ComunicaçõesComunicações(redes de dados)(redes de dados)

HistoriaHistoria e sua evoluçãoe sua evolução• Inicio : ARPANETInicio : ARPANET

Antes do advento de computadores Antes do advento de computadores dotados com algum tipo de sistema dotados com algum tipo de sistema de telecomunicações, a comunicação de telecomunicações, a comunicação entre máquinas calculadoras e entre máquinas calculadoras e computadores antigos era realizada computadores antigos era realizada por usuários humanos através do por usuários humanos através do carregamento de instruções entre carregamento de instruções entre eles. Em Setembro de 1940, George eles. Em Setembro de 1940, George Stibitz usou uma máquina de teletipo Stibitz usou uma máquina de teletipo para enviar instruções para um para enviar instruções para um conjunto de problemas a partir de conjunto de problemas a partir de seu Model K na faculdade seu Model K na faculdade Dartmouth em Nova Hampshire para Dartmouth em Nova Hampshire para a sua calculadora em Nova Iorque e a sua calculadora em Nova Iorque e recebeu os resultados de volta pelo recebeu os resultados de volta pelo mesmo meio. Conectar sistemas de mesmo meio. Conectar sistemas de saída como teletipos a computadores saída como teletipos a computadores era um interesse na Advanced era um interesse na Advanced Research Projects Agency (ARPA) Research Projects Agency (ARPA) quando, em 1962, J. C. R. Licklider quando, em 1962, J. C. R. Licklider foi contratado e desenvolveu um foi contratado e desenvolveu um grupo de trabalho o qual ele chamou grupo de trabalho o qual ele chamou de a "Rede Intergaláctica", um de a "Rede Intergaláctica", um precursor da ARPANET.precursor da ARPANET.

George Stibitz

A evolução da cablagemA evolução da cablagem

Actualmente, as redes Ethernet de 100 megabits (Fast Ethernet) e 1000 megabits (Gigabit Ethernet) são as mais usadas. Ambos os padrões utilizam cabos de par trançado categoria 5e ou 6, que são largamente disponíveis, o que facilita a migração de um para o outro. As placas também são intercompatíveis: você pode perfeitamente misturar placas de 100 e 1000 megabits na mesma rede, mas, ao usar placas de velocidades diferentes, a velocidade é sempre nivelada por baixo, ou seja, as placas Gigabit são obrigadas a respeitar a velocidade das placas mais lentas. Antes deles, tivemos o padrão de 10 megabits, que também foi largamente usado (e ainda pode ser encontrado em algumas instalações) e, no outro extremo, já está disponível o padrão de 10 gigabits (10G), mil vezes mais rápido que o padrão original. Tal evolução demandou também melhorias na cablagem da rede.

Cabo coaxialCabo coaxial

thicknet, cabo coaxial grosso e pouco flexível, com 1 cm de diâmetro. Um único cabo era usado como backbone para toda a rede e as estações eram conectadas a ele através de transciver, também chamados de “vampire taps” , nome usado porque o contacto do transciver receptor perfurava o cabo thicknet, fazendo contacto com o fio central. O transciver receptor era então ligado a um conector AUI de 15 pinos na placa de rede, através de um cabo menor.

RG58/URG58/U (thinnet(thinnet))

As redes 10BASE-5 logo deram origem às redes 10BASE-2, ou redes thinnet, que utilizavam cabos RG58/U, bem mais finos. O termo “thinnet” vem justamente da palavra “thin” (fino), enquanto “thicknet” vem de “thick” (espesso).

Nelas, os transciver foram minimizados e movidos para dentro das próprias placas de rede e a ligação entre as estações passou a ser feita usando cabos mais curtos, ligados por um conector em forma de T. Ele permitiu que as estações fossem ligadas directamente umas às outras, transformando os vários cabos separados em um único cabo contínuo:

UTPUTP(unscreened twisted pair)(unscreened twisted pair)

A determinada altura, os cabos A determinada altura, os cabos coaxiais deram lugar aos cabos de coaxiais deram lugar aos cabos de par trançado, que são praticamente par trançado, que são praticamente os únicos usados em redes locais os únicos usados em redes locais actualmente. Além de serem mais actualmente. Além de serem mais finos e flexíveis, os cabos de par finos e flexíveis, os cabos de par trançado suportam maiores trançado suportam maiores velocidades (podem ser usados em velocidades (podem ser usados em redes de 10, 100 ou 1000 megabits, redes de 10, 100 ou 1000 megabits, enquanto os cabos coaxiais são enquanto os cabos coaxiais são restritos às antigas redes de 10 restritos às antigas redes de 10 megabits) e são ainda por cima mais megabits) e são ainda por cima mais baratos:baratos:

Fibra óptica Fibra óptica Em 1952, com base nos estudos efectuados pelo físico inglês John Tyndall de que a luz poderia descrever um trajectória curva dentro de um material (no experimento de Tyndall esse material era a água), Kapany pôde concluir suas experiências que o levaram à invenção da fibra óptica.

A fibra óptica é um excelente meio de transmissão utilizado em sistemas que exigem alta largura de banda, tais como: o sistema telefónico, videoconferência, redes locais ( LAN ),etc.

Há basicamente duas vantagens das fibras ópticas em relação aos cabos metálicos: A fibra óptica é totalmente imune a interferências electromagnéticas, o que significa que os dados não serão corrompidos durante a transmissão. Outra vantagem é que a fibra óptica não conduz corrente eléctrica, logo não haverá problemas com electricidade, como problemas de diferença de potencial eléctrico ou problemas com raios.

O princípio fundamental que rege o funcionamento das fibras ópticas é o fenómeno físico denominado reflexão total da luz. Para que haja a reflexão total, para um meio menos refringente, e o ângulo de incidência deve ser igual ou maior do que o ângulo limite (também chamado ângulo de Brewster).

Largura de BandaLargura de Banda comprimento máximo largura de banda comprimento máximo largura de banda

máximamáxima (metros) (Mbps)(metros) (Mbps)

50 Ohm Coaxial Cable 185 1050 Ohm Coaxial Cable 185 10 (10Base2) Thin Ethernet Coaxial Cable (10Base2) Thin Ethernet Coaxial Cable 50 Ohm Coaxial Cable 500 1050 Ohm Coaxial Cable 500 10 (10Base5) Thick Ethernet(10Base5) Thick Ethernet Category 5 Unshielded Twisted Pair (UTP) 100 10 Category 5 Unshielded Twisted Pair (UTP) 100 10 (10BaseT) Ethernet(10BaseT) Ethernet Category 5 Unshielded Twisted Pair (UTP) 100 100Category 5 Unshielded Twisted Pair (UTP) 100 100 (100BaseTX) Ethernet(100BaseTX) Ethernet Category 6 Unshielded Twisted Pair (UTP) 100 1000Category 6 Unshielded Twisted Pair (UTP) 100 1000 (1000BaseTX) Ethernet(1000BaseTX) Ethernet Multimode Optical Fibre 2000 100Multimode Optical Fibre 2000 100 62.5/125mm 100BaseFX Ethernet62.5/125mm 100BaseFX Ethernet Multimode Optical Fibre 220 1000Multimode Optical Fibre 220 1000 62.5/125mm 1000BaseSX Ethernet62.5/125mm 1000BaseSX Ethernet Multimode Optical Fibre 550 1000 Multimode Optical Fibre 550 1000 50/125mm 1000BaseSX Ethernet50/125mm 1000BaseSX Ethernet Singlemode Optical Fibre 5000 1000Singlemode Optical Fibre 5000 1000 9/125mm 1000BaseLX Ethernet 9/125mm 1000BaseLX Ethernet

Evolução das redesExemplos de redes de dados

Evolução das redes Sneakernet

Partilha de dados através de disquetes.

Cada vez que um arquivo era modificado ,tinha de ser novamente distribuído.

Torna-se difícil a gestão de versões.

Pouco eficiente.

Dimensionamento das redesDimensionamento das redes Redes locais (Local Area NetworkLocal Area Network)

Redes metropolitanas ((MAN-MAN- Metropolitan Area NetworkMetropolitan Area Network ))

Redes globais (WAN-Wide Area Network)(WAN-Wide Area Network)

Redes de armazenamento(SAN -Storage Area Network)(SAN -Storage Area Network)

Evolução das redes Redes locaisRedes locais(LAN-local area network)(LAN-local area network) AsAs Redes Locais Redes Locais consistem nos seguintes componentes: computadores; consistem nos seguintes componentes: computadores;

placas de interface de rede; dispositivos periféricos; meios de rede; placas de interface de rede; dispositivos periféricos; meios de rede; dispositivos de rede.dispositivos de rede.

As As Redes Locais Redes Locais são elaboradas para: operar dentro de uma área são elaboradas para: operar dentro de uma área geográfica limitada; geográfica limitada;

Permitir o acesso múltiplo a meios físicos de alta velocidade;Permitir o acesso múltiplo a meios físicos de alta velocidade; O controlo da rede é privado;O controlo da rede é privado; Fornecer conectividade ininterrupta; Fornecer conectividade ininterrupta; Ligar dispositivos fisicamente próximos.Ligar dispositivos fisicamente próximos.

Evolução das redes Redes metropolitanas e redes globais.

Redes metropolitanas (MAN-Metropolitan area Network). Interligam redes locais ao nivelde uma cidade. Redes globais (WAN-Wide area Network). Interligam redes locais a uma escala planetária.

Evolução das redes Redes metropolitanasRedes metropolitanas(MAN-Metropolitan Area Network)(MAN-Metropolitan Area Network) Uma Uma MAN é uma rede que abrange toda uma área metropolitana como uma é uma rede que abrange toda uma área metropolitana como uma

cidade ou área suburbana.cidade ou área suburbana. As As MANs são serviços normalmente disponibilizados por prestadores de são serviços normalmente disponibilizados por prestadores de

serviços (service providers) através de linhas privadas de comunicação.serviços (service providers) através de linhas privadas de comunicação. É possível criar uma É possível criar uma MAN através de sistemas sem fios (wirelessatravés de sistemas sem fios (wireless

Redes globais Redes globais (WAN -Wide Area Networks)(WAN -Wide Area Networks) As As WANs são elaboradas para:são elaboradas para: Operar sobre uma grande área geográfica;Operar sobre uma grande área geográfica; Permitir o acesso através de interfaces série a baixas velocidades;Permitir o acesso através de interfaces série a baixas velocidades; Fornecer conectividade a tempo parcial e total;Fornecer conectividade a tempo parcial e total; Interligar dispositivos a uma escala planetária.Interligar dispositivos a uma escala planetária. Algumas tecnologias comuns às Algumas tecnologias comuns às WANs são: são: Modems;Modems; Integrated Services Digital Network (ISDN);Integrated Services Digital Network (ISDN); Digital Subscriber Line (DSL);Digital Subscriber Line (DSL); Frame Relay;Frame Relay; Hierarquias digitaos T (EUA) e E (Europa): T1, E1, T3, E3;Hierarquias digitaos T (EUA) e E (Europa): T1, E1, T3, E3; Synchronous Optical Network (SONET).Synchronous Optical Network (SONET).

Evolução das redes

Evolução das redesEvolução das redes

Redes de armazenamentoRedes de armazenamento (SAN-Storage Area Network) Uma Rede de ArmazenagemUma Rede de Armazenagem é uma rede dedicadaé uma rede dedicada de alto desempenho utilizadade alto desempenho utilizada para transportar informaçãopara transportar informação entre servidores e recursosentre servidores e recursos de armazenagem.de armazenagem. Por ser uma rede separada ePor ser uma rede separada e dedicada, evita qualquerdedicada, evita qualquer conflito de tráfego entreconflito de tráfego entre clientes e servidores.clientes e servidores.

Dispositivos de redeDispositivos para o utilizador final

Dispositivos de rede Símbolos de dispositivos de rede

Dispositivos de rede

Repetidor Bridge

Switch Router

Topologias de rede A topologia de uma rede descreve: A estrutura da Rede O layout físico da cablagem (topologia física) Como o meio de transmissão é acedido pelos

dispositivos (topologia lógica)

Topologias físicas mais comuns

Topologias de redeTopologias de rede Topologia físicaTopologia física

• Distribuição dos cabos e dispositivos de redeDistribuição dos cabos e dispositivos de rede

Topologia lógicaTopologia lógica• Forma como os dados circulam numa redeForma como os dados circulam numa rede

Topologias físicas Topologias em Bus

Utiliza um único cabo Utiliza um único cabo terminado em ambas as extremidades Todos os dispositivos de rede são ligados directamente ao cabo

Topologias físicas

Outras topologias em Bus

Topologias físicas

Todos os dispositivos estão ligados a um ponto central de concentração.

O concentrado pode ser: Hub Switch

Topologia em estrela

Topologias físicas Topologias físicas

Topologia em Anel (ring)Topologia em Anel (ring)

Os dispositivos estão ligados de modo a formarem um anel.Os dispositivos estão ligados de modo a formarem um anel.

Topologias físicasTopologias físicas Topologia em Estrela estendida (extended start)Topologia em Estrela estendida (extended start)

Liga redes individuais em estrela.Liga redes individuais em estrela. Utiliza hubs e/ou switches.Utiliza hubs e/ou switches. Pode estender a área de cobertura da rede.Pode estender a área de cobertura da rede. Topologias físicasTopologias físicas Topologia HierárquicaTopologia Hierárquica

Topologias físicas Topologias físicas Topologia HierárquicaTopologia Hierárquica

Semelhante a uma estrela estendida.Semelhante a uma estrela estendida. Em vez de se unir os hubs ou switches o sistema é ligado a umEm vez de se unir os hubs ou switches o sistema é ligado a um computador que controla o tráfego na topologia.computador que controla o tráfego na topologia.

Topologias físicasTopologias físicas Topologia em malha (mesh)Topologia em malha (mesh)

É implementada de modo a fornecer a maior protecção possível contra É implementada de modo a fornecer a maior protecção possível contra interrupções de serviço.interrupções de serviço.

Cada dispositivo tem a suas próprias ligações a todos os outros dispositivos.Cada dispositivo tem a suas próprias ligações a todos os outros dispositivos. Apesar da Internet ter vários caminhos, não adopta a topologia em malha Apesar da Internet ter vários caminhos, não adopta a topologia em malha

completa.completa.

Protocolos de redeProtocolos de rede

Conjuntos de protocolos (protocol suites) são colecções de protocolos que permitem a comunicação de dois computadores através da rede.Um protocolo é uma descrição formal de um conjunto de regras e convenções que definem um aspecto particular do modo como os dispositivos comunicam numa rede.Os protocolos definem o formato, temporização, sequência e controlo de erros numa comunicação de dados.Sem os protocolos, um computador não pode reconstruir o fluxo de bits que recebe de outro computador no seu formato original.

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Redes de dados Redes de dados

Trabalho desenvolvido por: Bruno Demétrio Ricardo MarinheiroHélder Almeida