Tecnologias de Redes de Computadores A disciplina aborda redes de computadores. Topologias, Meios de...

Tecnologias de Redes de Computadores

• A disciplina aborda redes de computadores. Topologias, Meios de transmissão. Redes de alta velocidade. Equipamentos ativos de redes: switches, roteadores, cabeamento estruturado.

Elementos de uma rede

• Servidores, roteadores,switches, hubs, impressoras e computadores de bolso;

• Servidor – é todo aquele equipamento que fornece algum tipo de serviço: impressora, compartilhamento de arquivos;

• Serviços pelo usuário: estações de rede, estações de trabalho ou hosts;

• Volume de rede: são discos rígidos ou partições compartilhadas;

O sistema de cabeamento (cabling) é o meio físico de transmissão de dados, o qual interliga os nós da rede.

O sistema de cabeamento consiste num aparato físico que conecta os terminais de cada uma das placas de rede do grupo que irá constituir a rede, de modo a formar um único sistema.

Cabeamento Estruturado

Existem várias maneiras de se interligar computadores por cabo.

A forma de implementação difere enormemente por:

• Topologia;• Ambiente a ser interligado;• Padrão de rede escolhido;• Custos.

Cabeamento Estruturado

As principais e mais comuns opções de meio físico por cabeamento são:

• Cabo Coaxial;• Cabo de Par Trançado;• Fibra Ótica;• Sem Fio (Wireless)

Cabeamento Estruturado

Características:

• Custo baixo;• Relativamente simples de manipular;• Amplamente utilizado nos sistemas IBM de grande porte;• Menor sensibilidade à interferência eletromagnética;• Tipos de cabeamento possíveis: 10Base5 e 10Base2.

Cabo Coaxial

Cabeamento Estruturado

Tipos de cabos coaxiais

Tipo de Cabo Impedância Diâmetro Conector

Cabo fino Ethernet – RG-58 50 ohms 3/16" BNC

ARCNET – RG-62 93 ohms 3/16" BNC

ou RG-59/U 75 ohms 3/16" Utiliza um rabicho RG-62 naextremidade com BNC

Cabo espesso Ethernet 50 ohms 1/2" Transceptor/MAU no caboespesso com uma derivaçãdode par trançado até o cordãoda rede

Cabo derivado de Ethernetespesso (não é coaxial, éum cabo de par blindado)

- 3/8" DIX/AUI

Características:

• Diâmetro do cabo é de 0.4”, com 50 ohms de impedância;• A rede é também chamada de “Thicknet”;• Taxa de transferência: 10 Mbps;• Tamanho máximo por segmento: 500 metros;• Os nós se conectam ao meio (cabo grosso) através de um “transceiver” chamado de MAU (Medium Attachment Unit);• Nas duas extremidades do cabo, devem existir terminadores.

Cabo Coaxial 10Base5

Cabeamento Estruturado

Cabo Coaxial 10Base5

Cabeamento Estruturado

Cabo AUIConectorVampiro

Cabo TransceiverCabo Ethernet

• A conexão dos cabos aos transceivers é feita por meio de conectores tipo “N”. Entre o transceiver e a NIC usa-se um conector DB-15 (15 pinos), conhecidos como conectores AUI (Attachment Unit Interface).

Características:• Diâmetro do cabo é de 0.18”, com 50 ohms de impedância;• A rede é também chamada de “Thinnet”, por usar cabo fino; • Taxa de transferência: 10 Mbps;• Tamanho máximo por segmento: 185 metros;• Os nós se conectam ao meio através de conectores BNC;• Nas duas extremidades do cabo, devem existir terminadores;• Não exige transceivers, sua função está embutida nas NICs.

Cabo Coaxial 10Base2

Cabeamento Estruturado

Cabo Coaxial 10Base2

Cabeamento Estruturado

Conector BNCConector BNC tipo T

Comparação entre coaxial fino e grosso:

PARÂMETROS Coaxial GrossoCoaxial Fino

Banda Passante

Comprimento do Barramento

Comprimento Máximo do cabo AUI

Nós por Barramento

Distância mínima entre nós

Diâmetro externo

Impedância

Blindagem

Conector típico

10 Mbps

185 m

Não utiliza

30

4,90 mm

50

0,50 m

Simples/dupla

BNC

10 Mbps

500 m

50 m

100

10,30 mm

50

2,50 m

dupla

TAP coaxial

Características:

• Custo muito baixo. Simples de manipular;• Amplamente utilizado nos sistemas de telefonia;• Alta sensibilidade à interferência eletromagnética;• Alta atenuação.

Cabo Par Trançado - UTP

Cabeamento Estruturado

• Ao comprar um cabo par trançado, é importantíssimo notar qual a sua categoria. Embora as categorias 3 e 4 trabalhem bem para redes de 10 Mbps, o ideal é trabalharmos atualmente com cabos de categoria 6, que conseguem atingir até 100/1000 Mbps

Classificação de par trançado

Categoria Velocidade Mídia do Cabo Conector Uso

Categoria 1 Nãoadequada aLANs

Categoria 2 Nãoadequada aLANs

Categoria 3 Até 10Mbps

UTP 4 pares 100ohms

568A ou568B de 8fios

10Base-T

Categoria 4 Até 16Mbps

STP 2 pares 150ohms

STP-A 10Base-T ouToken Ring

Categoria 5 Até 100Mbps

UTP 4 pares 100ohms

568A ou568B de 8fios

10Base-T,100Base-T,FDDI, ATM,Token Ring

ESCOLHENDO O MELHOR CABO

• Existem cabos de cat 1 até cat 7. Como os cabos cat 5 são suficientes tanto para redes de 100 quanto de 1000 megabits, eles são os mais comuns e mais baratos, mas os cabos cat 6 e cat 6a estão se popularizando e devem substituí-los ao longo dos próximos anos. Os cabos são vendidos originalmente em caixas de 300 metros, ou 1000 pés (que equivale a 304.8 metros)

• Os cabos de par trançados são compostos por 4 pares de fios de cobre que, como o nome sugere, são trançados entre si. Este sistema cria uma barreira eletromagnética, protegendo as transmissões de interferências externas, sem a necessidade de usar uma camada de blindagem. Este sistema sutil de proteção contrasta com a “força bruta” usada nos cabos coaxiais, onde o condutor central é protegido de interferências externas por uma malha metálica

• Para evitar que os sinais de um cabo interfiram com os dos vizinhos, cada par de cabos utiliza um padrão de entrançamento diferente, com um número diferente de tranças por metro, como você pode ver na foto a seguir:

CATEGORIAS

• Categorias 1 e 2: Estas duas categorias de cabos não são mais reconhecidas pela TIA (Telecommunications Industry Association), que é a responsável pela definição dos padrões de cabos. Elas foram usadas no passado em instalações telefônicas e os cabos de categoria 2 chegaram a ser usados em redes Arcnet de 2.5 megabits e redes Token Ring de 4 megabits, mas não são adequados para uso em redes Ethernet.

• Categoria 3: Este foi o primeiro padrão de cabos de par trançado desenvolvido especialmente para uso em redes. O padrão é certificado para sinalização de até 16 MHz, o que permitiu seu uso no padrão 10BASE-T, que é o padrão de redes Ethernet de 10 megabits para cabos de par trançado. Existiu ainda um padrão de 100 megabits para cabos de categoria 3, o 100BASE-T4, mas ele é pouco usado e não é suportado por todas as placas de rede.

• A principal diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos cabos de categoria 1 e 2 é o entrançamento dos pares de cabos. Enquanto nos cabos 1 e 2 não existe um padrão definido, os cabos de categoria 3 (assim como os de categoria 4 e 5) possuem pelo menos 24 tranças por metro e, por isso, são muito mais resistentes a ruídos externos. Cada par de cabos tem um número diferente de tranças por metro, o que atenua as interferências entre os pares de cabos.

• Categoria 4: Esta categoria de cabos tem uma qualidade um pouco superior e é certificada para sinalização de até 20 MHz. Eles foram usados em redes Token Ring de 16 megabits e também podiam ser utilizados em redes Ethernet em substituição aos cabos de categoria 3, mas na prática isso é incomum. Assim como as categorias 1 e 2, a categoria 4 não é mais reconhecida pela TIA e os cabos não são mais fabricados, ao contrário dos cabos de categoria 3, que continuam sendo usados em instalações telefônicas.

• Categoria 5: Os cabos de categoria 5 são o requisito mínimo para redes 100BASE-TX e 1000BASE-T, que são, respectivamente, os padrões de rede de 100 e 1000 megabits usados atualmente. Os cabos cat 5 seguem padrões de fabricação muito mais restritos e suportam freqüências de até 100 MHz, o que representa um grande salto em relação aos cabos cat 3.

• Apesar disso, é muito raro encontrar cabos cat 5 à venda atualmente, pois eles foram substituídos pelos cabos categoria 5e (o “e” ),é uma versão aperfeiçoada do padrão, com normas mais restritas, desenvolvidas de forma a reduzir a interferência entre os cabos e a perda de sinal, o que ajuda em cabos mais longos, perto dos 100 metros permitidos.

• Os cabos cat 5e devem suportar os mesmos 100 MHz dos cabos cat 5, mas este valor é uma especificação mínima e não um número exato. Nada impede que fabricantes produzam cabos acima do padrão, certificando-os para freqüências mais elevadas. Com isso, não é difícil encontrar no mercado cabos cat 5e certificados para 110 MHz, 125 MHz ou mesmo 155 MHz, embora na prática isso não faça muita diferença, já que os 100 MHz são suficientes para as redes 100BASE-TX e 1000BASE-T.

• É fácil descobrir qual é a categoria dos cabos, pois a informação vem decalcada no próprio cabo

• Os cabos 5e são os mais comuns atualmente, mas eles estão em processo de substituição pelos cabos categoria 6 e categoria 6a, que podem ser usados em redes de 10 gigabits.

• Categoria 6: Esta categoria de cabos foi originalmente desenvolvida para ser usada no padrão Gigabit Ethernet, mas com o desenvolvimento do padrão para cabos categoria 5 sua adoção acabou sendo retardada, já que, embora os cabos categoria 6 ofereçam uma qualidade superior, o alcance continua sendo de apenas 100 metros, de forma que, embora a melhor qualidade dos cabos cat 6 seja sempre desejável, acaba não existindo muito ganho na prática.

• Além de serem usados em substituição dos cabos cat 5 e 5e, eles podem ser usados em redes 10G, mas nesse caso o alcance é de apenas 55 metros

• Cat 6a : Uma das medidas para reduzir a (interferência entre os pares de cabos) no cat 6a foi distanciá-los usando um separador. Isso aumentou a espessura dos cabos de 5.6 mm para 7.9 mm e tornou-os um pouco menos flexíveis. A diferença pode parecer pequena, mas ao juntar vários cabos ela se torna considerável:

• Cabo cat 6a, com o espaçador interno e comparação entre a espessura domesmo volume de cabos cat 5e e cat 6a

• conector RJ-45 cat 5 ao lado de um cat 6. Vendo os dois lado a lado é possível notar pequenas diferenças, a principal delas é que no conector cat 5 os 8 fios do cabo ficam lado a lado, formando uma linha reta, enquanto no conector cat 6 eles são dispostos em zig-zag, uma medida para reduzir a perda de sinal no conector:

• Embora o formato e a aparência seja a mesma, os conectores RJ-45 destinados a cabos cat 6 e cat 6a utilizam novos materiais, suportam freqüências mais altas e introduzem muito menos ruído no sinal. Utilizando conectores RJ-45 cat 5, seu cabeamento é considerado cat 5, mesmo que sejam utilizados cabos cat 6 ou 6a

• O mesmo se aplica a outros componentes do cabeamento, como patch-panels, tomadas, keystone jacks (os conectores fêmea usados em tomadas de parede) . Componentes cat 6 em diante costumam trazer a categoria decalcada (uma forma de os fabricantes diferenciarem seus produtos, já que componentes cat 6 e 6a são mais caros), como nestes keystone jacks onde você nota o “CAT 6″ escrito em baixo relevo:

• Existem também os cabos categoria 7, que podem vir a ser usados no padrão de 100 gigabits, que está em estágio inicial de desenvolvimento.

• Outro padrão que pode vir (ou não) a ser usado no futuro são os conectores TERA, padrão desenvolvido pela Siemon. Embora muito mais caro e complexo que os conectores RJ45 atuais, o TERA oferece a vantagem de ser inteiramente blindado e utilizar um sistema especial de encaixe, que reduz a possibilidade de mal contato:

• Os cabos sem blindagem são mais baratos, mais flexíveis e mais fáceis de crimpar, mas os cabos blindados podem prestar bons serviços em ambientes com forte interferência eletromagnética, como grandes motores elétricos ou grandes antenas de transmissão muito próximas

• Outras fontes menores de interferências são as lâmpadas fluorescentes (principalmente lâmpadas cansadas, que ficam piscando), cabos elétricos, quando colocados lado a lado com os cabos de rede, e até mesmo telefones celulares muito próximos dos cabos. Este tipo de interferência não chega a interromper o funcionamento da rede, mas pode causar perda de pacotes.

• Mesmo em uma rede bem cabeada, frames retransmitidos são uma ocorrência normal, já que nenhum cabeamento é perfeito, mas um grande volume deles são um indício de que algo está errado. Quanto mais intensa for a interferência, maior será o volume de frames corrompidos e de retransmissões e pior será o desempenho da rede, tornando mais vantajoso o uso de cabos blindados.

Tipos de pares Trançados• Par trançado Blindado (STP)

• O cabo inteiro é blindado por uma malha de cobre ao redor dos fios e também pode haver uma blindagem para cada par de fios.

• O cabo deve ser aterrado nas duas extremidades.

Cabo STP

Par Trançado sem Blindagem (UTP).

• Par trançado sem blindagem (UTP)

• Obtém sua proteção através do entrelaçamento dos pares (cancelamento mútuo), que reduz a diafonia entre os pares e o nível de interferência eletromagnética.

• Para melhores resultados, os cabos blindados devem ser combinados com conectores RJ-45 blindados. Eles incluem uma proteção metálica que protege a parte destrançada do cabo que vai dentro do conector, evitando que ela se torne o elo mais fraco da cadeia

Diafonia: Interfência entre sinais que trafegam em pares

diferentes em um mesmo cabo!

• Pinagem • Ao contrário do cabo coaxial que possui somente

dois fios - um interno e uma malha metálica ao redor, que elimina a interferência eletromagnética -, o par trançado é composto de oito fios (4 pares), cada um com uma cor diferente.

• Cada trecho de cabo par trançado utiliza em suas pontas um conector do tipo RJ-45, que justamente possui 8 pinos, um para cada fio do cabo.

Cabo de Pares Trançados

1 8

RJ45

Capa de PVC

Parestrançados

1 - Output Transmit Data + Tx2 - Output Transmit Data - Tx3 - Input Receive Data + Rx6 - Input Receive Data - Rx4, 5, 7, 8 - não utilizados

CONECTOR RJ-45MACHO

CONECTOR RJ-45FÊMEA

Alicate para crimp

A construção de cabos "par trançados" deve seguir a seguinte ordem dos fios (vistos de cima, da esquerda para direita, com o conector mais afastado do observador).

Sequência do Padrão 568A Sequência do Padrão 568B

1 - Branco-Verde Branco-Laranja

2 - Verde Laranja

3 - Branco-Laranja Branco-Verde

4 - Azul Azul

5 - Branco-Azul Branco-Azul

6 - Laranja Verde

7 - Branco-Marrom Branco-Marrom

8 - Marrom Marrom

Padrão T568A.

Padrão T568B.

• O PADRÃO T568A É O PADRÃO MAIS ADOTADO EM TODO MUNDO. Portanto procure usar este padrão,

• Entre uma máquina e um HUB, deve ser usado um cabo direto.

• Para construir um cabo direto, as duas pontas devem ser iguais, do Padrão 568A, como descrito acima.

CROSS-OVER

Entre dois HUBs ou um HUB e um SWITCH, ou ainda entre dois micros, deve ser usado um cabo cross-over. Para construir um cabo com os pares trocados, (tipo cross-over) uma ponta deve seguir a seqüência do Padrão 568A, enquanto a outra ponta deve seguir o padrão 568B.

• Revisando, os padrões para os três tipos de cabos são:1- Branco com Laranja

2- Laranja3- Branco com Verde4- Azul5- Branco com Azul6- Verde7- Branco com Marrom8- Marrom

1- Branco com Laranja2- Laranja3- Branco com Verde4- Azul5- Branco com Azul6- Verde7- Branco com Marrom8- Marrom

Cabo cross-over (10 ou 100 megabits):

1- Branco com Laranja2- Laranja3- Branco com Verde4- Azul5- Branco com Azul6- Verde7- Branco com Marrom8- Marrom

1- Branco com Verde2- Verde3- Branco com Laranja4- Azul5- Branco com Azul6- Laranja7- Branco com Marrom8- Marrom

Cabo cross-over para Gigabit Ethernet

1- Branco com Laranja2- Laranja3- Branco com Verde4- Azul5- Branco com Azul6- Verde7- Branco com Marrom8- Marrom

1- Branco com Verde2- Verde3- Branco com Laranja4- Branco com Marrom5- Marrom6- Laranja7- Azul8- Branco com Azul

Cabeamento Estruturado

• Em redes de grande porte, gerenciar uma grande quantidade de cabos e conexões podem atrapalhar o dia-a-dia da empresa

• A ídéia básica do cabeamento estruturado é o de fornecer ao ambiente de trabalho um sistema que facilite a instalação e remoção de equipamentos, sem muita perda de tempo.

• Patch Panel • Em redes de grande porte, os cabos UTP/STP

provenientes dos diversos pontos de rede (caixas conectoras junto aos micros) são conectados a blocos de distribuição fixos em estruturas metálicas. Este conjunto é denominado Patch Panel. A ligação dos blocos de distribuição citados aos hubs e/ou switches se dá através de patch cords. A utilização de Patch Panels confere melhor organização, maior flexibilidade e consequentemente, facilita a manutenção.

Patch panel

• O que queremos evitar !