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Tecnologias de LAN e Topologias de REDE. - Introdução. - Detecção de Portadora em Redes de Acesso Múltiplo. - Detecção de Colisões e Backoff com CSMA/CD. - Exemplo de Rede de Barramento: Ethernet. - Exemplo de Rede Estrela: ATM. - Importância das LANs e Localidade de Referência. - Canais de Comunicação Compartilhados. - Comunicação 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.

Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

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- Introdução. - Comunicação Direta Ponto a Ponto. - Canais de Comunicação Compartilhados. Tecnologias de LAN e Topologias de REDE. - Importância das LANs e Localidade de Referência. - Topologias de LAN. - Exemplo de Rede de Barramento: Ethernet. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Tecnologias de LAN e Topologias de REDE.-

Introdução.

- Detecção de Portadora em Redes de Acesso Múltiplo.- Detecção de Colisões e Backoff com

CSMA/CD.

- Exemplo de Rede de Barramento: Ethernet.

- Exemplo de Rede Estrela: ATM.

- Importância das LANs e Localidade de Referência.

- Canais de Comunicação Compartilhados.

- Comunicação 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.

Page 2: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Introdução.As Redes de Computadores, são as maneiras

utilizadas para a Transmissão de Dados e Compartilhamento de Recursos.

A Comunicação através de uma Rede pode ser feita a uma longa distância 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 Edifícios ou apenas em uma sala. Redes Locais não utilizam Modems separados, pois são projetadas apenas para

compartilhamentos. A seguir estaremos discutindo alguns tipos de Redes Locais.

Page 3: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Comunicação Direta Ponto a Ponto.Conhecida também como Rede Ponto a Ponto ou

Rede de Malha (Mesh Network ),tem três propriedades úteis:

- Primeiro: Pode utilizar Hardware apropriado, porque cada conexão está independentemente

instalada.

- Segundo: Como possuem acesso exclusivo,os computadores podem decidir exatamente como

enviar dados através da conexão.

IMPORTANTE “JÁ QUE CADA CONEXÃO É INDEPENDENTE DAS DEMAIS, OS DETALHES PODEM

SER MUDADOS SEMPRE QUE OS PROPRIETÁRIOS CONCORDAREM EM REALIZAR MUDANÇAS”.

- Terceiro: Como apenas dois computadores tem acesso ao canal, é fácil reforçar segurança

e privacidade.

Page 4: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Comunicação Direta Ponto a Ponto.

DESVANTAGEM.

A principal desvantagem torna-se visível, quando mais de dois computares precisarem se comunicar

um com o outro.Em um esquema Ponto a Ponto que fornece um canal de comunicação separado para cada par de computadores, o número de conexões cresce depressa ao se aumentar a

quantidade de computadores.

Page 5: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Comunicação Direta Ponto a Ponto.

DESVANTAGEM.Dessa maneira podemos observar a desvantagem nesse tipo de comunicação 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

localizações diferentes.

Page 6: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Canais de Comunicação Compartilhados.A Ligação de computadores em rede mudou

drasticamente durante o final dos anos 60 e início dos 70 quando alguns investigadores

desenvolveram formas de comunicação entre computadores conhecida como Redes Locais ( Local

Area Network, LANs )As LANs, vieram como uma alternativa contra as caras conexões Ponto a Ponto, onde esse tipo de

conexão consiste em um meio de compartilhamento único, onde vários

computadores fazem uma acoplagem em um único cabo.Dessa maneira os computadores se alternam para o

envio de Pacotes.Importante: “Esse tipo de compartilhamento reduz

os gastos, mas não é aconselhavel para longas distâncias, pois como existe um compartilhamento,

também existe uma coordenação no envio dos pacotes, e coordenação exige comunicação e a

comunicação o tempo e o tempo implica na distância e quanto mais longe, mais demorado vai ser para enviar os pacotes e demora é ineficiente”.

Page 7: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Importância das LANs e localidade de Referência.Uma das importâncias é a econômica, pois elas são

baratas e facilmente encontradas.Mas a razão principal pode ser atribuída ao principio

fundamental de computadores em rede conhecido como Localidade de Referência.

A Localidade de Referência, especifica que a comunicação entre um conjunto de computadores

segue dois padrões.

Primeiro, se um par de computadores se comunica uma vez, é provável que o par se comunique

novamente em um futuro próximo. Esse padrão é chamado de Localidade Temporal de Referência

( Temporal Locality Of reference ).Segundo, um computador tende a se comunicar

mais freqüentemente com outros computadores que estão próximos. Esse padrão é chamado de Localidade Física de Referência (

Physical Locality Of Reference ).

Page 8: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Topologias de LAN.

Já que muitas tecnologias de LAN tem sido inventadas, é importante conhecer como as

tecnologias especificas são semelhantes e como elas diferem. A seguir algumas das topologias

usadas com mais freqüência.

Page 9: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Topologia de Estrela.

A topologia em Estrela, consiste em vários computadores conectados a um ponto central. Esse

ponto central é conhecido como HUB.

O HUB consiste em um dispositivo eletrônico que aceita dados de um computador remetente e os

entrega para o destino apropriado.

Page 10: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

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, até que o último computador faça a conexão com o primeiro

computador fechando o ciclo.

Importante: “Vale lembrar que tanto para a topologia em Estrela como para a topologia em

Anel, as conexões tem como referência a lógica e não física”.

Page 11: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Topologia de Barramento.

A topologia de Barramento consiste em um único cabo onde os computadores são acoplados,

qualquer computador acoplado pode enviar e receber sinais através do cabo.

Como para esse tipo de comunicação todos os computadores podem enviar e receber sinal, eles se

coordenam para que não ocorra um caos nas transmissões de dados.

Page 12: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

A razão para topologias Múltiplas.

Importante.

Cada topologia tem a sua vantagem e a sua desvantagem, por exemplo: Uma topologia em Anel

é boa na coordenação da rede e também faz a verificação se ela está operando corretamente,

porém uma rede em Anel pode ser inteira desativada se por exemplo um cabo for cortado.

Uma topologia em Estrela já não ocorre esse problema, pois cada máquina tem a sua conexão, já

em Barramento exige menos fios que em uma Estrela, mas pode ocorrer o mesmo problema da

topologia em Anel

Page 13: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Exemplo de Rede de Barramento: Ethernet.

Ethernet é uma tecnologia de rede bem conhecida e extensamente usada, que emprega topologia de barramento. A Ethernet em sua versão original,

consistia em uma cabo coaxial único, chamado de Éter, ao qual múltiplos computadores se conectam.

História da Ethernet.

Originalmente operava como uma largura de 10 Megabits por segundo (Mbps ), uma versão

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 ).

Page 14: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Compartilhamento em uma Ethernet.O padrão Ethernet, especifica todos os detalhes inclusive formato dos quadros que são enviados

através do Éter, voltagem e método para modular um sinal.Como a Ethernet é baseada na topologia de

Barramento, vários computadores devem compartilhar o acesso a um meio único. Assim um

remetente transmite o sinal em direção as extremidades do cabo.

Importante:”Em quanto um computador está enviando sinais, os demais esperam, assim que ele

terminar, o próximo pode começar a enviar os sinais”.

Page 15: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Detecção de Portadora em Redes de Acesso Múltiplo ( Carrier Sence On Multi-Acess

Network, CSMA ).O modo de coordenação da transmissão de

dados pela Ethernet ocorre através do CSMA que consiste no seguinte:A Ethernet não 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 é

usado uma atividade elétrica no cabo para determinar o estado.Quando nenhum computador estiver enviando

um quadro, o éter não contém sinais elétricos, esses sinais são informalmente chamado de

Portadora, porém para verificar se o cabo está em uso, ele verifica se há uma Portadora, se não houver, o computador pode transmitir o quadro desejado, caso tenha uma Portadora,

esse deve espera até que o remetente termine de enviar o quadro, para depois continuar.

Page 16: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Detecção de Colisões e Backoff com CSMA/CD.

Computadores ligados a uma Ethernet usam CSMA/CD na qual um computador espera pela

inatividade do éter antes de transmitir um quadro. Se dois computadores transmitirem simultaneamente, acontece uma colisão; os

computadores usam backoff exponencial para escolher que computador prosseguirá. Cada

computador demora um tempo aleatório antes de tentar transmitir novamente e então dobra a

demora para cada colisão sucessiva.

Page 17: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

LANs Sem-Fio e CSMA/CA.Em vez de transmitir sinais através de um cabo,

o hardware de LAN sem fio usa antenas para transmitir sinais RF através do ar. Embora a energia eletromagnética se irradia em todas

direções, os transmissores sem-fio usam pouca energia o que significa que uma transmissão tem

energia suficiente somente para viajar uma distância pequena. Além disso obstruções

metálicas podem bloquear o sinalA falta de comunicação completa significa que as

LAN sem-fio não podem usar o mesmo mecanismo de CSMA/CD que a Ethernet usa. Para entender por quê, considere três computadores

com hardware de LAN sem-fio posicionados longe um do outro como mostra a figura.

Page 18: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

LANs Sem-Fio e CSMA/CA.

Na figura, dois computadores de fora estão muito longe um do outro para receber suas transmissões. Para assegurar que eles compartilham os meios de transmissão corretamente, as LANs sem-fio usam

um esquema modificado conhecido como CSMA/CA, que ativa uma breve transmissão do receptor

pretendido antes de transmitir um pacote, como estas mensagens de controle são muito menores que os quadro de dados , a propabilidade de uma colisão é muito mais baixa do que com Ethernet

convencional.

Page 19: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

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 disponível em uma rede Ethernet de 10 Mbps. A vantagen principal é o preço que é quase grátis porque a maioria do

hardware necessário para conectar um computador a uma rede de LocalTalk é incluída

com o computador, também disponível em muitas impressoras, possibilitando liga-la a uma

rede

Page 20: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Exemplo de Rede em Anel: IBM Token Ring.

Uma token ring opera com um meio único, compartilhado. Quando um computador precisa enviar dados, o computador deve esperar uma permissão antes de poder acessar a rede. Uma

vez que ele obtém permissão, o computador remetente tem completo controle do anel -

nenhuma outra transmissão acontece simultaneamente. Quando o computador

remetente transmite um quadro, os bits passam do remetente para o próximo, então para o próximo e assim por diante, até que os bits

passem completamente em torno do anel e volte ao remetente.

Page 21: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

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 então transmitir o token para o próximo computador. Quando

nenhum computador tiver dados para enviar, o token circula em torno do anel em alta

velocidade.

Page 22: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Outro Exemplo de Rede em Anel: FDDI.

Na figura acima mostra as direções em que os dados podem viajar nos anéis em rotação

contrária, somente um dos anéis é normalmente usado. Na figura mostra o caminho dos dados após

uma falha

A rede em anel (FDDI) foram projetadas para superar falhas sérias é uma tecnologia de token

ring que pode transmitir dados a uma taxa de 100 Mbits, ela usa fibras ópticas para interconectar

computadores em vez de fio de cobre.

Page 23: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Outro Exemplo de Rede em Anel: FDDI.

Uma rede FDDI possui autocura (self healing) porque o hardware pode detectar uma falha

catastrófica e se recuperar automaticamente. Para fazer isso, a FDDI usa um par de anéis em rotação contrária. Um anel é usado para transmitir dados. Quando acontece um defeito que desliga o anel, as

estações adjacentes ao defeito se reconfiguram automaticamente, usando o segundo anel para

circundar a falha.

Page 24: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Exemplo de Rede Estrela: ATMAs companhias telefônicas desenvolveram uma tecnologia em rede conhecida como Modo de

Transferência Assíncrona (Asynchronous Transfer Mode, ATM). O elemento básico de uma rede ATM é um switch eletrônico ao qual vários computadores

podem se conectar.

Note que a topologia em estrela torna uma rede ATM menos dependente das conexões com

computadores individuais que uma rede que usa uma topologia em anel. Se a conexão entre um

computador e o switch é perdida, somente aquele computador é afetado.

Page 25: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Exemplo de Rede Estrela: ATM

Uma conexão típica entre um computador e um switch ATM opera em uma velocidade de 155 Mbps

ou mais, por isso a necessidade de utilizar fibra óptica em vez de fios de cobre.

Conforme figura acima detalhes de uma conexão entre um switch ATM e um computador. Cada

conexão consiste em um par de fibras ópticas. Uma fibra carrega dados para o switch, e a outra

carrega dados para o computador.

Page 26: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Questões.O que são LAN

´s?

Do que é Formada uma Rede ATM?

Comente sobre algum dos tipos de Topologia em LAN.

Page 27: Tecnologias de LAN e Topologias de REDE

Tecnologia e Mídias Digitais.

Marcio

Componentes.

Turma T2B1

Mauro