CCNA1-02- Fundamentos de Redes - ltodi.est.ips.ptltodi.est.ips.pt/redescomp/Downloads/Diapositivos/CCNA1-02... · CCNA 1 Conceitos Básicos de Redes Módulo 2 Fundamentos de Redes

CCNA 1CCNA 1Conceitos Básicos de Redes

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Terminologia das Redes

Evolução das RedesEvolução das RedesEvolução das RedesEvolução das RedesEvolução das RedesEvolução das RedesEvolução das RedesEvolução das Redes

SneakernetPartilha de dados através de disquetes.

Cada vez que um arquivo era modificado, tinha de ser novamente distribuído.

Torna-se difícil a gestão de versões.

Pouco eficiente.


Redes Locais (LAN – Local Area Network)Foram criadas normas para redes que permitiam a

interligação de computadores.Permitiu que o equipamento de rede de vários

fabricantes fosse compatível.

Permite a interligação de meios informáticos (computadores, impressoras, etc.).

Distâncias relativamente curtas.

Cada Rede Local pode ser vista como uma ilha.

À medida que as necessidades de comunicação subiam tornou-se óbvio que as Redes Locais não eram suficientes.


Redes Metropolitanas e Redes GlobaisRedes Metropolitanas (MAN – Metropolitan Area

Network)interligam Redes Locais ao nível de uma cidade

Redes Globais (WAN – Wide Area Network)interligam Redes Locais a uma escala planetária.


Exemplos de Redes de Dados

História das RedesHistória das RedesHistória das RedesHistória das RedesHistória das RedesHistória das RedesHistória das RedesHistória das Redes

Anos 40 – Os computadores eram dispositivos electromecânicos.

1947 – A invenção do transístor permitiu a construção de computadores mais pequenos e fiáveis.

Anos 50 – Os grandes computadores centrais (1) utilizavam cartões perfurados.

Final dos anos 50 – invenção do Circuito Integrado que permite a integração de milhões de transistoresnuma única pastilha de silício.

Anos 60 – Eram utilizados mainframes com terminais.

Anos 70 – Apareceram os minicomputadores.1977 - A Apple apresenta o microcomputador ou

computador pessoal.1981 – A IBM lança o PC.

História das RedesHistória das RedesHistória das RedesHistória das RedesHistória das RedesHistória das RedesHistória das RedesHistória das Redes

Anos 80 – Comunicação ponto-a-ponto ou dial-upatravés de modems. Ligação a BBS (Bulletin Boards).

Os computadores das BBS precisavam de um modem para cada ligação.

A partir dos anos 60 o Departamento de Defesa americano (DoD) desenvolve por razões militares e científicas Redes Globais (WANs).

Esta tecnologia é diferente da comunicação ponto-a-ponto usada nas BBS.

Permite que vários computadores se Interligassem usando vários caminhos diferentes.

A própria rede determina o modo como a informação é enviada de um computador para outro.

Vários computadores podem ser ligados utilizando-se a mesma ligação.

A WAN do DoD tornou-se naquilo que é actualmente a Internet.

Dispositivos de RedeDispositivos de RedeDispositivos de RedeDispositivos de RedeDispositivos de RedeDispositivos de RedeDispositivos de RedeDispositivos de Rede

Dispositivos para o utilizador final


Símbolos dos dispositivos de rede


Bridge

SwitchRouter

Repetidor

Topologias de RedesTopologias de RedesTopologias de RedesTopologias de RedesTopologias de RedesTopologias de RedesTopologias de RedesTopologias de Redes

A Topologia de uma Rede descreve:

a estrutura da Rede;

o layout físico da cablagem (topologia física);

como o meio de transmissão é acedido pelos dispositivos (topologia lógica).

Topologias físicas mais comuns

Topologias físicasTopologias físicasTopologias físicasTopologias físicasTopologias físicasTopologias físicasTopologias físicasTopologias físicas

Topologia em BusUtiliza um único cabo

Utiliza um único cabo terminado em ambas as extremidades.

Todos os dispositivos de rede são ligados directamente ao cabo.


Outras topologias em Bus !!!


Topologia em Estrela (star)Todos os dispositivos estão ligados a um ponto central de

concentração.

O concentrador pode ser:

Hub

Switch


Topologia em Anel (ring)Os dispositivos estão ligados de modo a formarem um anel.


Topologia em Estrela estendida (extended start)Liga redes individuais em estrela.

Utiliza hubs e/ou switches.

Pode estender a área de cobertura da rede.


Topologia HierárquicaSemelhante a uma estrela estendida.

Em vez de se unir os hubs ou switches o sistema é ligado a um computador que controla o tráfego na topologia.


Topologia em malha (mesh)É implementada de modo a fornecer a maior protecção possível

contra interrupções de serviço.

Cada dispositivo tem a suas próprias ligações a todos os outrosdispositivos.

Apesar da Internet ter vários caminhos, não adopta a topologia em malha completa.

Topologias lógicasTopologias lógicasTopologias lógicasTopologias lógicasTopologias lógicasTopologias lógicasTopologias lógicasTopologias lógicasDefine o modo como os dispositivos comunicam através do meio de comunicação.

BroadcastCada dispositivo envia a sua informação a todos os outros

dispositivos ligados ao meio físico da rede.Não existe ordem predefinida, o primeiro a chegar é o

primeiro a usar.Token

A passagem do token controla o acesso à rede.O token é passado sequencialmente de dispositivo em

dispositivo.Um dispositivo só pode enviar informação para a rede

quando estiver na posse do token.A Token Ring e a Fiber Distributed Data Interface (FDDI)

são exemplos de redes de passagem de token.A Token Bus é uma rede que tem uma topologia física em

bus e uma topologia lógica de passagem de token.

Protocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de rede

Conjuntos de protocolos (protocol suites) são colecções de protocolos que permitem a comunicação de um host para outro através da rede.

Um protocolo é uma descrição formal de um conjunto de regras e convenções que definem um aspecto particular do modo como os dispositivos comunicam numa rede.

Os protocolos definem o formato, temporização, sequência e controlo de erros numa comunicação de dados.

Sem os protocolos, um computador não pode reconstruir o fluxo de bits que recebe de outro computador no seu formato original.

Protocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de redeProtocolos de rede

Os protocolos controlam todos os aspectos da comunicação:como é construída a rede física;

como os computadores são ligados à rede;

como é formatada a informação;

como é enviada a informação;

como lidar com os erros.

Os protocolos são criados e mantidos por organizações e comités:Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE)

American National Standards Institute (ANSI)

Telecommunications Industry Association (TIA)

Electronic Industries Alliance (EIA)

International Telecommunications Union (ITU) anteriormente conhecido como Comité Consultatif International Téléphonique etTélégraphique (CCITT).

Redes Locais e dispositivos de Redes LocaisRedes Locais e dispositivos de Redes LocaisRedes Locais e dispositivos de Redes LocaisRedes Locais e dispositivos de Redes LocaisRedes Locais e dispositivos de Redes LocaisRedes Locais e dispositivos de Redes LocaisRedes Locais e dispositivos de Redes LocaisRedes Locais e dispositivos de Redes Locais

As Redes Locais consistem nos seguintes componentes:computadores;placas de interface de rede;dispositivos periféricos;meios de rede;dispositivos de rede.

As Redes Locais são elaboradas para:operar dentro de uma área geográfica limitada;permitir o acesso múltiplo a meios físicos de alta velocidade;o controlo da rede é privado;fornecer conectividade ininterrupta;ligar dispositivos fisicamente próximos.

WANsWANsWANsWANs e equipamentos WANe equipamentos WANe equipamentos WANe equipamentos WANWANsWANsWANsWANs e equipamentos WANe equipamentos WANe equipamentos WANe equipamentos WANAs WANs são elaboradas para:

operar sobre uma grande área geográfica;permitir o acesso através de interfaces série a baixas velocidades;fornecer conectividade a tempo parcial e total;interligar dispositivos a uma escala planetária.

Algumas tecnologias comuns às WANs são:modems;Integrated Services Digital Network (ISDN);Digital Subscriber Line (DSL);Frame Relay;Hierarquias digitaos T (EUA) e E (Europa): T1, E1, T3, E3;Synchronous Optical Network (SONET).

Redes Metropolitanas Redes Metropolitanas Redes Metropolitanas Redes Metropolitanas ---- MANsMANsMANsMANsRedes Metropolitanas Redes Metropolitanas Redes Metropolitanas Redes Metropolitanas ---- MANsMANsMANsMANs

Uma MAN é uma rede que abrange toda uma área metropolitana como uma cidade ou área suburbana.

As MANs são serviços normalmente disponibilizados por prestadores de serviços (service providers) através de linhas privadas de comunicação.

É possível criar uma MAN através de sistemas sem fios (wireless).

Redes de ArmazenamentoRedes de ArmazenamentoRedes de ArmazenamentoRedes de ArmazenamentoRedes de ArmazenamentoRedes de ArmazenamentoRedes de ArmazenamentoRedes de Armazenamento

Uma Rede de Armazenagem (Storage Area Network –SAN) é uma rede dedicada de alto desempenho utilizada para transportar informação entre servidores e recursos de armazenagem.

Por ser uma rede separada e dedicada, evita qualquer conflito de tráfego entre clientes e servidores.

Redes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais Privadas

Uma Rede Virtual Privada (Virtual Private Network –VPN) é uma rede privada construida sobre uma infra-estrutura pública como a internet.

Utiliza um túnel seguro através da internet entre o PC e o router VPN.

Redes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasRedes Virtuais PrivadasAccess VPNs – proporcionam o acesso remoto a funcionários móveis e a

pequenos escritórios ou escritórios domiciliares (SOHO) à Intranet ou Extranet através de uma infra-estrutura compartilhada.Intranet VPNs – ligam escritórios remotos à rede interna da empresa através

de uma infra-estrutura partilhada com o recurso a ligações dedicadas. Extranet VPNs – ligam parceiros comerciais à rede interna da empresa através de uma infra-estrutura partilhada com o recurso a ligações dedicadas. As VPNs extranet só permitem o acesso a utilizadores externos à empresa.

Largura de Banda

Largura de BandaLargura de BandaLargura de BandaLargura de BandaLargura de BandaLargura de BandaLargura de BandaLargura de Banda

Importância da Largura de BandaA Largura de Banda é definida como a quantidade de

informação que pode fluir através de uma rede durante um certo período de tempo.

Porque a Largura de Banda é importante?

A Largura de Banda é limitada pelas leis da física e pelas tecnologias utilizadas.

A largura de Banda não é grátis.

A necessidade de Largura de Banda está a crescer rapidamente.

A Largura de Banda é um factor crítico para o desempenho da rede




Unidades da Largura de BandaA unidade de medida da Largura de Banda é o bit por segundo

(bps).

Limitações à Largura de BandaLimitações à Largura de BandaLimitações à Largura de BandaLimitações à Largura de BandaLimitações à Largura de BandaLimitações à Largura de BandaLimitações à Largura de BandaLimitações à Largura de Banda

Limitações à Largura de BandaA Largura de Banda é limitada por vários factores:

meio de transmissão;

dispositivos de rede;

física.

A Largura de Banda real de uma rede é determinada pela combinação dos meios físicos e das tecnologias escolhidas para asinalização e detecção dos sinais na rede.


10005000Singlemode Optical Fibre9/125mm 1000BaseLX Ethernet

1000550Multimode Optical Fibre

50/125mm 1000BaseSX Ethernet


62.5/125mm 1000BaseSX Ethernet


62.5/125mm 100BaseFX Ethernet

1000100Category 5 Unshielded Twisted Pair (UTP)

(1000BaseTX) Ethernet

100100Category 5 Unshielded Twisted Pair (UTP)

(100BaseTX) Ethernet

10100Category 5 Unshielded Twisted Pair (UTP)(10BaseT) Ethernet

1050050 Ohm Coaxial Cable

(10Base5) Thick Ethernet

1018550 Ohm Coaxial Cable

(10Base2) Thin Ethernet

Largura de Banda Máxima

(Mbps)

Comprimento máximo(metros)

Meio de transmissão


DébitoA Largura de Banda é a quantidade de informação que pode ser

transferida através da rede num dado intervalo de tempo.

A quantidade de Largura de Banda disponível é uma parte crítica da especificação de uma rede.

O Débito refere-se à Largura de Banda medida sob condições reais de funcionamento da rede.

O Débito é muito menor que a Largura de Banda do meio de transmissão utilizado.


Cálculo do tempo de transferência


Digital versus AnalógicoA Largura de Banda analógica é medida de acordo com a

quantidade de espectro electromagnético ocupado pelo sinal.

A unidade de medida é o Hertz (Hz) ou ciclos por segundo.

Múltiplos do Hertz: KHz, MHz e GHz.

Telefones sem fio: 900 MHz ou 2,4 GHZ.

Redes Wireless (802.11): 2,4 e 5 GHz.

Modelos de RedesAplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Ligação de Dados

Rede

Ligação de Dados

Rede

Ligação de Dados

Aplicação

Apresentação

Sessão

Transporte

Rede

Ligação de Dados

Físico Físico Físico

Decomposição em camadasDecomposição em camadasDecomposição em camadasDecomposição em camadasDecomposição em camadasDecomposição em camadasDecomposição em camadasDecomposição em camadas

Para dois sistemas comunicarem entre si é necessário que partilhem um conjunto comum de regras.

Este conjunto de regras é complexo para ser compreendido como um todo.

A solução é a divisão num conjunto de peças individuais de tamanho compreensível e manuseável.

Esta partição é feita em funções individuais.

Permite a adição e a actualização de funções sem que para isso se destabilize todo o conjunto de regras

Comunicação em camadasComunicação em camadasComunicação em camadasComunicação em camadasComunicação em camadasComunicação em camadasComunicação em camadasComunicação em camadas

O modelo OSIDecompõe o processo de comunicação num conjunto

vertical de sete camadas (ou níveis).

Cada nível do modelo OSI define um conjunto de funcionalidades intimamente relacionadas e necessárias à comunicação com outro sistema.

Confia ao nível imediatamente inferior a execução de funcionalidades mais básicas.

Cada nível disponibiliza um conjunto de serviços ao nível que lhe é imediatamente superior.


O modelo OSI

Transmite a informação para o meio físicoFísicoNível 1

Torna fiável o fluxo de informação entre dispositivos num mesmo meioLigação de dadosNível 2Responsabilidade

da rede

Efectua o estabelecimento, manutenção e terminação de

ligações de redeRedeNível 3

Fornece uma transferência fiável de mensagensTransporteNível 4

Mantém o diálogo entre dispositivos comunicantesSessãoNível 5Responsabilidade

do sistema

Formata a informaçãoApresentaçãoNível 6

Fornece serviços gerais relacionados com a aplicaçãoAplicaçãoNível 7


O modelo OSIOs três níveis inferiores do modelo OSI manipulam

os detalhes e as especificidades subjacentes aos mecanismos de comunicação.

Os quatro níveis superiores do modelo OSI são responsáveis pelos problemas associados à comunicação ponto-a-ponto entre os dois extremos comunicantes.

O modelo de referência OSI é só um modelo.Não pode ser implementado e não representa uma

implementação preferencial.O modelo OSI serve unicamente como base de

trabalho para normas que podem ser implementadas em cada nível por uma variedade de protocolos.


O modelo OSIDois equipamentos comunicam entre si quando os

seus níveis correspondentes trocam informação entre si.A informação é formatada em PDUs (Protocol Data

Units).

A informação não é directamente transmitida de um nível N para outro nível N.

O caminho real do fluxo de informação terá de passar por todos os níveis inferiores até se atingir o nível físico.

Este nível tem uma ligação física com a outra máquina.

A partir daqui a mensagem passará de nível para nível até atingir o nível N.


O modelo OSI


O modelo OSIPDUs


O modelo TCP/IPFoi desenvolvido pelo

Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD).

É uma norma aberta.

É o conjunto de normas utilizado na Internet.

Apesar de alguns níveis terem a mesma designação no modelo OSI, os níveis no dois modelos não correspondem exactamente.


Modelo OSI versus TCP/IP


Protocolos TCP/IP


Encapsulamento de dados


Encapsulamento de dados

Informação

Transporte

Rede

Dados

Físico

Trama MACd MACs IPd Portos Portod InformaçãoIPs

Datagrama InformaçãoPortos PortodIPdIPs

Segmento InformaçãoPortos Portod

Aplicação

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