2 Camadas NOÇÕES DE REDE: CAMADAS DE ENLACE E FÍSICA Introdução à Microinformática Prof. João Paulo Lima Universidade Federal Rural de Pernambuco Departamento de Estatística e Informática Aplicação Transporte Rede Enlace Física * Baseado nos slides de Introduction to Computers, Peter Norton, 6ª edição, McGraw-Hill Copyright 2006 by The McGraw-Hill Companies, Inc. All rights reserved. 3 4 Camadas de Enlace e Física Nó: Dispositivo que possui camada de enlace (hosts, roteadores, switches, pontos de acesso Wi-Fi, etc.) Enlace: Canal de comunicação que conecta nós adjacentes na rede Camadas de Enlace e Física Camada de enlace: Transferência de pacotes de dados entre nós adjacentes da rede Camada física: Transferência de bits dos pacotes entre nós adjacentes da rede 5 6 Topologia Organização lógica de fios e equipamentos Escolha afeta: Desempenho da rede Tamanho da rede Detecção de colisão da rede Vários diferentes tipos Barramento Também chamada barramento linear Um fio conecta todos os nós Vantagens: Fácil de instalar Pequena quantidade de fios Lenta Fácil de falhar (basta o fio principal falhar) Obsoleta 1
7 8 Estrela Todos os nós se conectam a um hub/switch Pacotes enviados para hub/switch Hub/switch envia pacotes para destino Vantagens: Fácil de instalar Um cabo não faz a rede inteira falhar Um hub/switch faz a rede inteira falhar Usa vários cabos Topologia mais comum 9 10 Anel Nós conectados em um círculo Tokens são usados para transmitir dados Nós precisam esperar pelo token para enviar dados Vantagens: Tempo para enviar dados é conhecido Não há colisão de dados Lento Vários cabos 11 12 Malha Todos os computadores se conectam entre si Internet é uma rede de malha Vantagem: Dados sempre serão entregues Vários cabos Difícil de instalar 2
13 14 Adaptador de Rede Comumente embarcado no dispositivo Onde a camada de enlace é implementada Conecta nó à mídia física 15 16 Hub Conecta vários nós Possui apenas camadas de enlace e física Plug and play Todos os nós recebem pacotes transmitidos Broadcast Lento e inseguro Switch Substituto do hub Também possui apenas camadas de enlace e física Plug and play Somente nós destino recebem transmissão Rápido e seguro Não realiza roteamento Ideal para redes pequenas 17 18 Roteador Possui camadas de rede, enlace e física Realiza roteamento Precisa ser configurado antes da instalação Ideal para redes maiores Ponto de Acesso Provê acesso sem fio à rede Possui alcance limitado Pontos de extensão podem aumentar alcance Também pode funcionar como switch e/ou roteador 3
19 20 Modem Provê acesso à Internet Banda larga Linha especial DSL Cabo Móvel Rede celular 3G, 4G Também pode funcionar como switch, roteador e/ou ponto de acesso Mídias Físicas Meios que conectam nós Escolha impacta: Velocidade Segurança Tamanho 21 22 Cabo Coaxial Parecido com cabo de TV Um fio de cobre ao longo do cabo Blindagem contra interferência Velocidade de até 10 Mbps Obsoleto Cabo de Par Trançado Cabo mais comum em LANs Quatro pares de cabos de cobre trançados Pode ser blindado contra interferência Velocidade varia entre 1 Mbps e 1.000 Mbps 23 24 Fibra Ótica Dados transmitidos com pulsos de luz Filamento de vidro em vez de cabo Imune a interferência Muito seguro Difícil de trabalhar Velocidade de até 100 Gbps Ondas de Rádio Dados transmitidos pelo ar Curta distância Ex: Bluetooth Área local Ex: Wi-Fi Longa distância Ex: rede celular, satélite Fácil de instalar Problemas de segurança 4
25 26 Endereço MAC Media Access Control Cada interface de rede tem um endereço MAC Cada endereço é único Atribuído pelo fabricante ARP Address Resolution Protocol Protocolo da camada de enlace Tradução entre endereços IP e endereços MAC 27 28 Ethernet IEEE 802.3 Principal tecnologia para redes locais cabeadas Compreende padrões das camadas de enlace e física Diferentes versões Ethernet original Fast Ethernet Gigabit Ethernet Ethernet Original 10BASE5 e 10BASE2 Topologia barramento Cabos coaxiais Obsoleto 10BASE-T Topologia estrela Cabos de par trançado Velocidade máxima de 10 Mbps Distância máxima entre 100 a 500 metros 29 30 Fast Ethernet Evolução do 10BASE-T Mesmo padrão de porta e conector Velocidade de 100 Mbps Versão mais comum: 100BASE-TX (par trançado) Também possui versões para fibra ótica Gigabit Ethernet Evolução do Fast Ethernet Mesmo padrão de porta e conector Velocidade de 1 a 10 Gbps Versão mais comum: 1000BASE-T (par trançado) Também possui versões para fibra ótica 5
31 32 Wi-Fi Wireless Fidelity IEEE 802.11 Várias versões 802.11b: velocidade de até 11 Mbps 802.11a e 802.11g: velocidade de até 56 Mbps 802.11n: velocidade de até 600 Mbps Alcance indoor em torno de 20 metros Consumo de energia elevado Wi-Fi :: Usos Acesso à rede/internet Ponto de acesso Comunicação direta entre computadores Ad hoc Wi-Fi Wi-Fi Direct 33 34 Wi-Fi :: Segurança Sem criptografia WEP Wired Equivalent Privacy Inseguro WPA e WPA2 Wi-Fi Protected Access Mais seguros Endereços MAC de computadores confiáveis Bluetooth IEEE 802.15.1 Alcance de 5 a 10 metros Velocidade de até 2,1 Mbps Baixo consumo de energia Substituto do cabo em transferência de dados Requer pareamento 35 36 Rede Celular Acesso à Internet Alcance: onde existe cobertura da operadora Diferentes gerações: 2,5G 3G 3,5G 4G 2,5G GPRS General Packet Radio Service Velocidade de até 60 Kbps EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution Velocidade de até 473,6 Kbps 6
37 38 3G UMTS Universal Mobile Telecommunications System Velocidade de até 2 Mbps 3,5G HSDPA High-Speed Downlink Packet Access Velocidade de até 7,2 Mbps HSPA(+) High Speed Packet Access (Plus) Velocidade de até 21 Mbps 39 4G LTE Long-Term Evolution Velocidade de até 299,6 Mbps 7