Rede

A princípio o propósito era transmitir dados de um micro a outro...

Componentes Essenciais

• Mais do que um computador;

• Hardware e software para coordenar a troca de informações;

• Um caminho para as informações seguirem de um computador para outro.

Tipos de Redes Comuns

Os dois tipos de rede mais populares são as redes sem fio e Ethernet.

Rede

Definindo o meio de transmissão:

WiredWireless

802.3

Em fevereiro de 1980, o Institute of Electrical and Electronics Engineers, ou IEEE, criou um comitê para padronizar as tecnologias de rede.

O IEEE batizou esse comitê como grupo de trabalho 802. O nome foi baseado no ano e no mês de formação do grupo. Subcomitês do grupo de trabalho 802 pesquisavam separadamente diferentes aspectos das redes.

Ethernet (802.3)

O IEEE definiu cada subcomitê numerando-o como 802.X, em que X representava um número único para cada subcomitê.

Terminologia

Meio – Dispositivos se conectam a um meio comum que fornece um caminho

para os sinais eletrônicos.

Terminologia

Nó – Cada dispositivo que se conecta à Rede.

Terminologia

Frame - Os nós se comunicam por meio de mensagens curtas chamadas frames,

que são blocos de informação de tamanho variável

Protocolos

Conjunto de regras que regem as comunicações. Protocolos são a linguagem dos computadores. Seguindo esse raciocínio, dois dispositivos de uma rede precisam entender o mesmo protocolo para poder se comunicar.

Protocolo Ethernet

Pense em um frame como se fosse uma frase na linguagem humana. Em

português, obedecemos a regras para construir as frases. Sabemos que todas as frases devem possuir um sentido completo.

Protocolo Ethernet

Especifica um conjunto de regras para construir os frames. Existe um comprimento

mínimo e máximo para os frames e um conjunto necessário de trechos de

informação que devem aparecer no frame.

Protocolo Ethernet

Por exemplo, cada frame deve incluir um endereço de destino e um endereço de envio, que identificam respectivamente o destinatário e o remetente da mensagem. O endereço identifica um nó único, da mesma forma que um nome identifica uma pessoa - dois dispositivos Ethernet nunca têm o mesmo endereço.

O Meio Ethernet

Redes Com Cabo

CoaxialPar TrançadoFibra Óptica

Rede com fio (Wired)

Temos três padrões de redes Ethernet: de 10 megabits, 100 megabits e 1 gigabit.

Rede com fio (Wired)

As placas são intercompatíveis, mas ao usar placas de velocidades diferentes, as duas vão conversar na velocidade da placa mais lenta.

Cabo Coaxial

Cabo Coaxial

Cabo de Par Trançado

UTP

STP

Cabo de Par Trançado

Cabo de Par Trançado

Categoria 3: até 10 MbpsCategoria 4: até 16 Mbps

Categoria 5: até 100 Mbps

Cabo de Fibra Óptica

Cabo de Fibra Óptica

Cabo de Fibra Óptica

Vantagens:

Velocidade Isolamento elétrico O cabo pode ser longo Alta taxa de transferência

Cabo de Fibra Óptica

Desvantagens:

Muito caro Difícil de instalar Quebra com facilidade Difícil de ser remendado

Precisamos de dispositivos para automatizar tarefas, organizar fisicamente a rede e otimizar o tráfego:

HUB

É um dispositivo que tem a função de interligar os computadores de uma rede local. Ele recebe

dados vindos de um computador e os transmite às outras máquinas. No momento em que isso ocorre nenhum outro computador consegue enviar sinal. Sua liberação acontece após o sinal anterior ter

sido completamente distribuído.

HUB (RJ 45)

Hub USB

Casa John Travolta

Switch

É um aparelho muito semelhante ao hub, mas tem uma grande diferença: os dados vindos do computador de origem somente são repassados ao computador de destino. Isso porque os switchs criam uma espécie

de canal de comunicação exclusiva entre a origem e o destino.

Switch

Roteador (Router)

Garante que a informação não vá para onde ela não é necessária e que cheguem ao destino desejado.

Direciona o tráfego entre os dispositivos conectados.

Pode permitir que múltiplos computadores compartilhem uma conexão com a Internet.

Muitos roteadores novos combinam a tecnologia sem fio e a Ethernet e incluem um firewall para hardware.

Roteador (Router)

Troca de Dados na Rede

Segmento

Qualquer porção da rede separada por um switch, ponte ou roteador.

Nó

Qualquer coisa que está conectada à rede. Geralmente, um nó é um computador, mas também pode ser uma impressora ou uma torre de CD-ROM.

Servidores

São computadores com alta capacidade de processamento e armazenagem que tem por função disponibilizar serviços, arquivos ou aplicações a uma rede.

Backbone

Cabeamento principal de uma rede, sendo que todos os segmentos se conectam a ele. Geralmente, o backbone é capaz de carregar mais informações do que os segmentos individuais. Por exemplo, cada segmento pode ter uma taxa de transferência de 10 Mbps (megabits por segundo), enquanto o backbone opera a 100 Mbps.

Placa de Interface de Rede

Cada computador (e a maioria dos outros dispositivos) se conecta à rede através de

uma placa de rede. A maioria dos computadores utiliza uma

placa Ethernet conectada a um slot da placa-mãe do computador.

Unicast

Transmissão de um nó endereçado, especificamente, para outro nó.

Multicast

Um nó envia um pacote endereçado a um grupo especial de endereços. Os dispositivos interessados neste grupo podem se registrar para receber os pacotes endereçados ao grupo. Um exemplo pode ser um roteador Cisco que envia uma atualização para todos os outros roteadores Cisco.

Broadcast

Em uma transmissão broadcast, um nó envia um pacote endereçado a todos

os outros nós da rede.

Topologia

Maneira como cada nó se conecta fisicamente à rede

Ponto-a-ponto

Anel (Ring)

Anel (Ring)

Os computadores são ligados diretamente um ao outro formando um caminho fechado.

As placas de rede funcionam de forma Ativa, ou seja, um pacote que chega a uma placa de rede é retransmitido ao próximo computador. Se o pacote não está endereçado a um micro, este o retransmite, se o pacote realmente é para aquele micro, ele o copia e depois o retransmite.

Anel (Ring)

Uma falha em uma estação afeta a rede (ela pode, simplesmente, PARAR).

Um pacote enviado atravessa o anel todo,ou seja, sai do emissor, passa por todos os micros, chega ao receptor, passa por mais micros e volta ao emissor

Estrela (Star)

Estrela (Star)

Os computadores são ligados por meio de um equipamento central (nó central, concentrador, hub, núcleo, são alguns dos nomes). Todas as mensagens enviadas pela rede passam por esse equipamento.

Estrela (Star)

Os pacotes podem ser enviados por difusão (broadcast), ou seja, podem ser mandados para todos os micros da rede. Mas o ideal dessa topologia é que o núcleo saiba ler cada pacote e direcioná-los exatamente para o micro de destino, sem enviar, desnecessariamente, sinais elétricos aos demais.

Estrela (Star)

É a topologia física mais usada hoje em dia. É fácil expandir a rede, é fácil dar manutenção na rede, é menos complicado detectar falhas na rede.

Barramento (Bus)

Barramento (Bus)

Os computadores são ligados a um condutor central, ou seja, o meio físico é compartilhado.

As transmissões são feitas por difusão (Broadcast), ou seja, um computador simplesmente transmite sinais elétricos a todos. A mensagem só será assimilada pelo computador que possuir o endereço tido como destinatário da mensagem.

Barramento (Bus)

As interfaces (placas de rede) funcionam de forma passiva, ou seja, um computador qualquer apenas “escuta” a rede: se o pacote for para ele, ele o aceita, se o pacote for direcionado a outro, este micro simplesmente descarta-o. As interfaces de rede não servem como repetidoras, ou seja, não retransmitem o sinal que recebem.

Barramento (Bus)

Um computador com problemas não afeta o funcionamento da rede, justamente porque trabalha de forma passiva.

Quanto mais computadores ligados em uma rede barramento, menos desempenho ela apresentará.

Redes Sem Fio (Wireless)

Tipos: InfravermelhoBluetoothWi-fiWi-max

Infravermelho

Transmissão de Dados

Velocidade: 9.600 bps até 4 Mbps

Bluetooth

Transmissão de Dados

Velocidade: 700 KbpsFreqüência: 2,4 GHzAtuação: 10 metros

Wi-fi

Wireless Fidelity - Fidelidade sem Fios

Principais Padrões:

802.11b802.11a802.11g802.11n

802.11b

Transmissão de Dados

Velocidade: 11 MbpsFreqüência: 2,4 GHzAtuação: 100 metros

802.11bVantagens:

Baixo custo - integrado em muitos dispositivos e computadores.

Bom alcance - tipicamente de 45 a 90 metros em ambientes fechados.

Não é facilmente obstruído - boa transmissão através da maioria das paredes e barreiras.

Ampla adoção - compatível com a maioria dos pontos de acesso e hot spots públicos.

802.11b

Desvantagens: Interferência - freqüência congestionada de 2,4 GHz pode significar conflitos com dispositivos Bluetooth e telefones sem fio, microondas.

Velocidade mais lenta - Taxa de transferência máxima de 11 Mbps.

802.11a

Transmissão de Dados

Velocidade: 54 MbpsFreqüência: 5 GHz

Atuação: 100 metros

802.11a

Vantagens:

Menos interferência - a banda de 5 GHz é menos congestionada com conflitos de freqüência. Maior largura de banda - 54 Mbps viabilizam redes de alta velocidade.

Gargalos reduzidos - pode lidar com mais usuários simultâneos do que o 802.11b.

802.11a

Desvantagens:

Curto alcance - 18 a 27 metros em ambientes fechados.

Menor compatibilidade - não é capaz de se comunicar diretamente com hardware 802.11b/g e com a maioria dos hot spots públicos.

802.11g

Transmissão de Dados

Velocidade: 54 MbpsFreqüência: 2,4 GHzAtuação: 100 metros

802.11g

Vantagens:

Alta velocidade - até 54 Mbps. Cinco vezes a taxa de transferência do 802.11b.

Bom alcance - 45 a 90 metros em ambientes fechados.

Não é facilmente obstruído - boa transmissão através da maioria das paredes e barreiras.

Altamente compatível - comunica-se com dispositivos 802.11b e a maioria dos hot spots públicos.

802.11g

Desvantagens Interferência - usa a mesma freqüência congestionada de 2,4 GHz do 802.11b.

Custo - mais cara do que o 802.11b. Gargalos - apenas três canais se comparado com os oito canais do 802.11a.

a/b/g

Vários fabricantes oferecem atualmente pontos de acesso e cartões híbridos 802.11a/b/g que eliminam a necessidade de ter que escolher um único padrão. Existe, porém, a desvantagem do maior custo.

Compatilidade

Para que a rede efetivamente trabalhe a 54 megabits, é necessário que o ponto de acesso e todas as placas sejam 802.11g. Ao incluir uma única placa 802.11b na rede (mesmo que seja seu vizinho roubando sinal), toda arede passa a operar a 11 megabits. As placas 802.11g não são compatíveis com o padrão 802.11a, mas os dois tipos de placas podem conversar a 11 megabits, utilizando o padrão 802.11b, que vira um denominador comum.

Wi-Fi

Tipos de Comunicação:

Ad-hocInfra Estrutura

Wi-Max

Transmissão de Dados

Velocidade: 75 MbpsFreqüência: 2 a 66 GHz

Atuação: 50 a100 Km

Principal Padrão: 802.16d

Endereço Físico

Esse é um endereço único para o equipamento que está conectado ao cabo de rede

Endereço MAC

Media Access Control - este é o endereço físico de qualquer dispositivo (como uma placa de rede em um computador) na rede. O endereço MAC, formado por 2 partes iguais, tem 6 bytes de comprimento. Os primeiros 3 bytes identificam a empresa que fabricou a placa de rede. Os 3 bytes seguintes representam o número de série da placa de rede.

MAC

Endereço Físico: 00-15-8D-54-12-34

Roteadores

Dados Internet, quer no formato de uma página da Web, ou um arquivo baixado em um e-mail, trafegam em uma sistema conhecido como rede de pacotes de dados comutados. (ANIMAÇÃO)