2ª Aula – 28/08/12 – Redes
de Computadores e Telecom
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Revisão - Exercícios
1- Qual foi a Tecnologia que permitiu a popularização das
redes locais? Porque?
2- Com que Banda a Tecnologia Ethernet começou?
Quantas estações poderia ser conectadas e a que distância?
3- Quais os cabos que a conexão Ethernet utilizava no início
(velocidades até 10Mbps)? E com o aumento de velocidade
para 100Mbps quais são os cabos utilizados?
4- Quais os cabos utilizados atualemnte na terceira geração
da Ethernet?
5- Quais as principais tecnologias de redes locais (LAN) que
foram criadas? Delas qual é a mais utilizada atualmente?
Porque?
6- Como podemos definir uma Rede?
7- O que é um PABX? Para que serve ?
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Evolução das Redes de Telefonia
- Até pouco tempo atrás, a Internet rodava em
sistemas telefônicos, mas agora, muitos
sistemas telefônicos estão rodando na
Internet
- Durante anos, as empresas transportavam
o tráfego de dados em rede de voz.
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- Durante meados dos anos 90, os avanços na
tecnologia tornaram possível o uso dos
recursos de rede existentes para reduzir ou
eliminar os custos de Telefonia. Muitas
empresas passaram a usar Voz sobre IP
(VoIP) para integrar a telefonia por
computador,
videoconferência
e
compartilhamento de documentos.
Transmitindo Dados Pela Rede de
Telefonia
-
Sistema
Telefônico
convencional,
é
utilizada
comunicação analógica. Também conhecido como Rede
Telefônica Pública Comutada.
-
Para transmitirmos dados através desta rede, há a
necessidade da utilização de um dispositivo chamado
modem.
-
Qual a função do modem?
-
4
Converter os sinais digitais dos computadores,
em analógicos, para poderem trafegar nas linhas
telefônicas (que são analógicas).
-
Uma vez que os dados chegam ao seu destino, o modem
remoto transforma os sinais analógicos em digitais
para que o computador possa entender.
-
As redes de dados são normalmente baseadas em uma
tecnologia denominada Comutação de Pacotes (Redes
de Serviço)¸ enquanto as redes de telefonia utilizam a
Comutação de Circuitos.
Redes Locais e de Longa Distância
- Para entendermos as tecnologias de rede,
primeiro é preciso compreender a terminologia
utilizada. As redes de computadores modernas
podem ser classificadas em uma de três categorias
gerais centradas na estratégia de configuração da
conexão e geográfica usada com os dispositivos
físicos:
- Rede Local (LAN) – Local Area
Network
- Redes de Longa Distância (WAN)
– Wide Area Network
- Rede Metropolitana (MAN) –
Metropolitan Area Network
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Rede Local (LAN)
- Uma LAN possui principalmente
seguintes características:
- O
equipamento
está
geograficamente próximo
as
localizado
- O equipamento é de propriedade e
gerenciado
pela
empresa
(sem
serviços alugados)
- O equipamento está conectado em
alta velocidade
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Questões
1- O que significa ter todo o equipamento localizado
próximo geograficamente?
-
Estar tudo em um único gabinete de fiação?
-
Estar localizado em um único pavimento de um prédio,
no prédio inteiro, ou pode estar em dois prédios
próximos um do outro?
2- O que significa que o equipamento seja totalmente
possuído e gerenciado pela empresa?
- Que switches, roteadores e hubs, fiação física,
servidores e estações de trabalho pertencem à empresa
e estão sob controle administrativo comum?
- Que as mesmas pessoas implementam , gerenciam e
mantém todo o equipamento em uma LAN?
3- O que significa que o equipamento
conectado em
alta velocidade?
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esteja
- Que a velocidade de conexão dos computadores é da
ordem de 1Gbps?
Exemplo de uma Rede LAN
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Redes de Longa Distância (WAN)
- Uma WAN possui principalmente
seguintes características:
O
equipamento
geograficamente
está
as
disperso
Os
serviços
de
conexão
e,
possivelmente o equipamento são alugados
de provedores de
telecomunicações,
como Operadoras de Telecomunicações
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- O equipamento roda em velocidades
muito mais lentas, em comparação com as
LAN’s
(dependem da velocidade dos links
fornecidos
pelas
Operadoras
de
Telecomunicações).
Características da WAN
Primeira Característica: Normalmente são utilizadas para
conectar várias redes locais de uma mesma empresa que possua
matriz e várias filiais dispersas geograficamente.
Segunda Característica: Temos algumas escolhas disponíveis
para conectar as redes locais da empresa citada acima.
Poderíamos, por exemplo, estender fios particulares entre a matriz
e cada filial desta empresa, mas isso seria inviável. Podemos
entretanto alugar equipamentos e infraestrutura de
transmissão já instalados entre a matriz e as filiais das
Operadoras de Telecomunicações que possuem redes
especificas para fazer a transmissão dos dados de um local para
outro e também equipamentos nas pontas (DCE’s) para alugar.
Terceira Característica:
As velocidades de transmissão
normalmente fornecidas pelas Operadoras de Telecomunicações
são normalmente bem mais lentas que as de uma LAN (variando
normalmente de 128Kbps até 2Mbps), podendo entretanto
atingir velocidades bem mais altas (em torno de Gbps), porém
10 quanto maior a velocidade maior é o valor a ser pago para as
Operadoras de Telecomunicações.
Exemplo deRede WAN
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Redes Metropolitanas (WAN)
- Uma rede metropolitana (Metropolitan
Area
Network
–
MAN)
combina
características de LAN’s e WAN’s.
- Uma MAN é limitada pela geografia a uma
única área metropolitana de uma cidade .
Áreas de Acesso e Transporte Locais
(Local Access, and Transport Areas –
LATA’s), normalmente são usadas para
definir os limites da MAN.
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- Devido ao crescimento das cidades, uma
área metropolitana agora pode atravessar
múltiplas LATA’s, de modo que sozinha
não é suficiente para definir uma MAN.
Exemplo de Rede MAN
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Definições Complementares
PAN - (Personal Area Network, ou rede pessoal). Uma
PAN é uma rede de computadores usada para comunicação
entre dispositivos de computador (incluindo telefones e
assistentes pessoais digitais) perto de uma pessoa.
VAN - (Vertical Area Network, ou rede de vertical).
Uma VAN é usualmente utilizada em redes prediais, vista a
necessidade de uma distribuição vertical dos pontos de
rede.
CAN - (Campus Area Network, ou rede campus). Uma
rede que abrange uma área mais ampla, onde pode-se
conter vários prédios dentro de um espaço continuos
ligados em rede.
SAN - (Storage Area Network, ou Rede de
armazenamento). Uma SAN serve de conexão de
dispositivos de armazenamento remoto de computador para
os servidores de forma a que os dispositivos aparecem
como locais ligados ao sistema operacional.
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Tipos de Rede
Redes Ponto-a-Ponto - A topologia mais simples é
representada por dois computadores conectados entre si,
utilizando um meio de transmissão qualquer, sendo
chamada então de ligação ponto-a-ponto.
Redes Multiponto - Nessa topologia, ou arquitetura de
rede, um ponto central pode estar enviando informações
para vários pontos da rede, utilizando um mesmo meio e
fazendo derivações ao longo do meio.
Este tipo de ligação pode existir numa arquitetura de redes
conectadas a grandes distâncias, as WANs (Wide Area
15 Network).
Topologia de Redes
• Topologia da Rede - É a forma com
que os cabos são conectados. Essa forma
influenciará
em
diversos
pontos
considerados críticos, como flexibilidade,
velocidade e segurança.
• Da mesma forma que não existe "o
melhor" computador, não existe "a
melhor" topologia. Tudo depende da
necessidade e aplicação. Por exemplo, a
topologia em estrela pode ser a melhor na
maioria das vezes, porém talvez não seja
a mais recomendada quando tivermos
uma pequena rede de apenas 3 micros.
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Topologia Linear (Barramento).
• Nesta Topologia todas as estações
compartilham um mesmo cabo.
• Essa topologia utiliza cabo coaxial.
• O tamanho máximo do trecho da
rede está limitado ao limite do cabo,
185 metros no caso do cabo coaxial
fino
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• Este limite pode ser aumentado
através de um periférico chamado
repetidor, que na verdade é um
amplificador de sinais.
Exemplo de Topologia Linear
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Características desta Topologia (1 de 2)
• As estações são ligadas diretamente à placa de rede, não
existindo o pequeno cabo presente na figura. Como todas as
estações compartilham um mesmo cabo, somente uma
transação pode ser efetuada por vez.
• Quando mais de uma estação tenta utilizar o cabo, há uma
colisão de dados. Quando isto ocorre, a placa de rede espera
um período aleatório de tempo até tentar transmitir o dado
novamente. Caso ocorra uma nova colisão a placa de rede
espera mais um pouco, até conseguir um espaço de tempo para
conseguir transmitir o seu pacote de dados para a estação
receptora. A consequência direta desse problema é a
velocidade de transmissão. Quanto mais estações forem
conectadas ao cabo, mais lenta será a rede, já que haverá um
maior número de colisões (lembre-se que sempre em que há
uma colisão o micro tem de esperar até conseguir que o cabo
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esteja livre para uso).
Características desta Topologia (2 de 2)
• Outro grande problema na utilização da topologia linear é a
instabilidade. Caso o cabo se desconecte e m algum ponto, a
rede para de funcionar. Como o cabo coaxial é muito sujeito a
mau contato, isso é um agravante.
• Na transmissão de um pacote de dados do servidor de arquivos
para uma determinada estação de trabalho, todas as estações
recebem esse pacote. No pacote, além dos dados, há um campo
de identificação de endereço, contendo o número de nó de
destino. Desta forma, somente a placa de rede da estação de
destino captura o pacote de dados do cabo, pois está a ela
endereçada.
• Para pequenas redes em escritórios ou mesmo em casa, a
topologia linear usando cabo coaxial está de bom tamanho.
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Topologia em Anel
Na topologia em anel, as estações de trabalho
formam um laço fechado, conforme ilustra a Figura 2.
O padrão mais conhecido de topologia em anel é o
Token Ring (IEEE 802.5) da IBM.
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No caso do Token Ring, um pacote (token) fica circulando
no anel, pegando dados das máquinas e distribuindo
para o destino. Somente um dado pode ser transmitido
por vez neste pacote.
Topologia em Estrela
Esta é a topologia mais recomendada atualmente.
Nela, todas as estações são conectadas a um
periférico concentrador (hub ou switch)
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Características da Topologia Estrela (1 de 2)
• Ao contrário da topologia linear (Barramento) onde
a rede inteira parava quando um trecho do cabo se
rompia, na topologia em estrela apenas a estação
conectada pelo cabo pára.
• Além disso temos a grande vantagem de podermos
aumentar o tamanho da rede sem a necessidade de
pará-la. Na topologia linear, quando queremos
aumentar o tamanho do cabo necessariamente
devemos parar a rede, já que este procedimento
envolve a remoção do terminador resistivo.
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Características da Topologia Estrela (2 de 2)
•
O funcionamento da topologia em estrela depende do periférico
concentrador utilizado, se for um hub ou um switch.
• Hub a topologia fisicamente será em estrela porém
logicamente ela continua sendo uma rede de topologia linear. O
hub é um periférico que repete para todas as suas portas os
pacotes que chegam, assim como ocorre na topologia linear. Em
outras palavras, se a estação 1 enviar um pacote de dados para a
estação 2, todas as demais estações recebem esse mesmo pacote.
Portanto, continua havendo problemas de colisão e disputa para
ver qual estação utilizará o meio físico.
• Switch - a rede será tanto fisicamente quanto logicamente em
estrela. Este periférico tem a capacidade de analisar o cabeçalho
de endereçamento dos pacotes de dados, enviando os dados
diretamente ao destino, sem replicá-lo desnecessariamente para
todas as suas portas. Desta forma, se a estação 1 enviar um
pacote de dados para a estação 2, somente esta recebe o pacote
de dados. Isso faz com que a rede torne-se mais segura e muito
mais rápida, pois praticamente elimina problemas de colisão.
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• Além disso, duas
simultaneamente,
diferentes, o que
linear ou topologia
ou mais transmissões podem ser efetuadas
desde que tenham origem e destinos
não é possível quando utilizamos topologia
em estrela com hub.
Características da Topologia Estrela (2 de 2)
•
O funcionamento da topologia em estrela depende do periférico
concentrador utilizado, se for um hub ou um switch.
• Hub a topologia fisicamente será em estrela porém
logicamente ela continua sendo uma rede de topologia linear. O
hub é um periférico que repete para todas as suas portas os
pacotes que chegam, assim como ocorre na topologia linear. Em
outras palavras, se a estação 1 enviar um pacote de dados para a
estação 2, todas as demais estações recebem esse mesmo pacote.
Portanto, continua havendo problemas de colisão e disputa para
ver qual estação utilizará o meio físico.
• Switch - a rede será tanto fisicamente quanto logicamente em
estrela. Este periférico tem a capacidade de analisar o cabeçalho
de endereçamento dos pacotes de dados, enviando os dados
diretamente ao destino, sem replicá-lo desnecessariamente para
todas as suas portas. Desta forma, se a estação 1 enviar um
pacote de dados para a estação 2, somente esta recebe o pacote
de dados. Isso faz com que a rede torne-se mais segura e muito
mais rápida, pois praticamente elimina problemas de colisão.
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• Além disso, duas
simultaneamente,
diferentes, o que
linear ou topologia
ou mais transmissões podem ser efetuadas
desde que tenham origem e destinos
não é possível quando utilizamos topologia
em estrela com hub.