Gestão de Redes e Sistemas Distribuídos
Teresa Maria Vazão
Julho 2005
Conceitos fundamentais
Evolução das Redes (parte 1)
IST/INESC-ID
Contactos: IST/Tagus-Park
Email: teresa.vazao@tagus.ist.utl.pt
Tel: 214233242
Sumário
 Módulo I: Conceitos fundamentais
• Evolução das redes
• Tipos de Redes
• Sistemas de Cablagem
• Panorâmica geral de evolução das Redes Locais
• Ethernet
• Modelos de estruturação da gestão
• Arquitectura genérica dum Sistema de Gestão
• Gestão de infra-estruturas de comunicação
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Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos
TMV - 2005
Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos
Evolução das redes – tipos de Redes
Estruturação
LAN
LAN
WAN
MAN
MAN
LAN
LAN
Redes
Redes
de Área
de Área
Alargada Metropolitana
Redes
de Área
Local
Redes
de Área
Pessoal
Redes dispersas
num país,
continente, etc...
Interligação de
LANs situadas em
diversos pontos
duma cidade
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Interligação de
equipamentos num
edíficio ou conjunto
de edifícios próximos
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Interligação de
equipamentos no, ou
perto do, corpo
humano
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Evolução das redes – sistemas de cablagem
Cabos simples
• Dois ou mais condutores de cobre envolvidos por material isolante.
• Diafonia - Acoplamento capacitivo entre os condutores paralelos.
• Limita a capacidade de transmissão
• Limita a distância.
• Utilização:
•Ligação entre equipamentos, com distâncias curtas e débitos reduzidos (centenas
de Kb/s)
Sinal eléctrico
Terra de sinal (referência
eléctrica comum)
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Evolução das redes – sistemas de cablagem
Cabos de par entrançado
• Pares de cobre, com isolamento individual, são enrolados em torno de si próprios.
• Redução da Interferência Electromagnética (EMI)
• As interferências afectam de igual forma os dois pares de cabos, dada a sua
proximidade.
• Redução do Nível de Radiação Electromagnética (EMR
• Os sinais variam em direcções opostas (em termos magnéticos e espaciais), pelo que a
radiação emitida por cada condutor é anulada pela do outro.
• Blindagem:
• A redução de EMI e EMR pode ser reforçada utilizando blindagem individual em cada
par, ou no conjunto dos dois.
• Utilização:
• Redes de voz nos edifícios e nos acessos de assinante das redes dos operadores
telefónicos, sistemas de cablagem para transmissão de dados nos edifícios.
UTP
Cabos sem blindagem
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S/UTP
Cabos com
blindagem colectiva
Evolução das redes – sistemas de cablagem
Cabo coaxial
•Condutor metálico instalado de forma concêntrica, relativamente a uma blindagem
exterior envolvente, de malha metálica; separados por material isolante.
• Forma permite
• Limitação das perdas existentes, mesmo com frequências elevadas
• Utilização:
. Redes de distribuição de TV, redes de operadores telefónico (até alguns Kms), redes
locais (a 10Mb/s até centenas de metros).
Blindagem
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Evolução das redes – sistemas de cablagem
Fibra óptica
• Transporte de informação através da codificação dum feixe de luz, ao invés dum
sinal eléctrico.
• Capacidade de transmissão muito superior à dos meios e transmissão eléctricos.
• Composição:
• Núcleo central em vidro de sílicio.
• Rodeado duma baínha, também de silício, mas com índice de refracção inferior ao do
núcleo.
• Exterior da baínha é envolvido por um revestimento protector.
•Utilização:
•Ambientes sujeitos a fortes campos electromagnéticos, ambientes que tenham de ser
mais seguros.
Baínha
Revestimento
primário
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Núcleo
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Evolução das redes – sistemas de cablagem
Classes e distâncias suportadas pelos cabos
Classe
Cat3
Cat4
Cat5
Cat5e
Cat6
Cat7
A
2 Km
3 Km
3 Km
3 Km
3 Km
3 Km
B
500 m
600 m
700 m
700 m
n.d.
n.d.
C
100 m
150 m
160 m
160 m
n.d.
n.d.
100 m
100 m
n.d.
n.d.
100 m
n.d.
D
E
F
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100 m
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Evolução das redes – sistemas de cablagem
Tipos de fibras
• Fibra multimodo
• Dimensão do núcleo = 50 / 60.5 µm; diâmetro exterior da baínha = 125 µm.
• Dispersão modal: a relação entre a dimensão do núcleo e o c.d.o provoca a dispersão
do sinal injectado em múltiplos feixes.
• Estes chegam ao receptor em diferentes instantes, causando dispersão temporal e
reduzindo o débito máximo suportado.
•Utilização
• Facilitam o processo de ligação entre equipamentos, sendo utilizadas para débitos
e distâncias inferiores.
•Fibra monomodo
• Dimensão do núcleo = 3 / 10 µm; diâmetro exterior da baínha = 125 µm.
• A reduzida dimensão do núcleo faz com que a transmissão não seja (praticamente)
afectada pela dispersão modal.
• Utilização
• Débitos elevados, coberturas de muito grandes distâncias (intercontinentais
requerem elementos activos para regeneração e amplificação do sinal)
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Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos
Evolução das redes – panorâmica de evolução
Redes Locais
 Normas para redes locais especificam camadas Físicas e Lógicas e definem
mecanismos de acesso ao meio.
 Ethernet
• Normalizada pelo IEEE em 802.3 (anos 80)
• Acesso ao meio pelo mecanismo CMSA/CD (Carrier Sense Multiple
Access/Colision Detection), com backoff exponencial.
• De 10Mb/s até 1Gb/s, nas versões mais recentes
 Token RING
• Normalizada pela IBM
• Acesso ao meio por passagem de testemunho (token) no anel.
• 16 Mb/s
 Token Bus
•
•
Normalizado pela General Motors para uso em ambientes industriais.
Acesso ao meio por passagem de testemunho (token), com topologia em
barramento.
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Evolução das redes – panorâmica de evolução
Redes Locais
Tecnologia
Complexidade Fiabilidade Justiça
Divulgação
Evolução
Ethernet
Baixa
Elevada
Média
Muito elevada
Permamente
Token Ring Elevada
Baixa
Elevada
Reduzida
Muito reduzida
Token Bus
Elevada
Elevada
Muito reduzida
Muito reduzida
Elevada
Estima-se que 95% do tráfego da Internet se inicie ou
termine num adaptador Ethernet. Dispositivos sem fios
podem aumentar ainda mais esta percentagem”
http://www.intel.com/technology/comms/cn10022.htm
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Evolução das redes – Ethernet
Ethernet - tipos
•Ethernet
• Débito de 10Mb/s
• Cabo coaxial, par-entrançado ou fibra.
• Solução partilhada e comutada (dependendo do meio físico).
• Comunicação Half-Duplex
•Fast Ethernet
• Débito de 100 Mb/s
• Par-entrançado (Cat5) UTP ou STP, ou fibra.
• Possibilidade de suporte de comunicação Full-Duplex
•Gigabit Ethernet
• Débito de 1 Gb/s
• Par-entrançado (Cat5e) ou fibra.
• Suporte de comunicação Half-Duplex ou Full-Duplex
• Solução partilhada
•Limitação associada à atenuação do sinal e atraso de propagação
•Solução comutada
• Limitação associada à atenuação do sinal
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Evolução das redes – Ethernet
10 Mb/s Ethernet – cablagem
x Base y
Tipo de meio físico
Transmissão em banda de base
Débito
Débito/Custo
Nome
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Tipo de cabo
Max
Nós por
Segmento segmento
10Base2
Cabo coaxial fino
200m
30
10Base5
Cabo coaxial grosso
500m
100
10BaseT
UTP/STP
100m
1024
10BaseF
Fibra óptica
2000m
1024
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Evolução das redes – Ethernet
10 Mb/s Ethernet – topologias
Ethernet 10Base2
 Topologia em barramento
Posto de trabalho
 Cabo coaxial
Posto de trabalho
Ethernet
Meio partilhado
 Conectores BNC
Printer
Servidor
Comutador
Ethernet 10BaseT
CISCO S YSTEMS
 Topologia em árvore
Hub
Meio partilhado
Impressora
Posto de Trabalho
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Posto de Trabalho
Servidor
 Par entrançado (UTP, S/UTP ou STP)
 Conectores ISO 8877 de baixo custo
e elevada fiabilidade
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Evolução das redes – Ethernet
10 Mb/s Ethernet – avaliação
Vantagens
Desvantagens
Infra-estrutura barata
Infra-estrutura pode-se tornar cara
Reduzido preço do cabo Débito baixo (para as necessidade de hoje)
Fácil de montar
Maior nº de colisões com alto volume de tráfego
Fácil de expandir
Eficiência reduzida com alto volume de tráfego
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Evolução das redes – Ethernet
WiFi - tipos
• WLAN
• Solução normalizada pelo IEEE em 802.11
• Débito de 11Mb/s e 54Mb/S
• Características semelhantes às das redes 802.3
• Operações internas
• Formato das tramas
• Controlo de acesso ao meio
• Meio físico partilhado
• Confirmação do nível físico (por causa dos erros do meio)
• Transmissão inicial a 1Mb/s no nível MAC (/para garantir que todas as estações
conseguem receber)
• Débito útil muito inferior ao referido na norma.
• Comunicação
•Modo estruturado versus modo ad-hoc
• Point Coordination Function (PCF): Polling realizado pelo AP
• Distributed Coordination Function (DCF): semelhante à Ethernet
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Evolução das redes – Ethernet
Modo estruturado WiFi – topologias
 Terminais móveis com
interfaces 802.11
Router
Switch
Pontos de Acesso fazem a
ligação à rede infra-estrurada.
Topologia em árvore
AP
AP
Laptop computer
Laptop computer
Laptop computer
Laptop computer
Modo ad-hoc
Laptop computer
Laptop computer
 Nós com interfaces 802.11
 Nós são simultâneamente terminais
móveis e encaminhadores.
Laptop computer
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 Topologia variável, de elevado
dinamismo.
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Resumo da aula
• Tecnologias de rede
 Tipos de rede
 Cablagem
 Evolução das Redes Locais
 Tecnologia Ethernet
 Outras...
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