Introducao As Redes

Concorrência e Conectividade

Introdução às Redes

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Comunicação Comunicação é uma necessidade humana

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Sinais de fumaça Cartas Telégrafo (século XIX) - Código Morse Redes Telefônicas Redes de Distribuição: TV, Rádio, TV a cabo

As redes de computadores surgiram da necessidade de comunicação, utilizando computadores

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Introdução a Redes de Computadores Redes de computadores: conjunto de dispositivos que trocam informações entre si Por que é importante?

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Trocar grande quantidade de informações Compartilhar recursos para reduzir custos

Introdução a Redes de Computadores Aplicações das redes

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Compartilhamento de recursos: impressora, arquivos Troca de mensagens: emails, chat Navegação Web Comunicações multimídia: vídeo e audioconferência Democratização da informação

Introdução a Redes de Computadores Elementos das redes de computadores

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Dispositivos comunicantes Meio físico de conexão     

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Protocolos de comunicação 

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Fibra ótica Cabo metálico par-trançado Cabo metálico coaxial Infravermelho Radio freqüência Proprietários e abertos

Dispositivos (nós) de rede Estações ou hosts

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Origem e destinos das comunicações

Repetidor

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Regenera o sinal recebido pelo meio físico Pode também replicar o sinal recebido em várias linhas de comunicação - Hub

Comutador

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Regenera o sinal recebido Escolhe uma linha de comunicação para encaminhar a informação recebida dependendo do seu destino - Switch

Dispositivos (nós) de rede Roteador

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Regenera o sinal e encaminha as informações para outra rede

Meios físicos Os nós da rede são conectados por um ou mais links Um link é formado por um ou mais meios físicos e por uma lógica de comunicação

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Links também podem ser chamados de enlaces

Links

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Meios físicos Além de cabos e antenas, fazem parte do meio físico:

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Conectores Modens Patch panels etc

Protocolos de comunicação

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Toda forma de comunicação envolve algum tipo de regra 

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Duas pessoas não falam ao mesmo tempo, por exemplo

Em redes de computadores, as regras de comunicação são conhecidas como protocolos

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Protocolos de comunicação

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Funções de protocolos  

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Endereçar dispositivos Formatar as informações a serem transmitidas

Como a comunicação em redes é um processo complexo, diversos protocolos com funcionalidades específicas são utilizados

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Protocolos de comunicação

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Há diferentes protocolos para diversas funcionalidades:  

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IP: roteamento de pacotes entre redes heterogêneas TCP: transmissão de informações de forma fim-a-fim HTTP: protocolo de transferência de conteúdo hypermedia SMTP: transferência de mensagens de e-mail

Protocolos de comunicação

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Apesar da utilização de protocolos, toda a comunicação termina no nível físico 

A informação é enviada de acordo com o meio físico empregado 

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Pulsos elétricos Ondas eletromagnéticas Sinais luminosos

Atraso (latência)

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Tempo decorrido entre o envio de uma informação pela rede e a sua chegada em seu destino Atraso mínimo: decorrente do atraso físico de transmissão Atraso variável: resultado do atraso imposto por dispositivos de rede

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Banda de transmissão

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Quantidade de informação que pode ser transmitida em um link por unidade de tempo Comumente medida em bits/segundo

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Internet 

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Internet: interconexão de redes públicas e privadas, de estrutura heterogênea, tanto em termos de tecnologia quanto em termos de usuários Gerenciada por diversos orgãos

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Concorrência e Conectividade

Princípios físicos de comunicação

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Transmissão de sinal 

Pode utilizar os seguintes meios:  

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Cada sinal possui características próprias (variam com o tempo)  

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Ar Fios metálicos Fibra de vidro ou plástico Amplitude Freqüência

A variação dessas características refletem na codificação da informação transmitida.

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Alguns problemas de transmissão  

Atenuação: queda de potencia do sinal em função da distância e do meio físico Ruidos

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Meios físicos 

Cada meio tem características próprias   

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Banda passante Pode ser ponto a ponto ou ponto multiponto Limitação geográfica, devido a atenuação Imunidade a ruído Custo Disponibilidade de componentes Confiabilidade

Meios físicos 

Meios mais comuns:   

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Cabo coaxial (em desuso) Cabo de par trançado Fibra ótica Radiodifusão

Outras formas possíveis 

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Infravermelho Enlaces de satélite

Cabo coaxial   

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Constituído de um condutor central (fio de cobre) envolvido por um material isolante, que é protegido por uma malha de metal. Tem melhor blindagem que os pares trançados, podendo se estender por distâncias mais longas. A taxa de transmissão é mais baixa que no cabo par trançado. Usados em Redes de computadores com menos freqüência e mais utilizados por TVs a cabo e redes telefônicas. Podemos destacar dois tipos de cabo coaxial: Fino e grosso.

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Cabo coaxial   

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Permite construir topologias em barramento Thick Cable ( grosso ) – Conhecido como RG 8, Pode estender-se até por 500 metros em perda de sinal ( atenuação). Thin Cable (fino) – Conhecido como RG 58 e pode estender-se a 185 metros.

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Cabo coaxial 

CONECTORES BNC, TBNC

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Cabo par trançado    

Possui um ou mais pares de fios de cobre encapados e organizados de forma helicoidal (trançados). Usado em redes de computadores e redes telefônicas. Distância máxima recomendada de 100 metros. Usados em redes LAN.

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Cabo par trançado  

Os fios estão trançados para diminuir a interferência eletromagnética entre eles Esses cabos podem ser: 

Blindados: STP – Shielded Twisted Pair 

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Não blindados: UTP – Unshielded Twisted Pair 

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Excelente para redes industriais Mais baratos e mais usados

Cabo par trançado 

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UTP (UNSHIELDED TWISTED-PAIR) Cabo de par trançado “não blindado”. É um cabo mais barato e de material flexível.

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Cabo par trançado 

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STP (SHIELDED TWISTED-PAIR) Cabo de par trançado“blindado”. Possui uma “blindagem”, uma proteção metálica. A “blindagem” protege contra interferências eletromagnéticas. Mais caros e menos flexíveis.

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Cabo par trançado 

Categoria dos cabos

Categoria 5e é muito comum 29

Conectores RJ45 e RJ11 

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São conectores usados nas pontas de cabos par trançado. RJ45 – Conector com 8 pinos e utilizados com freqüência em cabos de categoria 5. RJ11 – Conector com 4 pinos e utilizados com freqüência em cabos de categoria 1 (telefonia).

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Cabo direto x cabo cruzado 

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Cabo Direto (Straight) – Os pinos dos conectores nas duas extremidades estarão na mesma direção, a montagem das duas pontas são idênticas. Cabo Cruzado (Cross-over) – É invertido alguns pinos dos conectores , fazendo com que a montagem das duas pontas sejam diferentes.

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Cabo direto 

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Geralmente usados para interligar componentes diferentes. Exemplo: Um computador a um HUB (Distribuidor de Sinais em uma rede). Obs.: Não pode ser utilizado para ligar dois computadores diretos, pois os dois utilizam a mesma arquitetura de placa de redes.

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Cabo cruzado 

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Geralmente usados para interligar componentes iguais. Exemplo: Um computador a um computador.

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Fibra ótica    

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São semelhantes aos cabos coaxiais em sua estrutura, mas com grandes mudanças. Núcleo de vidro, com uma proteção de plástico fino. Os sinais são transmitidos por pulsos luminosos (feixes de luz) disparados por um LED (laser). Não é utilizado sinais elétricos como os cabos estudados anteriormente. Imune a interferências eletromagnéticas. Atualmente sua velocidade é cerca de 10Gbps.

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Rádiodifusão  

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Pode ser ponto a ponto ou ponto multiponto Bom para lugares onde não é viável ou possível a instalação de cabos Bom também para aplicações bélicas Hoje em dia, a necessidade de mobilidade tem incentivado o uso de tecnologias de comunicação por rádio freqüência

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Infravermelho    

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Transmissão ótica sem fio Utiliza feixes de luz muito concentrados Emissor e receptor devem estar bem alinhados Obstáculos interrompem a comunicação Comum em dispositivos móveis, está deixando de ser utilizado

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Topologias de Redes  

As topologias indicam a forma de operação da rede e sua organização física Cada topologia de rede possui características peculiares

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Topologias de Redes  

Podemos definir “Topologia” como sendo projetos para implementação de redes locais. São esquemas de funcionamento, tanto da parte física (cabos, placas e outros) como lógica (programas).

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Topologias de Redes

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Topologias de Redes - barramento    

Todos computadores interligados a um condutor central compartilhado. Funciona por difusão (broadcasting - broadcast) Hoje não é a mais comum, utilizavam cabos coaxiais. Mesmo que um computador pare de funcionar a rede não para.

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Topologias de Redes - anel 

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Na topologia Anel todos os computadores são ligados entre si, formando uma espécie de círculo fechado. Todos os computadores recebem os dados (copiam) e retransmitem até que chegue novamente ao transmissor. Se um computador parar de funcionar influencia toda a rede.

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Topologias de Redes - estrela 

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Na topologia Estrela, os computadores são ligados a um centralizador de cabos (Hub, Switch). Neste tipo de topologia, há possibilidades de mais de um computador transmitir dados ao mesmo tempo. Admite trabalhar como difusão também, vai depender do equipamento centralizador. Todas as informações passam pelo nó central. Mesmo que um computador pare de funcionar a rede não para.

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Hubs e Switch 

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Equipamentos que servem para interconectar computadores, servindo como nó central de uma rede estrela. A extremidade de um cabo de rede vai plugado no computador (placa de rede) e a outra extremidade no Hub ou Switch.

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Hub 

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Entendem apenas pulsos elétricos. Transmite os sinais através de broadcast, ou seja, se um computador “A” envia um sinal a um computador “B”, este sinal será enviado par todos os computadores desta rede, onde a placa de rede irá analisar o “quadro” e visualizar o endereço de destino, para saber se fica com o sinal ou o descarta.

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Switch 

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Sabem ler “quadros”. Envia a informação para o computador destino diretamente, sem executar broadcast.

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Hubs interligados   

Recurso para reunir vários HUBs, para aumentar a capacidade de computadores em uma rede. Deve se interligar um HUB no outro. Pode ser feito de duas formas: com cabo cruzado, utilizando as portas normais, ou cabo normal utilizando a porta UpLink.

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Dimensões de rede 

Diferentes classificações para as redes •

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PAN – Personal Area Network LAN – Local Area Network MAN – Metropolitan Area Network WAN – Wide Area Network

Um “W” extra na frente da sigla indica wireless (sem fio)

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