Introdução
Tecnologias de
LAN e topologias
de rede
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Introdução

A maioria das redes de computadores são locais.

E são projetadas para compartilhar um meio comum de
comunicação de dados.
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Introdução

Comunicação direta: ponto a ponto:
–
Também conhecido como rede de malha (mesh network).
–
Tem três propriedades interessantes:
 Pode usar hardware diferentes para cada transmissão;
 Tem acesso exclusivo sobre o canal;
 Apresentam um modo seguro para transf. de dados.
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Rede ponto a ponto

Conexões independentes ponto a ponto:
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Rede ponto a ponto

Desvantagem:
–
O número de conexões ou pares de fios, cresce
exponencialmente:
 Conexões diretas necessárias = (N2-N)/2, onde N é o n. De
computadores.
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Padrões

No final dos anos 60 e início dos anos 70, foram
inventadas as chamadas rede locais para substituir as
caras redes ponto a ponto.

Essa tecnologia permitia que diversos computadores
compartilhassem um meio de comunicação para
conexões locais.

Se tornou uma tecnologia popular: baixo custo.
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Padronização

A tecnologia das LANs só foi possível se desenvolver
graças aos princípios de referência apresentada abaixo:
–
–
O princípio da localidade temporal de referência - diz que um
computador tenderá a se comunicar com o mesmo conjunto de
computadores;
O princípio da localidade física de referência - diz que os
computadores próximos tendem a se comunicar mais uns com os
outros.
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Topologias de LAN

As LANs utilizam diferentes tecnologias e elas
são classificadas em termos de topologias.

Existem três grandes categorias ou topologias
utilizadas na tecnologia LAN:



Estrela;
Anel;
Barramento.
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Topologias de uma LAN

Topologia de estrela.
–
Todos os computadores se prendem a um computador central.
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Topologias de uma LAN

Topologia em anel
–
–
São projetados para formar um loop fechado;
Um cabo conecta a um computador ao outro, depois outro cabo
conecta o último computador ao computador seguinte.
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Topologias de uma LAN



Consiste em um único cabo longo ao qual os computadores se
acoplam.
Qualquer computador pode se comunicar com qualquer outro
computador.
É necessário uma coordenação.
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Topologias de uma LAN

Cada topologia tem vantagens e desvantagens:



As topologias em anel têm a facilidade para coordenarem o
acesso, porém um cabo cortado derrubaria toda a rede;
Uma topologia baseada em estrela não tem a fragilidade de
um cabo cortado;
A topologia em barramento têm a mesma desvantagem de
uma rede em anel, porém exige menos fios que uma estrela.
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Exemplo de rede de Barramento

O padrão Ethernet foi inventado pela corporação Xerox
no início dos anos 70. Com apoio da Digital Equipament
e da Intel, formaram um padrão chamado DIX Ethernet.

A IEEE controla os padrões Ethernet.
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Padrões Ethernet

Versões atuais operam em três diferentes
larguras de banda:
–
–
–
10mbit/s (padrão original);
100mbit/s (Fast Ethernet);
1gbits/s (Gigabit Ethernet).
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Exemplo de rede de Barramento

Funcionamento:
–
–
O acesso é compartilhado, mas apenas um computador pode
transmitir em um dado instante no meio, enquanto que os demais
computadores deverão a vez para ter acesso;
Nesta topologia, múltiplos computadores podem estar conectados ao
barramento.
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O uso da técnica CSMA

Detecção de portadora em redes de acesso múltiplo.
O CSMA - Carry Sense on Multi-Access Networks - é o mecanismo usado para
coordenar a transmissão numa rede Ethernet.
O padrão Ethernet não tem uma central capaz de coordenar os acessos de cada
computador no meio.
Ao invés disso, cada computador participa de um esquema chamado CSMA para
ter o acesso no meio. A idéia é simples. Antes de falar, cada computador
verifica se já existe algum sinal no cabo (meio), se houver, significa que o meio
está em uso e portanto ele deve aguardar.
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CSMA/CD

A técnica CSMA apenas detecta se o meio já está em
uso, e evita que se interrompa uma comunicação em
andamento por outro computador.

O que ocorre se dois computadores decidem transmitir
no mesmo instante?
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CSMA/CD



O padrão Ethernet especifica também uma técnica para
detectar colisões - (collision detection - CD).
Colisões são na verdade interferências que ocorrem
quando dois computadores estão transmitindo ao mesmo
tempo.
A técnica CSMA/CD também permite recuperar a
transmissão de dados.
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CSMA/CD



Na ocorrência de uma interferência, cada computador aguarda até
que o meio fique silencioso para iniciar novamente a transmissão.
Cada computador espera um intervalo de tempo aleatório entre 0 e
D para iniciar.
Se as colisões continuarem, o intervalo de tempo aumentará na
proporção exponencial binário. Ex: 2D,4D,8D...
Está técnica de atraso é também chamada de Backoff.
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LANs sem fio



As LANs (Ethernet) sem fios utilizam uma técnica
variante chamada CSMA/CA.
Operam em 900mhz com taxa de transmissão de 2mbs.
O funcionamento é diferente porque:
–
–
Um computador não pode presumir que uma ausência de sinal
signifique que o canal está livre;
O sinal é de baixa potência e pode sofrer bloqueio de sinal.
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Colisão em redes sem fio

Computador 1 pode enviar um pacote para o computador 2, mas o
computador 3 não pode ouvir e portanto poderia tentar enviar algo
para o computador 2 também.
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CSMA/CA

As LANs sem fio utilizam um esquema diferentes chamado
CSMA/CA - Carry Senser Multiple Access with Collision Avoidance.
–
–
Consiste em transmitir um pequeno pacote de controle ao
receptor. Sua confirmação assegura que o transmissor poderá
transmitir para o outro computador;
Mesmo que dois computadores comecem a transmitir, cada um,
um pacote de controle simultaneamente, o CSMA/CA permitirá
que o receptor detecte os sinais como uma interferência ou
colisão, nesse caso, ambos os transmissores ficarão sem
resposta e aguardarão um tempo aleatório antes de tentar iniciar
novamente suas transmissões.
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Exemplo rede em anel

O modelo IBM Token Ring:
–
–
–
Cada computador tem um cabo que interliga ao outro computador. As conexões
formam um circulo fechado;
Tem um esquema especial de coordenação chamado token para dar acesso ao meio;
Somente um computador por vez te acesso ao meio, mas de forma justa.
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Exemplo rede em anel

O token é um padrão diferentes de bits que o hardware
gera automaticamente e passa de computador para outro
computador de forma única;

Um computador só tem direito de transmitir dados
quando tiver o token;

Os erros podem ser verificados pela comparação dos bits
recebidos e transmitidos no anel.
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Exemplo de redes em anel

Anel FDDI.
–
–
Utiliza dois cabos de
fibra de vidros;
Tem redundâncias as
falhas.
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Exemplo de redes em estrela


Inventadas pelas companias telefonicas, as redes ATMs permitem
altas taxas de transmissão de dados.
O elemento principal desta tecnologia é o switch ATM que permite
interconectar diversos computadores.
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Exemplo de redes em estrela


Uma conexão com um computador consistem em um par de fios de
fibra de vidro.
Atingem velocidades de pelo menos 155 Mbps.
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