Sistemas de Conectividade

Possveis Assuntos Cobrados na Prova1 - Evoluo dos computadores quanto ao processamento de tarefas

Descentralizando em direo as redes de computadores:

Com o surgimento dos mini e microcomputadores, na dcada de 1970, tornou-se possvel instalar computadores em diversos locais de uma empresa, uma vez que essas novas mquinas eram mais baratas, mais fceis de usar e tinham menos restries s condies do ambiente, como temperatura e umidade, por exemplo. Diferentemente dos Terminais Interativos, essas mquinas eram computadores completos, permitindo que os usurios as utilizassem para executar programas e armazenar informaes. Desse modo, muitos programas, antes executados de modo centralizado no mainframe, passaram a ser executados na mquina de cada usurio independentemente, gerando um modelo descentralizado.2 Conceito de largura de banda e banda passante

Meios de transmisso

A largura de banda normalmente utilizada para se referir taxa de transmisso mxima de um meio. Para entender esse conceito, imagine uma rodovia com duas faixas que permitem a passagem de dois carros simultaneamente. Com o desenvolvimento das cidades em volta dessa rodovia, a quantidade de carros que trafegam por ela est aumentando a cada dia, gerando congestionamentos em diversos pontos. Nesse caso, uma soluo seria aumentar a largura dessa rodovia, permitindo, por exemplo, a passagem de trs carros simultaneamente. Nesse exemplo, a estrada representa o meio de transmisso, enquanto que os carros correspondem s informaes que so transmitidas, e a capacidade da estrada caracteriza a largura de banda.3 Tipos de enlace ou links

Sentido das transmisses (simplex, half-duplex e full-duplex)

Quando um enlace utilizado para transmitir informaes sempre em um sentido, ele classificado como simplex.

Quando um enlace pode ser utilizado nos dois sentidos, desde que no seja simultaneamente, ele classificado como half-duplex.

Quando um enlace pode ser utilizado nos dois sentidos, inclusive simultaneamente, ele classificado como full-duplex.4 Equipamento de Rede

Switchmswitchpode ser definido como uma ponte multiporta. Ou seja, uma ponte que ao invs de ter apenas duas interfaces, possui vrias interfaces e divide a rede em vrios segmentos, tantos quanto forem o nmero de portas. Fisicamente, umswitchparece com umhub. Olhando para os dois, voc no consegue diferenciar um do outro. O que muda o modo como eles funcionam. Enquanto, ohub apenas um equipamento que repete os sinais recebidos em todas as suas portas, e no entende sequer o formato de um quadro, oswitchj um equipamento mais inteligente.Oswitchentende o formato dos quadros e aprende tanto o endereo de cada mquina conectada nele como a porta onde ela est. Essas informaes so armazenadas em uma tabela que vai sendo preenchida na medida em que as mquinas vo transmitindo dados.Desse modo, enquanto ohubpropaga cada quadro recebido em todas as portas, oswitchpropaga um quadro recebido apenas na porta onde a mquina de destino est conectada. Com isso, possvel ter, ao mesmo tempo, vrias mquinas se comunicando, desde que elas estejam cada uma em uma porta diferente.5 Transmisso de Informao

Banda passanteQuando falamos sobre a transmisso de sinais, um conceito importante que deve ser compreendido o debanda passante. Porm, para entender esse conceito, primeiro, necessrio conhecer o conceito de Hertz (Hz), que a unidade de medida defrequnciade um evento peridico dada emciclospor segundos. Por exemplo, o corao de um humano saudvel em repouso bate a, aproximadamente, 1,2 Hz (1,2 batidas por segundo). J no caso de sinais analgicos, a frequncia corresponde ao o nmero de oscilaes (ou vibraes) por segundo.

Diversas propriedades das transmisses de dados, como a prprialargura de banda(que veremos a seguir), aatenuao do sinale adiafoniaso especificadas em funo da frequncia, que, em geral, dada emMega-hertz.

Abanda passante de um sinal o conjunto de frequncias que compem esse sinal. J alargura de banda de um sinal o tamanho de sua banda passante, que a diferena entre a maior e a menor frequncia desse sinal. Quando trazemos esses conceitos para o meio de transmisso, dizemos que a banda passante de um meio fsico corresponde faixa de frequncia que pode ser transmitida por esse meio.MultiplexaoQuando pensamos em um enlace interligando dois pontos, devemos lembrar que esses pontos, ou seja, os equipamentos em cada extremidade dolink, podem ser um conjunto de computadores, um roteador e um modem. Nesse caso, apesar dolinkconectar doismodemsfisicamente, na verdade, podemos entender que esselinkest conectando duas redes diferentes, porque as informaes que iro trafegar pelolinkno so apenas as informaes geradas nos roteadores. A maior parte do trfego nolinkser de informaes geradas em cada uma das redes

Poderamos, portanto, transmitir o trfego de 8 computadores de uma vez, mas, para isso, necessrio alguma tcnica que permita o compartilhamento dolinkde modo a transmitir, simultaneamente, o trfego gerado pelos diversos computadores. Essa tcnica denominada multiplexao. A multiplexao permite que se transmita mais de um sinal em um mesmo meio fsico.Nesta aula, estudaremos os seguintes tipos de multiplexao: multiplexao no tempo, multiplexao na frequncia e multiplexao no comprimento de onda. As duas primeiras so utilizadas para a transmisso de sinais analgicos e a ltima para transmitir sinais digitais.7 Modelos de Comunicao em Redes: RM-OSI e TCP/IPCamada fsica

Acamada fsica a camada mais baixa na hierarquia do modelo de referncia OSI. na camada fsica em que ocorre realmente todo o processo de transmisso de dados. Essa camada a responsvel por transformar osbits(0s e 1s) que representam as informaes a serem transmitidas pelos meios de transmisso (cabos de par tranado, cabos coaxiais etc.) em forma de pulsos eltricos ou em forma de sinais de luz (caso das fibras pticas). No receptor, a camada fsica desfaz o processo, ou seja, transforma esses sinais recebidos embitsnovamente.A PDU da camada fsica obit, pois essa camada se preocupa apenas em transmitir osbitsindividualmente, sem se importar com o que eles significam em conjunto.

Como as principais funes da camada fsica, podemos citar:

1. definir como osbits0 e 1 sero representados no enlace durante a transmisso;

2. definir a quantidade de tempo dado emnano segundosque umbitdeve durar;

3. especificar se a transmisso pode ocorrer nos dois sentidos, simultaneamente, conforme voc aprendeu na Aula 2;

4. definir a quantidade de pinos dos conectores, e qual ser a finalidade de cada pino etc.

Endereamento

Voc j sabe que para poder identificar quem transmitiu um quadro e para quem ele destinado as placas de rede possuem um endereo. Nas redes Ethernet, esse endereo de 48bits(6bytes) e j vem gravado na prpria placa de rede. Por isso, muitas vezes chamado de endereo dehardwareou endereo MAC. Cada endereo Ethernet nico no mundo, ou seja, no podem existir duas placas com o mesmo endereo. Para isso, cada fabricante recebe um cdigo de trsbytese utiliza os outros trs para identificar suas placas. Portanto, os trs primeirosbytesde um endereo Ethernet identificam o fabricante e os outros trs identificam cada placa feita pelo fabricante. Veja que eles so representados como 12 dgitos hexadecimais.

Nos endereosbroadcast, todos osbitsdo endereo so 1s, de modo que o endereobroadcastem uma rede Ethernet FF:FF:FF:FF:FF:FF. Naturalmente, a maioria dos quadros transmitidos em uma rede utilizam endereosunicast, uma vez que so destinados a apenas uma das mquinas da rede.8 Redes Sem FioArquitetura da 802.11

Os equipamentos interconectados utilizando 802.11 so organizados em um grupo que chamado deBasic Service Set(Conjunto de Servios Bsicos BSS). Um BSS pode ser organizado de dois modos. O modo mais popular chamado modo de infraestrutura, e usado para conectar clientes (comolaptops,tabletsesmartphones) a outra rede, como a uma intranet de uma empresa ou a Internet, por exemplo.

No modo de infraestrutura, cada cliente est associado aoAccess Point(Ponto de Acesso AP), que um equipamento que desempenha uma funo especial no controle das comunicaes. Normalmente, os AP utilizam antenas (omnidirecionais, que emitem e recebem sinal num raio de 360 graus) para tentar criar uma rea de cobertura circular. Quando o BSS formado apenas pelas mquinas dos usurios, que se comunicam diretamente umas com as outras, a rede dita operar em modoAd Hoc(Independent Basic Service Set IBSS). Nesse modo, no existe ponto de acesso. A funo do AP controlar toda a comunicao das estaes sem fio. Desse modo, sempre que uma estao quer transmitir, ela envia o quadro para o AP que, por sua vez o reencaminha para a estao de destino. Os AP tambm so encarregados de informar sobre a existncia da rede sem fio. Voc j observou que quando se liga um computador que possui conexo sem fio e se pede para ele as localize, aparece uma ou mais redes e que cada uma delas possui um nome que as identifica? Esse nome configurado pela pessoa que instala o AP e se chamaService Set Identifier(SSID).Em um ESS, o SSID s vezes tambm referido comoExtended Service Set Indentifier(ESSID), mas o chamaremos apenas de SSID. importante lembrar que em um ESS, todos os AP possuem o mesmo SSI9 Mquinas VirtuaisA forma mais comum de utilizar o esquema descrito utilizar umsoftwarede virtualizao sobre o qual os outros sistemas operacionais so executados. Nas mquinas de empresas, em que normalmente sero criadas vrias mquinas virtuais em um nico computador real, essesoftwarede virtualizao , ele prprio, um sistema operacional. AFigura 1ilustra este processo: o item (A) mostra a arquitetura do ambiente de mquinas virtuais e no item (B) so mostrados exemplos de programas utilizados, tanto para osoftwarede virtualizao (VMware) como nas mquinas virtuais (Linux e Windows). VMWare

Virtualbox

Xen10 - Arquitetura da internet

ProtocolosPara que duas mquinas possam se comunicar, alm do protocolo IP na camada de rede, elas precisam utilizar os mesmos protocolos nas camadas de transporte e aplicao (lembre-se de que a partir de agora estamos falando do modelo TCP/IP e no do modelo OSI, e por isso no citamos as camadas de sesso e apresentao). Entretanto, como durante uma transmisso essas camadas so utilizadas apenas na mquina do transmissor e do destino da mensagem, esses protocolos no precisam estar instalados em todos os equipamentos no caminho entre essas duas mquinas.

J falamos vrias vezes que a internet apenas uma grande rede formada pela interligao de diversas redes espalhadas por todo o mundo. Agora, voc pode acrescentar a essa definio o fato de que todas essas redes utilizam a pilha de protocolos TCP/IP. Portanto, todas as mquinas (e todos os roteadores) utilizam o protocolo IP na camada de rede.

BackbonesSuponha que voc o responsvel pela rea de informtica de uma empresa e o seu chefe lhe pede para conectar a rede da empresa internet. O que voc faria? O que significa, realmente, se conectar internet? Como a internet apenas um conjunto de diversas redes, se conectar a ela apenas se conectar a outra rede que j est conectada internet. Tecnicamente, isso praticamente a mesma coisa que conectar as redes da matriz e da filial de uma empresa, pois so utilizados os mesmos equipamentos, protocolos e tipos delink. A questo : Qual essa outra empresa qual eu devo me conectar e que j esteja interligada internet?

Podemos citar como alguns dos principaisbackbonesnacionais os seguintes:Rede Nacional de Pesquisa (RNP),EmbrateleOi/Telemar. Essesbackbonespossuem ligaes entre si, ou seja, as suas redes so interligadas em vrios pontos dentro do Brasil. Essas conexes so chamadas pontos de troca de trfego. Alm disso, essesbackbonesnacionais possuem ligaes combackbonesde outros pases, principalmente dos Estados Unidos e de pases da Europa.