Redes de Computadores (Networking) (Capítulo 7)

Redes de Computadores

(Networking)

(Capítulo 7)

INTRODUÇÃO À ENGENHARIA DA

COMPUTAÇÃO

Professor: Rosalvo Ferreira de Oliveira Neto

3

A possibilidade de conectar vários computadores resulta em tantosbenefícios que esta se tornou uma das áreas de maior crescimentono mercado de microcomputadores e das telecomunicações emgeral.

Os computadores se comunicam de duas maneiras importantes:por meio de modem e de redes.

O modem permite que os computadores usem linhas telefônicas paratrocar dados.

As redes conectam os computadores diretamente, seja por intermédiode fios especiais ou de alguma técnica de transmissão sem fio.

A Internet é a maior das redes de computadores do planeta.


4


5

Uma Rede de Computadores é formada por um conjunto dedispositivos capazes de trocar informações e compartilharrecursos, interligados por um sistema de comunicação.

Sistema de Comunicação - arranjo topológico interligando osvários módulos processadores através de enlaces físicos (meiosde transmissão) e de um conjunto de regras com o fim deorganizar a comunicação (protocolos).


6

Objetivos:

Compartilhamento de Recursos;

Confiabilidade;

Escalabilidade;

Redução de Custos;

Meio de Comunicação eficiente.


7

Meios de Comunicação

Refere-se aos fios, cabos e outros recursos usados pelos dados paraviajar de sua origem para seu destino. São eles:

Pares de fios;

Cabos coaxiais;

Fibra óptica;

Transmissão por microondas ;

Transmissão por satélite;

Transmissão sem fio.


8

Fio de Par Trançado

Consiste de dois fios entrelaçados umem torno do outro. Capacidade detransmissão de até 100 Mbits/s.

O par trançado é bastante susceptível aruídos e interferência, mas é o meio quetem menor custo por comprimento.

A ligação de nós é extremamentesimples, reduzindo ainda mais o custoda utilização.


9

Cabo Coaxial

Há dois fios condutores em um cabocoaxial. Um deles é um fio simples nocentro do cabo; o outro é umablindagem que envolve o primeirocabo com um isolante no meio.Capacidade aproximada de 10 Mbits/s.

Em certa época, o cabo coaxial era otipo de cabeamento de rede maisamplamente utilizado.

O cabo coaxial tem uma imunidade aruído bem melhor que o par trançado,mas seu custo é mais elevado.


10

Cabo de fibra óptica

Trata-se de uma fibra que transmitevibrações de raios de luz em vez defreqüências elétricas. Imune ainterferências eletromagnéticas.

O cabo de fibra óptica é apropriadopara transmissão de dados a grandevelocidade e alta capacidade, devido àpequena atenuação e à pureza dosinal.

É o mais caro de todos, mas atingetaxas de quase centenas de Gbits/spara transmitir dados, voz e imagem.


11

Conexões sem fio

Com a popularização da comunicação de dados, houve um impulsona direção de meios mais flexíveis e de meios que alcancemdistâncias maiores. Vários tipos de conexões para comunicação semfio oferecem essas vantagens.

As redes permanentes sem fio são usadas especialmente emsituações nas quais é difícil a passagem física dos dados.

Ex: ondas de rádio, microondas, infravermelho,...


12

Componentes Básicos de umarede:

Dispositivo emissor;

Link de comunicação;

Dispositivo receptor.

Envia dados binários comopulsos distintos: uns (on) ouzeros (off).

O sinal digital do computadordeve ser convertido para a formaanalógica para ser transmitidopor meio de linhas analógicas.


13

MODEM (Modulador/DEModulador): converte o sinal digitalem analógico e vice-versa.


A conversão de sinais digitais em analógicos denomina-semodulação.

A conversão de sinais analógicos em digitais denomina-sedemodulação.

1414

Linhas digitais do assinante Como os telefones foram criados para a voz humana, o sistema analógico inteiro foi

projetado para esta aplicação.

No ponto em que cada loop local termina na estação final, o fio passa por um filtro que

atenua todas as freqüências abaixo de 300 Hz e acima de 3,4 kHz (estes são os pontos de

3dB do sistema telefônico analógico).

A família xDSL (Linha Digital do Assinante – em inglês, Digital Subscriber Line) se

caracteriza por conectar os clientes a um switch diferente, que não possui o filtro para a

faixa de voz.Ou seja, toda a capacidade do loop local estará disponível, e não apenas a

largura de banda “artificial” de 3,1 kHz.

O ADSL (em inglês, Asynchronous Digital Subscriber Line) permite velocidades

de até 8Mbps downstream e 1 Mbps upstream.

Espectro do canal de voz

15

Tipos de modems mais comuns:

Modem interno inserido no computador (padrão na maioria doscomputadores atuais).

Modem portátil:

Exemplo: modem 3G de diversas operadoras de telefonia.

Modem DSL (Digital Subscriber Line): envia dados por meio dalinha telefônica convencional a velocidades muito altas, semocupar a linha telefônica.

Exemplo: modem da Velox.

Modem a cabo (usa o cabo coaxial já instalado para sua TV).

Muito comum nos EUA e se popularizando no Brasil.


16

Classificação das redes

Redes Locais - LANs (Local Area Networks);

Redes Metropolitanas - MANs (Metropolitan Area Networks);

Redes Geograficamente Distribuídas ou Redes de Longa Distância -WANs (Wide Area Networks);

Redes Locais sem Fio - WLANs (Wireless Local Area Network);

Redes Pessoais - PANs (Personal Area Network);

Redes Locais Virtuais - VLANs (Virtual Local Area Network);

Redes Privadas Virtuais - VPNs (Virtual Private Network).


17Joseana M. Fechine

Distância entre nós Abrangência

até 10 m

até 100 m

até 1 km

até 10 km

até 100 km

até 1.000 km

até 10.000 km

Sala

Edifício

Campus

Cidade

País

Continente

Planeta

L A N

M A N

W A N

Classificação das redes


18

Topologias de redes

Definem a forma como os computadores estão fisicamentedistribuídos.

A topologia física é a descrição da rota utilizada pelos cabos da redepara interligar os nós.

Topologia de rede é o layout físico dos fios que conectam nos nós darede.

Topologias comuns: barramento, anel e estrela.


19

Arranjo físico (layout) deuma rede

Nó – cada computador,impressora ou servidorna rede.

Três topologias comuns:

Estrela (a)

Anel (b)

Barramento (c)


20

Topologia em anel:

Liga todos os nós em uma cadeia circular.

As mensagens de dados percorrem o anel em uma única direção:

Cada nó verifica a mensagem para ver se esse nó é o destinatário.

Se não, a mensagem é transferida ao nó seguinte.

Nenhum perigo de colisão de dados.

Se um nó falhar, o anel se romperá e a rede inteira falhará.


21

Topologia em barramento:

Todos os nós são conectados a uma única linha (barramento).

Computadores enviam mensagens a outros computadores da rede:

Se mensagens colidirem com outras mensagens, o nó emissorreenviará a mensagem.

Nós podem ser adicionados/removidos da rede, sem afetar a rede.

Se um nó falhar, a rede não falhará.


22

Topologia em estrela:

O comutador central (hub) gerencia a rede.

Todas as mensagens são roteadas através do hub; esta estratégiaajuda a evitar colisões entre as mensagens.

Falha de conexão entre o hub e qualquer nó não afetará o sistemaglobal.

Desvantagem: Se o hub sofrer pane, a rede falhará.


23

Elementos de uma rede de computadores

Cabo de rede

Constitui uma maneira de conectar-se fisicamente a uma rede:

LANs de baixo custo conectadas com fios de par trançado.

Muitas LANs são conectadas por cabos coaxiais ou cabos defibra óptica.

Um ponto de acesso sem fio (wap – wireless application protocol)conecta-se à rede convencional:

Provê conexão sem fio à rede.


24


Placa de Interface de Rede

Conecta cada computador à fiação da rede:

Manipula o envio, o recebimento e a verificação de erros dosdados transmitidos.


25


Roteadores

Uma ponte possibilita a conexão de redes similares (aquelas queusam os mesmos protocolos).

O roteador dirige o tráfego das comunicações quando diversas redesestiverem conectadas:

Se o tráfego da rede ficar congestionado, o roteador poderedirecionar o tráfego para outra rota.


26


Gateway

Permite a um nó comunicar-se com um computador em outra redenão similar.

A sua função principal é a conversão de protocolos entre as redes.


27

Redes ponto-a-ponto

Todos os computadores têm status igual.

Os usuários compartilham arquivos, impressoras etc., quandonecessário.

Comum em pequenos escritórios.

As redes tendem a ser lentas.


28

Rede cliente/servidor

O computador servidor controla a rede:

Freqüentemente, possui diversos discos rígidos e a impressora maisveloz.

O computador cliente solicita serviços do servidor:

Um cliente simples (thin client) tem pouco ou nenhumarmazenamento.

Abordagens de processamento:

Cliente/servidor;

Servidor de arquivos.


29

Rede cliente/servidor

O cliente (a) solicita dados do servidor.

O servidor (b) transfere somente os dados solicitados.

O cliente pode executar algum processamento, mas a maioria dosdados é processada no servidor.


30

Servidor de arquivos

O cliente (a) solicita dados do servidor.

O servidor (b) envia o arquivo inteiro:

O cliente executa toda a entrada de dados e o processamento.

Arquivo retransmitido ao servidor.


31

Protocolos: regras e procedimentos para comunicação.

Quando diversos computadores estão interligados em rede, asregras e procedimentos técnicos que administram suacomunicação e interação são chamados de protocolos.

Principais protocolos:

TELNET (Network Terminal Protocol)

Protocolo para a execução remota de aplicações.

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

Protocolo para o envio e recebimento de correio eletrônico.


32

FTP (File Transfer Protocol)

FTP - inclui senhas de segurança; capaz de conectar-se a um sistemaremoto (logon), acessar diretórios e executar a transferência de arquivosentre sistemas.

HTTP (HyperText Transfer Protocol)

Protocolo para a transferência de documentos, arquivos e aplicações entresistemas.

POP (Post Office Protocol): Protocolo para a leitura de correio eletrônico.

DNS (Domain Name Service): Fornece o serviço de tradução de nomesde hosts em endereços IP.


3333

Referências Bibliográficas CAPRON, H. L., JOHNSON, J. A. Introdução à Informática. 8ª edição.

Pearson Prentice-Hall do Brasil, 2009.

TANENBAUM, A. Redes de Computadores. 4ª edição. Elsevier, 2008.

Notas de aula da disciplina “Introdução à Informática”, do professor

Fabrício Braga (UNIVASF).

Notas de aula da disciplina “Introdução à Engenharia da Computação”,

do professor Fábio Nelson (UNIVASF).

Notas de aula da disciplina “Introdução à Computação”, da professora

Joseana Macêdo Fechine (UFCG).

Redes de Computadores (Networking) (Capítulo 7)

Documents

Transcript of Redes de Computadores (Networking) (Capítulo 7)