Instituto de Estudos Superiores da Amaznia

CURSO DE ENGENHARIA DA COMPUTAO

REDES DE COMPUTADORES

CLASSIFICAO DE REDES

Denis Lima do Rosrio, Dr.

dlrosario@gmail.com

Belm, PA Fevereiro de 2015

Objetivos2

Saber como classificar as redes de computadores;

Classificar as redes de computadores quanto a sua abrangencia geogra fica;

Ver quais as principais topologias e como elas estao estruturadas;

Introduo3

As redes de computadores podem ser classificadas de diversas formas:

Abrange ncia; Modelo Computacional; Tipo de Comutac a o; Topologia; Pilha de Protocolos; Entre outras;

Quanto Abrange ncia4

Redes podem ser classificadas quanto rea geogrficacoberta.

Quatro classes de redes podem ser identificadas: Redes Pessoais (PAN)

PAN (Personal Area Network)

Redes Locais (LANs) LAN Local Area Network

Redes Metropolitanas (MANs) MAN Metropolitan Area

Network

Redes de Longa Distncia (WANs) WAN Wide Area Network

PAN (Personal Area Network)5

Tambm designada como redes de rea pessoal.

Pequena rede formada por dispositivos muito proximos, normalmente, alguns metros;

o tipo de rede onde utilizada tecnologias de rede sem fios para interligar os mais variados dispositivos (ex. computadores, smartphones, tablets etc) em uma rea muito reduzida.

Redes Locais6

Mais conhecida como rede local;

E a mais comum de todas;

So o tipo de redes mais comuns uma vez que permitem interligar computadores, servidores e outros equipamentos de rede em uma rea geogrfica limitada

Redes Locais7

Permitem a interconexo de equipamentos dentro de uma rea geogrfica de alcance limitado.

Ex: sala, andar de um prdio, prdio, conjuntoconcentrado de prdios.

Operam a altas taxas de transmisso. Tipicamente: 10 Mbps, 100 Mbps e 1Gbps.

Apresentam baixas taxas de erro. 1 em 107 ~ 108 bits.

Em geral, de propriedade privada e usada e operada por uma nica organizao.

Redes Locais8

A topologia usualmente limitada aos arranjos em barra, anel, estrela e rvore.

O tipo de informao que trafega na rede , normalmente, dados (tendncia de mudana para trfego multimdia).

LANs variam em tamanho e no nmero de computadores conectados.

Exemplos de tecnologias de LANs: IEEE 802.3 (Ethernet) IEEE 802.3 (Fast Ethernet) IEEE 802.5 (Token Ring)

Redes Locais9

WLAN (Wireless Local Area Network)

10

Igual a LAN, exceto pela ausenciade cabeamento, usa transmissa o em radiofrequencia;

Mais comum e 802.11;

Campus networks11

Tipicamente, as LANs consistem de desktops, workstations e impressoras abrigados em um nico prdio.

Quando os equipamentos esto abrigados em mltiplos prdios, o conjunto inteiro frequentemente referenciado como uma campus network.

Em uma campus network, os prdios so frequentemente interligados atravs de fibra ptica.

CAN (Campus Area Network)

Rede que interliga computadores situados em diferentes edificaes de um mesmo complexo institucional (Ex. Universidades, Condomnios, etc).

Campus networks12

Conhecida como rede de campo; Maior que uma rede local, abrange mais de um

predio,ou seja, composta de pelo menos duas redes locais;

Campus networks so construdas atravs da conexo de LANs usando a infra-estrutura de networking da prpria organizao.

Quando os equipamentos de interconexo e as linhas de comunicao so propriedades da organizao, dizemos que a infra-estrutura de networking usa facilidades privadas.

Ex: Universidades, Hospitais...

Redes Metropolitanas (MANs)13

Rede metropolitana, chega abranger ate uma cidade;

A conexa o entre as redes normalmente e feita via concessiona rias de telecomunicac o es;

Pagamento mensal para manutenc a odos links; Ex: OI, Embratel, Telefo nica...

Redes Metropolitanas (MANs)14

Desenvolvidas originalmente por operadoras de dados em resposta a uma grande demanda para interconexo de LANs sobre uma rea metropolitana.

As MANs cobrem uma rea geogrfica da ordem de dezenas a poucas centenas de quilmetros (ex: grupos de prdios, um conjunto industrial, umacidade).

Redes FDDI, por exemplo, suportam distncias de at 2km entre estaes, cobrindo uma rea de at 200 km. Metro Ethernet, ATM e Frame-Relay so outros exemplos de tecnologias de MAN.

Redes Metropolitanas15

A MAN pode ser proprietria e operada por uma nica organizao privada, mas normalmente usada por vrias organizaes e operada por empresas pblicas.

Por exemplo, uma empresa pode interconectar os seus vrios escritrios dentro de uma cidade ou estado usando uma MAN operada por uma companhia telefnica local.

Ex: Agcias bancrias municipais/estaduaisinterligadas por uma rede MPLS ou Frame Relay.

Redes Metropolitanas16

Redes Metropolitanas17

Metrobel18

A Rede Metrobel o primeiro dos novos projetos de rede metropolitana dedicada para pesquisa e educao que utiliza fibra ptica prpria.

A rede esta em funcionamento desde Abril de 2007 interligado instituies pblicas e privadas de pesquisa e ensino de Belm e Ananindeua atravs de cabos de fibra utilizando tecnologia gigabit ethernet.

Caracteristicas A rede possui uma extenso de 52 quilmetros. Fornece conectividade a uma velocidade de 1 Gbps. Interliga 13 instituies.

Metrobel19

MANs versus Campus Network20

Uma das principais diferenas entre uma MAN e uma campus network que esta ltima usafacilidades privadas de comunicao para interconectar as LANsindividuais, enquanto que uma MAN usa facilidades de comunicaopblicas

Redes de Longa Distncia21

WANs so redes usadas para a interconexo de redes menores (LANs ou MANs) e sistemas computacionais dentro de reas geogrficas grandes (cidades, pases ou at continentes).

Rede de longa distancia; Area maior que uma cidade; As WANs possuem um custo de comunicao

bastante elevado devido aos circuitos para satlites e enlaces de microondas.

So, em geral, mantidas, gerenciadas e de propriedade de grandes operadoras (pblicas ou privadas), e o seu acesso pblico.

Redes de Longa Distncia22

Por questes de confiabilidade, caminhos alternativos so oferecidos entre alguns ns. Com isso, a topologia da rede , virtualmente, ilimitada.

Voz, dados e vdeo so comumente integrados. A capacidade de chaveamento da rede

permite aalterao dinmica do fluxo de dados, ao contrrio das LANs, que normalmente empregam o roteamento fixo.

MPLS, ATM e X.25 so exemplos de tecnologias WAN.

Exemplo 1 WAN23

Exemplo 2 WAN:RNP24

Quanto abrangncia25

Quanto abrangncia26

Quanto ao Modelo Computacional27

Quanto ao Modelo Computacional28

Indica a forma pela qual os dados sa oprocessados:

Computac a o Centralizada Um computador central sendo acessado

por diversos terminais sem poder de processamento (terminais burros), estes sao apenas dispositivos de entrada e sai da (teclado, monitor);

Ex; SSH, TELNET, etc.

Quanto ao Modelo Computacional29

Computacao distribuida Cada ma quina tem seu pro prio

processador, ou seja, seu poder de processamento;

Sa o classificadas em: Redes Cliente/Servidor Existe a figura do servidor que atende a pedidos

feitos por maquinas clientes; Redes Ponto-a-Ponto Nao ha servidor, qualquer maquina da rede pode

se comportar como cliente ou como servidor, dependendo da situacao;

Quanto ao Modelo Computacional30

Quanto Topologia31

Quanto topologia32

Topologia refere-se a forma com que os computadores de uma rede local esta o conectados

Duas formas bsicas: ponto-a-ponto e difuso

Quanto topologia33

Redes de Difusa o: informac a o eenviada a todos, mas somente os interessados a processam.

Redes Ponto a Ponto: consistem em uma comunicac a o realizada entre pares individuais de ma quinas.

Redes de Difusa o34

Canal unico de comunicacao, compartilhado por todas as maquinas.

Utiliza mensagens curtas chamadas pacotes. As mensagens sao enviadas para todos os

destinatarios na rede. As mensagens possuem o enderec o de destino

no seu cabec alho. Ao receber um pacote, o destinatario analisa

o enderec o. Se o enderec o for o seu, ele recebe o pacote, senao, descarta-o

Redes de Difusa o35

Redes de Difusa o (Broadcast) Oferecem a possibilidade de

enderec amento de pacotes a todos os destinos.

Enderec o Unicast: unica ma quina; Enderec o Broadcast: todas as

ma quinas; Enderec o Multicast: subconjunto de

ma quinas;

36

Topologias de Redes de Difuso

satlite

(a) (b) (c)

(a) barramento; (b) satlite; (c) anel.

Unicast37

Comunicao na qual um quadro enviado de um host e endereado a um destino especfico.

Na transmisso unicast, h apenas um remetente e um receptor.

A transmisso unicast a forma predominante de transmisso em redes locais e na Internet.

Entre os exemplos de protocolos que usam transmisses unicast esto HTTP, SMTP, FTP e Telnet.

Unicast38

Multicast39

Comunicao na qual um quadro enviado para um grupo especfico de dispositivos ou clientes.

Os clientes da transmisso multicastdevem ser membros de um grupo multicast lgico para receber as informaes.

Um exemplo de transmisso multicast a transmisso de vdeo e de voz associada a uma reunio de negcios colaborativa, com base em rede.

Multicast40

Broadcast41

Comunicao na qual um quadro enviado de um endereo para todos os outros endereos.

Nesse caso, h apenas um remetente, mas as informaes so enviadas para todos os receptores conectados.

A transmisso de broadcast essencial durante o envio da mesma mensagem para todos os dispositivos na rede local.

Um exemplo de transmisso de broadcast a consulta de resoluo de endereo que o protocolo de resoluo de endereos (ARP, AddressResolution Protocol) envia para todos os computadores em uma rede local.

Broadcast42

Redes Ponto a ponto (peer to peer)43

Consistem em muitas conexoes entre pares individuais de maquinas.

Da origem ao destino, um pacote precisa passar por um ou mais no s intermediarios.

Necessitam de algoritmos de roteamento. Tipo geralmente utilizado em redes

grandes (Subredes principalmente), enquanto que as redes por difusa o saoutilizadas nos casos menores.

Redes Ponto a ponto44

Comunicao entre estaes noadjacentes feita por estaesintermedirias

Poltica conhecida como comutao de pacotes

Topologia usada na maioria de redesWAN, MAN e algumas LAN

Topologias de Redes Ponto-a-ponto

(a) (b) (c)

(d) (e)

(a) estrela; (b) anel; (c) rvore; (d) malha regular; (e) malha irregular.

Conceitos Bsicos

A topologia de uma rede de comunicao, refere-se forma como os enlaces fsicos existentes e os ns de uma rede esto organizados, determinando caminhos fsicos existentes e utilizveis entre quaisquer pares de estaes conectadas a essa rede.

Full Meshed

Estrela

Barramento

Anel

rvore

Misto

TOPOLOGIA DE REDE

A interconexo total garantindo alta confiabilidade.

Porm a complexidade da implementao fsica e o custo inviabilizam seu uso comercial.

Topologia de Rede

Estrela - a conexo feita atravs de um n central que exerce controle sobre a comunicao.

Sua confiabilidade limitada confiabilidade do n central, cujo mal funcionamento prejudica toda a rede.

A expanso da rede limitada capacidade de expanso do n central, o cabeamento complexo e caro pois pode envolver um grande nmero de ligaes que envolvem grandes distncias.

Topologia de Rede

Barramento - as estaes so conectadas atravs de um cabo de cobre (coaxial ou par tranado), com difuso da informao para todos os ns.

necessria a adoo de um mtodo de acesso para as estaes em rede compartilharem o meio de comunicao, evitando colises.

de fcil expanso mas de baixa confiabilidade, pois qualquer problema no barramento impossibilita a comunicao em toda a rede.

Topologia de Rede

Anel - o barramento toma a forma de um anel, com ligaes unidirecionais ponto a ponto.

A mensagem repetida de estao para estao at retornar estao de origem, sendo ento retirada do anel. Como o sinal recebido por um circuito e reproduzido por outro h a regenerao do sinal no meio de comunicao; entretanto h tambm a insero de um atraso mnimo de 1 bit por estao.

O trfego passa por todas as estaes do anel, sendo que somente a estao destino interpreta a mensagem. de fcil expanso, obtida atravs da ligao de mdulos que implementam anis independentes e que tornam-se um grande anel quando conectados.

Pode ter sua confiabilidade incrementada pela adoo de dispositivos que realizam o bypass da estao no anel em caso de falha nos circuitos de conexo da mesma.

Topologia de Rede

rvore - a expanso da topologia em barra herdando suas capacidades e limitaes.

O barramento ganha ramificaes que mantm as caractersticas de difuso das mensagens e compartilhamento de meio entre as estaes.

Topologia de Redes

Topologias mistas - combinam duas ou mais topologias simples. Alguns exemplos so o de estrelas conectadas em anel e o rvores conectadas em barramento. Procuram explorar as melhores caractersticas das topologias envolvidas, procurando em geral realizar a conexo em um barramento nico de mdulos concentradores aos quais so ligadas as estaes em configuraes mais complexas e mais confiveis.

Classificao da Comunicao

A forma de utilizao do meio fsico que conecta as estaes da origema seguinte classificao sobre a comunicao no enlace.

SIMPLEX: A informao vai apenas para um sentido. EX: rdio.

Classificao da Comunicao

Half-Duplex: Transmite em dois sentidos, em tempos diferentes. EX: rdio amador.

Classificao da Comunicao

Full-Duplex: Transmite e recebe ao mesmo tempo. EX: telefone