Topologias e Arquitecturas das Redes

IR 2011/2012

Topologias de Rede

Topologias

Termo utilizado para designar a forma física e lógica da rede.

Tradicionalmente temos os seguintes tipos:

• Ring

• Bus

• Star

Topologias

• As topologias referem-se a LANs e não a

WANs

• Em WANs podemos ter vários tipos de redes

interligadas pelo que não é habitual termos

uma topologia única bem definida

Topologia Ring

Topologia Ring

• Existe um cabo fechado sobre si próprio (ring),

ao qual se ligam os vários componentes da rede.

• As mensagens circulam dentro do referido cabo

em anel, passando sequencialmente, de ligação

em ligação, até chegar ao destinatário.

MAU

• Em vez de um HUB como ponto central da rede, existe um aparelho designado por MAU (Multistation Access Unit)

• Internamente, este dispositivo, contém ligações com a forma de anel, que permite a informação passar de um host para outro.

Topologia RingVantagens / Desvantagens

Vantagens

Previne colisões devido ao método de acesso ao meio, utilizado: Token Ring

Desvantagens

A topologia caiu em desuso pois a falha de um computador ligado ao anel provocava a falha em toda a rede.

Topologia Bus

• Existe um cabo, constituído por um conjunto de segmentos interligados, ao qual se ligam os computadores

• As mensagens são transmitidas de cada computador através de um cabo comum para todos os nós da rede ao mesmo tempo; porém, as mensagens são apenas recebidas pelo computador destinatário.

Topologia Bus

• Utilizam-se normalmente cabos coaxiais; cada computador liga-se ao cabo através de conectores (em forma de T) ou de um transceiver (dispositivo de transmissão e recepção)

• Nas extermidades do cabo são colocados terminadores (que actuam como resistências, para evitar a dissipação do sinal)

Topologia Bus

O acrescento ou retirada de um computador faz-se juntando mais um conector ou transceiver ao cabo principal. Esta operação implica, necessariamente, a interrupção temporária do funcionamento da rede.

Topologia BusVantagens / Desvantagens

Vantagens

A rede continua a trabalhar, mesmo que uma placa de rede de uma das máquinas esteja com problemas. Isto acontece porque o transceiver mantem o tráfego através do backbone, mesmo que a máquina correspondente não esteja ligada.

Desvantagens

• Toda a rede desliga se o cabo principal tem problemas• Juntar um computador à rede implica a paragem da mesma.

Topologia Star

• Nesta topologia existe um dispositivo central ao

qual se ligam os vários computadores da rede,

através de cabos individuais

• As mensagens emitidas por um computador são

enviadas ao ponto central e daí são transmitidas

para o(s) destinatário(os)

Topologia StarVantagens / Desvantagens

Vantagens

• Topologia de facil implementação

• Para inserir ou retirar um computador da rede basta inserir/retirar cabo do dispositivo central não havendo necessidade de interrupção do funcionamento da mesma

Desvantagens

Quando o hub deixa de funcionar todos os hosts ligados a ele deixam de funcionar.

Topologias física e lógica

Topologia Física

Configuração de cabos, computadores e outros periféricos

Topologia Lógica

Método usado para enviar informação entre hosts

Topologias física e lógica - Exemplo

Topologia Física:Anel

Topologia Lógica:Anel

Topologia Física:Estrela

Topologia Lógica:Anel

Outras Topologias

Tree

Tree

●Esta topologia combina características das topologias Bus e Star

●Consiste em grupos de computadores com a configuração de estrela, ligados através de cabo Bus backbone

Visão Geral

EthernetPar entrançado Coaxial Fibra óptica

Tree

Token RingPar entrançadoStar-Wired Ring

EthernetPar entrançado Fibra ópticaStar

EthernetPar entrançadoCoaxialFibra óptica

Bus

TecnologiasTipo de CaboTopologia

Arquitecturas de Rede

Arquitectura Ethernet

• É a arquitectura de rede mais difundida

actualmente

• Inicialmente, muito comum em topologias Bus

com cabo coaxial, mas com a difusão da

tecnologia dos HUBS e SWITCHS, tornaram-se

mais comuns redes Ethernet de topologia estrela,

com cabos UTP

Ethernet – Taxas de transmissão

• 10 Mbit/s Ethernet

• Fast Ethernet (Velocidades de 100 Mbit/s)

• Gigabit Ethernet

• 10 Gigabit Ethernet

CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access / Colision Detection

• Num dado instante em que está em curso uma transmissão, todos os outros computadores da rede são obrigados a ficar em estado de contenção (sem poderem transmitir)

• Apesar das mensagens serem detectadas por todas as placas, apenas aqueles a quem essas mensagens se destinam as recebem e interpretam

• Se um computador pretende transmitir terá de esperar por um momento em que o canal esteja livre

CSMA/CDCarrier Sense Multiple Access / Colision Detection

• Se dois computadores iniciam uma transmissão no mesmo lapso de tempo ocorrerá uma colisão.

• Cada placa gera então um período de tempo aleatório, durante o qual os computadores não podem transmitir

• Findo esse período voltam a tentar, até que a comunicação seja bem sucedida

CSMA / CD - Fluxograma

Ethernet inicial

● Fazia um compartilhamento via cabo coaxial

– Solução satisfatória para pequenas

ethernets mas não para grandes redes:

● bastava um defeito num ponto qualquer do

cabo ou em algum conector para fazer a rede

parar

● adição de nós levava a interrupção na rede

● largura de banda compartilhada

Ethernet inicial

● Problemas de segurança (cabo único):

● todos os computadores recebiam a

informação. Senão lhes fosse destinada a

placa de rede descartaria

● Possibilidade de modo promíscuo

Hubs Ethernet

● Resolve problema de adição de nós à rede

● Problemas de segurança (modo promíscuo):

● Hub envia para todos os nós da rede

● Problemas de congestionamento:

● Hub envia para todos os nós da rede

● Chance de colisão é proporcional:

● número de transmissores

● volume de tráfego

Ethernet ComutadaSwitched Ethernet

● A maioria das instalações modernas de Ethernet usam switches em vez de hubs

● Inicialmente os switches funcionam como os hubs (broadcast)

● Com o tempo, o switch aprende quais as portas associadas a cada IP

Vantagens:

● É levemente menos pública, uma vez que os pacotes são entregues somente nas portas para que são endereçados

Ethernet – Tipos de Padrões