Tecnologias de LAN e Topologias de REDE. - Introdução. - Detecção de Portadora em Redes de Acesso Múltiplo. - Detecção de Colisões e Backoff com CSMA/CD

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  • Tecnologias de LAN e Topologias de REDE. - Introduo. - Deteco de Portadora em Redes de Acesso Mltiplo. - Deteco de Colises e Backoff com CSMA/CD. - Exemplo de Rede de Barramento: Ethernet. - Exemplo de Rede Estrela: ATM. - Importncia das LANs e Localidade de Referncia. - Canais de Comunicao Compartilhados. - Comunicao Direta Ponto a Ponto. - LANs Sem-Fio e CSMA/CA. - Outro Exemplo de Rede de Barramento. - Exemplo de Rede em Anel: IBM Token Ring. - Topologias de LAN. - Outro Exemplo de Rede em Anel:FDDI.
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  • Introduo. As Redes de Computadores, so as maneiras utilizadas para a Transmisso de Dados e Compartilhamento de Recursos. A Comunicao atravs de uma Rede pode ser feita a uma longa distncia ou em sua maioria em Redes Locais.Por Exemplo, uma Rede Local pode conectar dois Computadores a uma Impressora, permitindo que os dois Computadores utilizem a mesma Impressora. As Redes podem ser feitas em Edifcios ou apenas em uma sala. Redes Locais no utilizam Modems separados, pois so projetadas apenas para compartilhamentos. A seguir estaremos discutindo alguns tipos de Redes Locais.
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  • Comunicao Direta Ponto a Ponto. Conhecida tambm como Rede Ponto a Ponto ou Rede de Malha (Mesh Network ),tem trs propriedades teis: - Primeiro: Pode utilizar Hardware apropriado, porque cada conexo est independentemente instalada. - Segundo: Como possuem acesso exclusivo,os computadores podem decidir exatamente como enviar dados atravs da conexo. IMPORTANTE J QUE CADA CONEXO INDEPENDENTE DAS DEMAIS, OS DETALHES PODEM SER MUDADOS SEMPRE QUE OS PROPRIETRIOS CONCORDAREM EM REALIZAR MUDANAS. - Terceiro: Como apenas dois computadores tem acesso ao canal, fcil reforar segurana e privacidade.
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  • Comunicao Direta Ponto a Ponto. DESVANTAGEM. A principal desvantagem torna-se visvel, quando mais de dois computares precisarem se comunicar um com o outro.Em um esquema Ponto a Ponto que fornece um canal de comunicao separado para cada par de computadores, o nmero de conexes cresce depressa ao se aumentar a quantidade de computadores.
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  • Comunicao Direta Ponto a Ponto. DESVANTAGEM. Dessa maneira podemos observar a desvantagem nesse tipo de comunicao quando adicionado um computador a mais na rede, pois a cada novo computador adicionado, deve-se conecta-lo a todos os outros computadores da rede ocasionando um custo alto. Por exemplo: Imagine uma empresa onde existem mais de dois computadores em Rede e em localizaes diferentes.
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  • Canais de Comunicao Compartilhados. A Ligao de computadores em rede mudou drasticamente durante o final dos anos 60 e incio dos 70 quando alguns investigadores desenvolveram formas de comunicao entre computadores conhecida como Redes Locais ( Local Area Network, LANs ) As LANs, vieram como uma alternativa contra as caras conexes Ponto a Ponto, onde esse tipo de conexo consiste em um meio de compartilhamento nico, onde vrios computadores fazem uma acoplagem em um nico cabo. Dessa maneira os computadores se alternam para o envio de Pacotes. Importante: Esse tipo de compartilhamento reduz os gastos, mas no aconselhavel para longas distncias, pois como existe um compartilhamento, tambm existe uma coordenao no envio dos pacotes, e coordenao exige comunicao e a comunicao o tempo e o tempo implica na distncia e quanto mais longe, mais demorado vai ser para enviar os pacotes e demora ineficiente.
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  • Importncia das LANs e localidade de Referncia. Uma das importncias a econmica, pois elas so baratas e facilmente encontradas.Mas a razo principal pode ser atribuda ao principio fundamental de computadores em rede conhecido como Localidade de Referncia. A Localidade de Referncia, especifica que a comunicao entre um conjunto de computadores segue dois padres. Primeiro, se um par de computadores se comunica uma vez, provvel que o par se comunique novamente em um futuro prximo. Esse padro chamado de Localidade Temporal de Referncia ( Temporal Locality Of reference ). Segundo, um computador tende a se comunicar mais freqentemente com outros computadores que esto prximos. Esse padro chamado de Localidade Fsica de Referncia ( Physical Locality Of Reference ).
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  • Topologias de LAN. J que muitas tecnologias de LAN tem sido inventadas, importante conhecer como as tecnologias especificas so semelhantes e como elas diferem. A seguir algumas das topologias usadas com mais freqncia.
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  • Topologia de Estrela. A topologia em Estrela, consiste em vrios computadores conectados a um ponto central. Esse ponto central conhecido como HUB. O HUB consiste em um dispositivo eletrnico que aceita dados de um computador remetente e os entrega para o destino apropriado.
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  • Topologia em Anel. A topologia em Anel, consiste em computadores conectados em Loop fechado, onde o cabo do primeiro conecta o segundo computador, o cabo do segundo conecta o terceiro computador, at que o ltimo computador faa a conexo com o primeiro computador fechando o ciclo. Importante: Vale lembrar que tanto para a topologia em Estrela como para a topologia em Anel, as conexes tem como referncia a lgica e no fsica.
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  • Topologia de Barramento. A topologia de Barramento consiste em um nico cabo onde os computadores so acoplados, qualquer computador acoplado pode enviar e receber sinais atravs do cabo. Como para esse tipo de comunicao todos os computadores podem enviar e receber sinal, eles se coordenam para que no ocorra um caos nas transmisses de dados.
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  • A razo para topologias Mltiplas. Importante. Cada topologia tem a sua vantagem e a sua desvantagem, por exemplo: Uma topologia em Anel boa na coordenao da rede e tambm faz a verificao se ela est operando corretamente, porm uma rede em Anel pode ser inteira desativada se por exemplo um cabo for cortado. Uma topologia em Estrela j no ocorre esse problema, pois cada mquina tem a sua conexo, j em Barramento exige menos fios que em uma Estrela, mas pode ocorrer o mesmo problema da topologia em Anel
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  • Exemplo de Rede de Barramento: Ethernet. Ethernet uma tecnologia de rede bem conhecida e extensamente usada, que emprega topologia de barramento. A Ethernet em sua verso original, consistia em uma cabo coaxial nico, chamado de ter, ao qual mltiplos computadores se conectam. Histria da Ethernet. Originalmente operava como uma largura de 10 Megabits por segundo (Mbps ), uma verso posterior conhecida como Fast Ethernet operava com 100 ( Mbps ) e a mais recente conhecida como Gibabit Ethernet, opera com 1000 ( Mbps ) ou 1 Gigabit por segundo (Gbps ).
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  • Compartilhamento em uma Ethernet. O padro Ethernet, especifica todos os detalhes inclusive formato dos quadros que so enviados atravs do ter, voltagem e mtodo para modular um sinal. Como a Ethernet baseada na topologia de Barramento, vrios computadores devem compartilhar o acesso a um meio nico. Assim um remetente transmite o sinal em direo as extremidades do cabo. Importante:Em quanto um computador est enviando sinais, os demais esperam, assim que ele terminar, o prximo pode comear a enviar os sinais.
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  • Deteco de Portadora em Redes de Acesso Mltiplo ( Carrier Sence On Multi-Acess Network, CSMA ). O modo de coordenao da transmisso de dados pela Ethernet ocorre atravs do CSMA que consiste no seguinte: A Ethernet no tem uma controladora centralizada dizendo quando o computador pode usar o cabo. Em vez disso todos computadores participam pelo esquema do CSMA ( Carrier Sence Multiple Acess ) onde usado uma atividade eltrica no cabo para determinar o estado. Quando nenhum computador estiver enviando um quadro, o ter no contm sinais eltricos, esses sinais so informalmente chamado de Portadora, porm para verificar se o cabo est em uso, ele verifica se h uma Portadora, se no houver, o computador pode transmitir o quadro desejado, caso tenha uma Portadora, esse deve espera at que o remetente termine de enviar o quadro, para depois continuar.
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  • Deteco de Colises e Backoff com CSMA/CD. Computadores ligados a uma Ethernet usam CSMA/CD na qual um computador espera pela inatividade do ter antes de transmitir um quadro. Se dois computadores transmitirem simultaneamente, acontece uma coliso; os computadores usam backoff exponencial para escolher que computador prosseguir. Cada computador demora um tempo aleatrio antes de tentar transmitir novamente e ento dobra a demora para cada coliso sucessiva.
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  • LANs Sem-Fio e CSMA/CA. Em vez de transmitir sinais atravs de um cabo, o hardware de LAN sem fio usa antenas para transmitir sinais RF atravs do ar. Embora a energia eletromagntica se irradia em todas direes, os transmissores sem-fio usam pouca energia o que significa que uma transmisso tem energia suficiente somente para viajar uma distncia pequena. Alm disso obstrues metlicas podem bloquear o sinal A falta de comunicao completa significa que as LAN sem-fio no podem usar o mesmo mecanismo de CSMA/CD que a Ethernet usa. Para entender por qu, considere trs computadores com hardware de LAN sem- fio posicionados longe um do outro como mostra a figura.
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  • LANs Sem-Fio e CSMA/CA. Na figura, dois computadores de fora esto muito longe um do outro para receber suas transmisses. Para assegurar que eles compartilham os meios de transmisso corretamente, as LANs sem-fio usam um esquema modificado conhecido como CSMA/CA, que ativa uma breve transmisso do receptor pretendido antes de transmitir um pacote, como e