Eriko Carlo Maia Porto UNESA Universidade Estácio de Sá eriko_porto@uol.com.br Última revisão Julho/2003 REDES DE COMPUTADORES INTRODUÇÃO EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO Década de 50 introdução dos sistemas computacionais Máquinas complexas localizadas em salas isoladas. Operadas apenas por especialistas. Programas aplicativos em jobs processados em batch. Executavam sem interação com o usuário.
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO Início dos anos 60 técnica de time-sharing Teleimpressoras e tecnologia de transmissão de dados. Aplicações cada vez mais se multiplicando e se diversificando. Origem dos sistemas de time-sharing. EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO Anos 70 surgem os mini e micro Distribuição do poder computacional. Velocidades e capacidades de transmissão mais elevadas. Minicomputadores interconectados capacidade de processamento superior. Redes podiam ser estendidas em função das necessidades de processamento das aplicações. Tempo de resposta melhor e mais fáceis de utilizar.
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO Desenvolvimento tecnológico e redução do custo do hardware Uso cada vez maior de microcomputadores. Preço dos equipamentos eletromecânicos continua alto. Utilização compartilhada de periféricos. Arquiteturas com paralelismo e distribuição soluções para melhorar a performance, confiabilidade e modularidade. EVOLUÇÃO DAS ARQUITETURAS A revolução nos sistemas de computadores começou a partir dos avanços nas tecnologias de integração de circuitos. Em oposição às arquiteturas centralizadas, surgiram os sistemas de multiprocessadores. Sistemas de multiprocessadores: Sistemas fortemente acoplados Sistemas fracamente acoplados
SISTEMAS FORTEMENTE ACOPLADOS Dois ou mais processadores de capacidade aproximadamente iguais. Todos os processadores dividem o acesso a uma memória comum. Todos os processadores compartilham os canais de entrada/saída, unidades de controle e dispositivos periféricos. O sistema total é controlado por um único sistema operacional SISTEMAS FRACAMENTE ACOPLADOS Sistema de processamento distribuído. Coleção de elementos de processamento interconectados para execução cooperativa de programas. Residem em diferentes processadores e memórias. Controle geral dos recursos é descentralizado. Única forma de interação entre os módulos é através de troca de mensagem.
VANTAGENS DO USO DE MÚTIPLOS PROCESSADORES Relação custo/desempenho: Evolução da tecnologia de síntese de circuitos; Microprocessadores e memórias de baixo custo. Modularidade: Crescimento incremental ou expansibilidade; Utilização de um conjunto de componentes básicos; Projeto simplificado de fácil manutenção. VANTAGENS DO USO DE MÚTIPLOS PROCESSADORES Confiabilidade: Redundância; Mecanismos de reconfiguração para tolerância e falhas; Apresenta grande disponibilidade. Responsividade: Facilidade de ser moldado à aplicação. Concorrência: Aplicações de alto desempenho exigem soluções que utilizam em larga escala elementos concorrentes.
DESVANTAGENS DO USO DE MÚTIPLOS PROCESSADORES Software aplicativo e de diagnóstico mais complexo e mais caro. Maior dependência da tecnologia de comunicação. Dificuldade de gerenciar recursos e informações. Dificuldade de forçar padronizações. Manutenção da integridade dos dados, da segurança e da privacidade é tarefa mais complexa. REDES DE COMPUTADORES CONJUNTO DE MÓDULOS PROCESSADORES CAPAZES DE TROCAR INFORMAÇÕES E COMPARTILHAR RECURSOS, INTERLIGADOS POR UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO
REDES DE COMPUTADORES Sistema de comunicação: Arranjo topológico interligando os vários processadores através de enlaces físicos (meios de transmissão) e de um conjunto de regras com a finalidade de organizar a comunicação (protocolos). REDES DE COMPUTADORES Redes Locais (Local Area Networks LANs) Surgiram nas universidades. Interconexão de equipamentos de comunicação de dados numa pequena região (distâncias entre 100 m e 25 km). Viabiliza troca de informações e o compartilhamento de dispositivos periféricos. Altas taxas de transmissão (0.1 a 100 Mbps). Baixas taxas de erro (de 10-8 a 10-11 ). Propriedade privada.
REDES DE COMPUTADORES Redes Metropolitanas (Metropolitan Area Networks MANs) Características semelhantes às redes locais. Cobrem distâncias maiores (metropolitanas) operando com velocidades maiores. O termo surgiu com o aparecimento do padrão IEEE 802.6 REDES DE COMPUTADORES Redes Geograficamente Distribuídas (Wide Area Networks WANs) Compartilham recursos especializados por uma maior comunidade de usuários geograficamente dispersos. Custos de comunicação elevados circuitos para satélite e enlaces de microondas em geral públicos. Velocidades de transmissão baixas.
PARÂMETROS DE COMPARAÇÃO A escolha de um tipo particular de rede que suporte um conjunto de aplicações é uma tarefa difícil. Cada arquitetura possui certas características que afetam sua adequação a uma aplicação em particular. Nenhuma solução é ótima num contexto geral, ou até mesmo num contexto particular. PARÂMETROS DE COMPARAÇÃO CUSTO: Custo das estações de trabalho (micro e minicomputadores). Custo das interfaces com o meio de comunicação (dependerá muito do desempenho que se deseja para a rede). Custo do próprio meio de comunicação.
PARÂMETROS DE COMPARAÇÃO RETARDO DE TRANSFERÊNCIA: O retardo de transferência é a soma de todos os retardos desde o momento que uma mensagem é gerada, até o momento em que esta mensagem é recebida completamente no destinatário. Componentes: Retardo de acesso intervalo de tempo decorrido desde que uma mensagem é gerada até o momento em que a estação consiga obter o direito de transmissão. Retardo de transmissão intervalo de tempo decorrido desde o início da transmissão até que toda a mensagem tenha sido enviada. Retardo de propagação tempo necessário para a mensagem se propagar através do meio físico de transmissão. PARÂMETROS DE COMPARAÇÃO DESEMPENHO: Capacidade efetiva de transmissão da rede. Utilização efetiva do sistema de comunicação é apenas uma porcentagem da capacidade total que ela oferece. O requisito de baixo custo leva freqüentemente ao sacrifício do desempenho. Seleção de um mecanismo de interconexão orientado para a natureza da aplicação é essencial para o bom desempenho de uma rede local.
PARÂMETROS DE COMPARAÇÃO CONFIABILIDADE: Avaliada em função de dois fatores: Tempo Médio Entre Falhas (MTBF Medium Time Between Failures) normalmente medido em horas e está relacionado com a confiabilidade dos componentes. Tempo Médio De Reparo (MTTR Medium Time To Repair) está relacionado ao tempo necessário para retornar o componente às condições normais de operação. Degradação amena capacidade da rede de continuar operando na existência de falhas. Tempo de reconfiguração após falhas reduzido com o auxílio de redundância, mecanismos de autoteste e diagnóstico e manutenção eficiente. PARÂMETROS DE COMPARAÇÃO MODULARIDADE: Grau de alteração de desempenho e funcionalidade que um sistema (rede) pode sofrer sem mudar seu projeto original. Benefícios: Facilidade pra modificação simplicidade com que funções lógicas ou elementos de hardware podem ser substituídos; Facilidade para o crescimento inicia-se com um sistema de baixo custo e gradualmente adicionam-se melhorias de desempenho e funcionalidade; Facilidade para o uso de um conjunto de componentes básicos em larga escala simplifica o projeto e a manutenção do sistema como um todo.
PARÂMETROS DE COMPARAÇÃO COMPATIBILIDADE: Capacidade que um sistema possui para se ligar a dispositivos de vários fabricantes (interoperabilidade). Tanto a nível de hardware como a nível de software. Característica extremamente importante no que diz respeito ao custo da aquisição de novos equipamentos, e aproveitamento dos equipamentos já existentes. Flexibilidade e poder de barganha junto aos fabricantes. PARÂMETROS DE COMPARAÇÃO SENSIBILIDADE TECNOLÓGICA: Capacidade de suportar todas as aplicações para qual a rede foi dedicada, mais aquelas que o futuro possa requerer. Incluindo transmissões de vídeo, voz, interconexões com outras redes, etc. Não vulnerável à tecnologia, prevendo a utilização de futuros desenvolvimentos: novas estações, novos padrões de transmissão, etc.
REFERÊNCIAS Redes de Computadores Andrew S. Tanenbaum Capítulo 1 Redes de Computadores Soares, Lemos & Colcher Capítulo 1