TOPOLOGIAS FÍSICAE LÓGICA

REDES

Topologias Física: Estrela, Anel, Barra, ... Topologia Lógica: Ethernet, Token Ring, ... Endereço MAC Encapsulamento de dados

TOPOLOGIAS FÍSICAE LÓGICA

A Topologia define a estrutura da rede. Existem duas partes na definição da

topologia, a topologia física, que é o layout atual do fio (meio) e a topologia lógica, que define como os meios são acessados pelos hosts.

TOPOLOGIAS FÍSICAE LÓGICA

Enlaces físicos e os nós de comutação A topologia de uma rede irá caracterizar a

sua eficiência e velocidade. A topologia de uma rede de comunicação refere-se à forma como os enlaces físicos e os nós de comutação estão organizados, determinando os caminhos físicos existentes e utilizáveis entre quaisquer pares de estações conectadas a essa rede.

TOPOLOGIA FÍSICA

TOPOLOGIA FÍSICA

As ligações físicas podem ser de dois tipos: ponto a ponto ou multiponto.

LINHAS DE COMUNICAÇÃO

Ligações ponto a ponto - caracterizam-se pela presença de apenas dois pontos de comunicação, um em cada extremidade do enlace ou ligação em questão.

LINHAS DE COMUNICAÇÃO

Ligações multiponto – caracterizam-se pela presença de três ou mais dispositivos de comunicação com a possibilidade de utilização do mesmo enlace.

LINHAS DE COMUNICAÇÃO

Neste tipo de topologia cada nó é interligado a um nó central (mestre), através do qual todas as mensagens devem passar. Tal nó age, assim, como centro de controle da rede, interligando os demais nós (escravos). Nada impede que haja comunicações simultâneas, desde que as estações sejam diferentes.

TOPOLOGIA EM ESTRELA

O nó central, cuja função é o chaveamento (ou comutação) entre as estações que desejam se comunicar, é denominado comutador ou switch.

TOPOLOGIA EM ESTRELA

Redes em estrela podem atuar por difusão (broadcasting) ou não. Em redes por difusão, todas as informações são enviadas ao nó central que é o responsável por distribuí-las a todos os nós da rede.

REDES EM ESTRELA

Redes em estrela não tem necessidade de roteamento, uma vez que concentram todas as mensagens no nó central. Essa topologia tem a conexão Ponto-a-ponto. De todas as topologias é a mais utilizada atualmente em redes LAN

REDES EM ESTRELA

De todas as topologias é a mais utilizada atualmente em redes LAN. A também uma variação nesse tipo de topologia a estela estendida, que consiste em interligar switchs para fornecer maiores pontos de redes para as estações finais.

REDES EM ESTRELA

Consiste em estações conectadas através de um caminho fechado, o anel não interliga as estações diretamente, mas consiste de uma série de repetidores ligados por um meio físico, sendo cada estação ligada a esses repetidores. Quando uma mensagem é enviada por um nó, ela entra no anel e circula até ser retirada pelo nó de destino, ou então até voltar ao nó de origem, dependendo do protocolo empregado.

TOPOLOGIA EM ANEL

No primeiro procedimento, o repetidor deve introduzir um retardo suficiente para o recebimento e armazenamento dos bits de endereçamento de destino da mensagem, quando então poderá decidir se esta deve ou não continuar no anel.

TOPOLOGIA EM ANEL

No último procedimento, à medida que os bits de uma mensagem vão chegando eles vão sendo despachados, podendo a rede atuar com um retardo de um bit por repetidor. Essa topologia tem a configuração multiponto. Assim como na topologia em barra que será vista a seguir, caso algum componente do anel falha-se, toda a rede ficaria fora do ar. Uma solução criada para amenizar esse problema foi a topologia anel duplo.

TOPOLOGIA EM ANEL

Em uma topologia anel duplo, um segundo anel funcionava em paralelo, como se fosse um anel de backup. Por exemplo se um cabo do anel primário apresenta-se defeito o segundo anel manteria a rede em pleno funcionamento. Tanto a topologia em anel como a sua variação anel duplo, são muito pouco utilizadas nos dias de hoje.

TOPOLOGIA EM ANEL

TOPOLOGIA EM ANEL

ANEL ANEL DUPLO

Onde todas as estações (nós) se ligam ao mesmo meio de transmissão. Esta topologia tem uma configuração multiponto. Nas redes em barra cada nó conectado à barra pode ouvir todas as informações transmitidas. Foi a primeira topologia de redes criada e normalmente fazia uso de cabos coaxiais. Um das características mais problemáticas dessa topologia é que se em algum ponto do barramento um componente falha-se, toda a rede ficaria fora do ar.

TOPOLOGIA EM BARRA

TOPOLOGIA EM BARRA

Esta topologia é muito utilizada em várias configurações, pois facilita a instalação e configuração de dispositivos em redes mais simples. Todos os nós estão atados a todos os outros nós, como se estivessem entrelaçados. Já que são vários os caminhos possíveis por onde a informação pode fluir da origem até o destino. Neste tipo de rede, o tempo de espera é reduzido e eventuais problemas não interrompem o funcionamento da rede.

TOPOLOGIA EM MALHA

Um problema encontrado é em relação às interfaces de rede, já que para cada segmento de rede seria necessário instalar, em uma mesma estação, um número equivalente de placas de rede. Uma vez que cada estação envia sinais para todas as outras com frequência, a largura da banda de rede não é bem aproveitada.

TOPOLOGIA EM MALHA

TOPOLOGIA EM MALHA

É aquela que mistura duas ou mais topologias acima.

Exemplo: Uma topologia na qual os micros são interligados por uma estrela estendida junto a seus respectivos switches e os switches por sua vez são interligados entre si em uma topologia em malha.

TOPOLOGIA MISTA

Método de acesso (topologia lógica) significa: Os protocolos determinam que computadores (hosts) em um ambiente de meios compartilhados têm permissão para transmitir dados. O Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) é uma organização profissional que define os padrões de rede que serão utilizados .

TOPOLOGIA LÓGICA

Os tipos mais comuns de topologias lógicas são:

Contenção Passagem de Token Prioridade de demanda

TOPOLOGIA LÓGICA

Contenção – Acesso múltiplo sensível à portadora com detecção ou aviso de colisão.

CSMA/CD, Padrão IEEE 802.3 rede em barra utilizando CSMA/CD como método de acesso. CSMA/CA mais ordenado com regras restritivas, auxilia a evitar a ocorrência de colisões, antes de transmitir dados a estação avisa que fará a transferência de dados (tx). E quanto tempo durará, porém divulgar a intenção de tx. dados aumenta o tráfego no cabo impactando na performance da rede.

CONTENÇÃO

Passagem de token – Padrão IEEE 802.5 rede em anel utilizam passagem de permissão como método de acesso. Um pacote conhecido como Token circula na rede, como uma autorização para tx. dados.

PASSAGEM DE TOKEN

Prioridade de demanda – padrão IEEE 802.12 projetado para redes Ethernet de 100mbps, conhecida como Fast Ethernet, são usados 4 pares de fios). Prioridade dos dados em um esquema de contenção.

PRIORIDADE DE DEMANDA

A Ethernet é a tecnologia de rede local (LAN) usada mais amplamente. A arquitetura de rede Ethernet tem suas origens nos anos 60, na Universidade do Havaí, onde o método de acesso que é usado pela Ethernet, " Acesso com Detecção de Colisão" ou CSMA/CD (carrier sense multiple access/collision detection). Topologia de barramento lógico (o fluxo de informações acontece em um barramento linear) e estrela física ou estrela estendida (cabeada como uma estrela)

TOPOLOGIAS LÓGICAS

Uma topologia Token Ring é diferente da tecnologia Ethernet: A Token Ring é determinista e não enfrenta problemas com colisão. Quando há colisão os quadros de dois dispositivos se chocam e são danificados.

Token Ring - topologia em anel lógica, ou seja, o fluxo de informações é controlado em um anel .

TOPOLOGIAS LÓGICAS

FDDI – (Fiber-Distributed Data Interface) é um padrão para transmissão de dados a 100Mbps, utilizando atualmente fibra óptica, com topologia de anel duplo. É utilizado como backbone em MANs (Metropolitan Area Networks).

Seu funcionamento é baseado no Token Ring (IEEE 802.5), ou seja, utiliza o token passing como protocolo de acesso ao meio, mas, ao contrário do Token Ring, permite a existência de mais de um datagrama no meio físico.

TOPOLOGIAS LÓGICAS

TOPOLOGIAS LÓGICAS

Todos os computadores têm uma forma exclusiva de se identificar. Cada computador, esteja ou não conectado a uma rede, tem um endereço físico. Nunca dois endereços físicos são iguais. Chamado de físico, o endereço Media Access Control ou endereço MAC.

O endereço físico está localizado na placa de rede.

MAC ADDRESS

Antes de sair da fábrica, o fabricante do hardware atribui um endereço físico a cada placa de rede. Esse endereço é programado em um chip na placa de rede. Como o endereço MAC está localizado na placa de rede, se a placa de rede for trocada em um computador, o endereço físico da estação mudaria para o novo endereço MAC.

MAC ADDRESS

Os endereços MAC têm 48 bits de comprimento e são expressos com doze dígitos hexadecimais. Os primeiros seis dígitos hexadecimais de um endereço MAC identificam o fabricante ou fornecedor e, portanto, compreendem o Organizational Unique Identifier (OUI). Os seis dígitos hexadecimais restantes compreendem o número serial.

MAC ADDRESS

O Media Access Control (MAC) determinam que o computador em um ambiente de meios compartilhados (domínio de colisão) tem permissão para transmitir dados. Há duas grandes categorias de Media Access Control: determinística (revezamento Token) e não determinística - Contenção (primeiro a chegar, primeiro a ser servido).

MAC ADDRESS

Os protocolos MAC determinísticos usam uma forma de "revezamento". Algumas tribos nativas americanas tinham o costume de passar um "bastão da fala" durante as reuniões. Quem pegasse o "bastão da fala" tinha permissão para falar. Quando a pessoa terminava, passava-o para outra pessoa. O bastão pode até mesmo ser chamado de "token", são as Redes em anel.

MAC ADDRESS

Os protocolos MAC não-determinísticos usam uma abordagem primeiro a chegar, primeiro a ser atendido. No final da década de 70, a Universidade do Havaí desenvolveu e usou um sistema de comunicação por rádio (ALOHA) que conectava as ilhas havaianas. O protocolo usado permitia que todos transmitissem à vontade. Isso levou a colisões das ondas de rádio, que podiam ser detectadas pelos ouvintes durante as transmissões.

MAC ADDRESS

Entretanto, o que começou como ALOHA, eventualmente, tornou-se um moderno protocolo MAC, chamado de Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ou CSMA/CD. O CSMA/CD é um sistema simples. Todos que estiverem no sistema escutam para detectar silêncio que é a hora certa para transmitir. Entretanto, se duas pessoas falarem ao mesmo tempo, uma colisão ocorrerá e nenhum dos dois poderá transmitir.

MAC ADDRESS

Em uma rede Ethernet, quando um dispositivo quer enviar dados para outro dispositivo, ele abre um caminho de comunicação com o outro dispositivo usando o seu endereço MAC. Quando uma origem envia dados em uma rede, os dados carregam o endereço MAC do destino pretendido.

ENVIO DA INFORMAÇÃO

Como esses dados trafegam pelos meios da rede, a placa de rede em cada dispositivo na rede verifica se o seu endereço MAC corresponde ao endereço de destino físico carregado pelo pacote de dados.

ENVIO DA INFORMAÇÃO

Se não corresponder, a placa de rede descarta o pacote de dados. Se não houver correspondência, a placa de rede ignora o pacote de dados e permite que ele continue sua viajem pela rede até a estação seguinte.

ENVIO DA INFORMAÇÃO

À medida que os dados trafegam pelo cabo, a placa de rede faz essa verificação em cada estação. A placa de rede verifica o endereço de destino no cabeçalho do pacote para determinar se o pacote está endereçado adequadamente. Quando os dados passam pela sua estação de destino, a placa de rede dessa estação faz uma cópia, retira os dados do envelope e os passa ao computador.

ENVIO DA INFORMAÇÃO

ENCAPSULAMENTO