Tecnologia em Redes de Computadores
Tecnologia em Design Gráfico
Sistemas de Informação
Fundamentos de Redes
de Computadores
Professor: Jorge Musa
e-mail: [email protected]
Arquitetura de Redes
Topologias
“A topologia de uma rede refere-se a forma como
os enlaces físicos e os nós de interligação estão
organizados, determinando os caminhos físicos
existentes e utilizáveis entre quaisquer pares de
estações conectadas a rede.”
L.F.Soares – Redes de Computadores
No estudo das redes de comunicação de
dados, cabe uma distinção entre topologias
físicas e topologias lógicas.
Arquitetura de Redes
Topologias
A topologia física descreve a forma como
as estações estão fisicamente conectadas
na rede (anel, barra, estrela, etc).
Arquitetura de Redes
Topologias
A topologia lógica é aquela observada
sob o ponto de vista das interfaces de rede,
o que inclui o método de acesso;
A topologia lógica
descreve a forma
como os sinais
elétricos passam
entre as estações da
rede.
Arquitetura de Redes
Topologias
Os arranjos topológicos possíveis
depende do tipo de rede considerada (se
LAN, MAN ou WAN);
A topologia de uma rede, muitas vezes,
caracteriza o seu tipo, a sua eficiência e
sua velocidade;
Na definição da topologia, as ligações
físicas entre os nós podem ser de dois
tipos: ponto-a-ponto e multiponto.
Arquitetura de Redes
Topologias
Ligação Ponto-a-ponto:
Caracteriza-se pela presença de
apenas dois pontos de comunicação,
um em cada extremidade do enlace;
É muito utilizada em WANs e pode ser
usada para interligar LANs;
Uma outra utilização é em LANs com
topologia em anel e estrela.
Arquitetura de Redes
Topologias
Ligação Ponto-a-ponto:
Arquitetura de Redes
Topologias
Ligação Multiponto:
 É caracterizado pelo
compartilhamento do meio físico de
transmissão (segmento);
 O maior exemplo de utilização de
ligações multiponto são LANs
baseadas em barramento;
Nelas, a ligação das estações é feita
através de um cabo único.
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Topologias
Ligação Multiponto:
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Topologias
Formas de utilização do meio físico:
Simplex: transmissão em apenas
um dos sentidos;
Half-duplex: transmissão nos dois
sentidos, mas apenas um por vez
Full-duplex: transmissão simultânea
em ambos sentidos.
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Topologias
Topologias de WANs:
As principais topologias de redes
geograficamente distribuídas são:
Topologia totalmente ligada;
Topologia em anel;
Topologia parcialmente ligada.
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Topologias
Topologias de WANs:
Topologia totalmente ligada:
Todas as estações são interligadas, duas a
duas, através de um caminho físico
dedicado;
É uma topologia inviável economicamente,
principalmente em redes com um grande
número de estações fisicamente dispersas;
Os enlaces são full-duplex.
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Topologias de WANs:
Topologia totalmente ligada:
N(N-1)/2
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Topologias
Topologias de WANs:
Topologia em anel:
É o inverso de topologia anterior, em
termos de custo;
O anel apresenta uma orientação única,
isto é, os enlaces são simplex;
Apresenta vários fatores limitantes para
sua utilização prática:
Aumento do retardo de transmissão;
Inexistência de caminhos alternativos.
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Topologias
Topologias de WANs:
Topologia em anel:
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Topologias
Topologias de WANs:
Topologia parcialmente ligada:
Também conhecida como topologia em grafo
– nem todas as ligações entre pares de
estações estão presentes;
Existem caminhos alternativos, que podem ser
usados em caso de congestionamento ou de
falhas em determinadas rotas;
Mensagens enviadas para as estações sem
conexão direta, podem passar por vários nós
intermediários.
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Topologias de WANs:
Topologia parcialmente ligada:
Arquitetura de Redes
Topologias
Topologias de WANs:
Topologia parcialmente ligada:
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Nessas redes, meios de transmissão de
alta velocidade e baixa taxa de erros são
empregados para interligar as estações;
Isso faz com que topologia muitas vezes
inviáveis em WANs possam ser
utilizadas;
Topologias físicas mais empregadas:
Estrela;
Anel;
Barra.
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
No passado era a topologia padrão para a
conexão entre terminais e mainframes;
Cada estação individual é ligada a um nó
central, como hub ou switch,
Quando uma estação envia uma
mensagem para outra, a mensagem é
transmitida primeiramente para o nó central
e então para a estação de destino
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
Utiliza conexões ponto-a-ponto;
O nó central é o centro de controle da rede;
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
As redes em estrela podem ou não atuar por
difusão;
Nas redes por difusão, as informações
enviadas ao nó central são distribuídas para
todos as outras estações da rede;
Todas as estações recebem as informações,
mas apenas a estação endereçada irá
processa-las.
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
Mensagem por difusão:
– Estação 1 envia dados para estação 6
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
Nas redes que não operam por difusão, uma
estação pode se comunicar apenas com
outra estação de cada vez, sempre sob
controle do nó central;
O nó central estabelece uma conexão entre
as estações de origem e destino, que
existirá durante toda conversação;
Nenhuma outra conexão poderá ser
estabelecida com estas estações.
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
Confiabilidade:
Boa no cabeamento e nas estações;
Crítica no nó central;
Modularidade e desempenho:
Limitados pela capacidade do nó central.
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
Estação Inativa:
– Estação 1 envia dados para estação 6
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
Nó Central Inativo:
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Estrela:
O nó central pode realizar várias outras
funções importantes, além da tarefa de
interligar as estações:
Implementação de mecanismos de segurança;
Conversão de protocolos;
Operações de diagnóstico da rede;
Compatibilização de velocidades entre
transmissor e receptor;
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
É formada por um conjunto de enlaces
(links) ponto-a-ponto separados, em forma
de um anel;
Cada estação possui uma entrada e uma
conexão de saída, e está conectada a dois
links;
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
Na teoria, podem transmitir em ambas
direções;
Na prática, são unidirecionais:
Simplifica os repetidores e protocolos.
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
Atualmente a topologia em anel é mais usada
como backbone, conectando segmentos de
LANs.
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
O anél consiste de uma série de repetidores
conectados por um meio físico, sendo que
cada nó está ligado a um repetidor;
Falhas no repetidor pode causar parada
total do sistema;
Repetidor
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
Módos de operação do repetidor:
Escuta
Transmissão
Bypass
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
Modularidade:
Bastante elevada;
Repetidores regeneram os sinais;
Podem atingir grandes distâncias;
Confiabilidade:
Crítica nos repetidores e enlaces físicos;
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
Alternativas de Melhorias:
Concentradores (Hubs):
Concentra os repetidores do anel;
Isola falhas nos repetidores e enlaces físicos;
Adição de novas estações sem a parada do
anel;
Modularidade limitada a capacidade do
concentrador.
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
Alternativas de Melhorias:
Concentradores (Hubs):
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
Topologia Física Estrela:
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
 Passagem de Token:
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
 Transmissão de informações:
– Estação 5 envia dados para estação 1
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
Alternativas de Melhorias:
Anel de Concentradores:
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
Alternativas de Melhorias:
Duplo Anel:
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Anel:
Alternativas de Melhorias:
Múltiplos Anéis:
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Todas as estações se ligam ao mesmo meio
de transmissão;
Ao contrário das topologias Estrela e Anel,
que são configuradas ponto-a-ponto, a
topologia em barra apresenta uma
configuração multiponto;
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Estações escutam as transmissões de todas
as outras;
Permite mensagem de difusão
(broadcast/multicast);
Permite a configuração do modo promíscuo
ou espião;
 Controle de acesso descentralizado.
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Mensagem por difusão:
– Estação 6 envia dados para estação 2
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Colisão – Reflexão do sinal
– Estação 6 envia dados
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Uso do Terminador – Evita colisão
– Estação 6 envia dados para estação 2
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Ligação ao meio:
Transceptor (transceiver):
Deve alterar o mínimo possível as caracterísiticas
elétricas do meio de transmissão;
Localizado próximo aos meio de transmissão;
Está ligado ao meio através de um conector;
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Terminador:
Localizado nos extremos do meio de transmissão;
Evita reflexões do sinal.
10Base5
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
10Base2
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Modularidade:
Depende de diversos fatores:
Meio de transmissão;
Taxa de transmissão;
Quantidade de ligações ao meio.
Confiabilidade:
Crítica no meio físico.
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Estação Inativa
– Estação 6 envia dados para estação 2
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Rompimento do cabo - Colisão
– Estação 6 envia dados para estação 2
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Alternativas de melhora:
Concentradores (Hubs):
Implementa ou simula uma barra interna;
Facilita a localização e isolamento de falhas;
Adição de novas estações sem a parada da
rede;
Modularidade limitada a capacidade do
concentrador.
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Alternativas de melhora:
Concentradores (Hubs):
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Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Alternativas de melhora:
Inteconexão de Concentradores:
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Topologias
Topologias de LANs e MANs:
Topologia em Barra:
Alternativas de melhora:
Interconexão de Concentradores:
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