.0.0.0 127.255.255.255 (ou 127.0.0.0/8 na notação CIDR) é reservada para a comunicação com o computador local (localhost). Qualquer pacote enviado para estes endereços ficarão no computador que os gerou e serão tratados como se fossem pacotes recebidos pela rede (Loopback). O endereço de loopback local (127.0.0.0/8) permite à aplicação-cliente endereçar ao servidor na mesma máquina sem saber o endereço do host, chamado de localhost.
Redes privadas (1) Dos mais de 4 bilhões de endereços disponíveis, três faixas são reservadas para redes privadas. Estas faixas não podem ser roteadas para fora da rede privada - não podem se comunicar diretamente com redes públicas. Dentro das classes A, B e C foram reservadas redes (normalizados pela RFC 1918) que são conhecidas como endereços de rede privados.
Redes privadas (2) Classe Faixa de endereços de IP Notação CIDR Número de Redes Número de IPs IPs por rede Classe A 10.0.0.0 10.255.255.255 Classe B 172.16.0.0 172.31.255.255 Classe C 192.168.0.0 192.168.255.255 10.0.0.0/8 128 16777216 16777214 172.16.0.0/12 16384 1048576 65 536 192.168.0.0/16 2097150 65535 256
Broadcast O endereço de broadcast IPv4 é um endereço especial para cada rede, que permite comunicação a todos os hosts naquela rede. Para enviar dados para todos os hosts em uma rede. O endereço de broadcast usa o último endereço do intervalo da rede. Esse é o endereço no qual os bits da porção de host são todos 1s. Para a rede 10.0.0.0 com 24 bits de rede, o endereço de broadcast seria 10.0.0.255.
IPv6 O IPv4, que só suporta cerca de 4 bilhões (4x10 9 ) de endereços IP, contra cerca de 3,4x10 38 endereços do novo protocolo. A previsão atual para a exaustão de todos os endereços IPv4 livres para atribuição a operadores é de Julho de 2011. Espaço de Endereçamento. Os endereços IPv6 têm um tamanho de 128 bits.
DNS O DNS (Domain Name System - Sistema de Nomes de Domínios) é um sistema de gerenciamento de nomes hierárquico e distribuído. No Brasil, é controlado pelo Comitê Gestor da Internet no Brasil NIC.br (registro.br). Até 5 de dezembro de 2005 a FAPESP era o órgão responsável pelos registros de nomes no Brasil.
Obrigado Ademar Alves Trindade Roberto Tikao Tsukamoto Júnior rtikao@gmail.com