Redes de Computadores António Manuel Ricarte. Introdução Uma rede é um conjunto de sistemas ou objectos ligados entre si. Rede de computadores: Composta

Redes de Computadores

António Manuel Ricarte

Introdução Uma rede é um conjunto de sistemas ou objectos

ligados entre si.

Rede de computadores: Composta por dois ou mais computadores ligados entre si de

modo a poderem partilhar recursos, dados e programas.

Esta ligação pode ser efectuada através de: Fio de cobre Fibra óptica Ou mesmo sem fios (wireless)

Por ondas de rádio Infravermelhos Satélite

AISE – Redes de computadores (Pag.2)

Classificação quanto ao tamanho

LAN (Local Area Network) Localizada dentro do mesmo espaço físico, por exemplo um

prédio.

MAN (Metropolitan Area Network) É normalmente um conjunto de várias Lan’s ligadas através de

modems ou routers, distribuídas por um espaço físico mais vasto como por exemplo uma cidade.

WAN (Wide Area Network) Rede que engloba uma vasta área geográfica que pode ultrapassar a fronteira dos países. Exemplo: Internet ou redes de multinacionais.


Arquitecturas de redes

Arquitectura Centralizada Dados e programas centralizados no servidor Terminais passivos (estúpidos)

Sem processador nem disco rígido

Arquitectura Cliente / Servidor Só os dados estão centralizados no servidor Os programas estão instalados em cada um dos Pc’s Os terminais são computadores normais.

Máquinas mais poderosas servem como servidores de serviços (impressão, arquivos, banco de dados, etc.)

Trabalho dividido: parte no servidor e parte no cliente Permite economia (em relação à utilização de um

mainframe) sem grande perda de recursos


Arquitecturas de redes

Arquitectura Ponto a Ponto (Peer-to-Peer) Todas as máquinas têm as mesmas capacidades e

responsabilidades Mais simples e baratas Não necessita de um administrador dedicado Ideais para simples compartilhamento de recursos, cada

utilizador é que decide quais os ficheiros ou periféricos que quer partilhar

Não mantém a performance sob grande demanda Ideal para pequenos grupos (até +-10 utilizadores) Apresenta problemas de segurança:

“Quem pode acessar este recurso?”


Outros tipos de Redes

Redes sem fio (wireless) Rádio-freqüência (2.4GHz a 5GHz)

Wi-Fi – Wireless Fidelity (IEEE 802.11x) Comunicação entre computadores Access points Grande preocupação com segurança

Ideal para espaços abertos, pois tem grandes problemas com obstaculos (ex.:Paredes)

Bluetooth (IEEE 802.15.1) Não oferece suporte nativo aos protocolos TCP/IP Mais utilizada (e indicada) para conexão entre

dispositivos e PDAs Categoria A (+- 10mt), Categoria B(+-100mts)


Transmissão de dados

Simplex Transmissão numa só direcção

(unidireccional), nunca no sentido contrário

Sistema muito económico Exemplos:

Leitores de cartões Alarmes de fogo ou fumo


A

Tx

B

Rx


Half-Duplex Transmissão nos dois sentidos

mas não simultaneamente Somente um dos lados pode

transmitir tendo o outro que esperar que a linha fique livre

Exemplos: Rádios da banda do cidadão Serviços de emergência Modems


A

Tx

B

Rx

A

Tx

B

Rx


Full-Duplex

Comunicação simultânea nos dois sentidos

Exemplos: Linha telefónica Adsl


A

Tx

B

Rx

Topologias físicas

Barramento As estações compartilham o mesmo cabo Se um nó cair, a rede inteira cai

Anel Semelhante a Barramento, formando um laço

fechado Se um nó cair, a rede inteira cai Mais eficiente e mais cara

Estrela Estações independentes, conectadas a um

equipamento central O ponto fraco é o equipamento central


Topologias físicas


Mesh

Wireless

Backbone

Topologias lógicas A topologia lógica da rede, determina como os dados são

transmitidos através da rede.

Não existe necessariamente uma ligação entre a topologia física e lógica; podemos ter uma estrela física e um barramento lógico, por exemplo.

Existem três topologias lógicas de rede: Ethernet, Token Ring e Arcnet.

Como a topologia lógica determina diretamente o modo de funcionamento da placa de rede, esta será específica para um tipo de rede. Não é possível usar placas Token Ring em Redes Ethernet, ou placas Ethernet em Redes Arcnet, por exemplo.


Topologias lógicas

Arcnet É a topologia mais antiga, já não se usa.

Existe desde a decada de 70

Transmite apenas a 2,5 mbps

É possível usar cabos coaxiais de até 600 metros, ou cabos UTP de até 120 metros.

Muitos dos conceitos usados nas redes Arcnet foram usados para estabelecer os padrões actuais de rede


Topologias lógicas

Token Ring Desenvolvida pela IBM Apenas uma máquina pode enviar

pacotes de cada vez (token) Mais eficiente quando há um grande

volume de dados, por evitar colisões Custo mais elevado Topologia lógica de anel Transmissão está limitada a 16 mbps

Ethernet Consórcio entre a DEC, Intel e Xerox Topologia lógica de barramento Utiliza topologias físicas de estrela ou

de barramento A mais usada na actualidade Equipamento mas barato


Topologias lógicas

Token Ring – Explicação do funcionamento Um pacote chamado Token circula pela rede,

sendo transmitido de estação para estação. Quando uma estação precisa transmitir dados, ela espera até que o pacote de Token chegue e, em seguida, começa a transmitir os seus dados.

Na transmissão de dados em redes Token, ao invés de serem irradiados para toda a rede, os pacotes são transmitidos de estação para estação (daí a topologia lógica de anel).

Quando os dados chegam à estação de destino, ela faz uma cópia dos dados para sí, porém, continua a transmissão dos dados. A estação emissora continuará a enviar pacotes, até que o primeiro pacote enviado dê uma volta completa no anel lógico e volte para ela.

Quando isto acontece, a estação pára de transmitir e envia o pacote de Token para o computador seguinte, voltando a transmitir apenas quando receber novamente o Token.


Topologias lógicas

Ethernet – Explicação do funcionamento – Ethernet (Parte 1)


• Quando uma estação precisar transmitir dados, ela irradiará o sinal para toda a rede. Todas as demais estações ouvirão a transmissão, mas apenas a placa de rede que tiver o endereço indicado no pacote de dados receberá os dados. As demais estações simplesmente ignorarão a transmissão.

• Como apenas uma estação pode falar de cada vez, antes de transmitir dados a estação irá “ouvir” o cabo. Se perceber que nenhuma estação está a transmitir, enviará seu pacote, caso contrário, esperará até que o cabo esteja livre. Este processo é chamado de “Carrier Sense” ou sensor mensageiro.

Topologias lógicas – Ethernet (Parte 2)


• Mas, caso duas estações ouçam o cabo ao mesmo tempo, ambas perceberão que o cabo está livre e acabarão por enviar os seus pacotes ao mesmo tempo.

• Teremos então uma colisão de dados.

• Dois pacotes a serem enviados ao mesmo tempo geram um sinal eléctrico mais forte, que pode ser facilmente percebido pelas placas de rede.

• A primeira estação que perceber esta colisão irradiará para toda a rede um sinal especial de alta frequência que cancelará todos os outros sinais que estejam a circular através do cabo e alertará as demais placas que ocorreu uma colisão.

http://www.guiadohardware.net/ebooks/redes/4.html

Topologias lógicas – Ethernet (Parte 3)


• Sendo avisadas de que a colisão ocorreu, as duas placas “faladoras” esperarão um número aleatório de milissegundos antes de tentarem transmitir novamente. Este processo é chamado de TBEB “truncated exponencial backof”. Apesar de as placas poderem fazer até 16 tentativas antes de desistirem, normalmente os dados são transmitidos no máximo na 3º tentativa.

• Veja que apesar de não causarem perda ou corrupção de dados, as colisões causam uma grande perda de tempo, resultando na diminuição do desempenho da rede. Quanto maior for o número de estações, maior será a quantidade de colisões e menor será o desempenho da rede. Por isso existe o limite de 30 PC por segmento numa rede de cabo coaxial, e é recomendável usar bridges para diminuir o tráfego na rede caso estejamos a usar topologia em estrela, com vários hubs interligados (e muitas estações).

• Outro factor que contribui para as colisões é o comprimento do cabo. Quanto maior for o cabo (isso tanto para cabos de par trançado quanto coaxial) mais fraco chegará o sinal e será mais difícil para a placa de rede escutar o cabo antes de enviar seus pacotes, sendo maior a possibilidade de erro.

• Usar poucas estações por segmento e usar cabos mais curtos do que a distância máxima permitida, reduzem o número de colisões e aumentam o desempenho da rede. O ideal no caso de uma rede com mais de 20 ou 30 PC, é dividir a rede em dois ou mais segmentos usando bridges, pois isto servirá para dividir o tráfego na rede.

• Veja que todo este controle é feito pelas placas de rede Ethernet. Não tem nada a ver com o sistema operacional de rede ou com os protocolos de rede usados.

Modelo OSI

Para normalizar a corrente de informação em diferentes máquinas numa rede foi criado um

modelo pela ISSO (International Standards Organization) a que foi dado o nome OSI

Modelo abstrato que relaciona funções e serviços de comunicação em sete camadas

Cada camada oferece serviços à camada superior

Uma camada N “conversa” com seu par no outro lado, através do protocolo da camada N

1984

OSI – Open Systems Interconnection

Modelo OSI

Define os aspectos mecânicos e eléctricos da transferência de dados

Transmissão de dados eléctricos na forma de bits ( PDU da camada física )PDU = Protocolo Data Unit Unidade de Dados de Protocolo

Meio de transmissão Eléctrico Óptico Sinais através de ondas electromagnéticas

Define dispositivos típicos para tratamento de sinais, tais com transceivers ou conversores de mídia, modems, repetidores (HUBs)


Camada de transporte

Camada de sessão

Camada de apresentação

Camada de rede

Camada de Aplicação

Camada de enlace

Camada Física

Modelo OSI

Camada de enlace ou de ligação de dados É a camada responsável pela correcta transmissão de dados

através da camada física. Assegura que os dados chegam correctamente ao destino.

Relacionada com:

Transmissão de Quadros ( PDU da camada de enlace )

Converte um canal de transmissão físico não confiável em um canal confiável

Enquadramento Endereçamento Físico de Controle de Acesso ao

Meio ( MAC ) Detecção e recuperação de erros Controle de fluxo



Camada de sessão


Camada de rede


Camada de enlace

Camada Física

Modelo OSI

Fornece os endereços para os dados, escolhendo o melhor caminho entre o transmissor e o receptor Nesta camada trabalha o protocolo IP

Transmissão de Pacotes (PDU da camada de Rede) Endereçamento Sequenciamento Roteamento Determinação do melhor caminho de um pacote através da sub-rede controle e prevenção de congestionamento conversão e compatibilização de protocolos e esquemas

de endereçamento



Camada de sessão


Camada de rede


Camada de enlace

Camada Física

Modelo OSI

Assegura que todos os dados são enviados para o receptor na devida ordem. Nesta camada opera o protocolo TCP

Transmissão de Segmentos (PDU da camada de Transporte)

Comunicação fim-a-fim

Provê comunicação transparente e confiável entre pontos finais

Multiplexação a nível de aplicações

Tratamento de retardo e espera de pacotes de dados

Controle da retransmissão de dados



Camada de sessão


Camada de rede


Camada de enlace

Camada Física

Modelo OSI

Gere o correcto funcionamento da sessão estabelecida entre duas máquinas

Estabelecimento de conexão entre dois computadores

Sincronismo

Tipo de comunicação ( Duplex ou Full-Duplex )

Marcação dos dados transmitido



Camada de sessão


Camada de rede


Camada de enlace

Camada Física

Modelo OSI

Fornece conversões de formatação ou códigos, preservando o conteúdo da informação enquanto soluciona problemas de sintaxe

Formato dos dados ( Codificação e Descodificação )

Compressão de textos

Criptografia

Conversão de códigos ( EBCDIC x ASCII )



Camada de sessão


Camada de rede


Camada de enlace

Camada Física

Modelo OSI

Fornece serviços directamente às aplicações Transferência de arquivos Serviço de correio Emulação de terminais Gerenciamento de redes Banco de dados

Interface do modelo OSI com os processos do(s) usuário(s)



Camada de sessão


Camada de rede


Camada de enlace

Camada Física

Componentes de uma redeMeio Físico

Coaxial Blindado, oferece maior protecção contra

interferências Cabo longo (200 e 500 metros) Utilizado na topologia barramento Mais caro

Par trançado (UTP) Mais vulnerável a interferências Cabo curto (100 metros) Utilizado na topologia estrela Mais flexível Mais barato e de fácil instalação


Cabos

Cabos

Fibra ótica Maior velocidade Isolamento elétrico e eletromagnético Cabo longo Alta taxa de transferência Instalação e manutenção muito caras

Cabeamento estruturado Infra-estrutura flexível, suportando voz, dados e

multimídia Soluções independentes de cabeamento

Suportar as exigências de performance dos múltiplos sistemas

Blocos de montagem responsáveis pela flexibilidade, confiabilidade e diminuição de tempo de indisponibilidade da rede, em caso de manutenção ou mudança de projeto


Equipamentos

Concentrador (Hub) Centraliza a conexão de diversos equipamentos num mesmo

segmento da rede, ligando-os através de uma topologia estrela Envia o pacote a todos os pontos conectados a ele. Quando uma

estação transmite, as outras escutam Mais barato

Comutador (Switch) Conecta máquinas de diferentes segmentos de rede Retransmite o pacote apenas para a máquina-destino Permite transmissões simultâneas (conversas em paralelo) Diminui o número de colisões no segmento da rede

Roteador (Router) Conecta rede diferentes Capaz de traçar a melhor rota para um determinado pacote Normalmente utilizado para conectar um “prédio” à rede da

empresa, ou a empresa toda à Internet Mais caro


Comandos de Diagnóstico Ping

Envia um sinal para um computador remoto de modo a escutar o seu “eco”. Retoma valores como:

Se o computador está visível ao não na rede Se todos os pacotes de informação foram entregues Qual o tempo que demorou a ligação

Pode usar-se as seguintes formas Ping IP (Ex.: Ping 192.168.2.1) Ping site (Ex.:Ping www.google.pt)

Tracert O comando não só envia pacotes para a máquina remota como permite saber por

onde os pacotes viajaram até chegar lá. Quanto menos locais (endereços IP) até chegar ao destino melhor Normalmente conta um máximo de 30 saltos (hoops)

Ipconfig Permite saber qual é o estado de cada adaptador de rede instalado (e activado) O comando sem nenhum parâmetro limita-se a apresentar os principais endereços

atribuídos a cada adaptador de rede Ipconfig /all fornece mais informações como os endereços MAC


Comandos de Diagnóstico Pathping

É uma combinação entre o ping e o tracert Permite verificar os movimentos até um determinado site e mostra as

estatisticas dos pacotesSe todos os pacotes de informação foram entregues

Disponivel no Windows 2000 e XP

Nbtstat Ferramenta de diagnóstico que mostra informação sobre ligações TCP/IP

que usam o NetBios Nbtstat – a «nome do computador» mostra a tabela de nomes do

computador remoto Nbtstat –n mostar o nome NetBios do computador local.

Arp Permite resolver IPs duplicados na rede Desta forma podemos identificar IPs repetidos e quais os computadores

que os tem.


Comandos de Diagnóstico NetStat

Permite verificar qual é o protocolo que está a ser utilizado para a comunicação, qual a porta de ligação e a situação da ligação.

Netstat –a mostra ligações TCP e UDP Netstat –e mostra o número de pacotes que foram enviados e recebidos pela placa de rede, bem

como os erros que ocorreram no envio ou recepção de dados, anulações e pacotes unicast (pacotes que viajam num só sentido)

Ftp (File Transfer Protocol) Aceder a um servidor de FTP Comandos:

Ls – lista o conteudo de um directório Cd – muda de directório Pwd – mostra qual é a directoria que estamos no servidor Lcd – mostra e altera qual é a directoria que estamos no computador local Put – permite enviar informação para o servidor (Ex.: Put «ficheiro local» «ficheiro» Get – permite fazer o download de dados do servidor para o nosso computador (Ex. Get «nome do

ficheiro» Nbtstat –n mostar o nome NetBios do computador local.

Nslookup Permite transformar o nome de um dominio no seu número de IP Type=mx – atribuí a responsabilidade do servidor de email aqueledomínio Domain = «nome dominio»coloca o nome do dominio actual no nome introduzido no comando Rety = X – especifica o número de tentativas em segundos..


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