Introdução
Conjunto de computadores autônomos interligados
Trazer informação à pessoa em lugar de levar a pessoa à
informação
Compartilhamento de recursos:
Servidores de disco
 Impressão
 CD-ROM e outros
Classificação:
Abrangência Geográfica
Topologia
Meio de Transmissão
Abrangência Geográfica
As redes de comunicação podem ser classificadas no
tocante à dimensão, distância e gênero das aplicações
compartilhadas nos sistemas em rede, podemos destacar as
principais classes existentes:
LAN (Local Area Network)
Classifica uma rede de pequeno porte, onde um grupo de
computadores e periféricos conectados por um meio de
transmissão, normalmente utilizados nesta classe, são o
cabo coaxial, cabo par-trançado ou fibra óptica.
- Limitada a edificações
- Alta velocidade (>10 Mbps)
- Interliga computadores
CAN (Campus Area Network)
Classificada por lembrar um “campus universitário”, é
basicamente composta por escritórios, fábricas e
armazéns numa mesma propriedade ou área geral.
Geralmente as conexões são realizadas por cabos de
fibra óptica externos ou subterrâneos.
- Interliga LANs
- Alta velocidade (> 10 Mbps)
WAN (Wide Area Network)
Definidas como uma rede remota, conecta usuários
distantes uns aos outros, atravessando limites geográficos
de Cidades e Países.
Geralmente os meios de comunicações utilizadas são as
LP’s (Linha Privada), canais de satélites etc.
- Interliga LANs e CANs
- Baixa velocidade (> 64 Kbps)
Man’s ( Metropolitan Area Network)
Trata-se de uma rede pública de alta velocidade operando a
100 Mbps dentro de uma Cidade, com transmissão de voz,
dados e imagem a grandes distância (quilômetros). As
Man’s são menores que as Wan’s porém maiores do que as
Lan’s. Os meios de comunicação geralmente utilizados nas
Man’s são LP’s (Linhas Privadas), Serviços de CATV ou
comunicação sem fio (Wireless).
Tipos de Redes
Do ponto de vista da maneira com que os dados de uma
rede são compartilhados, existem dois tipos básicos de
redes:
Ponto-a-ponto
- Utilizados em redes pequenas
Cliente/Servidor
- Utilizados tanto em redes pequenas quanto em
redes grandes
Obs.: Note que essa classificação independe da
estrutura física usada pela rede, mas sim da maneira
com que ela está configurada em software.
Ponto-a-Ponto
Esse é o tipo mais simples de rede que pode ser montada.
Praticamente, todos os sistemas operacionais já vêm com
suporte a rede ponto-a-ponto:
• Windows 3.11
• Windows 9x
• OS/2
• “DOS não tem suporte”
Os sistemas operacionais desenvolvidos para ambiente de
redes tais como:
• Windows NT/2000
• Unix
• Linux
Suportam redes do tipo ponto-a-ponto, além de serem
operacionais do tipo cliente/servidor.
Ponto-a-Ponto
Na rede ponto-a-ponto, os Host’s (micro) compartilham
dados e periféricos sem muita “burocracia”.
Qualquer host pode facilmente ler e escrever arquivos
armazenados em outros host’s da rede bem como usar
periféricos que estejam instalados em outros host’s.
Obviamente tudo isso depende da configuração, que é feita
em cada host individualmente. Ou seja, não há o papel de
um “SERVIDOR” como nas redes cliente/servidor:
qualquer um dos micros da rede pode ser um servidor de
dados e periféricos.
Ponto-a-Ponto (Resumo)
•
•
•
•
•
•
Usada em redes pequenas ( + ou - 10 host)
Baixo custo
Fácil implementação
Baixa segurança
Sistema simples de cabeamento
Todos os host precisam ser “completos”, isto é, funcionam
normalmente sem estarem conectados à rede
• Normalmente os micros estão instalados em um mesmo
ambiente ou escritório
• Não existe um administrador de redes, a rede é
administrada por cada usuário
• Não existe host “Servidores”, ora age como cliente,
acessando recursos localizados em outros micros da rede
Redes Cliente/Servidor
Se a rede que estiver sendo planejada for ter mais de 10
host’s instalados ou no caso de redes pequenas onde a
segurança for uma questão importante, então a escolha
natural é uma rede do tipo cliente/servidor.
O servidor nada mais é do que um host, um host dedicado
a uma única função, por exemplo: impressão, arquivos,
Internet e etc..
Entretanto, em redes (cliente/servidor) pequenas, onde o
desempenho não chega a ser um problema, pode ser que
você encontre servidores não-dedicados, isto é, host
servidores sendo usados também como estações de
trabalho ou então como servidores de mais de uma tarefa.
Redes Cliente/Servidor (Resumo)
• Usada normalmente em redes com mais de 10 host’s ou
•
•
•
•
•
•
•
redes pequenas que necessitem de um alto grau de
segurança
Custo maior que o de redes ponto-a-ponto
Maior desempenho do que redes ponto-a-ponto
Implementação necessita de especialistas
Alta segurança
A manutenção e configuração da rede é feita de maneira
centralizada, pelo administrador da rede
Existência de servidores, que são host’s ou equipamentos
capazes de oferecer recursos aos demais host’s da rede,
como impressão, armazenamentos arquivos e envio de
mensagens eletrônicas
Possibilidade de uso de aplicações cliente/servidor, como
um banco de dados
Classificação
• INTERNET: Rede Mundial de computadores
• INTRANET: Rede local que usa a mesma estrutura da
internet para o acesso de dados na rede
• EXTRANET: Uma intranet que permite acesso remoto,
isto é, que pessoas tenham acesso a ela através de um
modem
Topologias
Barramento
Uma topologia de barramento usa um único
segmento de backbone (comprimento do cabo) ao
qual todos os host’s se conectam diretamente.
Topologia Anel
Uma topologia em anel conecta um host ao próximo
e o último host ao primeiro. Isso cria um anel físico
do cabo.
Topologia Estrela
Uma topologia em estrela conecta todos os cabos ao
ponto central de concentração. Esse ponto é
normalmente um hub ou switch, que será descrito
mais adiante neste capítulo.
Topologia Estrela Estendida
Uma topologia em estrela estendida usa a topologia
em estrela para ser criada. Ela une as estrelas
individuais vinculando os hubs/switches. Isso, como
você aprenderá mais adiante neste capítulo,
estenderá o comprimento e o tamanho da rede.
Topologia Hierárquica (árvore)
• Uma topologia hierárquica é criada similar a uma
estrela estendida mas em vez de unir os hubs/
switches, o sistema é vinculado a um computador
que controla o tráfego na topologia.
• Possui o sinal trafegando numa única rota. A partir de
um nó derivam-se outros formando assim, sempre
uma divisão de rotas, sendo que o sinal deve passar
por vários nós até chegar ao seu destino.
Topologia Malha
Os equipamentos estão interligados de tal forma que os
cabos formam uma malha, desta forma, ao contrário da
topologia em árvore, apresentam alternativas de caminhos
para os sinais. Ocorre uma mistura de topologias
apresentadas anteriormente. Este tipo de ligação física é
resultante da necessidade de expansão ou mesmo da
interligação de duas ou mais redes.
Exemplo de Rede
• Uma topologia de rede é usada quando não pode haver nenhuma
interrupção nas comunicações, por exemplo, os sistemas de
controle de uma usina de energia nuclear. Como é possível ver na
figura, cada host tem suas próprias conexões a todos os outros
host’s.
Isso
também
reflete
o
projeto
da
Internet, que possui vários caminhos para qualquer lugar.
• A topologia lógica de uma rede é a forma como os host’s se
comunicam através dos meios. Os dois tipos mais comuns de
topologias lógicas são broadcast e passagem de token. A
topologia de broadcast simplesmente significa que cada host
envia seus dados a todos os outros hosts no meio da rede. As
estações não seguem nenhuma ordem para usar a rede, a
primeira a solicitar é a atendida. Essa é a maneira como a
Ethernet funciona e você aprenderá muito mais sobre isso mais
adiante no semestre.
• O segundo tipo é a passagem de token. A passagem de token
controla o acesso à rede passando um token eletrônico
seqüencialmente para cada host. Quando um host recebe o
token, significa que o host pode enviar dados na rede. Se o host
não tiver dados a serem enviados, ele vai passar o token ao
próximo host e o processo se repetirá.
Meio de Transmissão
• Cabo coaxial
• 1 meio (fio)
• Pouco utilizado atualmente
• Inseguro
• Velocidade limitada (10 Mbps)
• Uso em LANs
• Par Trançado
• 2 ou mais pares de fios
• Inicialmente desenvolvido para telefonia
• Classificado em categorias
• Alta velocidade (100 Mbps para cat 5e)
• Uso em LANs
Meio de Transmissão
Fibra Ótica
• Isolamento galvânico
• Altíssima velocidade (> 1Gbps)
• Uso em CANs e WANs
• Monomodo
• Laser
• Alcançe maior (~10 Km)
• Multimodo
• LED
• Alcançe menor (~ 2 Km)
Meio de Transmissão
• Ar
• Baixas velocidades (~ 1 Mbps)
• Não necessita instalação de meio físico
• Rádio
• Licença para utilização
• Espectro ocupado
• Interferências
• Luz
• Sem licença para utilização
• Limitado por paredes e seguro
• Laser ou infra-vermelho
Modo de Transmissão
• Paralela
• 1 fio por bit a ser transmitido
• Mais veloz
• Cabeamento mais volumoso e mais caro
• Ex: Interface Centronics
• Serial
• 1 fio
• 1 bit transmitido por vez
• Velocidade medida em bits por segundo (bps)
• Atinge altas velocidade (ATM: 622 Mbps)
• Ex: LANs
Conceitos de Equipamentos
• Cabos
• Hub’s
• Switches
• Placas de rede
Par Trançado
Par Trançado
• O cabo é composto de pares de fios trançados com a
finalidade de redução do ruído e de manter constantes as
propriedades elétricas no meio.
• São agrupadas em 4 pares de fios identificados com as
cores:
Azul, Azul-branco
Laranja, Laranja-branco
Verde, Verde-branco
Marrom, Marrom-branco
Par Trançado
Apresenta duas famílias: não blindado - UTP (Unshielded
Twisted Pairs) ou blindado - STP (Shielded Twisted Pairs)
- Os STP utilizam freqüência de aproximadamente 100
KHz, impedância característica de 150 ohms e podem alcançar
largura de banda de 300Mhz.
- Os UTP são divididos em 5 categorias:
Categoria 6 - será lançado
Categoria 5 - cabos de pares trançados com fios de bitola 22
ou 24 AWG para voz e dados até 100Mbps (banda de 100Mhz
de freqüência).
Categoria 4 - 22 ou 24 AWG, até 20Mbps.
Categoria 3 - 22 ou 24 AWG, até 16Mbps.
Categoria 2 - 22 ou 24 AWG, até 1Mbps.
Categoria 1 - 22 ou 24 AWG, para fios não trançados.
Conectores para Par Trançado
Para a utlização do cabo par trançado em Redes Locais, é
necessário o conector RJ 45 com as configurações de
pinagem mostrada abaixo:
Conector RJ-45
Macho
Conector RJ-45
Fêmea
Par 1: Pino 4: Azul
Pino 5: Azul/Branco
Par 2: Pino 3: Laranja/Branco
Pino 6: Laranja
Par 3: Pino 1: Verde/Branco
Pino 2: Verde
Par 4: Pino 7: Marron/Branco
Pino 8: Marrron
Código de cores da cabeação UTP 100 Ohms segundo o
padrão EIA/TIA 568A
EIA/TIA 568A
PINO
CORES
1
BRANCO-VERDE
2
VERDE
3
BRANCO-LARANJA
4
AZUL
5
BRANCO-AZUL
6
LARANJA
7
BRANCO-MARROM
8
MARROM
Padrão de Cores da Cabeação UTP 100W e Pinagem EIA/TIA 568A
Código de cores da cabeação UTP 100 Ohms segundo o
padrão EIA/TIA 568B
EIA/TIA 568B
PINO
CORES
1
BRANCO-LARANJA
2
LARANJA
3
BRANCO-VERDE
4
AZUL
5
BRANCO-AZUL
6
VERDE
7
BRANCO-MARROM
8
MARROM
Padrão de Cores da Cabeação UTP 100W e Pinagem EIA/TIA 568B
Hub’s
Os Hubs são basicamente os equipamentos
que permitem agrupamentos físicos de vários
outros equipamentos ligados em rede, em
barramento, através de cabos par trançado.
Desvantagem :
Em caso de falha do elemento central, toda a
rede deixa de funcionar; assim como no cabo
coaxial, temos uma alta taxa de colisão de
pacotes pois todos os equipamentos estarão
num mesmo meio físico, sendo que num
dado instante somente um poderá enviar ou
receber dados.
Interconexão de Hubs em um rede
em Barramento
Vantagem :
Em caso de falha de um cabo conectado a
um computador, somente essa unidade
deixará de comunicar-se com as demais.
Facilidade de ampliação da rede ou do
cabeamento.
- Possibilidade de monitoração centralizada de atividade e tráfego da rede
Switches
- Os Switches (chaveadores) são equipamentos que também agregam
outros que estão na rede, porém quando uma máquina envia seus dados
para outra máquina, primeiro ela analiza e depois as envia, fazendo
assim um chaveamento de dois em dois de forma a não influenciar a
transmissão/comunicação de dados entre outras estações. Atua
geralmente na camada 2.
Os equipamentos da Rede se comunicam dois a dois
Placas (rede)
Placas de Rede Ethernet
FUNÇÕES BÁSICAS :
- Preparar dados do
computador na Rede
- Enviar e receber dados
de outro computador
- Controlar o fluxo de
dados entre o comutador e
a mídia de comunicação
- Toda placa de rede possui um único endereço que a identifica na rede (MAC)
- Trabalha na velocidade de 10 ou 100Mbps ou 1Gbps (Gigabit Ethernet)