Redes de Computadores. Introdução n Em seu nível mais elementar, uma rede consiste em dois...

Redes de Computadores

Introdução Em seu nível mais elementar, uma rede

consiste em dois computadores conectados um ao outro por um cabo para que possam compartilhar dados.

Todas as redes, não importa o quanto sejam sofisticadas, derivam desse sistema simples.

Tal idéia representou uma grande conquista nas comunicações.

Introdução As redes surgiram da necessidade de

compartilhar dados em tempo hábil. Os computadores pessoais são

ferramentas de trabalho ótimas para produzir dados, gráficos e outros tipos de informação, mas não possibilitam que você compartilhe rapidamente os dados que criou.

Introdução Um conjunto de computadores e outros

dispositivos conectados juntos chama-se REDE, assim como o conceito de computadores compartilhando os recursos.

Um computador conectado a outros pode compartilhar os dados dos outros computadores, impressoras e outros dispositivos.

Os computadores que fazem parte de uma rede podem compartilhar:

Dados Mensagens Gráficos Impressoras Aparelhos de fax Modems Outros recursos de Hardware

Classificação As redes começaram pequenas, com

até dez computadores conectados a uma impressora.

A tecnologia limitou o tamanho da rede, incluindo o número de computadores conectados, assim como a distância física que poderia ser abrangida pela rede.

Classificação Exemplo:

– no início dos anos 80, o método mais comum de cabeamento possibilitaria cerca de 30 usuários em uma extensão máxima de cabo de pouco mais de 180 metros.

– Esse tipo de rede deveria estar em um único andar de um prédio ou em uma empresa pequena.

Classificação Atualmente, para empresas muito pequenas,

essa configuração ainda é adequada. Esse tipo de rede, dentro de uma área limitada, chama-se rede local (LAN).

A medida que o alcance geográfico da rede aumenta com a conexão de usuários em cidades ou estados diferentes, a LAN torna-se uma rede de longa distância (MAN, WAN).

Podemos então classificar as redes locais em três tipos: LAN - Local Area Network (Abrangência

no espaço físico de um ou mais prédios). MAN - Metropolitan Area Network

(Abrangência no espaço físico de uma cidade).

WAN - Wide Area Network (Abrangência no espaço de vários municípios ou países).

Benefícios As redes possibilitam que várias

pessoas compartilhem tanto dados como periféricos simultaneamente.

Se várias pessoas precisam usar uma impressora, todas podem utilizar a impressora disponível na rede.

Benefícios Antes de existir as redes, as pessoas que

queriam compartilhar informações estavam limitadas a:– Contar as informações uma para outras

(comunicação oral).– Escrever memorandos– Colocar a informação em um disquete, levá-lo

fisicamente para outro computador e, depois, copiar os dados naquele computador.

Benefícios As redes podem reduzir a necessidade

de comunicação escrita e tornar disponíveis praticamente todos os tipos de dados para todos os usuários que deles precisarem.

Componentes da rede Local Elementos de Hardware Elementos de Software

Componentes da rede Local Estações de Trabalho/Servidores Protocolos Topologias Placas e Cabos Dispositivos de Conexão Padrões de Transmissão

ServidoresServidores

Servidores A maior parte das redes possui um

servidor dedicado. Um servidor dedicado é aquele que

funciona apenas como servidor e não é utilizado como estação de trabalho ou cliente.

Servidores Os servidores são “dedicados” porque

são otimizados para processar rapidamente as requisições dos clientes da rede e para garantir a segurança dos arquivos e pastas.

As redes baseadas em servidor tornaram-se o modelo padrão para a comunicação de rede.

Servidores especializados Conforme o tamanho e o tráfego das

redes aumentam, mais de um servidor na rede é necessário. A distribuição de tarefas entre vários servidores garante que cada tarefa seja desempenhada da maneira mais eficiente possível.

Servidores de Arquivos e Impressão Os servidores de arquivo e impressão

gerenciam o acesso do usuário e a utilização dos recursos de arquivos e impressora.

Os servidores de arquivos e impressão destinam-se ao armazenamento de arquivos e de dados.

Servidores de Aplicativos Com um servidor de arquivo e

impressão, os dados ou o arquivo são carregados para o computador que fez a requisição. Com um servidor de aplicativo, o banco de dados fica no servidor e apenas os resultados requeridos são carregados no computador que fez a requisição.

Servidores de Correio Os servidores de correio gerenciam

mensagens entre os usuários da rede.

Servidores de Fax Os servidores de Fax gerenciam o

tráfego de fax para dentro e para fora da rede, compartilhando uma o mais placas de fax modem.

Servidores de Comunicação Os servidores de comunicação

manipulam o fluxo de dados e as mensagens de correio eletrônico entre a própria rede do servidor e outras redes

Peer To Peer (Ponto a Ponto) Em uma rede par-a-par, não existem

servidores dedicados ou hierarquia entre os computadores. Todos os computadores são iguais e, portanto chamados pares.

Normalmente cada computador funciona tanto como cliente quanto como servidor, e nenhum deles é designado para ser um administrador responsável por toda rede.

O usuário determina quais os dados são compartilhados.

ProtocolosProtocolos

Protocolos - Conceito Protocolos são regras e procedimentos

para comunicação. Por exemplo, diplomatas de uma país aderem ao protocolo para se orientarem na interação com diplomatas de outros países. A utilização das regras de comunicação aplica-se da mesma maneira no ambiente de computadores.

Protocolos - Conceito Quando diversos computadores estão

interligados em rede, as regras e procedimentos técnicos que administram sua comunicação e interação são chamados de protocolos.

Protocolos - Funcionamento Toda a operação técnica de transmissão de

dados através da rede precisa ser dividida em etapas sistemáticas distintas. A cada etapa, ocorrem certas ações que não podem ocorrer em nenhuma outra etapa. Cada etapa tem suas próprias regras e procedimentos, ou Protocolos.

As etapas devem ser realizadas em uma ordem consistente, que seja igual em todos os computadores da rede.

Protocolos - Modelo OSIAPLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

ENLACE

FÍSICA

7ª

6ª

5ª

4ª

3ª

2ª

1ª

Protocolos - Modelo TCP/IP

APLICAÇÃO

TRANSPORTE

INTERNET

REDE

4ª

3ª

2ª

1ª

Relação Modelo TCP/IP X OSI

APLICAÇÃO

APRESENTAÇÃO

SESSÃO

TRANSPORTE

REDE

ENLACE

FÍSICA

TRANSPORTE

INTERNET

REDE

APLICAÇÃO

Tipos de Protocolos NetBEUI IPX/SPX TCP/IP

NetBEUI– É um protocolo rápido e eficiente.– As vantagens do NetBEUI são a sua

velocidade de transferência de dados na mídia da rede e sua compatibilidade com todas as redes baseadas em Microsoft.

– A maior desvantagem é que ele se limita às redes baseadas em Microsoft.

IPX/SPX É o protocolo utilizado para possibilitar

a conexão do seu computador com servidores de rede Novell.

TCP/IP Protocolo de Controle de

Transmissão/Protocolo Internet (TCP/IP)

Tornou-se o protocolo padrão utilizado para interoperabilidade entre muitos tipos diferentes de computadores. Essa interoperabilidade é uma das vantagens principais do TCP/IP.

TCP/IP Quase todas as redes suportam o

TCP/IP como protocolo. O TCP/IP também suporta e é normalmente utilizado como o protocolo de interconexão de rede.

Devido á sua popularidade, o TCP/IP tornou-se o verdadeiro padrão para interconexão de rede.

Topologias

Topologias de Rede Topologias de rede define a forma

como as estações (Computadores) estão fisicamente distribuída

A topologia física é a descrição da rota utilizada pelos cabos da rede para interligar os nós.

Topologia em Estrela Na topologia de estrela, os

computadores são conectados por segmentos de cabo a um componente centralizado chamado Hub.

Os sinais são transmitidos a partir do computador que está enviando através do hub até os computadores na rede.

Topologia em Estrela Esta topologia iniciou-se nos primórdios

da computação, com os computadores conectados a um computador centralizado.

Caracterizada por apresentar a figura de um ponto centralizador, o responsável pelo roteamento das informações.

Topologia em Estrela Neste tipo de rede as informações são

transmitidas de um ponto, tendo que passar obrigatoriamente pelo computador servidor.

Todos os ponto desta rede participam do processo centralização de informações assim como de distribuição de trabalhos.

Topologia em Estrela

Topologia em Anel A topologia de anel conecta os

computadores em um único círculo de cabos. Não há extremidades terminadas. Os sinais

viajam pela volta em uma direção e passam através de cada computador.

Ao contrário da topologia de barramento passiva, cada computador atua como um repetidor para amplificar o sinal e enviá-lo para o seguinte.

Topologia em Anel Como o sinal passa através de todos os

computadores, a falha em um computador pode ter impacto sobre toda rede.

Elimina a figura de um ponto centralizador, o responsável pelo roteamento das informações.

Neste tipo de rede as informações são transmitidas de um ponto a outro da rede até alcançar o ponto destinatário.

Topologia em Anel Todos os pontos desta rede participam do

processo de transmissão de uma informação.

Se houver a quebra de um dos pontos a rede é interrompida.

Topologia em Anel

Topologia em Barra A topologia de barramento também é

conhecida como barramento linear. Este é o método mais simples e comum

de conectar os computadores em rede. Consiste em um único cabo, chamado tronco (e também backbone ou segmento), que conecta todos os computadores da rede em uma linha única.

Topologia em Barra

Permite o maior número de terminais ligados a rede, e todos os terminais são ligados a um cabo principal.

Deste modo uma informação poderá ser enviada para um terminal ou para todos simultaneamente.

Os pontos da rede não participam do processo de transmissão de dados.

Topologia em Barra

Cabeamento

Cabeamento Os cabos talvez correspondam a 50% do

fracasso ou do sucesso da instalação de uma rede. Muitos dos problemas encontrados nas redes são identificados como causados pela má instalação ou montagem dos cabos.

Um cabo bem feito contará pontos no restante da rede, e em caso de dúvidas com algum cabo o melhor é não utilizá-lo.

Cabeamento Entre as ferramentas necessárias para lidar

com os cabos, temos:– Alicate de grimpar para conectores BNC e

RJ45;– Ferro de solda, ferramentas diversas;

Para testes dos cabos contamos com equipamentos que medem com precisão o seu bom funcionamento. Para cada tipo de cabo existem vários tipos de testadores.

Cabo Coaxial Em certa época, cabo coaxial era o tipo de

cabeamento de rede mais amplamente utilizado.

É composto de um condutor interno circundando por um material isolante e por uma malha de blindagem.

Devido às suas características, suporta taxas de transmissão mais altas, alcançando tipicamente 10 megabits por segundo em distância de ordem de 1KM.

Cabo Coaxial O cabo coaxial tem uma imunidade a ruído

bem melhor que o par traçado, mas seu custo é mais elevado.

Adapta-se a qualquer topologia.

Cabo de Par Trançado É constituído de dois fios enrolados em espiral.

– As taxas de transmissão neste tipo de meio podem chegar a até alguns poucos megabits por segundo, dependendo da distância entre os extremos, técnica de transmissão e qualidade do cabo.

– O par traçado é bastante susceptível a ruídos e interferência, mas é o meio que tem menor custo por comprimento.

– A ligação de nós é extremamente simples, reduzindo ainda mais o custo da utilização.

Fibra Óptica Uma fibra óptica consiste de um filamento de silícia,

através do qual é transmitido um sinal luminoso que transporta a informação de forma codificada.– A fibra óptica é imune à interferência eletromagnética.

O cabo de fibra óptica é apropriado para transmissão de dados a grande velocidade e alta capacidade, devido a ausência de atenuação e à pureza do sinal.

É o mais caro de todos, atinge taxas de quase centenas de Gbps, transmitindo dados, voz e imagem.

Dispositivos de Dispositivos de ConexãoConexão

Hub Hubs são dispositivos utilizados para

conectar os equipamentos que compõem uma LAN.

Hub As conexões da rede são concentradas

(também chamado concentrador) onde cada equipamento fica um segmento próprio.

O gerenciamento da rede é favorecido e a solução de problemas facilitada, uma vez que o defeito fica isolado no segmento de rede.

Hub Cada hub pode receber vários micros. Os hubs mais comuns possuem 4, 8,

16 e 32 portas (Pode-se fazer a conexão entre hubs para aumentar a capacidade final).

Hub

Bridges (Pontes) Conectam múltiplas LANs como por

exemplo a LAN da contabilidade com a LAN do departamento de Marketing.

Isto divide o tráfego na rede, pois as informações transitam de um lado para outro apenas quando for necessário.

Bridges (Pontes)

Roteadores Faz o papel de direcionador,

garantindo que os pacotes de mensagens sejam dirigidos a endereços certos na rede.

Roteadores

Repetidores São equipamentos utilizados quando se

deseja repetir o sinal enviado por um equipamento quando a distância a ser percorrida é maior do que o recomendado (180Mts).

Ele realiza uma ampliação no sinal já fraco dando nova força para que chegue ao ponto de destino.

Repetidores

Padrões de Padrões de TransmissãoTransmissão

Ethernet é a mais conhecida dentre as atualmente

utilizadas e está no mercado há mais tempo;

redução dos preços e uma relativa alta velocidade de transmissão de dados fomentaram sua ampla utilização;

pode ser utilizada com topologia barramento (Coaxial) ou Estrela (Par trançado com HUB).

Ethernet Neste tipo de rede, cada PC monitora o

tráfego na rede e se nada detectar, eles transmitem as informações.

Se dois clientes transmitirem informações ao mesmo tempo, eles são alertados sobre à colisão, param a transmissão e esperam um período de tempo aleatório para cada um antes de tentar novamente.

Ethernet A medida que o número de estações

aumentam, aumentam também o número de colisões.

Token Ring– O método de acesso de token ring

( passagem de permissão) utiliza um método circular para determinar qual estação tem permissão para transmitir.

– O token ring opera em topologia em anel e garante que todas as estações da rede tenham chance de transmitir dados.

– Ele alcança esse objetivo utilizando um padrão especial de bit conhecido como token ou permissão.

Token Ring Em uma rede token ring, o computador

pacientemente monitora a rede até que ele note um padrão especial de bits denominado permissão.

Ao ver a transmissão ele envia um pacote de dados.

Token Ring Este pacote de dados viaja pelo anel e

o destinatário recebe na passagem. Quando o pacote retornar ao

transmissor ele passa o token para a próxima estação. Este processo se repete infinitamente. Os tempos necessários são medidos em frações de segundos.