Arquiteturas de aplicação e topologias de rede

Prof. MSc Wilson Miranda JúniorEstácio de Sá

Segundo BATTISTI, 2001, essa arquitetura é definida como: “Arquitetura onde o processamento da informação é dividido em módulos ou processos distintos. Um processo é responsável pela manutenção da informação (Servidor), enquanto que outro é responsável pela obtenção dos dados (Cliente)”. Ele defende ainda ser um “Sistema inovador surgido na década de 90 e muito utilizado no meio corporativo, é baseado em três componentes principais: gerenciamento de banco de dados, que tem a função de servidores; redes, que funcionam como o meio de transporte de dados e, finalmente, os softwares para acesso aos dados: Clientes”.

Segundo Vaskevicth 1995: “É uma abordagem da computação que separa os processos em plataformas independentes que interagem, permitindo que os recursos sejam compartilhados enquanto se obtém o máximo de benefício de cada dispositivo diferente, ou seja, Cliente/Servidor é um modelo lógico”.

Topologia esta relacionada com a disposição dos equipamentos dentro de um ambiente. Na prática, essa arquitetura define onde está a informação e de que forma se pode chegar a ela. Se for levada em consideração a sua distribuição geométrica, é conhecida como topologia física. Caso a arquitetura estiver relacionada com a forma que os equipamentos interagem, ela é conhecida como topologia lógica.As topologias físicas foram descritas nos capítulos anteriores; para esse capitulo, falaremos das topologias lógicas.Para haver um sistema básico de comunicação, é necessário termos pelo menos 5 elementos básicos.

A Mensagem O Elemento Receptor

O Elemento Transmissor O Meio a ser Transmitido

O protocolo de comunicação

Os tipos básicos de comunicação, ponto a ponto, cliente servidor e ponto multiponto. Ou somente multiponto.

PONTO A PONTO: É quanto a comunicação é estabelecida utilizando apenas dois pontos interligados (receptor e transmissor). Para esse tipo de arquitetura, não existe um compartilhamento do meio com os outros vários usuários.1 PC Conectado a um Modem, conectado a uma redes, conforme ao lado.

PONTO-MULTIPONTO. É o caso de um ponto central enviar e receber informações de vários pontos da rede, utilizando um mesmo meio, e derivando ao longo do caminho. 1 PC conectado a um roteador e dividindo 2 redes

Existem derivações lógicas para endereçamento de pacotes de dados.

Unicast É uma forma de envio de informações direcionadas para somente um único destino.

Multicast É a forma de envio de informações para múltiplos destinos. Ele é direcionado para um grupo específico e pré-definido de destinos possíveis. Um exemplo comum é a utilização de sub-redes, ou pedaços de redes para obter um endereçamento de rede. (Dhcp)

Forma de envio de informações onde a mensagem é enviada para todos os destinos possíveis da rede. Vocês verão, nos próximos capítulos, que existe no endereçamento IP[,] um endereço especifico que tem essa função. (Endereço de broadcast da rede)

É uma forma de envio de informações onde a mensagem, através de um segmento lógico, é capaz de se comunicar com outros equipamentos, sem a necessidade de um dispositivo de roteamento. Basta fazer uma segmentação lógica da rede. Não é recomendável criar vários domínios de broadcast, pois, aumenta o congestionamento das informações, latência e outros fatores que degradam a eficiência e qualidade da rede.

Sistemas Operacionais De Redes

Os equipamentos, que antes funcionavam isoladamente, possuíam somente um Sistema Operacional Local (SOL), com o objetivo de controle especifico do hardware local. Com a evolução das redes de computadores, os equipamentos tiveram que se adaptar e passaram a ter funções especificas para o processamento em redes. São os casos de computação paralela, computação em nuvem, compartilhamento de devices, dentre outros.

Surgiram os Sistemas Operacionais de Redes (SOR), como uma extensão dos antigos Sistemas Operacionais Locais (SOL), com o objetivo de tornar transparentes o uso dos recursos compartilhados da rede.

Arquitetura peer-to-pear Cliente ServidorA comunicação entre as aplicações e o Sistema Operacional baseia-se, normalmente, em interações solicitação/resposta, onde a aplicação solicita um serviço (abertura de um planilha, impressão etc.) através de uma chamada ao sistema operacional este, em resposta à chamada, executa o serviço solicitado e responde, informando o status da operação (sucesso ou falha) e transferindo os dados resultados da execução para a aplicação. No modo Cliente-Servidor, a entidade que solicita o serviço é chamado cliente e a que presta o serviço é o servidor. A interação cliente-servidor constitui-se no modo básico de interação dos sistemas operacionais de redes. Também existem casos onde a estações disponibilizam a outras estações o acesso a seus recursos através da rede através de um modulo servidor. Nas estações que utilizam o módulo cliente, o SOR recebe o pedido de acesso a um recurso localizado em outra estação da rede, monta uma mensagem contendo a solicitação e a envia ao módulo servidor da estação, onde esta sendo executado o serviço. Na estação remota, o SOR recebe a solicitação, providencia a execução. Quando o SOR, na estação que requisitou o serviço, recebe a mensagem com a resposta, ele faz sua entrega a aplicação local. As funções necessárias do SOR, nos módulos clientes e servidor, são diferentes. No módulo cliente, o SOR praticamente restringe a fornecer serviços de comunicação de pedidos para o servidor e a entregar as respostas às aplicações. Já o módulo servidor, além das funções de comunicação, é responsável por vários outros serviços como, por exemplo, o controle do acesso aos recursos compartilhados por vários usuários através da rede, assim evita, por exemplo, que um usuário não autorizado apague arquivos que não lhe pertencem.

Como forma de ilustração chamaremos os módulos de SOR em 2 tipos

SORC: Sistema Operacional de Redes com módulo Cliente

SORS: Sistema Operacional de Redes com módulo Servidor

Na arquitetura Cliente-Servidor, os equipamentos da rede dividem-se em estações clientes, onde possuem as funções do módulo cliente acopladas ao sistema operacional local e em estações servidoras. Os equipamentos chamados de estações servidoras possuem as funções do módulo servidor e, opcionalmente, podem possuir também as funções do módulo cliente. Na figura abaixo a ultima representação é de um equipamento com módulo servidor.

Na arquitetura Peer-to-Peer, todas as estações possuem no sistema operacional de redes os dois módulos: SORC e SORS.

Vejamos agora, alguns tipos de serviços prestados pelos servidores.

Servidor de Arquivos Função de oferecer aos módulos clientes os serviços de armazenamento, de compartilhamentos de discos, controle de acesso a informações. Deve ser criado, obedecendo regras de autorização para aceitar pedidos de transações das estações clientes e atendê-los utilizando seus dispositivos de armazenamento de massa. A utilização pelo usuário é em substituição ou em adição ao sistema de arquivos existente na própria estação local.

Servidor de Baco de Dados Também conhecido como sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD), usa um servidor de arquivo para armazenar dados, num padrão onde é lido por uma aplicação específica. Utilizando-se de uma linguagem codificada chamada Structured Query Language (SQL), o usuário consegue enviar uma informação e o servidor entendendo o pedido, executa a consulta, processa a informação e retorna com o resultado. Essa rotina é feita localmente no servidor e de banco de dados e a resposta é enviada para o modulo cliente.

Servidor de Impressão O servidor de impressão tem como função gerenciar e oferecer serviços de impressão a seus módulos clientes, podendo possuir umas ou mais impressoras acopladas; este pode priorizar trabalhos gerenciando a fila de impressão, dando prioridade a trabalhos mais urgentes.

Servidor de Gerenciamento Com a função de monitorar o tráfego de dados, verificar o estado e o desempenho de uma estação da rede, ou monitorar o meio de transmissão e de outros sinais, o servidor de gerenciamento é necessária para a detecção de erros, diagnoses e para resoluções de problemas, tais como falhas no meio, diminuição do desempenho etc.

Topologia Lógica Apesar de termos já estudado sobre topologias nos capítulos anteriores, é necessário fazer uma comparação entre a física e lógica. Para a topologia lógica, existem 2 principais métodos de transmissão de dados :

A topologia também pode ser analisada sob dois aspectos:

Topologia em Barra (BUS) Topologia em Anel (Ring)

Topologia Física Estrutura definida por sua topologia física e de acordo com a forma que os enlaces físicos estão organizados.

Topologia Lógica Estrutura definida por sua topologia lógica e de acordo com o comportamento dos equipamentos conectados.

Uma rede pode ter as topologias física e lógica completamente diferentes.

Alguns exemplos:

Topologia física de uma rede Ethernet com cabo coaxial (10Base2)

A topologia física Barramento:

Topologia lógica de rede Ethernet baseada em HUBs

A topologia física Estrela:

Topologia física de um Mainfraime com terminaisTopologia física de uma rede Ethernetcom 1 HUB e computadores

Topologia física de uma rede Ethernet com 1 Switch e computadoresTopologia lógica de uma rede Ethernet com 1 Switch e computadores

• Para saber mais sobre os tópicos estudados nesta aula, pesquise na internet sites, vídeos e artigos relacionados ao conteúdo visto. Se ainda tiver alguma dúvida, fale com seu professor online utilizando os recursos disponíveis no ambiente de aprendizagem.

• OUTRAS REFERÊNCIAS

• No site: www.books.google.com.br/books consulte o livro:Computer Networksinauthor:"Andrew S. Tanenbaum"

Consulte e resolva exercícios relacionados aos temas:Arquitetura física e lógica.