REDES DE COMPUTADORES - … · 25/06/2016 37 Tipo de Topologias Pontos Positivos Pontos Negativos Topologia Anel Alta possibilidade de entrega correta do pacote Desempenho único

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REDES DE COMPUTADORES

Prof. Esp. Fabiano Taguchi

[email protected]://fabianotaguchi.wordpress.com

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AULA 02

História de redesCaracterísticas de redes de computadoresTipos e topologias

História de redes e Internet

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PRIMÓRDIOS

1950 – Auge da Guerra Fria, o Departamento deDefesa dos Estados Unidos realiza as comunicaçõesmilitares pela rede de telefonia pública, que por suavez tinha vulnerabilidade.

PRIMÓRDIOS

1958 – O então presidente Eisenhower criou aAdvanced Research Projects Agency (ARPA) paraatuar como um sistema de defesa antimísseis, voltadopara projetos militares..

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PRIMÓRDIOS

1964 – Licklider, Kleinrock, Baran e Lawrencepropuseram interconectar computadores para“acessar dados e programas de qualquer lugar” ede uma maneira rápida.

Surge o conceito de redundância e comutação depacotes.

• Uma bomba não poderia anular a comunicação;• Divisão da mensagem em pacotes e remontagem

no destino..

PROJETO ARPANET

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COMUTAÇÃO DE PACOTES

Enquanto o sistema telefônico utiliza o conceito decomutação de circuitos, a Internet utiliza a comutaçãode pacotes.

Preocupação do sistema telefônico:• Estabelecer um caminho entre a origem e o

destino.

Preocupação da Internet• Foco no sistema final e não mais no caminho..

INTERFACE MESSAGE PROTOCOL

Na figura ao lado o IMP(Interface Message Processor).

No ano de 1970, 12 IMPsestavam posicionados de formaestratégica para interconectarcomputadores em todoterritório americano..

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ARPANET

1972 – Primeiro aplicação de e-mail foi desenvolvido1973 – 75% do tráfego era de e-mails1974 – Cerf (UCLA) e Kanh (ARPA) propõem oTransmission Control Protocol and Internet Protocol(TCP/IP)

O TCP/IP é considerado o marco inicial da Internet.

INTERNET

1986 – Maioria dos departamentos norte americanospassam a se conectar à Internet;1990 – NFSnet substitui a ARPANET1990 – Tim Berners-Lee propõe a World Wide Web1992 – Gopher é desenvolvido, primeira interfaceamigável1993 – Mosaic, o primeiro navegador Web1994 – Boom da Internet.

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ROTEADOR IBM PC

IBM PC foram utilizadoscomo roteadores de redesnos anos 1990 pela NFSNet.

Um segundo upgrade foinecessário, aumentando acapacidade para 1,5 Mbps.

ANS

A partir desse sucesso, organizações comerciaiscomeçariam a demonstrar interesse em participar darede, surge então a ANS (Advanced Networks andServices), desenvolvida em parceria pela IBMA, MCIe MERIT. A ANSNET contava com backbone de 45Mbps..

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BRASIL

1987 – FAPESP e o LNCC se conectam aos EstadosUnidos através da Embratel.

1988 – A Universidade Federal do Rio de Janeiroconecta-se com a Universidade da Califórnia.

1990 – É criada pelo Ministério da Ciência, a RedeNacional de Pesquisas (RNP)..

BRASIL

1992 – Começa a implantação do primeiro backbonenacional. Esse projeto começa com onze empresasconectadas de forma experimental à Embratel. Quetinha como objetivos:.

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BRASIL

BRASIL

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REQUISITOS DA INTERNET

• Conectividade• Robustez• Heterogeneidade• Gerenciamento• Custo• Acessibilidade• Responsabilização.

OBJETIVOS DA INTERNET

• Interconectar redes;• Prover conectividade fim-a-fim;• Garantir acessibilidade global.

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Princípios de rede

Dois ou mais nós conectados por um

enlace

CONCEITOS

Duas ou mais redes conectadas por um nó

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SISTEMA DE COMUNICAÇÃO

Conceito: Constitui-se de uma arranjo topológicointerligando os vários módulos processadores atravésde enlaces físicos (meios de transmissão) e de umconjunto de regras com o fim de organizar acomunicação.

PRINCÍPIOS DE COMUNICAÇÃO

O que é necessário para que duas pessoas possamse comunicar?

• Um canal de comunicação entre essas pessoas• Uma linguagem clara entre as partes

Definição: Protocolo de comunicação

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Alô

Alô

Que horas são?

2:00

TCP pedido deconexão

TCP resposta de conexão

Get http://gaia.cs.umass.edu/index.htm

<arquivo>

tempo

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PROTOCOLOS DE COMUNICAÇÃO

É um conjunto de regras e procedimentos quedefinem a comunicação entre duas ou maisentidades.

Definem: Ações tomadas durante a recepção etransmissão de mensagens, além do formato e aordem das mensagens trocadas.


Os protocolos controlam todos os aspectos decomunicação de dados, que incluem:

• Como é construção de uma rede física• Como os computadores são conectados à rede• Como são formatados os dados para transmissão• Como são enviados os dados• Como lidar com erros

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Mas essas entidades podem necessitar de um algo amais:

• Comunicação confiável;• Comunicação sem falhas;• Comunicação com qualidade e segura...

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Tecnologias de transmissão

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MODOS DE TRANSMISSÃO

Basicamente são três grandes grupos quanto atecnologia usada para transmissão:

• Redes de difusão (broadcasting)• Redes ponto-a-ponto (point-to-point)• Redes cliente-servidor

REDES DE DIFUSÃO

Nesta classificação temos como características:

• Canal de comunicação compartilhado;• Mensagens são curtas e enviadas por uma das

máquinas e recebidas por todas;• É preciso controlar o meio;• Toda mensagem possui um campo de endereço.

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REDES PONTO A PONTO

Nesta classificação temos como características:

• Conexão é feitas entre pares de computadores;• Pacotes são enviados na modalidade store-and-

forward;• Algoritmos de roteamento são fundamentais;• Utiliza S.O. local e com limite de máquinas.

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REDES PONTO A PONTO

Onde a rede ponto-a-ponto é adequada:

• Quando existem mais de 10 usuários;• Usuário geograficamente longe;• Segurança não é fundamental;• Rede prevê crescimento;• Organização não deseja investir em T.I.

REDES CLIENTE SERVIDOR

Arquitetura mais sofisticada, onde o cliente se tornadependente do Servidor, que por sua vez detém todasas leis de utilização da rede.

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REDES CLIENTE SERVIDOR

Vantagens de uma rede baseada em servidores:

• Compartilhamento de recursos;• Compartilhamento de dados;• Autenticação de usuários;• Segurança;• Número de usuários pode ser maior.

REDES

DIFUSÃO• Redes menores• Localizadas geograficamente na mesma área

PONTO A PONTO• Redes maiores• Redes geograficamente espalhadas.

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ANÁLISE COMPARATIVA

VANTAGENSPONTO-A-PONTO

• Econômico;• Não necessita de

software adicional especializado em administração de redes;

• Não exige administrador dedicado de redes.

VANTAGENSCLIENTE/SERVIDOR

• Mais seguro;• Fácil administração,

pois é centralizada;• Backup mais facilitado

devido a centralização dos arquivos.

ANÁLISE COMPARATIVA

DESVANTAGENSPONTO-A-PONTO

• Não se adapta a administração;

• Menos seguro;• Desempenho da rede é

prejudicado.

DESVANTAGENSCLIENTE/SERVIDOR

• Exige software especializado para administração da rede;

• Exige hardware avançado para o servidor;

• Requer administrador;• Servidor não pode

falhar.

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Classificação das redes

CLASSIFICAÇÃO DAS REDES

REDES PESSOAIS (PAN)

Cobrem distâncias muito pequenas, geralmentedestinadas a apenas uma pessoa.

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REDES LOCAIS (LAN)

Cobrem distâncias pequenas, como um prédio ouum conjunto de prédios. Geralmente pertencentes auma mesma organização.

A taxa de transmissão de uma rede LAN geralmente éna base de Mb/s. Como exemplos, podem sercitados: Ethernet e WiFi.

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A B C

ESCUTANDO ESCUTANDO

Quadros na fila de espera

LIMITAÇÕES DE UMA LAN

Como apenas um computador pode transmitir por vezum quadro, o desempenho da rede diminui namedida que muitos computadores sãoposicionados no mesmo barramento.

Para evitar colisões, os computadores escutam obarramento antes de transmitir, e só transmitem casoo barramento esteja livre.

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HUB

Conhecidos como concentradores, tem a função desimular internamente a construção de barramentosfísicos.

SWITCH

Dispositivos capazes de segmentar a rede local,analisando os endereços físicos, permitindo interligardispositivos que trabalham com velocidades detransmissão diferentes.

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REDES METROPOLITANAS (MAN)

Cobrem distâncias grandes, como o de uma cidade. Oexemplo para um rede MAN, temos a TV a cabo.


REDES METROPOLITANAS (MAN)

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REDES DE LONGA DISTÂNCIA (WAN)

Cobrem distâncias muito grandes, geralmente umpaís ou um continente. A transmissão neste tipo derede ocorre através de comutadores de pacotesinterligados por enlaces dedicados.

Em modo geral, possuem taxas de transmissãomenores que as das LANs.


Em um projeto de uma rede de longa distância estãoas sub-redes e os hosts. As sub-redes sãoresponsáveis pelas linhas de transmissão e peloselementos da comutação.

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REDES SEM FIO (WIRELESS)

Tipo de rede cada dia mais usada pela inserção denovos elementos. Outras motivações como o custo ea mobilidade também contribuem para o crescimento.

Apesar de possuir taxas de erros mais altas, e transmissões simultâneas podem causar

interferências..

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REDES PRIVADA VIRTUAL (VPN)

Consiste em uma rede particular que usa umainfraestrutura pública para comunicação. Este tipo derede é muito utilizada para interligar organizações.

.


INTRANET = Acesso de usuários com privilégio.EXTRANET = Uso estendido de recursos da Intranet,

.

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INTEGRAÇÃO DE REDES


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Topologias de rede

TOPOLOGIAS DE REDE

A topologia de rede descreve como é o layout deuma rede através da qual há o tráfego deinformações, e também como os dispositivos estãoconectados a ela.

Topologia influencia:

◎Flexibilidade;◎Velocidade;◎Segurança.

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TOPOLOGIAS DE REDE

Uma determinada topologia deve:

• Prover a disponibilidade para o tráfego deinformações;

• Estabelecer rotas de menor custo para troca deinformações;

• Fornecer a um usuário o melhor tempo deresposta.

• .

ESTRELA

Na topologia em estrela, cada estação deve serconectada ao nó central. Normalmente, é utilizadaem redes locais.

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ANEL

Nesta topologia as mensagens circulam nó-a-nó até odestino, topologia está usado principalmente emredes locais.

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ANEL

BARRAMENTO

As mensagens são transferidas sem a participaçãodos nós intermediários, desta forma todas asestações “escutam” as mensagens.

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BARRAMENTO

O desempenho da topologia é baseado em:

• Meio de transmissão;• Número de nós conectados;• Controle de acesso;• Tráfego.

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BARRAMENTO

Para que uma rede seja aumentada, dois métodospodem ser utilizados:

• Conector barrelEnfraquecem o sinal

• Uso de um repetidorAmplifica o sinal antes de enviar ao destino.

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MALHA

Usada principalmente em redes de longa distância,em geral as redes locais não utilizam topologia emmalha.

RESUMO DAS TOPOLOGIAS

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Tipo de Topologias Pontos Positivos Pontos Negativos

Topologia Anel

Alta possibilidade de entrega correta do pacote

Desempenho único e igualdade de acesso

Custo de Instalação e não é escalável.

O concentrador não pode parar.

Topologia em Estrela

Fácil de instalar, pois requer menos cabos

Desempenho uniforme e monitoramento Centralizado

Se o ponto central parar para toda rede

Difícil de Isolar os problemas

Topologia Barramento

Simples e fácil de instalar, pois requer menos cabos

Fácil de entender

Lenta em períodos de uso

Problemas são difíceis de isolar

Estruturas de rede

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ESTRUTURA DE REDE

Em muitas vezes uma rede é classificado conforme oseu papel funcional, dividindo então em:

• Redes de borda (Redes periféricas)Sistemas finais e redes de acesso (hosts)

• Redes de núcleo (ISP)Roteadores e redes dorsais (backbones)

ESTRUTURA DE REDE

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PERDAS E ATRASOS

Perdas e atrasos acontecem geralmente em buffersde roteadores, isso acontece devido a taxa dechegada de pacotes ao enlace ultrapassar acapacidade de saída do enlace.

ANALOGIA DA CARAVANA• Dez carros se movimentam a 100 Km/h• Cada cancela em um pedágio demora 12 segundos

para atender cada um dos carros.

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Linhas de comunicação

CLASSIFICAÇÃO DA COMUNICAÇÃO

• SIMPLEX – Enlace é utilizadoem um sentido

• HALF-DUPLEX – Enlace éutilizado nos dois sentidos,porém apenas um por vez;

• FULL-DUPLEX – Enlace éutilizados nos dois sentidossimultaneamente.

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