P R O F E S S O R: D O R I A N LO R E N C I N I J Ú N I O R

REDES DE COMPUTADORES

HISTÓRICO

• Computadores trabalhavam independentes;• Processamento individual;• Não havia o cliente-servidor;• Redundância de dados;• O famoso “DLP/DPC” para troca de

informações;• Falta de interatividade – A falta de

informações era importante.

O QUE É UMA REDE?

• Compartilhar informações e recursos (os dados);• Conjunto de partes de meios interligados

geograficamente;• Diversos elementos são envolvidos;• Exemplos: pessoas; celulares, computadores; câmeras

ou quaisquer outros dispositivo.

• Internet.

DEFINIÇÃO:

• Uma rede de computadores é um conjunto de dispositivos que usam um conjunto de regras para compartilhar recursos (hardware, troca de mensagens) entre si, através de uma rede.

COMO FUNCIONA A COMUNICAÇÃO?

• Importantes haver 4 elementos importantes para um sistema de comunicação;• Emissor;• Receptor;• Sinal (mensagem);• Meio de transmissão;• Existe um 5 elemento: Protocolo.

COMPONENTES DE UMA REDE

•Pessoas, hardware e software;

DETALHES DOS COMPONENTESDE UMA REDE

COMPUTADOR:

• Capaz de executar vários tipos de informações ou processamento de dados de forma automática;

PERIFÉRICOS:

• São aparelhos ou placas que enviam ou recebem informações do computador.• Ex: teclados, mouses, scanners, etc.

MEIOS DE TRANSMISSÃO:

• Oferece suporte para que o fluxo de dados seja transmitido.• Ex: fios elétricos, fibras ópticas, ondas de rádio ou raios de luz e nas redes com fio ou sem

fio, par trançado ou cabo coaxial.

DISPOSITIVOS:

• São equipamentos ou periféricos que podem ser ligados entre si, direta ou indiretamente, a fim de compartilhar recursos entre si.• EX: placas de redes, modens, HDs, unidades de CD/DVD, etc.

REDES DE COMPUTADORES

• Uma de rede de computadores possui outros componentes que são importantes tais como: ativos de rede e os passivos de rede.

ATIVOS E PASSIVOS DE REDES

ATIVOS:• Os equipamentos ativos de rede proveem a

infraestrutura necessária para suportar as aplicações de comunicação de dados em uma organização.• Prover conectividade aos dispositivos de rede.• Ex: Roteador (Router), Switches.

PASSIVOS:• Equipamentos que não possuem qualquer tipo de

processamento atuando.• Ex: HUB, Bridge.

TIPOS DE REDES

AS REDES PODEM SER CLASSIFICADAS POR SUA ABRANGENCIA GEOGRÁFICA. • Exemplos: uma sala, um prédio, uma cidade, um pais

até mesmo continente.Tipos:• Redes pessoais (Personal Area Networks – PAN);• Redes locais (Local Area Networks – LAN);• Redes metropolitanas (Metropolitan Area Networks

– MAN);• Redes de longa distância (Wide Area Networks –

WAN);• Redes pessoais (Personal Ares Networks – PAN).

REDES LOCAIS (LAN’S)

• A área abrangente pode ser uma sala, um piso, um edifício ou um conjunto de edifícios próximos;

• Propósito de interligar equipamentos em rede em uma área de no máximo 10 KM;

• Distribuição estrutural próxima; (A B)

REDES METROPOLITANAS (MAN’S)

• Uma rede que conecta máquinas ao longo de uma área metropolitana;• Exemplo: considere uma empresa com sedes em vários

pontos ao longo de uma cidade cujos computadores estejam em rede.

• Propósito de interligar equipamentos em rede em uma área de 10 A 100KM;

• O tipo de meio físico tem que possibilitar/suportar estas conexões.

REDES LONGAS DISTÂNCIAS (WAN’S)

• Qualquer rede que seja maior do que uma LAN ou MAN. Muitas delas são usadas para conectar máquinas entre diferentes cidades, estados ou países;• Ex: satélites interligados, fibras passados pelo oceano ou

qualquer outro meio de comunicação mais abrangente.

• Uma coleções de redes de longa distância ao longo do globo terrestre é chamado de GAN (Global Area Network – Rede Global).

REDES PESSOAIS (PAN’S)

• É uma rede doméstica formada por dispositivos conectados à rede muito próximos uns dos outros. • Ex: celulares via bluetooth, computadores

conectados a impressoras.

TOPOLOGIAS DE REDE

• É a forma pelo qual os computadores, componentes se conectam entre si.

• Determinam como os componentes de redes estão ligados.

• Abrange 3 campos: físicos, elétricos e lógicos.

TOPOLOGIAS DE REDE

• Barramento Todos os computadores são ligados em um

mesmo barramento físico de dados.

TOPOLOGIA BARRAMENTO

• Na topologia de barramento todos os computadores estão ligados a um cabo contínuo. que é terminado em ambas as extremidades por uma pequena ficha com uma resistência ligada entre a malha e o fio central do cabo (terminadores).

TOPOLOGIA BARRAMENTO

Vantagens: 

• Baixo custo e fácil de trabalhar e instalar;

• Simples e relativamente confiável;

• Facilidade de expansão: Apesar da limitação de distância entre os terminadores.

 

TOPOLOGIA BARRAMENTODesvantagens: 

• Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão.

• Rede pode ficar extremamente lenta em situações de tráfego pesado;

• Problemas são difíceis de isolar;

• Um cabo danificado ou um nó de inferior qualidade pode danificar uma rede inteira.

TOPOLOGIA ANEL

• Os dispositivos são conectados em série, formando um uma forma continua em um circuito fechado (anel).• Ligações unidirecionais ponto a ponto.

TOPOLOGIA ANEL

Vantagens:

• Pelo dispositivo de redirecionamento pode ser enviada a informação no sentido oposto ao normal, em caso de avaria numa linha; 

• Todos os computadores acessam a rede igualmente;

• Desempenho não é impactado com o aumento de usuários.

TOPOLOGIA ANEL

Desvantagens:

• A não existência de uma zona central para monitorização da rede;

• Falha de um computador pode afetar o restante da rede;

• Problemas são difíceis de isolar;

• Dificuldade de expansão: O número de máquinas é restrito sendo que cada inserção tem-se perda do desempenho da rede.

TOPOLOGIA ESTRELA

• Existe um nó central que é adjacente à todos os outros, um concentrador. O concentrador se encarrega de retransmitir todos os dados para todas as estações.

TOPOLOGIA ESTRELA

Vantagens:

• A codificação e adição de novos computadores são simples;• Gerenciamento centralizado;• Falha de um computador não afeta o restante da rede.• Velocidade: Hoje, o uso de cabeamento tipo par-traçado é possível trabalhar com velocidades de até 100Mbps. • Expansão: O sistema é facilmente expansível criando estrelas secundárias. • Problema de conector mal instalado de um ponto não interfere no funcionamento de outros pontos de presença. 

TOPOLOGIA ANEL

Desvantagens:

• Uma falha no dispositivo central paralisa a rede inteira.• Cabeamento (par-trançado) sensível a interferências externas (problemas de blindagem), o que limita sua utilização em ambientes comerciais ou livres de ruídos elétricos. Por outro lado, em ambientes industriais (altos ruídos) é recomendável o uso de fibras-óticas o que aumenta os custos da instalação.

TOPOLOGIA DE REDES• A topologia de rede descreve como é o layout de uma

rede de computadores, através da qual há o tráfego de informações, e também como os dispositivos estão conectados a ela;

• Há várias formas nas quais se pode organizar a interligação entre cada um dos nós (computadores) da rede;

• Topologias podem ser descritas fisicamente e logicamente. A topologia física é a verdadeira aparência ou layout da rede, enquanto que a lógica descreve o fluxo de dados através da rede.

BAR R AM E N T O AN E L E S T R E L A

T O P O L O G IA F IS IC AF o rm a c o m o o s m ic r o s s ao lig ad o s

TOPOLOGIA BARRAMENTONa topologia em forma de barra, todos os equipamentos da rede (estação de trabalho ou servidores) estão interligados através de um cabo central  também denominado barramento único.  Nesta topologia as informações caminham de forma bidirecional, eliminando decisões de roteamento. Entretanto, o meio físico (barramento) é utilizado de forma exclusiva pelas estações e/ou servidores quando estão transmitindo alguma informação. Numa rede do tipo Barramento os diversos computadores partilham uma linha comum e quando pretendem comunicar entre si mandam uma mensagem para a linha que, além dos dados que pretende transmitir, contém também o endereço do destinatário.Todos os computadores desta rede tem também a capacidade de escutar sobre a linha comum e quando detectam no cabeçalho da mensagem, que passa na linha, que a mensagem se dirige a ele, ouve-a e depois manda uma informação para o emissor a indicar que recebeu a mensagem.

Na topologia em forma de anel todos os equipamentos da rede (estações de trabalho e servidores) estão conectados fisicamente a um único cabo, em formato de anel, onde faz-se necessária a junção do início e fim do mesmo. Nesta topologia o tráfego das informações caminha em um único sentido pelo anel (unidirecional) e é controlado por um sinal eletrônico denominado senha, recolhendo e entregando informações através do anel para as estações e/ou servidores. Como exemplo de rede que  utiliza este tipo de topologia pode-se citar a Rede Token Ring

TOPOLOGIA ANEL

O terceiro tipo estruturado de rede é a rede em estrela ou centralizada. Neste tipo de rede existe um equipamento central, um servidor, que centraliza todas as comunicações e que trata ele próprio de encaminhar a informação para o destinatário correto.

TOPOLOGIA ESTRELA

As redes em estrela, que são as mais comuns hoje em dia, utilizam cabos de par trançado e um hub ou switch como ponto central da rede. O hub ou switch se encarrega de retransmitir todos os dados para todas as estações, mas com a vantagem de tornar mais fácil a localização dos problemas, já que se um dos cabos, uma das portas do hub ou uma das placas de rede estiver com problemas, apenas o PC ligado ao componente defeituoso ficará fora da rede, ao contrário do que ocorre nas redes 10Base2, onde um mal contato em qualquer um dos conectores derruba a rede inteira.

TOPOLOGIA ESTRELA

COMPARATIVO ENTRE AS 3 TOPOLOGIAS

TOPOLOGIA PONTOS POSITIVOS PONTOS NEGATIVOS

BarramentoEstrutura simples; requer

menos cabos para instalar.

A rede pode ficar lenta em momentos de uso mais intenso; as falhas são difíceis de localizar.

Anel

Instalação razoavelmente simples; apresenta desempenho uniforme sob condições

diversas de tráfego.

Na falha de uma estação, toda a rede pára de

funcionar.

EstrelaMais tolerante a falhas,

fácil de instalar e de monitorar.

Custo de instalação mais elevado porque utiliza

mais cabeamento.

Mídia de Transmissão

Barramento Anel Estrel

aCabo de Par Trançado X X X

Cabo Coaxial X X  Cabo de Fibra Óptica   X  

LINHAS DE COMUNICAÇÃO

• PONTO A PONTO: Existem apenas dois pontos interligados (receptor e transmissor).

• MULTIPONTO ou PONTO-MULTIPONTO: Nessa topologia, ou arquitetura de rede, um ponto central pode estar enviando informações para vários pontos da rede.• Este tipo de ligação pode existir numa arquitetura

de redes conectadas a grande distâncias, as WANs.

LINHAS DE COMUNICAÇÃO

CLASSIFICAÇÃO DOS ENLACES• Simplex: o link é utilizado em apenas um sentido de

transmissão de dados.

• Half-duplex: o link é utilizado em dois possíveis um sentido de transmissão de dados, porém apenas um por vez.

• Full-duplex: o link é utilizado em dois possíveis um sentido de transmissão de dados simultaneamente.

SISTEMA DE ENVIO DE MENSAGENS

• UNICAST: É um endereçamento para um pacote feito a um único destino, a entrega no unicast é simples, ponto-a-ponto. Um quadro que é enviado de uma estação para outra. Um unicast contém o endereço MAC específico dos dispositivos de origem e destino.

SISTEMA DE ENVIO DE MENSAGENS

MULTICAST: É a entrega de informação para múltiplos destinatários simultaneamente. Uma forma de encaminhamento de pacotes no qual um pacote é entregue a um grupo pré-definido de destinos de todos os destinos possíveis.

SISTEMA DE ENVIO DE MENSAGENS

BROADCAST: Sistema de envio de mensagem, onde a mensagem é enviada para todos os computadores conectados a uma rede.

ARQUITETURA DE REDES

• Formada por: camadas, interfaces e protocolos; • Uma rede é composta por diversos equipamentos

(Roteadores, switches, modems. hubs, placas de rede, computadores, cabos, conectores. Também de softwares.

• A forma como os equipamentos são interligados definem a arquitetura da rede.

• Interligados por linhas de comunicação (enlaces, ou também chamado de links).

ARQUITETURA DE REDESHierarquia de Protocolos:

• A maioria das redes são organizadas como uma séria de camadas ou níveis, para reduzir sua complexidade de design.

• O objetivo de cada camada é oferecer certos serviços para as camadas mais altas, isolando essas camadas dos detalhes de como os serviços oferecidos estão atualmente implementados.

• Entidades: são elementos ativos existentes em cada camada, podem ser softwares ou hardwares.

PROTOCOLO DE REDE

• É o conjunto de regras sobre o modo como se dará a comunicação entre as partes envolvidas;

• É através dos protocolos que é possível a comunicação entre um ou mais computadores;

•  Os protocolos de rede nasceram da necessidade de conectar equipamentos de fornecedores distintos;

•  Ambos os computadores devem estar configurados com os mesmos parâmetros e obedecer aos mesmos padrões para que a comunicação possa ser realizada sem erros.

CAMADAS, PROTOCOLOS E INTERFACES

CAMADAS POSSUEM:• Mecanismo de identificação do transmissor e receptor (processos) =

endereçamento;

• É definida a regra de transferência de dados;

• Sistema de controle de erro;

• Sistema de controle de sequência das mensagens;

• Retransmissão: repetição da mensagem a cada recepção de mensagem;

• Quebra de mensagens longas em menores no transmissor e remontagem no receptor;

• Multiplexação (composição de várias mensagens em uma só na transmissão de desmontagem no destino).