Redes de ComputadoresRedes de Computadores

Fernanda Denardin WalkerFernanda Denardin Walker

Material Adaptado de: Silvia Moraes, Material Adaptado de: Silvia Moraes, Marcia Moraes e Ana Paula BloisMarcia Moraes e Ana Paula Blois

Conceito

Uma redes de computadores é formada por um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema de comunicação.

Sistema de Comunicação

Conceito

O sistema de comunicação define a forma (a topologia) como os vários módulos processadores vão se interligar através de enlaces físicos (meios de transmissão) e de um conjunto de regras que organizam a comunicação (protocolo).

Evolução

Inicialmente os programas eram simples e projetados para um único usuário, deste modo ,a vantagem da conexão entre vários computadores não era evidente

À medida em que os computadores passaram a ser utlizados no contexto comercial e os programas passaram a permitir o acesso de múltiplos usuários, a conexão entre computadores passou a ser importante e necessária para as organizações

Atualmente

Hoje a comunicação de dados tornou-se o principal objetivo da indústria de computadores.

Comunicação de dados = transferência eletrônica de informações

Topologias

A topologia refere-se à forma como os enlaces físicos e os nós de comutação estão organizados, determinando os caminhos existentes e utilizáveis entre quaisquer pares de estações conectadas.

A topologia depende do tipo de rede: LAN, MAN e WAN

Topologias

Tipos de redes : definidos a partir da distância entre os módulos processadores Redes Locais (Local Area Networks – LANs):

de poucos metros a alguns poucos kilomêtros. Exs: institutos de pesquisa e universidades.

Redes Metropolitanas (Metropolitan Area Networks - MANs)...

Topologias

Redes Metropolitanas (Metropolitan Area Networks – MANs): cobrem maiores distâncias.

Redes Geograficamente distribuídas (Wide Area Networks -WANs): usuários geograficamente dispersos. Geralmente são redes públicas.

Topologias

Os enlaces físicos de um sistema de comunicação podem ser de dois tipos: Ligações ponto a ponto: dois pontos de

comunicação, um em cada extremidade.

Ligações multiponto: três ou mais dispositivos de comunicação.

Topologias

O enlace pode ser: Simplex: utiliza apenas um dos dois sentidos de

transmissão;

Half-duplex: utiliza os dois sentidos, mas um de cada vez;

Full-duplex: utiliza os dois sentidos simultaneamente.

ou

Topologias

Topologia totalmente ligada:

Os enlaces poderiam ser ponto a ponto com comunicação full-duplex;

À medida que o número de estações cresce, principalmente quando estão geograficamente dispersas, o custo é altíssimo.

Topologias

Topologia em Anel:

Para economizar, os enlaces poderiam ser ponto a ponto com comunicação simplex;

A mensagem circula pelo anel até encontrar o destino e não há outro caminho (reduz a velocidade de transmissão em grandes redes) – inviável para WANs.

Topologias

Topologia em Anel:A falha em um nó pode provocar a parada total do sistema.Para minimizar o problema referente à falha de um nó, geralmente utiliza-se um hardware especifico externo para fazer a conexão entre os nós. Em caso de falha do nó, ele é desconectado da rede.

repetidor

Topologias

Topologia em Barra Todas as estações se ligam ao mesmo meio de transmissão.

A topologia em barra usa configuração multiponto.

Todos os nós ouvem as mensagens postadas na rede.

hub

Topologias

Topologia parcialmente ligada ou topologia em grafo:

Nem todas as ligações estão presentes, mas existem caminhos alternativos que podem ser usados em casos de falhas ou congestionamentos.

Usadas geralmente em redes WANs.

Topologias

Topologia em Estrela Cada nó (escravo) é interligado a um nó central (mestre), através do qual todas as mensagens devem passar. O nó central que tem como única função o gerenciamento de comunicações é chamado de switch ou comutador. Pode ser usada em LANs e MANs. Desempenho da rede está ligado à capacidade de processamento do nó central. Falha no nó central pode ocasiar a parada total do sistema.

Nó central

Parte Física

Placas de rede: Transmite dados através do cabo de rede. Ao transferir

um arquivo, o processador lê o arquivo gravado no HD e o envia (em binário) à placa de rede para ser transmitido a outro computador.

Hoje são usadas placas "Ethernet". Ethernet é o nome de um padrão que diz como os dados são transmitidos.

Existem padrões de redes Ethernet (com fio): de 10 megabits (1,25 MB/s), 100 megabits (12,5 MB/s) e 1000 megabits (também chamadas de Gigabit Ethernet, 125 megabytes por segundo), ...

Parte Física

Cabeamento: Basicamente 3 tipos:

os cabos de par trançado (os mais comuns); os cabos de fibra óptica (usados em links de longa

distância) e os cabos coaxiais (em redes antigas).

Os cabos coaxiais não são mais usados, pois: são mais propensos a mal contato; os conectores são mais caros; os cabos são menos flexíveis que os de par trançado,

o que torna mais difícil passá-los por dentro de tubulações.

eles podem ser usados apenas em redes de 10 megabits (principal motivo)

Parte Física

Cabeamento: Cabo de par trançado: Tem categorias (cat) de 1 a 7. Em

todas as categorias a distância máxima é 100 metros, o muda é a taxa de transferência de dados suportada pelo cabo e a imunidade a interferência externa.

Cabos com cat 5 são suficientes tanto para redes de 100 quanto de 1000 megabits, eles são os mais comuns e mais baratos.

Parte Física

Cabeamento: Cabo de fibra ótica: Fibra óptica é um filamento de vidro ou de

materiais poliméricos com capacidade de transmitir luz.

Vantagens:- Capacidade para transportar grandes quantidades de informação;- Permite grandes espaçamentos entre repetidores (superiores a centenas de quilómetros).- Imunidade às interferências electromagnéticas;- Custo Cada vez mais baixo;

Parte Física

Hub e Switch: Serve como um ponto central, permitindo que todos os pontos

se comuniquem entre si. Todas as placas de rede são ligadas ao hub ou switch e é

possível ligar vários hubs ou switches entre si .

Parte Física

Hub e Switch: A diferença entre os hubs e switches é que o hub apenas

retransmite tudo o que recebe para todos os micros conectados a ele.

Os switches são aparelhos muito mais inteligentes. Eles fecham canais exclusivos de comunicação entre o micro que está enviando dados e o que está recebendo, permitindo que vários pares de micros troquem dados entre si ao mesmo tempo.

Atualmente são usados "hub-switches", modelos de switches mais baratos, que custam quase o mesmo que um hub antigo.

Parte Física

Roteadores: Os roteadores são ainda mais inteligentes que os switchs. São capazes de interligar várias redes diferentes e sempre

escolher a rota mais rápida para cada pacote de dados.

Parte Física

Roteadores: A internet é, na verdade, uma rede gigantesca, formada por

várias sub-redes interligadas por roteadores. Você pode medir o tempo que um pedido de conexão demora

para ir até o destino e ser respondido usando o comando "ping", disponível tanto no Linux quanto no prompt do MS-DOS, no Windows.

Para verificar por quantos roteadores o pacote está passando até chegar ao destino, use o comando "traceroute" (no Linux) ou "tracert" (no Windows).

Parte Física

Redes wireless: As redes sem fio tornando-se bastante populares. O meio de transmissão (o ar) é compartilhado por todos os

clientes conectados ao ponto de acesso. Isso significa que apenas uma estação pode transmitir de cada vez, e todas as estações recebem todos os pacotes transmitidos da rede, independentemente do destinatário.

A topologia deste tipo de rede é semelhante a das redes de par trançado, com o hub central substituído pelo ponto de acesso. A diferença no caso é que são usados transmissores e antenas ao invés de cabos.

Parte Física

Redes wireless: O padrão mais usado é o Wi-Fi (Wireless Fidelity). Aspectos que diference da rede cabeada:

Forma de transmissão; Segurança (mais insegura). Velocidade : decai conforme aumenta o número de micros

conectados, principalmente quando vários deles transmitem dados ao mesmo tempo.

Internet

Rede global de computadores que torna possível a comunicação e troca de informação entre usuários localizados em diferentes lugares do mundo.

Histórico da Internet

1957 (Guerra Fria): USA criada a ARPA (Advanced Research Projects Agency) responsável por promover a pesquisa de novas tecnologias para defesa nacional.

1962: começa a ser estudada a criação de uma rede mundial de computadores.

1964: desenvolve-se as teorias de envio de informação pela Internet.

1967: cria-se a ArpaNet (redes de computadores não centralizada).

Histórico da Internet

1969: unem-se os computadores das universidades UCLA, UCSA, Utah e Stanford Research Institute, formando o coração da ArpaNet

1971: surge o e-mail 1981: criação da Csnet, rede idêntica a

ArpaNet mas sem restrição de uso. 1983: Csnet se conecta a ArpaNet e a outras

redes do mundo. 1987:mais de 10.000 computadores

interconectados, inicia-se a Internet

Histórico da Internet

1990: ArpaNet cessa suas atividades 1993: aparece o primeiro visualizador gráfico

das páginas o World Wide Web, o que facilita a utilização da Internet e possibilita um crescimento no seu número de usuários

Endereço IP

Todas as máquinas ligadas à Internet possuem um endereço exclusivo

Número de Internet ou Endereço IP

Em geral é representado por 4 números separados por ponto

Ex: 147.31.254.130

Para não precisarmos decorar os números existe oDNS.

DNS: Domain Name Service

Associa um nome simbólico ao endereço IP

tipo de serviço.instituição.domínioinstitucional.dominioregional

Ex: www.altavista.comwww.pucrs.brwww.mistral.culture.fr/louvre/

Domínios

Permite identificar as instituições ou conjuntode instituições na rede.

Domínios InstitucionaisEDU: escolas, universidadesCOM: empresas, instituições comerciaisGOV: instituições governamentaisMIL: instalação militarNET: administração da redeORG: organizações privadas

Domínios RegionaisBR: BrasilFR: França

Conceitos Fundamentais

WWW (World Wide Web): visualizador gráfico para as páginas Internet

HTML (HyperText Markup Language): linguagem utilizada para criar páginas na WWW.

HTTP (Hyper Text Transfer Protocol): protocolo de transmissão de arquivos na WWW.

URL (Uniform Resource Locators): padrão para identificar um elemento e sua

localização na Internet

URL: Uniform Resource Locator

É o endereço que permite identificar e acessarum serviço na WWW

http://www.pucrs.br

protocolo

serviço

instituição

domínio regional

Alguns Serviços

Correio eletrônico: troca de mensagens WWW: acesso a páginas ICQ: chat- conversação em tempo real FTP: transferência de arquivos Telnet: se logar em outra máquina Lista de discussão: receber mensagens de

um grupo de discussão