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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    17-Apr-2015

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<ul><li> Slide 1 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 2 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 3 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 4 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 5 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 6 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 7 </li> <li> 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 ). </li> <li> Slide 8 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 9 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 10 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 11 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 12 </li> <li> 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 </li> <li> Slide 13 </li> <li> 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 ). </li> <li> Slide 14 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 15 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 16 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 17 </li> <li> 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. </li> <li> Slide 18 </li> <li> 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 estas mensagens de controle so muito menores que os quadro de dados, a propabilidade de uma coliso muito mais baixa do que com Ethernet convencional. </li> <li> Slide 19 </li> <li> Outro Exemplo de Rede de Barramento. A Aple inventou uma LAN que emprega a topologia de barramento chamada de LocalTalk, assim como em LAN sem-fio, um computador envia uma pequena mensagem de controle para reservar o barramento. O hardware de rede do LocalTalk pode enviar a 2,3 Mbps bem inferior a largura de banda disponvel em uma rede Ethernet de 10 Mbps. A vantagen principal o preo que quase grtis porque a maioria do hardware necessrio para conectar um computador a uma rede de LocalTalk includa com o computador, tambm disponvel em muitas impressoras, possibilitando liga-la a uma rede </li> <li> Slide 20 </li> <li> Exemplo de Rede em Anel: IBM Token Ring. Uma token ring opera com um meio nico, compartilhado. Quando um computador precisa enviar dados, o computador deve esperar uma permisso antes de poder acessar a rede. Uma vez que ele obtm permisso, o computador remetente tem completo controle do anel - nenhuma outra transmisso acontece simultaneamente. Quando o computador remetente transmite um quadro, os bits passam do remetente para o prximo, ento para o prximo e assim por diante, at que os bits passem completamente em torno do anel e volte ao remetente. </li> <li> Slide 21 </li> <li> Exemplo de Rede em Anel: IBM Token Ring. Computadores acoplados a uma rede de token ring usam uma mensagem especial pequena chamada de token para coordenar o uso do anel. Apenas um token existe no anel a qualquer momento. Para enviar dados, um computador deve esperar pelo token chegar, transmitir exatamente um quadro e ento transmitir o token para o prximo computador. Quando nenhum computador tiver dados para enviar, o token circula em torno do anel em alta velocidade. </li> <li> Slide 22 </li> <li> Outro Exemplo de Rede em Anel: FDDI. Na figura acima mostra as direes em que os dados podem viajar nos anis em rotao contrria, somente um dos anis normalmente usado. Na figura mostra o caminho dos dados aps uma falha A rede em anel (FDDI) foram projetadas para superar falhas srias uma tecnologia de token ring que pode transmitir dados a uma taxa de 100 Mbits, ela usa fibras pticas para interconectar computadores em vez de fio de cobre. </li> <li> Slide 23 </li> <li> Outro Exemplo de Rede em Anel: FDDI. Uma rede FDDI possui autocura (self healing) porque o hardware pode detectar uma falha catastrfica e se recuperar automaticamente. Para fazer isso, a FDDI usa um par de anis em rotao contrria. Um anel usado para transmitir dados. Quando acontece um defeito que desliga o anel, as estaes adjacentes ao defeito se reconfiguram automaticamente, usando o segundo anel para circundar a falha. </li> <li> Slide 24 </li> <li> Exemplo de Rede Estrela: ATM As companhias telefnicas desenvolveram uma tecnologia em rede conhecida como Modo de Transferncia Assncrona (Asynchronous Transfer Mode, ATM). O elemento bsico de uma rede ATM um switch eletrnico ao qual vrios computadores podem se conectar. Note que a topologia em estrela torna uma rede ATM menos dependente das conexes com computadores individuais que uma rede que usa uma topologia em anel. Se a conexo entre um computador e o switch perdida, somente aquele computador afetado. </li> <li> Slide 25 </li> <li> Exemplo de Rede Estrela: ATM Uma conexo tpica entre um computador e um switch ATM opera em uma velocidade de 155 Mbps ou mais, por isso a necessidade de utilizar fibra ptica em vez de fios de cobre. Conforme figura acima detalhes de uma conexo entre um switch ATM e um computador. Cada conexo consiste em um par de fibras pticas. Uma fibra carrega dados para o switch, e a outra carrega dados para o computador. </li> <li> Slide 26 </li> <li> Questes. O que so LANs? Do que Formada uma Rede ATM? Comente sobre algum dos tipos de Topologia em LAN. </li> <li> Slide 27 </li> <li> Tecnologia e Mdias Digitais. Marcio Componentes. Turma T2B1 Mauro </li> </ul>