Apresentao do PowerPoint

Redes de ComputadoresMsc. Fabrizio Leandro Fonsca Fiscina ObjetivoProporcionar uma viso abrangente dos fundamentos das redes de computadores, permitindo o entendimento dos principais conceitos tericos e prticos relacionadas a este campo de conhecimento, que proporcionar base para aprofundamento nesta rea em aplicaes futuras.

MetodologiaExposio participada com o uso de suportes em sala de aula.Computador;Projetor; Quadro Branco;Indicao de leitura;Atividade de pesquisa de campo; e Exerccios sobre temtica abordada.ContedosIntroduo a redes de computadores;Classificao das redes de computadores;rea Geogrfica;Topologia;Meios de transmisso;Com fioSem fioEquipamentos de comunicao;Gesto de redes de computadores.

Redes de ComputadoresUma Rede de computadores ou Network a maneira de conectar dois ou mais computadores e outros dispositivos de modo que possam compartilhar recursos fsicos ou lgicos e trocar informaes. Classificao das RedesA classificao de redes em categorias pode ser realizada segundo diversos critrios, alguns dos mais comuns so: Dimenso ou rea Geogrfica OcupadaTopologia de Rede Tecnologia de transmissoRedes "ethernet" / Redes "token-ring" / Redes FDDI / Redes ATMMtodo de transferncia dos dadosRedes de "broadcast" / Redes de comutao de pacotes / Redes de comutao de circuitos / Redes ponto-a-pontoClassificao por rea geogrficaPANs (Personal Area Network);LANs (Local Area Network); WLAN (Wireless Local Area Network);MANs (Metropolitan rea Network); WANs (Wide Area Network).

PANs Redes Pessoais Atualmente este conceito est no s relacionado com a sua reduzida dimenso, mas com tambm com o fato de utilizar comunicao sem fios (Padro Bluetooth). O alcance limita-se a reas pequenas, algumas dezenas de metros. Velocidade so relativamente baixos, na casa de 1 a 3 Mbps, dependendo do padro do Bluetooth.LANs Redes locais Caracteriza-se por ocupar uma rea limitada, no mximo um edifcio, ou alguns edifcios prximos, muitas vezes limitam-se a apenas um andar ou uma sala.Garante acesso atravs de taxas de velocidade de transmisso mdia e alta (vriando de10 Mbs a 1Gbps, com 100Mbps em maior uso atualmente).Compartilhamento grupos de recursos comuns. (EX: impressoras, CD-ROOM, Fax).

WLANs Redes locais sem Fio uma rede local que usa ondas de rdio para fazer uma conexo.So adequadas a situaes em que necessrio mobilidade, so flexveis e da fcil instalao.Conceito de Access Point;Geralmente utiliza tecnologia Wi-Fi para a conexo.MANs Rede metropolitana uma rede formada pela unio de algumas LANs prximas geograficamente.Atualmente as MANs esto utilizando a fibra ptica ou tecnologia sem fio por rdio microondas ou FDDI. Desvantagem: auto custo de instalao.Vantagem: No existe custo mensal das linhas.WANs Rede de longa distnciaConhecida por rede remota, consiste normalmente na conexo de duas ou mais LANs, geralmente em uma rea geogrfica ampla (pais ou continente). Oferece velocidades altas e alto custo de implementao.As WANS so providas por operadoras. Utilizam as Fibras pticas e transmisso por satlites.Novos padres surgem para as WANs como o ATM.

Topologia de RedeA topologia de rede descreve como o layout de uma rede de computadores atravs da qual h o trfego de informaes, e tambm como os dispositivos esto conectados a ela.A Topologia de rede influenciar em diversos pontos considerados crticos, como: flexibilidade, velocidade e segurana. Tipos de Topologias de RedeTopologia Linear/barramento.Topologia em Anel.Topologia em Estrela.Topologia em rvore.Topologia Hbrida.Topologia LinearTodos os computadores so ligados em um mesmo barramento fsico de dadosTopologia utiliza cabos coaxiais.Como todas as estaes compartilham um mesmo cabo, somente uma transao pode ser efetuada por vez (coliso de dados).

.Topologia LinearCaso o cabo se desconecte em algum ponto a rede "sai do ar", pois o cabo perder a sua correta impednciaTopologia Linear - Transmisso

DABCNa transmisso de um pacote de dados do servidor de arquivos para uma determinada estao de trabalho, todas as estaes recebem esse pacote e apenas a estao de destino captura o pacote de dados do cabo, pois est a ela endereada (broadcast).

Uma rede em anel consiste de estaes conectadas atravs de um caminho fechado. As estaes de trabalho formam um lao fechado. O padro mais conhecido de topologia em anel o Token Ring (IEEE 802.5) da IBM.Topologia em AnelTopologia em Anel

Unidade de Acesso MDIA MAUPacoteSomente um dado pode ser transmitido por vez neste pacote. Redes em anel so capazes de transmitir e receber dados em qualquer direo (bidirecionais), mas as configuraes mais usuais so unidirecionais.Um pacote (token) fica circulando no anel., pegando dados das mquinas e distribuindo para o destino, ou ento at voltar ao n fonte.Uma Estao Monitora evita que um erro de transmisso e processamento possa fazer com que uma mensagem continue eternamente a circular no anel.

Topologia em Anel

Topologia em EstrelaNela, todas as estaes so conectadas a um perifrico concentrador (Hub ou Switch).Na quebra de algum cabo apenas a estao conectada pelo cabo para.Aumentar o tamanho da rede sem a necessidade de par-la. Topologia em Estrela

Concentradores da Rede EstrelaO funcionamento da topologia em estrela depende do perifrico concentrador utilizado:Hub: a topologia fisicamente ser em estrela porm logicamente ela continua sendo uma rede de topologia linear.Switch: a rede ser tanto fisicamente quanto logicamente em estrela.

A topologia em rvore essencialmente uma srie de barras interconectadas. Geralmente existe uma barra central onde outros ramos menores se conectam.Baseada numa estrutura hierrquica de vrias redes e sub-redes.

Topologia em rvoreTopologia em rvore

Cada ramificao significa que o sinal dever se propagar por dois caminhos diferentes. A menos que estes caminhos estejam perfeitamente casados, os sinais tero velocidades de propagao diferentes e refletiro os sinais de diferentes maneiras.

Topologia Mista ou Hbrida o conjunto de todas as anteriores, interligadas em uma mesma rede lgica. a topologia mais utilizada em grandes redes, sua implementao se deve complexidade da rede, ou seja, ao aumento de dispositivos.Possuem custo mais elevado, devido a sua manuteno e administrao.MEIOS DE TRANSMISSOO meio de transmisso de dados serve para oferecer suporte ao fluxo de dados entre dois pontos.Computadores em rede podem serem interligados pelos seguintes meios:Mdias MagnticasCabos de pares entrelaados (Par Tranado);Cabo Coaxial;Fibra ptica;Micro-ondas;Micro-ondas de satlites;Emisses rdio;Infravermelhos.

Cabos de Pares EntranadosOs pares condutores de cobre, com isolamento individual, so enrolados em torno de si prprios, formando uma trana. Um cabo possui vrios pares.Essa espiral minimiza a interferncia electromagntica entre pares adjacentes.

28Um par entraado consiste em dois fios de cobre com cerca de 1mm de espessura. Os fios esto enrolados um no outro como uma molcula de DNA. O propsito de enrolar/entranar os fios o de reduzir a interferncia de pares adjacentes. Dois fios paralelos constituiem uma antena; um par entranado no.

Par Tranado sem Blindagem (UTP - unshielded twisted pair).

Par Tranado com Blindagem (STP - shielded twisted pair).

Tipos de Pares EntranadosExistem basicamente dois tipos de cabo par tranado:O par tranado s permite a conexo de 2 pontos da rede. obrigatrio a utilizao de um dispositivo concentrador (hub ou switch), o que d uma maior flexibilidade e segurana rede.O par tranado tambm chamado 10BaseT ou 100BaseT, dependendo da taxa de transferncia da rede, se de 10 Mbps ou 100 Mbps (categorias). Cabos de Pares EntranadosVantagens e desvantagens do cabo par tranadoVantagens

Desvantagens

Tecnologia bem assimilada.

Suscetvel a rudos, Interferncia eletromagntica.

Fcil instalao

Facilidade em inserir novos dispositivos.

Limitao na largura da banda.

Baixo custo e flexvel.

Limitaes de distncia - Cabo curto.

Cabo CoaxialCondutor metlico instalado de forma concntrica relativamente a uma blindagem exterior envolventeUtilizado em LANs, TV cabo, redes telefnicas.

32Camadas num cabo coaxialcondutorcobre ou alumniomaterial isolanteisolamento(malha metlica)Banha isoladora(mat. plstico)33Conectores da Placa de Rede

BNC Terminador

BNCVantagens e desvantagens do cabo coaxial Vantagens

Desvantagens

Baixo custo de manuteno

Limitado em distncia e tecnologia

Fcil de instalar e conectar

Pouca segurana. Facilmente danificvel.

Maior resistncia ao rudo e a induo de outros sinais.

Largura de Banda

Difcil manipulao Maior dificuldade em efetuar mudanas no cabeamento.

Lento para integrar muitos equipamentos

Fibra pticaMeio relativamente novo de transmisso.Requer uma fonte de luz (diodo injector de luz ou um laser). A recuperao feita por um foto-diodo. constitudo por um ncleo central em vidro envolvido por uma banha. Tudo revestido por um material protector.

36revestimentobanhafibraCamadas na fibra pticaTrs camadas concntricas:

37Tipos de Fibra pticaFibra multimodo step-index: transio brusca entre os ndices de refrao do ncleo e da banha

Fibra multimodo graded-index: o ndice de refrao varivel e gradual da banha refracta a luz na direo do ncleo da fibra.

Fibra monomodo: luz injectada no centro de um condutor com um dimetro muito pequeno.38Nestas fibras a dimenso do ncleo de 50 ou 62,5 um, sendo o dimetro exterior da banha de 125 um. O transporte de sinais pticos afectado por um efeito com consequncias negativas para a transmisso, designado por disperso modal. Devido relao entre a dimenso do ncleo das fibras multimodo e o comprimento de onda do feixe ptico utilizado na trans., o sinal injectado dispersa-se em mltiplos feixes seguindo cada um deles diferentes percursos atravs do ncleo da fibra, com diferentes tempos de propagao, causando disperso temporal no sinal recebido. O efeito da disperso modal aumenta com o comprimento do cabo e limita o dbito mximo suportado por uma fibra multimodo.

Mode - um caminho para a luz.Multimodo - a fibra pode transmitir simultaneamente vrios modos de luz.Monomodo - a fibra s pode transmitir um nico modo de luz.

Sinais em Fibra ptica39Vantagens e desvantagens do cabo fibra ticaVantagens

Desvantagens

Altas velocidades e grande capacidade.

Custo alto para pequenas redes

No suscetvel a rudos.

Isolamento eltrico.

Difcil de instalar.

utilizada como backbone de redes de rea local - O cabo pode ser longo.

Difcil de ser remendado.

Limitado (praticamente) a altas velocidades, ponto a ponto.

Suporta dados, vdeos, imagens e voz - Alta taxa de transferncia.

Requer pessoal capacitado para sua instalao e manuteno.

41Meios Sem FiosA transmisso e a recepo so feitas atravs de antenas:Direcionalfeixe dirigidoo transmissor e o receptor tm que estar alinhadosOmnidirecionalo sinal enviado em todas as direcespode ser recebido por muitas antenas4142Meios Sem FiosMicro-ondasSatlitesEmisses rdioInfravermelhos42Micro-ondasUtilizam freqncias muito altas, comportando-se como ondas de luz, o que faz com que sejam transmitidas em linha reta. As microondas foram utilizadas bem antes das fibras ticas para transmisses de longa distncia.Usado em servios telefnicos a longa distncia.Parablica transmissora, instalada em stios altos e possue poder de penetrao em objetos e obstculos grande.A curvatura da Terra obriga instalao de repetidores a cada 50 Km.43Micro-ondas por SatliteSendo a sua utilizao em sistemas de radiodifuso de televiso a aplicao mais comum. O seu uso em comunicao de dados tambm no uma aplicao muito recente, j que desde o incio da Internet as primeiras conexes intercontinentais usavam enlaces de satlites.Servios telefnicos a longa distncia.Redes privadas.

pratopratoestao emissoraestao receptorasatlite

44RdioO rdio omnidirecionalTransmisses de rdio frequncias so aquelas cujo canal de transmisso o ar. O sinal pode ser refletido em paredes, enviando mltiplos e algumas vezes verses distorcidas do mesmo sinal para o usurio, causando interferncia ou outras formas de recepes pobres ou distorcidas.45InfravermelhosFunciona basicamente como o sistema de comunicao utilizando fibra tica, porm o sinal convertido em formato digital e transmitido pelo espao livre.Utiliza transmissores/receptores (transceivers) que fazem a modulao da luzOs transceivers tm que estar em linha de vista (directamente ou por reflexo) Ao contrrio das micro-ondas os infravermelhos no penetram em paredes.

46Equipamentos de comunicaoRepetidores;Ponte (Bridge);Hub (Concentrador);Switch (Chaveador);Roteador (Router).

RepetidoresUsado princialmente em redes de topologia linear, o repetidor permite que a extenso do cabo ou rede seja aumentada, criando um novo segmento de rede .

RepetidoresO repetidor apenas uma extenso (um amplificador de sinais) e no desempenha qualquer funo no controle do fluxo de dados. Todos os pacotes presentes no primeiro segmento sero compulsoriamente replicados para os demais segmentos.

Ponte (Bridge) A ponte um repetidor inteligente, pois faz controle de fluxo de dados. A ponte analisa os pacotes recebidos e verifica qual o destino. Se o destino for o trecho atual da rede, ela no replica o pacote nos demais trechos, diminuindo a coliso e aumentando a segurana.Por analisar o pacote de dados, a ponte no consegue interligar segmentos de redes que estejam utilizando protocolos diferentes.

Tipos de Pontes (Bridge) H duas configuraes que podem ser utilizadas com a ponte: A configurao em cascata.A configurao central. A configurao em cascataA desvantagem dessa configurao que, se uma estao do primeiro segmento quiser enviar um dado para uma estao do ltimo segmento, esse dado obrigatoriamente ter de passar pelos segmentos intermedirios, ocupando o cabo, aumentando a coliso e diminuindo o desempenho da rede.

Neste caso as pontes so ligadas como se fossem meros repetidoresA configurao centralNa central, as pontes so ligadas entre si. Com isso, os dados so enviados diretamente para o trecho de destino. Usando o mesmo exemplo, o dado partiria da estao do primeiro segmento e iria diretamente para a estao do ltimo segmento, sem ter de passar pelos segmentos intermedirios.

Hub (Concentrador)Apesar da rede estar fisicamente conectada como estrela, caso o hub seja utilizado ela considerada logicamente uma rede de topologia linear. Trabalha na camada 1 do modelo OSI.

Todos os dados so enviados para todas as portas do hub simultaneamente, fazendo com que ocorra colises. Somente uma transmisso pode ser efetuada por vez. Quando um hub era adquirido, se optava (como o switch) pelo seu nmero de portas, como: 8, 16, 24 ou 32 portas.Hub (Concentrador)Permite a remoo e insero de novas estaes com a rede ligada.Quando h problemas com algum cabo, somente a estao correspondente deixa de funcionar.A maioria dos hubs vendidos no mercado do tipo "stackable", que permite a conexo de novos hubs diretamente.

Hub (Concentrador)Os pacotes de dados so enviados diretamente para o destino, sem serem replicados para todas as mquinas. Alm de aumentar o desempenho da rede, isso gera uma segurana maior.Vrias transmisses podem ser efetuadas por vez, desde que tenham origem e destino diferentes.

Switch (Chaveador)

Switch (Chaveador)Podemos considerar o switch um "hub inteligente". Fisicamente ele bem parecido com o hub, porm logicamente ele realmente opera a rede em forma de estrela.

Trabalha na camada 2 do modelo OSI.Os switch entendem frames e endereos MAC e por isso so capazes de "fechar circuitos", transmitindo os frames apenas para o micro ligado na placa correta.Switch (Chaveador)

Roteador (Router)O roteador um perifrico utilizado em redes maiores. Ele decide qual rota um pacote de dados deve tomar para chegar a seu destino. Trabalha na camada 3 do modelo OSI.Os router entendem o TCP/IP e com isso tomam suas decises baseadas nos endereos IP dos emissores e destinatrios dos pacotes.

Em uma rede grande existem diversos trechos um pacote de dados no pode simplesmente ser replicado em todos os trechos at achar o seu destino, como na topologia linear, seno a rede simplesmente no funcionar por excesso de colises, alm de tornar a rede insegura.Roteador (Router)

Tipos de RoteadoresExistem basicamente dois tipos de roteadores: Os estticos: no levam em considerao o congestionamento da rede.Os dinmicos: escolhem o melhor caminho para os dados, j que levam em conta o congestionamento da rede. Gesto de redes de computadoresO mercado atual demanda por profissionais que realizem a gesto das redes de computadores, buscando alcanar o melhor desempenho com a habilidade do desenvolvimento de novas solues. Uma das abordagens da gesto de redes de computadores o conhecimento das Cinco reas da gerncia (em ordem de importncia) Gerncia de configurao:Gerncia de faltas:Gerncia de desempenho Gerncia de segurana Gerncia de contabilidade

Gesto de redes de computadores Gerncia de configurao: responsvel pela descoberta, manuteno e monitorao de mudanas estrutura fsica e lgica da rede.Gerncia de faltas: responsvel pela deteco, isolamento e conserto de falhas na rede. Gerncia de desempenho: responsvel pela monitorao de desempenho, a anlise desse desempenho e planejamento de capacidade. Gerncia de segurana: responsvel pela proteo dos elementos da rede, monitorando e detectando violaes da poltica de segurana estabelecida. Gerncia de contabilidade: responsvel pela contabilizao e verificao de limites da utilizao de recursos da rede, com a diviso de contas feita por usurios ou grupos de usurios.

Exemplos de aplicaes de gerncia FUNCIONALIDADEAPLICAOFABRICANTEGERNCIA DE DESEMPENHONETCLARITYLANQUESTGERNCIA DE FALTASSPECTRUM'S ALARM MANAGERSCABLETRONGERNCIA DE SEGURANABOKSSECURIXCONFIGURAONETBUILDER3COMCONFIGURAOCISCO WORKSCISCOGesto de redes de computadoresOutra abordagem na rea de gerncia de redes de computadores a obteno de certificao e conhecimentos nas seguintes reas:Projeto de Redes.Infra-Estrutura em Rede de Computadores.Auditoria de Redes de ComputadoresProtocolos de RedesSegurana de RedesAdministrao de Redes . Fabrizio.fiscina@superig.com.br

Sugestes de leitura:

TANENBAUM, A. S. e WETHERALL, D. Redes de Computadores, 5 edio. Pearson. CAPITULO 01, 02 , 03 e 07. KUROSE, J. F. e ROSS, K. Redes de Computadores e a Internet, 5 edio, Pearson. CAPITULO 01, 02 e 06

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