TECNLOGO EM AUTOMAO INDUSTRIAL DISCIPLINA:REDE INDUSTRIAL PROF. Luiz Carlos Pereira Carga horria Semanal: 2 h/aula Pr requisito: Eletrnica Digital Ementa: 1. AVALIAO conceitos de rede industrial, portas de comunicao, Conceitos bsicos de comunicao digital. 2 AVALIAO Redes industriais - instalao convencional, multipolar e FIELD-BUS. ASI - Actuator Sensor Interface. Conceitos de sistemas E/S com arquitetura aberta baseado em PC (aquisio e controle). Redes locais industriais. Projeto de redes de comunicao em ambiente fabril. Desenvolvimento de protocolos. TECNOLOGIAS PARA REDE INDUSTRIAL Bibliografia Bsica: HAYKIN, S. Introduction to Analogic and Digital Comunications. Editora John Wiley & Sons, 1989. TAROUCO, L. M. R. Redes de Computadores de Longa Distncia. Editora Mcgraw-Hill, 1986. TANENBAUM, A. S. Redes de Computadores. Editora Campus, 2001. Bibliografia Complementar: Soares, L. F. Redes de Computadores. Editora Campus, 2000. SOMMERVILLE, I. Software engineering. Harlow: Addison-Wesley, 1995. JALOTE, P. An integrated approach to sofware engineering. 2nd ed. New York: Springer - VERLAG, 1997. 497p. ISBN 0-387-94899-6 KRUCHTEN, P. The Rational Unified Process: An Introduction. AddisonWesley, 2003. BOOCH, G.; Rumbaugh, J.; Jacobson, I. The Unified Modeling Language User Guide. Addison-Wesley, 1999. RUMBAUGH, J.; JACOBSON, I.; BOOCH, G. The Unified Modeling Language reference manual. AddisonWesley, 1999. RUMBAUGH, J. ET AL. Modelagem e Projetos Baseados em Objetos. Editora Campus, 1994. JACOBSON, I., BOOCH, G., RUMBAUGH, J. The unified software development process. Addison-Wesley, 1999.

INTRODUOREDE INDUSTRIAL

Redes Industriais Integrao Industrialhttp://www.sabereletronica.com.br/secoes/leitura/1300

Com o avano da tecnologia e a necessidade de integrao entre mquinas e sistemas de controle, as redes industriais so de fundamental importncia para obter-se eficincia e confiabilidade no sistema produtivo. Redes industriais so sistemas distribudos com diversos elementos que trabalham de forma simultnea com o objetivo de supervisionar e controlar um determinado processo.Uma troca rpida e precisa de informaes entre sensores, atuadores, computadores, CLPs, entre outros. O mais alto da hierarquia o que interliga os equipamentos responsveis pelo planejamento da produo, controle de estoque, previses de vendas, etc. Ao ser implantado, so usados softwares gerenciais, tais como sistema SAP, Arena e outros. Nesse nvel o protocolo TCP/IP com padro Ethernet o mais utilizado. No nvel mdio onde encontram-se os CLPs e CNCs responsveis pelo controle e informaes a respeito de robs, mquinas- ferramentas, transportadores e etc. No nvel mais baixo dessa hierarquia temos o que se refere parte fsica onde localizam-se sensores, atuadores, contatores e etc. A classificao das redes industriais baseada nos trs nveis, mas no exclusiva para cada um. O tipo de equipamento conectado por cada tipo de rede industrial divide- se da seguinte maneira: Rede Sensorbus - dados no formato de bits Conecta equipamentos simples e pequenos diretamente na rede. No cobrem grandes distncias. Tem o objetivo de manter os custos os mais baixos possveis; Rede Devicebus - dados no formato de bytes Preenche os espaos do sensourbus e fieldbus e pode cobrir distncia de 500 m. Tem a mesma capacidade de transferncia do sensourbus, mas consegue

gerenciar

mais

equipamentos

e

dados;

Rede Fieldbus - dados no formato de pacotes de mensagens Interliga os equipamentos de I/O mais inteligentes e pode cobrir maiores distncias. O processo de transferncia pode ser longo, mas consegue a comunicao com diversos tipos de dados.

PORTAS DE COMUNICAO Introduo Portas de comunicao so as entradas e sadas de dados que temos em nossa mquina, mas antes bom saber que podemos falar das portas fsicas (USB, Serial e etc) e as Lgicas como a TCP e UDP, etc.

No incio da dcada de 80, quando a IBM estava desenvolvendo seu primeiro micro PC (personal computer). J havia sido definido que o barramento ISA seria utilizado para permitir que o computador pessoal pudesse receber placas de expanso. Porm, faltava algum tipo de porta que permitisse o acoplamento de dispositivos externos, tais como impressoras e mouse, artigos de luxo para poca. Desde ento os PCs incorporaram dois tipos de portas para a conexo de perifricos externos: as portas seriais e a porta paralela. A porta serial, como diz o nome, transmite um bit de dados por vez. usada, por exemplo, pelo mouse. J a porta paralela transmite 8 bits de dados por vez.Originalmente, as taxas de transferncia de dados eram de 9600 bps e 150 kBps respectivamente para a porta serial e a paralela. A partir de meados da dcada de 90 ambas as portas foram aperfeioadas. As portas seriais passaram a transmitir a 115 kbps e foi criado o ECP, padro atual para a porta paralela que transmite a taxa de 1,2 MBps. Apesar disto, persiste a limitao quanto ao nmero de portas, duas seriais e uma paralela. Na poca em que se utilizava apenas um mouse

e uma impressora isto era mais do que suficiente. Atualmente a situao diferente. A utilizao de outros dispositivos scanners, modems externos, cmeras digitais faz com que a mesma porta seja compartilhada por vrios perifricos diferentes, tornando as aes extremamente lentas. Para resolver este problema, surgiu o padro USB (Universal Serial Bus). A funo das portas TCP(Transmission Control Protocol) basicamente a comunicao de dados pela web, atravs dessa porta so usados vrios protocolos que levam e trazem dados para a mquina da rede. J a porta UDP (User Datagram Protocol) um tipo de porta que faz o mesmo trabalho do TCP porm de uma forma mais simples e logicamente menos segura. So atravs dessas portas de comunicao que os dados saem e entram em nossas mquinas pela internet, se uma porta esta fechada a comunicao no poder ocorrer, j uma porta desprotegida cria a possibilidade de invaso por bandidos virtuais.S para constar que a segurana dessas portas feita basicamente pelo Firewall. Nesta pesquisa sero detalhadas os vrios tipos de portas de comunicao, lembrando que As portas de comunicao tem como funes bsicas: a comunicao do usurios como o computador, a comunicao do computador com o meio ambiente (dispositivos externos a serem monitorados ou controlados) e armazenamento (gravao) de dados.

Tipos de portas de comunicao Funes dispositivos de entrada: Coletar informaes e introduzir as mesmas na mquina, converter informaes do homem para mquina e vice versa e recuperar as informaes dos dispositivos de armazenamento, exemplos: teclado, mouse, scaners, leitoras ticas, leitoras de cartes magnticos, cmeras de vdeo, microfones, sensores, trandutores, etc. Funes dispositivos de sada: Exibir ou imprimir os resultados do processamento ou ainda controlar dispositivos externos, exemplos: impressoras, monitores de vdeo, plotters, atenuadores, chaves, etc.

Processo de comunicao: 1- A Unidade Central de Processamento interroga o dispositivo, enviando: o endereo do dispositivo e um dsinal dizendo que quer mandar ou receber dados atravs da interface. 2- O perifrico, reconhecendo seu endereo, responde: quando est pronto para receber (ou enviar) os dados. 3- A UCP ento transfere (ou recebe) os dados atravs da interface. 4- O dispositivo responde confirmando que recebeu( ou transferiu) os dados (acknowledge ou ACK) ou que no recebeu os dados, neste caso solicitando transmisso (not-acknowledge ou NAK). RS232

Histria RS uma abreviao de Recommended Standard. Ela relata uma padronizao de uma interface comum para comunicao de dados entre equipamentos, criada no incio dos anos 60, por um comit onhecido atualmente como Electronic Industries Association (EIA). Naquele tempo, a comunicao de dados compreendia a troca de dados digitais entre um computador central (mainframe) e terminais de computador remotos, ou entre dois terminais sem o envolvimento do computador. Estes dispositivos poderiam ser conectados atravs de linha telefnica, e consequentemente necessitavam um modem em cada lado para fazer a decodificao dos sinais. Dessas idias nasceu o padro RS232. Ele especifica as tenses, temporizaes e funes dos sinais, um protocolo para troca de informaes, e as conexes mecnicas. A mais de 30 anos desde que essa padronizao foi desenvolvida, a EIA publicou trs modificaes.A mais recente, EIA232E, foi introduzida em 1991. Ao lado da mudana de nome de RS232 para EIA232, algumas linhas de sinais foram renomeadas e vrias linhas novas foram definidas.

Embora tenha sofrido poucas alteraes, muitos fabricantes adotaram diversas solues mais simplificadas que tornaram impossvel a simplificao da padronizao proposta. As maiores dificuldades encontradas pelos usurios na utilizao da interface RS232 incluem pelo menos um dos seguintes fatores: * A ausncia ou conexo errada de sinais de controle, resultam em estouro do buffer (overflow) ou travamento da comunicao. * Funo incorreta de comunicao para o cabo em uso, resultam em inverso das linhas de Transmisso e Recepo, bem como a inverso de uma ou mais linhas de controle (handshaking). Felizmente, os drivers utilizados so bastante tolerantes aos abusos cometidos, e os CIs normalmente sobrevivem. Definio de Sinais Se a norma EIA232 completa for implementada, o equipamento que faz o processamento dos sinais chamado DTE (Data Terminal Equipment usualmente um computador ou terminal), tem um conector DB25 macho, e utiliza 22 dos 25 pinos disponveis para sinais ou terra. O equipamento que faz a conexo (normalmente uma interface com a linha telefnica) denominado de DCE (Data Circuit-terminating Equipment usualmente um modem), tem um conector DB25 fmea, e utiliza os mesmos 22 pinos disponveis para sinais e terra. Um cabo de conexo entre dispositivos DTE e DCE contm ligaes em paralelo, no necessitando mudanas na conexo de pinos. Se todos os dispositivos seguissem essa norma, todos os cabos seriam idnticos, e no haveria chances de haver conexes incorretas.

Na figura a seguir apresentada a definio dos sinais para um dispositivo DTE (usualmente um micro PC).

Na figura a seguir apresentada a definio dos sinais para um dispositivo DCE (usualmente um modem).

Diversos sinais so necessrios para conexes onde o dispositivo DCE um modem, e eles so utilizados apenas quando o protocolo de software os emprega. Para dispositivos DCE que no so modem, ou quando dois dispositivos DTE so conectados diretamente, poucos sinais so necessrios. Deve-se notar que nas figuras apresentadas existe um segundo canal que inclui um conjunto de sinais de controle duplicados. Este canal secundrio fornece sinais de gerenciamento do modem remoto, habilitando a mudana de taxa de transmisso durante a comunicao, efetuando um pedido de retransmisso se erros de paridade forem detectados, e outras funes de controle.

Transmisso de Dados Digitais Andr Moreira (andre@dei.isep.ipp.pt) Professor Adjunto do Depart amento de Engenharia Informtica do ISEP A transmisso de dados ou informao consiste na utilizao de um suporte de informao para a transportar entre dois pontos fisicamente distantes. Um mtodo sempre possvel guardar a informao num suporte fsico amovvel do tipo magntico ou ptico e transportar fisicamente esse suporte para o ponto de destino. A alternativa mais cmoda utilizar um suporte que se encarregue ele prprio do transporte. Para o efeito utiliza-se um fenmeno fsico capaz de se propagar desde a origem at destino, este tipo de suporte ser designado por sinal.

Como fenmeno fsico que , um sinal possui diversas grandezas fsicas mesurveis. Se o emissor produzir variaes nestas grandezas de modo a traduzir a informao a transmitir, ento o receptor pode detectar estas variaes e obter a informao que foi transmitida:

Os sinais usados podem ser divididos em duas grandes categorias: analgicos ou digitais. Um sinal digital possui um nmero finito de estados (nveis) com transies bruscas (descontinuas) entre estados. As operaes de colocao e extraco dos dados do sinal so conhecidas por codificao e descodificao. Os dispositivos que realizam estas operaes so conhecidos por CODEC. Um sinal analgico por definio continuo podendo tomar qualquer valor intermdio, tipicamente so utilizadas ondas sinusoidas. As operaes de colocao e extraco dos dados do sinal so conhecidas por modulao e desmodulao. Os dispositivos que realizam estas operaes so conhecidos por MODEM.

Exemplos de utilizao de portasEmbora provavelmente voc nunca tenha notado, voc utiliza portas de comunicao diversas vezes, como por exemplo ao acessar o seu email, ao fazer um download de um arquivo ou ao acessar uma pgina na Internet. Quando voc acessa um site na Internet, como por exemplo www.juliobattisti.com.br ou www.certificacoes.com.br ou www.uol.com.br, o navegador que voc est utilizando se comunica com a porta 80 no servidor HTTP, do site que est sendo acessado. Voc nem fica sabendo que est sendo utilizada a porta 80, pois esta a porta padro de comunicao, para o protocolo HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Um detalhe interessante que no obrigatrio que seja utilizada a porta

padro nmero 80, para a comunicao do HTTP. Por exemplo, o Administrador do IIS Internet Information Services, que o servidor Web da Microsoft, pode configurar um site para responder em uma porta diferente da Porta 80, conforme exemplo da Figura a seguir, onde o site foi configurado para responder na porta 470:

Quando for utilizada uma porta diferente da porta padro 80, o nmero da porta deve ser informada aps o endereo, colocando o sinal de dois pontos (:) aps o endereo e o nmero da porta aps o sinal de dois pontos, como no exemplo a seguir:http://www.abc.com.br:470

Um outro exemplo do dia-a-dia, onde utilizamos o conceito de portas de comunicao, quando voc utiliza um cliente de FTP para se conectar a um servidor de FTP e fazer o download de um ou mais arquivos. Ao criar uma nova conexo de FTP, voc deve informar o nome do servidor (ftp.abc.com.br, ftp.123.com.br, ftp.juliobattisti.com.br e assim por diante) e definir a porta de comunicao. Os principais clientes de FTP, j sugerem como padro a porta 21, a qual utilizada pelo protocolo FTP. No exemplo da figura a seguir, mostro uma tela do cliente de FTP Cute FTP, o qual um dos mais utilizados. Nesta figura, mostro as configuraes para conexo com o meu servidor de ftp, onde utilizada a porta 21:

Outro uso muito comum nas redes da sua empresa a criao de sesses de programas emuladores de terminal com sistemas que rodam no Mainframe da empresa. Apesar de terem anunciado a morte do Mainframe h algum tempo atrs, o fato que o Mainframe continua mais vivo do que nunca e com grande parte dos sistemas empresariais ainda rodando no Mainframe. A prxima figura descreve, resumidamente, como funciona a criao de sees, usando um software emulador de terminal, para acessar sistemas no Mainframe. Nas estaes de trabalho da rede da empresa, instalado um programa emulador de terminal. Estes progrmas, na maioria das vezes, emulam terminais no padro TN23270. Este um padro da IBM muito utilizado para acesso aplicaes que esto no Mainframe. O programa emulador de terminal faz a conexo com o Mainframe, o usurio informa o seu logon e senha e, de acordo com as permisses atribudas ao logon do usurio, so disponibilizados um ou mais sistemas. Quando o usurio vai criar uma sesso com o Mainframe, ele precisa informar o nome ou o nmero IP do Mainframe. Normalmente estas sees so feitas com base no servio de Telnet (Terminal Emulator Link Over Network), o qual baseado na porta de comunicao 23.

Na Figura a seguir, mostro o uso de um software emulador de terminal, no momento emque est sendo configurada uma nova seo, a qual ser estabelecida via Telnet, utilizando a porta 23:

Estas so apenas trs situaes bastante comuns acessar a Internet, fazer download de arquivos a partir de um servidor FTP e criar uma sesso com o Mainframe, - utilizados diariamente por usurios das redes de empresas de todo o mundo, onde so utilizados, na prtica, o conceito de Portas de Comunicao, do TCP/IP, conceito este que foi discutido na Parte 11 deste tutorial. A seguir apresentarei alguns comandos do Windows 2000/XP/2003, os quais exibem informaes sobre as portas de comunicao que esto sendo utilizadas no seu computador. Se voc no est conectado rede de uma empresa,

poder utilizar estes comandos quando voc estiver conectado Internet, situao onde, certamente, estaro sendo utilizadas portas de comunicao.O comando netstat exibindo informaes sobre portas

O comando netstat est disponvel no Windows 2000, Windows XP e Windows Server 2003. Este comando exibe estatsticas do protocolo TCP/IP e as conexes atuais da rede TCP/IP. O comando netstat somente est disponvel se o protocolo TCP/IP estiver instalado. A seguir apresento alguns exemplos de utilizao do comando netstat e das opes de linha de comando disponveis.

netstat a: O comando netstat com a opo a Exibe todas as portas de conexes e de escuta. Conexes de servidor normalmente no so mostradas. Ou seja, o comando mostra as portas de comunicao que esto na escuta, isto , que esto aptas a se comunicar. Na listagem a seguir mostro um exemplo do resultado da execuo do comando netstat a, em um computador com o nome micro01. O estado LISTENING significa, esperando, na escuta, ou seja, aceitando conexes na referida porta. O estado ESTABLISHED significa que existe uma conexo ativa na respectiva porta:

Conexes ativasProto TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP TCP Endereo local Endereo externo Estado MICRO01:epmap MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:microsoft-ds MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:1046 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:1051 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:1058 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:1097 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:1595 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:2176 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:2178 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:2216 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:2694 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:2706 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:3236 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:3279 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:3282 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:3285 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:3302 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:3322 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:3335 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:3336 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:3691 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:4818 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:4820 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:4824 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:4829 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:6780 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:6787 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:9495 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:42510 MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:netbios-ssn MICRO01.abc.com:0 LISTENING MICRO01:microsoft-ds MICRO02:1352 ESTABLISHED MICRO01:1595 SERVIDOR02:microsoft-ds ESTABLISHED

TCP MICRO01:2694 SERVIDOR02:microsoft-ds ESTABLISHED TCP MICRO01:2706 SERVIDOR03:1352 ESTABLISHED TCP MICRO01:3236 SERVFILES01:microsoft-ds ESTABLISHED TCP MICRO01:3279 EMAILSERVER:microsoft-ds ESTABLISHED TCP MICRO01:3282 EMAILSERVER:microsoft-ds ESTABLISHED TCP MICRO01:3285 EMAILSERVER:microsoft-ds ESTABLISHED TCP MICRO01:3323 DRFSTMSRV22:1352 TIME_WAIT TCP MICRO01:3335 66.139.77.16:http CLOSE_WAIT TCP MICRO01:3336 66.139.77.16:http CLOSE_WAIT TCP MICRO01:3691 SRV01:microsoft-ds ESTABLISHED TCP MICRO01:4200 MICRO01.abc.com:0 LISTENING TCP MICRO01:4829 a209-249-123216.deploy.akamaitechnologies.com:https CLOSE_WAIT UDP MICRO01:microsoft-ds *:* UDP MICRO01:1027 *:* UDP MICRO01:1042 *:* UDP MICRO01:1403 *:* UDP MICRO01:3632 *:* UDP MICRO01:3636 *:* UDP MICRO01:38037 *:* UDP MICRO01:38293 *:* UDP MICRO01:netbios-ns *:* UDP MICRO01:netbios-dgm *:* UDP MICRO01:isakmp *:* UDP MICRO01:42508 *:* UDP MICRO01:1186 *:* UDP MICRO01:3212 *:* UDP MICRO01:3221 *:* UDP MICRO01:3555 *:*

netstat e: Esta opo exibe estatsticas sobre a interface Ethernet do computador. A interface Ethernet , normalmente, a placa de rede local, que conecta o computador a rede da empresa. Esta opo pode ser combinada com a opo s, que ser descrita mais adiante. A seguir um exemplo da execuo do comando netstat e:

netstat n: Exibe endereos e nmeros de porta em forma numrica (em vez de tentar pesquisar o nome). A seguir um exemplo da execuo do comando netstat n:

netstat s: Exibe estatstica por protocolo. Por padro, so mostradas estatsticas para TCP, UDP, ICMP (Internet Control Message Protocol, protocolo de acesso s mensagens de Internet) e IP. A opo -p pode ser utilizada para especificar um ou mais protocolos para os quais devem ser exibidas estatsticas. A seguir um exemplo da execuo do comando netstat n:

Estatsticas de IP Pacotes recebidos Erros de cabealho recebidos Erros de endereo recebidos Datagramas encaminhados Protocolos desconhecidos recebidos Pacotes recebidos descartados Pacotes recebidos entregues Solicitaes de sada Descartes de roteamento Pacotes de sada descartados Pacote de sada sem rota Reagrupamento necess rio Reagrupamento bem-sucedido Falhas de reagrupamento Datagramas fragmentados c/xito Falhas/ fragmentao de datagramas Fragmentos criados Estatsticas de ICMP Recebidos Mensagens 2767 Erros 0 Destino inatingvel 18 Tempo excedido 0 Problemas de parmetro 0 Retardamentos de origem 4 Redirecionamentos 0 Echos 1134 Respostas de eco 1611 Carimbos de data/hora 0 Respostas de carimbos de data/hora 0 M scaras de endereo 0 Respostas m scaras end. 0 Estatsticas de TCP Enviados 4037 0 1280 0 0 0 0 1623 1134 0 0 0 0 = = = = = = = = = = = = = = = = = 1847793 0 772 0 0 0 1847244 2702298 0 0 0 82 41 0 15 0 30

Abertos ativos Abertos passivos Falha em tentativas de conexo Conexes redefinidas Conexes atuais Segmentos recebidos Segmentos enviados Segmentos retransmitidos Estatsticas de UDP Datagramas recebidos Nenhuma porta Erros de recebimento Datagramas enviados = = = = 159044 7777 0 119031

= = = = = = = =

14052 175 493 3563 5 1679289 2576364 2841

netstat p: Mostra conexes para o protocolo especificado por protocolo, que pode ser tcp ou udp. Se utilizado com a opo -s para exibir estatsticas por protocolo, protocolo pode ser tcp, udp, icmp ou ip. . A seguir um exemplo da execuo do comando netstat p, onde so exibidas informaes somente sobre o protocolo ip: netstat s p ip:

netstat r: Exibe o contedo da tabela de roteamento do computador. Exibe os mesmos resultados do comando route print, discutido em uma das primeiras partes deste tutorial. A opo intervalo: Voc pode definir um intervalo, dentro do qual as estatsticas geradas pelo comando netstat sero atualizadas. Por exemplo, voc pode definir que sejam exibidas as estatsticas do protocolo ICMP e que estas sejam atualizadas de cinco em cinco segundos. Ao especificar um intervalo, o comando ficar executando, indefinidamente e atualizando as estatsticas, dentro do intervalo definido. Para suspender a execuo do comando, basta pressionar Ctrl+C. O comando a seguir ir exibir as estatsticas do protocolo IP e ir atualiz-las a cada 10 segundos:

netstat s p ip 10

PINGO aplicativo PING uma ferramenta de diagnstico para verificar conectividade entre dois hosts em uma rede, ou seja, um teste importante para o gerenciamento de redes de computadores. Alm disso, o ping mede o tempo de atraso entre o pacote ICMP enviado e o recebido, nos dando uma idia de como a velocidade da rede est entre o computador local e o remoto. Este aplicativo costumava ser um timo indicador da habilidade de uma mquina enviar e receber pacotes IP em geral. Se voc pudesse pingar um host, voc tambm poderia estabelecer uma conexo ftp ou http com o mesmo. Com advento da filtragem de pacotes para segurana, isso no est sendo mais realidade, muitos firewalls desabilitam pacotes ICMP. Um dos motivos para desabilitao de pacotes ICMP so ataques baseados nesse tipo de pacote, por exemplo o PING OF DEATH, que usa o aplicativo ping com pacotes de grandes tamanhos para sobrecarregar as camadas IP do alvo. O aplicativo TRACEROUTE uma ferramenta que permite descobrir o caminho feito pelos pacotes desde a sua origem at o seu destino. Ele usado para testes, medidas e gerenciamento da rede. Este aplicativo pode ser utilizado para detectar falhas como, por exemplo, gateways intermedirios que descartam pacotes ou rotas que excedem a capacidade de um datagrama IP. Com esta ferramenta, o atraso da "viagem" do pacote entre a origem e gateways intermedirios so reportados, permitindo determinar a contribuio de cada gateway para o atraso total da "viagem" do pacote desde a origem at o seu destino. Ser apresentado uma pequena noo do IP, UDP e ICMP, protocolos necessrios para uma melhor compreenso desses aplicativos. IP (Internet Protocol) O protocolo IP o protocolo bsico da Internet, sendo responsvel pela identificao das mquinas e redes e encaminhamento correto das mensagens entre elas. O servio definido como um sistema de transmisso sem conexo e no confivel. No garante se os pacotes de informaes sero recebidos, se a seqncia dos pacotes enviados de um computador a outro trafegam no mesmo caminho e que todos pacotes chegaro. Logo protocolo IP no verifica se um pacote alcanou o seu destino, alm de no executar nenhuma ao de correo, caso ele no tenha alcanado. UDP (User Datagram Protocol) O protocolo UDP fornece uma forma simples de acesso ao sistema de comunicao, provendo um servio sem conexo, sem confiabilidade e sem correo de erros. O usurio pode enviar uma mensagem na rede sem estabelecer uma conexo com o receptor, isto , o usurio simplesmente coloca mensagem na rede com o endereo destino e espera que essa chegue. O protocolo UDP basicamente uma interface de aplicao para o protocolo IP. Este protocolo no adiciona ao IP qualquer confiabilidade, controle de fluxo ou recuperao de erros, mas simplesmente serve como um multiplexador/demultiplexador para o envio e recepo de datagramas IP, utilizando portas para direcion-los. Enquanto trata a chegada de mensagens o servio UDP recebe os datagramas do servio IP e o demultiplexa baseado na porta de destino UDP, conforme figura a seguir.

PING O ping um aplicativo que utiliza o protocolo ICMP e permite ao usurio verificar a conectividade entre dois hosts. Este aplicativo envia pacotes ICMP (echo request) para uma determinada mquina e aguarda uma mensagem ICMP de resposta (echo reply). O formato da mensagem ICMP, utilizada no ping, apresentado na figura a seguir. O protocolo de mensagem de controle da Internet (ICMP), obrigatrio em implementaes da camada IP. Na sua maioria indicam a ocorrncia de problemas no transporte de algum datagrama ou servem para operaes de controle

Quando o destino recebe a mensagem ICMP de echo request da fonte, ele retorna com uma mensagem ICMP echo reply, no modificando os campos: identificador, nmero de seqncia e dados opcionais. O campo de dados opcionais usado para armazenar o momento que a mensagem ICMP de echo request foi enviada. Quando a fonte receber a mensagem de retorno (echo reply), esta pode determinar o tempo necessrio para o pacote ir e voltar do seu destino. Este tempo conhecido como RTT (Round Trip Time). O RTT deve ser usado como comparao, pois o comando ping no possui prioridade, ou seja, se tiver outra tarefa a ser realizada, esta ser feita antes do ping. Na resposta do ping so mostrados 3 tempos, que corresponde ao mnimo, mdio e mximo do RTT, o tamanho do pacote e TTL. Grandes diferenas nos valores RTT indicam rede congestionada ou um problema nela. O ping utiliza pacotes pequenos, pois o tamanho do pacote influncia no valor do RTT. O campo TTL preenchido com seu valor mximo de 255 e a cada roteador que o pacote passar diminudo 1 deste valor. Logo o valor mostrado corresponde a 255 nemos nmero de roteadores que o pacote passou.A seguir ser apresentado um exemplo da execuo do aplicativo ping, realizado numa mquina, onde o sistema operacional o windows.

C:\WINDOWS>ping 200.20.94.50 Pinging 200.20.94.50 with 32 bytes of data: Reply from 200.20.94.50: bytes=32 time=5ms TTL=253 Reply from 200.20.94.50: bytes=32 time=2ms TTL=253 Reply from 200.20.94.50: bytes=32 time=2ms TTL=253 Reply from 200.20.94.50: bytes=32 time=2ms TTL=253 Ping statistics for 200.20.94.50: Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss), Approximate round trip times in milli-seconds: Minimum = 2ms, Maximum = 5ms, Average = 2ms Observou-se que 4 pacotes ICMP com 32 bytes foram enviados para 200.20.94.50. O primeiro pacote demorou 5ms para ir e voltar ao remetente, o segundo, o terceiro e o quarto 2ms. O nmero de roteadores que o pacote passou foram 255253=2 roteadores. Pela estatsticas percebemos que 4 pacotes foram enviados e nenhum foi perdido e que o tempo mnimo foi de 2ms, mximo de 5ms e mdio de 2ms. Utilizando o programa NetXray, o qual captura pacotes, podemos observar as caractersticas do pacote enviado e recebido. A seguir so mostrados os pacotes capturados, quando foi realizado o ping acima.TRABALHO PARA OS ALUNOS

Largura de Banda Invariavelmente os sinais incluem variaes cclicas de intensidade (sinais peridicos).

Designa-se por perodo e representa-se normalmente por T o tempo de durao (em segundos) de um ciclo. Designa-se por frequncia e representa-se normalmente por f o nmero de ciclos que ocorrem durante um segundo. A frequncia medida em ciclos por segundo (c/s) ou Hertz (1 Hz = 1 c/s). Seja qual for a forma das variaes de intensidade do sinal peridico, estes so sempre compostos por uma soma de sinais sinusoidais puros (A.sin(2.pi.f.t)) de frequncias mltiplas do sinal base e intensidades decrescentes. Estas ondas sinusoidais com frequncias mltiplas da frequncia base do sinal so conhecidas por harmnicas. O espectro de um sinal o conjunto de frequncias que contem. A largura de banda absoluta de um sinal a largura do espectro do sinal. Os sinais discretos, com transies de nvel bruscas, tal como a onda quadrada antes apresentada possuem uma largura de banda que se estende at infinito. Na prtica, como as harmnicas possuem intensidades que decrescem com a frequncia, considera-se apenas a parte do espectro onde se concentra a maioria da energia do sinal, designando esta gama por largura de banda efectiva ou simplesmente largura de banda. A largura de banda de um canal de comunicao representa a frequncia mxima que possvel usar nesse canal mantendo um conjunto de condies predefinidas, nomeadamente quanto atenuao de sinal. Potncia de rudo Os meios de transmisso esto sujeitos a diversos tipos de rudo com diversas origens. Designamos por rudo todos os sinais presentes que no transportam informao til. O rudo vai afectar de modo decisivo a recepo dos sinais j que o receptor deve ter a capacidade de destinguir o sinal til e filtrar todos os outros.

Quando o rudo possui caractersticas fsicas semelhantes ao sinal a filtragem complexa e geralmente o sinal aparece ligeiramente distorcido o que pode provocar erros na interpretao da informao que est a ser transmitida. O rudo que surge num meio de transmisso elctrico pode ter diversas origens: Rudo trmico este tipo de rudo inevitvel, deriva da agitao que os electres tm acima do zero absoluto (0 K). Quanto maior for a temperatura maior a agitao e logo maior o rudo trmico. Rudo de intermodulao originado por ineficincias dos equipamentos, os equipamentos que lidam com sinais devem manter a sua forma, quando isso no acontece produzem-se distores no sinal. Rudo de crosstalk quando diversos sinais circulam em cabos elctricos prximos uns dos outros, existe a tendncia para que os sinais passem de uns cabos para os outros, este fenmeno tanto mais intenso quanto maior for a frequncia dos sinais. Rudo de impulsos tal como o anterior, este tipo de rudo induzido por fontes externas ao sistema de transmisso, a diferena que consistem em picos de energia muito intensos e geralmente de curta durao. Podem ser provocados por diversos tipos de equipamentos, por exemplo o arranque de uma lmpada fluorescente. Os rudos externos (crosstalk e impulsos) podem ser combatidos com uma blindagem. Um cabo blindado tem o fio condutor que transporta o sinal, totalmente rodeado por uma malha condutora ligada ao potencial zero (blindagem). O exemplo mais corrente o cabo coaxial:

Os cabos coaxiais so dispendiosos, uma soluo mais barata consiste na utilizao de pares entranados, blindados ou no:

UTP - Unshielded Twisted Pair STP - Shielded Twisted Pair

Um par entranado constitudo por dois condutores de cobre isolados torcidos em espiral um sobre o outro.

Os pares entranados so transmisso cada vez mais entranados sem blindagem rudo externo. Para uma balanceada:

cada vez mais usados e com taxas de elevadas (Ethernet 100baseT). Os pares esto partida muito sujeitos a qualquer utilizao eficaz utiliza-se transmisso

Se o par no balanceado, tal significa que uma das duas linhas mantida ao potencial zero e a outra linha usada para transporte do sinal que ter como referncia o potencial zero. Num par balanceado o sinal transmitido sob a forma de uma diferena de potencial entre os dois condutores. Um exemplo a tcnica conhecida por differential signaling usada em transmisso binria onde os bits so representados por correntes (tenses) num sentido ou noutro. Como o sinal transmitido sob a forma de diferena de potencial entre os dois condutores e ambos os condutores esto sujeitos s mesmas fontes de rudo externas, sob o ponto de vista de sinal o rudo eliminado.

Como foi referido o rudo trmico inevitvel, contudo perfeitamente previsvel e quantificvel, normalmente medido em Watt por Hertz e simbolizado por No e pode ser calculada por: No = k . T Onde k a constante de Boltzmann ( 1,3803.10-23 J/K ) e T a temperatura absoluta em graus Kelvin ( K). Atenuao e frequncia A atenuao de um dado meio fsico esta directamente relacionada com a frequncia do sinal. Para um sinal peridico, quando a frequncia aumenta a atenuao tambm aumenta. Dependendo dos meios de transmisso usados, tambm podem existir valores de atenuao elevados para as frequncias baixa. Resumindo, um canal de comunicao comporta-se como um filtro de frequncias. A fibra ptica que actualmente permitem atenuaes inferiores a - 1 dB / Km com frequncias na ordem dos GHz, tem aqui uma grande vantagem relativamente aos cabos de cobre.

Qualquer canal de transmisso pode ser caracterizado por uma curva de resposta em frequncia que condiciona de modo decisivo a transmisso do sinal. A figura seguinte ilustra comportamentos tpicos para um sistema de banda base ( esquerda) e um sistema de banda canal ( direita).

Os sistemas de banda-base so tipicamente usados para transmisso de sinais digitais em que comum existirem componentes continuas (f =0). Os sistemas de banda-canal so habitualmente usados para sinais analgicos que utilizam ondas portadoras cuja frequncia se encontra muitas vezes centrada entre f1 e f2. Considera-se como largura de banda (W) a zona onde a atenuao tem um valor superior a - 3 dB (acima da linha horizontal assinalada). A atenuao de - 3 dB corresponde a uma perda de cerca de 50% da potncia de sinal:

Estas curvas so conhecidas por funes de transferncia do domnio de frequncias e so normalmente representadas por H(f).

A portadora o sinal de entrada do sistema responsvel pelo transporte de informao no meio de transmisso, de acordo com a tabela 1 a portadora poder ser um sinal analgico (geralmente correspondente a um sinal senoidal) ou digital.

As principais caractersticas da modulao so: reduo de rudo e interferncia, facilidade de irradiao eletromagntica, ou seja, a portadora tem como caracterstica possuir uma frequncia maior que a frequncia do sinal de informao, diminuindo o tamanho das antenas. Alm disso, a modulao possibilita uma melhor designao de frequncia, ou seja, permite selecionar uma determinada portadora com frequncia favorvel para um determinado projeto. A modulao digital utiliza uma portadora analgica que tem uma ou mais caractersticas alteradas de acordo com uma informao digital, sendo chamada tambm de modulao chaveada. Em telecomunicaes, a modulao a modificao de um sinal eletromagntico inicialmente gerado, antes de ser irradiado, de forma que este transporte informao sobre uma onda portadora. Modulao o processo no qual a informao a transmitir numa comunicao adicionada a ondas eletromagnticas. O transmissor adiciona a informao numa onda bsica de tal forma que poder ser recuperada na outra parte atravs de um processo reverso chamado demodulao. A maioria dos sinais, da forma como so fornecidos pelo transmissor, no podem ser enviados diretamente atravs dos canais de transmisso. Conseqentemente, necessrio modificar esse sinal atravs de uma onda eletromagntica portadora, cujas propriedades so mais convenientes aos meios de transmisso. A modulao a alterao sistemtica de uma onda portadora de acordo com a mensagem (sinal modulante), e pode incluir tambm uma codificao.

MODULAO DIGITAL Tambm denominada modulao discreta ou codificada. Utilizada em casos em que se est interessado em transmitir uma forma de onda ou mensagem, que faz parte de um conjunto finito de valores discretos representando um cdigo. No caso da comunicao binria, as mensagens so transmitidas por dois smbolos apenas. Um dos smbolos representado por um pulso S(t) correspondendo ao valor binrio "1" e o outro pela ausncia do pulso (nenhum sinal) representando o dgito binrio "0". A diferena fundamental entre os sistemas de comunicao de dados digitais e analgicos (dados contnuos) bastante bvia. No caso dos

dados digitais, envolve a transmisso e deteco de uma dentre um nmero finito de formas de onda conhecidas (no presente caso a presena ou ausncia de um pulso), enquanto que, nos sistemas contnuos h um nmero infinitamente grande de mensagens cujas formas de onda correspondentes no so todas conhecidas. Nos sistemas digitais o problema da deteco ( demodulao) um problema um pouco mais simples que nos sistemas contnuos. Durante a transmisso, as formas de onda da onda portadora modulada so alteradas pelo rudo do canal. Quando este sinal recebido no receptor, devemos decidir qual das duas formas de onda possveis conhecidas foi transmitida. Uma vez tomada a deciso a forma de onda original recuperada sem nenhum rudo.

DEMODULAO o processo que nos permite reverter o processo da modulao. Tambm chamado de deteco, envolve dispositivos eletrnicos, chamados modems, encarregados de detectar a onda portadora modulada e extrair dela o sinal modulante. No processo da demodulao para sinais digitais, a forma de onda no importante pois ela j conhecida. O problema se resume a determinar se o pulso est presente ou ausente, portanto, o rudo do canal no tem influncia nesse sentido. Entretanto o rudo do canal poder causar certos erros nas decises. A deciso na deteco pode ser facilitada com a passagem do sinal atravs de filtros que reforam o sinal til e suprimem o rudo ao mesmo tempo. Isso permite melhorar muito a relao sinal/rudo reduzindo a possibilidade de erro.

MODEMExiste a necessidade do sinal digital, chegar ao receptor (demodulador) to puro quanto foi gerado de tal forma que possa ser interpretado corretamente. Isto limita a distncia de uma conexo direta entre dois terminais. Para minimizar este problema e tornar possvel a transmisso em longas distncias, que surgiu o dispositivo eletrnico denominado Modem (Modulador - Demodulador), que tem a funo de tratar o sinal digital de forma a torn-lo capaz de ser transmitido corretamente e reconhecido na recepo. Em transmisses de longo alcance, so necessrias estaes repetidoras tanto para as comunicaes analgicas como para as digitais. Entretanto, diferententemente das repetidoras para sinais analgicos, as repetidoras digitais podem ser regenerativas. Se a probabilidade de erro por estao repetidora for razoavelmente pequena, e a quantidade de informao for elevada, a vantagem da regenerao ser extraordinria.

PORTADORAPara facilitar a transmisso do sinal atravs dos meios fsicos, e adequar as frequncias aos sistemas de comunicao, se utiliza a chamada onda portadora, em cima da qual viaja o sinal a ser transmitido. A onda portadora um sinal senoidal caraterizado por trs variveis: Amplitude, Frequncia e Fase. Por definio este sinal existe ao longo de todo o tempo, ou seja com "t" variando de menos infinito a mais infinito. A equao de uma onda portadora dada por: F SINAL W t + O ) = A sen ( MODULANTE F,O sinal modulante o prprio onda para se instantetransmitir, mas, que a amplitude instantnea da sinal que o deseja t. devido a suas caratersticas de baixa frequncia, deve ser superposto a A, a onda portadora de frequncia mais alta de tal forma que possa se uma amplitude mxima da onda. propagar atravs dos meios fsicos de transmisso. W, a frequncia angular da portadora W = 2*PI*f (onde f a frequncia da onda em Hertz).

RUDO O, a fase da onda portadora.Rudo caratersticas observadas ao eltricos aleatrios e imprevisveis As trs a denominao para sinais incio, podem ser variadas em funo do sinal modulante e do tipo deexternas como internas ao sistema. provenientes de causas naturais tanto modulao que est sendo utilizado.estes sinais so adicionados a um sinal que contm informao, Quando esta pode ser parcialmente mascarada ou totalmente eliminada. O rudo difcil de ser completamente elminado, constituindo um dos problemas sinais Do mesmo modo que h diversas tcnicas de modulao para analgicos, as informaes digitais tambm podem ser colocadas sobre bsicos da comunicao eltrica. uma portadora de diferentes modos.TRABALHO PARA ENTREGA AO PROFESSOR As tcnicas de modulao para sinais digitais mais utilizadas atualmente so: MODULAO EM AMPLITUDE POR CHAVEAMENTO - ASK MODULAO EM FREQUNCIA POR CHAVEAMENTO - FSK MODULAO EM FASE POR CHAVEAMENTO - PSK