Redes de Computadores - kusumoto.com.br · A idéia de se conectar computadores entre si surgiu ... controle de reatores nucleares e de operações militares, onde não podem

Prof. André Y. Kusumoto

[email protected]

Redes de Computadores

Prof. André Y. Kusumoto – [email protected]


Introdução à tecnologia de redes

• Século XX - Era da Informação -> invenção do computador.

• No início, os mainframes - grandes computadores que ocupavam uma

sala inteira - grandes corporações.

• Anos 80, os computadores começaram a diminuir de tamanho, porém com

poder de processamento cada vez maior.

• Invenção das redes locais de alta velocidade ou LANs (Local Area

Network), as instituições de ensino e as grandes empresas puderam

interligar os seus microcomputadores em redes, fazendo com que os

dados pudessem ser transportados em grande velocidade.

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Redes de Computadores x Sistemas Distribuídos

• Em um SD, o usuário não tem conhecimento da existência de vários

computadores executando a sua solicitação - TRANSPARÊNCIA

“Uma rede de computadores é um conjunto de

computadores autônomos e interconectados.”Tanenbaum

“Uma coleção de computadores independentes que

aparenta aos usuários como se fosse um único

computador”Tanenbaum

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A idéia de se conectar computadores entre si surgiu quando foram

verificadas necessidades e benefícios dessa tecnologia

• Compartilhamento de recursos

• O que fazer quando é necessário imprimir um documento e somente o computador da outra

sala tem impressora?

• Confiabilidade

• Quando há algum problema em um computador apenas, o sistema continua ativo.

• Sistemas como os de tráfego aéreo, controle de reatores nucleares e de operações militares,

onde não podem ocorrer falhas e o sistema precisa estar sempre disponível

• Economia

• A relação preço/desempenho de microcomputadores é bem melhor do que a de um

mainframe, por exemplo.

• Escalabilidade

• Permite “aumentar” o desempenho de maneira simples e gradativa, sem se desfazer daquilo

que já possui.

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Redes para as pessoas

• Acesso a informações remotas

• Acesso a instituições financeiras para gerenciamento das contas bancárias,

transações e investimentos feitos eletronicamente.

• Compras on-line

• Conteúdos diversos (jornais, livros, museus, etc)

• Infinidade de aplicações com Internet

• Comunicação Pessoa a Pessoa

• Correio Eletrônico – E-mail

• Mensagens Instantâneas

• VoIP

• Diversão Interativa

• Vídeos e Músicas

• Jogos

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Terminologia de TP

Latência, Tempo de Processamento e Tempo de Resposta (Response-Time)

•Latência é o intervalo de tempo que uma mensagem demora para percorrer um

determinado canal desde a origem até o seu destino.

•Tempo de Processamento é a quantidade de tempo que um sistema leva para processar

uma determinada solicitação.

•Tempo de Resposta é o intervalo de tempo entre o último caractere digitado pelo usuário

do sistema e o primeiro caractere de resposta enviado pelo computador e visto pelo usuário.

Tempo de Resposta = Latência + Tempo de Processamento

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Terminologia de TP

Processamento Batch (Lote)

•As transações não são processadas imediatamente, mas guardadas por um determinado

tempo, até o agrupamento total, e, então, processadas num único lote.

On-line

•Descreve um sistema onde os dados coletados na estação terminal remota são

encaminhados diretamente para o computador central

Tempo Real

•As respostas às entradas são suficientemente rápidas para controlar o processo e ou influir

na ação subseqüente.

Diferenças entre On-line e Real-Time

•Na aplicação Real-Time, a resposta provocará alguma ação no processo, existindo,

necessariamente, uma garantia no tempo de resposta.

Uma aplicação em tempo real é sempre on-line,

mas o inverso nem sempre é verdadeiro.

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Hierarquia de Mensagem

Bit/Byte

•Os sinais de dados oriundos de um ETD (Equipamento

Terminal de Dados) sempre assumem os valores

“0” ou “1”, portanto são sinais digitais.

•um computador pode trabalhar em seu dia a dia com vários sistemas numéricos, como por

exemplo, o binário, decimal, hexadecimal, etc.

•Outro termo bastante comum é o byte, que nada mais representa do que um conjunto de

bits, usualmente oito (chamada também de OCTETO).

•Esses 8 bits representam 256 possibilidades: de 0 a 255, equivalentes ao número binário

que contém.

•Um caractere é o conjunto de bits cuja quantidade depende do código utilizado, podendo ser

de oito bits, por exemplo.

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Hierarquia de Mensagem

• Para converter números decimais em binários (número 11 na base binária):

• Para converter números binários em decimais (número 1011 na base decimal):

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Modo de Operação

• Simplex

• Comunicação possível em uma única direção. Exemplos:

• Um terminal contador de peças fabricadas por uma máquina automatizada.

• A transmissão do sinal de televisão, rádio.

• Half-Duplex ou Semi-Duplex

• Comunicação possível em ambas às direções, porém não simultaneamente.

Exemplos:

• A transmissão de fax

• A comunicação entre radioamadores

• Full-Duplex

• Comunicação possível em ambas às direções simultaneamente. Exemplo:

• Conversação telefônica entre duas pessoas.

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Modo de Operação

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Taxonomia de Redes

Classificação segundo a sua escala

• Redes Locais (LAN)

• Também chamada de Local Área Network (LAN), as redes locais são redes privadas

de pequena dimensão, chegando a ter alguns quilômetros de extensão e são

utilizadas principalmente para o compartilhamento de recursos e troca de

informações.

• Redes Metropolitanas (MAN)

• As redes metropolitanas (MAN - Metropolitan Área Network) são como redes locais,

possuem tecnologias semelhantes, porém com abrangência de um conjunto de

bairros ou uma cidade.

• Redes de Longas Distâncias (WAN)

• Uma rede geograficamente distribuída (WAN – Wide Area Network) tem como

principal característica uma grande abrangência, muitas vezes, um país ou

continente.

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Taxonomia de Redes

• PAN (Personal Area Network)

• São redes usadas em residências ou pequenos escritórios, atualmente se tem se

expandido devido à evolução da comunicação wireless (sem cabos) nesse tipo de

rede, que facilita e barateia a instalação.

• GAN (Global Area Network)

• São redes usadas principalmente por multinacionais. Devido a sua extensão global

necessita de uma rede privada de grandes extensões. Exemplo: McDonalds.

• SAN (Storage Area Network)

• São redes usadas para interligar dispositivos de armazenamento de massa externos

(storages), dispositivos de backup (fitas) e servidores nos data centers (centro de

dados).

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Topologias de Rede

• Chamamos de topologia de rede a disposição física que os

computadores estão organizados.

• Não se refere à localização geográfica e sim às suas conexões

lógicas.

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Topologia Barramento

• Disposição onde todos os computadores estão ligados a um único cabo.

• Todos os computadores podem enviar algum sinal através do cabo, desde que o meio

não esteja ocupado, e nesse caso todos receberão esse sinal.

• Cada nó possui um endereço, caso a mensagem seja endereçada para um nó, ele aceita,

caso contrário, despreza.

• Comunicação em broadcast.

• Na prática, existe a necessidade de se colocar terminadores nas extremidades do

barramento para que o sinal não seja refletido.

• Baixo Custo

• Normalmente se utiliza de cabos do tipo coaxial ou par trançado

• Compartilhamento do mesmo meio físico.

• Baixa tolerância a falhas, caso um dos nós falhe, toda rede para de funcionar.

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Topologia Estrela

• Todos os computadores estão ligados a um ponto central.

• Geralmente, no ponto central encontra-se um hub ou um switch, atuando como um

concentrador.

• Na prática, as redes estrela tem raramente forma assimétrica em que o ponto central

esteja localizado a uma distância igual de todos os computadores.

• Todo o funcionamento de uma rede estrela depende do nó central.

• A informação é replicada para toda rede (hub, no caso do switch não).

• Fácil detecção e isolamento de falhas.

• Caso alguma estação esteja indisponível,

a rede continua ativa.

• Escalabilidade.

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Topologia em Anel

• Os computadores são organizados de forma que sejam conectados e um loop fechado –

um cabo conecta o primeiro computador a um segundo computador, outro cabo conecta

o segundo a um terceiro, e assim por adiante, até que um cabo conecte o computador

final de volta ao primeiro.

• Os computadores não precisam estar dispostos num círculo fisicamente.

• Informação circula unidirecionalmente até voltar ao remetente.

• Pouca tolerância a falhas. Se um nó sair do ar, todo o sistema fica indisponível.

• Em cada estação, é acrescentado um retardo para processamento dos dados.

• Dificuldade em aumentar a quantidade de estações no anel.

• Caso a estação queira transmitir algo, ela pega o token e

fica autorizada a transmitir. Se outra estação quiser transmitir,

ela deverá esperar para pegar o token.

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