Redes-Aula 02-Luiz Fernando

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Redes-Aula 02-Luiz Fernando
Redes de
computadores
Eletrônica IV – Redes de Computadores – Aula 02
Prof. Luiz Fernando Laguardia Campos
3°Modulo
“Feliz aquele que transfere o que sabe e aprende o que ensina”
Cora Coralina
Estrutura - Backbone
São as espinhas dorsais, são estruturas de
redes capazes de manipular grandes
volumes de informações, constituídas
basicamente por roteadores de tráfego
interligados por circuitos de alta velocidade.
Para possibilitar a capilarização da Internet
no país foram interligadas às espinhas
dorsais de âmbito nacional, espinhas dorsais
de abrangência regional, estadual ou
metropolitana.
Estrutura – Backbone Nacionais
Embratel;
Brasil Telecom;
Telemar/Pegasus;
CTBC;
Global One
Etc;
Estrutura – Backbone Estaduais
ANSP (SP)
Rede Norte-riograndense de Informática (RN)
Rede Pernambuco de Informática (PE)
Rede Rio (RJ)
Rede Tchê (RS)
REMAV (Redes Metropolitanas de Alta
Velocidade)
Rede de Computares – Porque
Conectar computadores em rede?
transferir arquivos e programas;
compartilhar a conexão com a Internet;
compartilhar periféricos de uso comum;
Impressora;
Scaners;
CD-ROM;
DVD-ROM;
Hardware de Redes - Externos
Hub;
Switch;
Repetidores;
Roteador;
Bridges;
Cabo Modem;
Modem ADSL;
HUB
Numa rede com topologia de estrela, o Hub
funciona como a peça central, que recebe os
sinais transmitidos pelas estações e os
retransmite para todas as demais. Existem
dois tipos de Hubs, os Hubs passivos e os
Hubs ativos;
HUB
HUB - Passivos
Os Hubs passivos limitam-se a funcionar
como um espelho, refletindo os sinais
recebidos para todas as estações a ele
conectadas. Ele apenas distribui o sinal, sem
fazer qualquer tipo de amplificação;
HUB - Ativos
Um Hub ativo por sua vez, além de distribuir
o sinal, serve como um repetidor,
reconstituindo o sinal enfraquecido e
retransmitindo-o. Com um Hub ativo o sinal
pode trafegar por 100 metros até o Hub, e
após ser retransmitido por ele trafegar mais
100 metros completos. Apesar de mais caro,
este tipo de Hub permite estender a rede por
distâncias maiores;
Hubs Dinâmicos
Chamados de Smart Hubs, ou hubs dinâmicos; este
hub incorpora um processador e softwares de
diagnóstico, sendo capaz de detectar e se preciso
desconectar da rede estações com problemas,
evitando que uma estação faladora prejudique o
tráfego ou mesmo derrube a rede inteira; detectar
pontos de congestionamento na rede, fazendo o
possível para normalizar o tráfego; detectar e impedir
tentativas de invasão ou acesso não autorizado à
rede e outros problemas em potencial entre outras
funções, que variam de acordo com a sofisticação do
Hub.
Switch
o Switch é mais esperto, pois ao invés de
simplesmente encaminhar os pacotes para
todas as estações, encaminha apenas para o
destinatário correto. Utilizando uma pequena
memória RAM interna onde é armazenada
temporariamente onde cada micro está em
cada porta do Switch. Tornando o tráfego na
rede mais rápido e seguro;
Switch
Repetidores
Caso você precise unir dois hubs que
estejam muito distantes, você poderá usar
um repetidor. Se você tem, por exemplo, dois
hubs distantes 150 metros um do outro, um
repetidor estrategicamente colocado no meio
do caminho servirá para viabilizar a
comunicação entre eles;
Roteador (Router)
É um equipamento utilizado em redes de
maior porte. Ele é mais “Dinâmico" que o
switch, pois além de poder fazer a mesma
função deste, também tem a capacidade de
escolher a melhor rota que um determinado
pacote de dados deve seguir para chegar em
seu destino. É como se a rede fosse uma
cidade grande e o roteador escolhesse os
caminhos mais curtos e menos
congestionados. Daí o nome de roteador;
Roteador (Router)
Roteador (Router)
Bridges
Servem para conectar dois segmentos de
rede distintos, transformando-os numa única
rede. Os roteadores por sua vez, servem
para interligar duas redes separadas. A
diferença é que usando roteadores, é
possível interligar um número enorme de
redes diferentes, mesmo que situadas em
países ou mesmo continentes diferentes.
Note que cada rede possui seu próprio
roteador e os vários roteadores são
interligados entre sí.
Bridges
Cabo Modem
Modem ADSL
Rede de Computares - Custo
Hub – 8 portas = R$ 40,00;
Switch – 16 portas = R$ 150,00;
Roteador = + - R$ 160,00;
Cabo +– 10m = R$ 12,00;
Protocolos de Rede
NetBEUI;
IPX/SPX;
DLC;
TCP/IP;
UDP;
Protocolos de Rede - NetBEUI
O NetBEUI é uma espécie de “vovô
protocolo”, pois foi lançado pela IBM no início
da década de 80 para ser usado junto com o
IBM PC Network;
Ao contrário do IPX/SPX e do TCP/IP, o
NetBEUI foi concebido para ser usado
apenas em pequenas redes, e por isso
acabou tornando-se um protocolo
extremamente simples;
Protocolos de Rede - IPX/SPX
Este protocolo foi desenvolvido pela Novell,
para ser usado em seu Novell Netware.
Como o Netware acabou tornando-se muito
popular, outros sistemas operacionais de
rede, incluindo o Windows passaram a
suportar este protocolo. O IPX/SPX é tão
rápido quanto o TCP/IP (apesar de não ser
tão versátil) e suporta roteamento, o que
permite seu uso em redes médias e grandes;
Protocolos de Rede - DLC
O DLC é um protocolo usado por muitas
instalações Token Ring para permitir a
comunicação de PCs com nós de
interconexão de mainframe. Alguns modelos
antigos de JetDirects da HP, assim como
alguns poucos modelos de impressoras de
rede também só podem ser acessados
usando este protocolo;
Protocolos de Rede - TCP/IP
O TCP/IP representa um conjunto de
protocolos de comunicação entre
computadores, cujos 2 principais protocolos
são o TCP (Transmission Control Protocol),
ou Protocolo de Controle de Transmissão e o
IP (Internet Protocol), ou Protocolo Internet.
Permitiu que as várias pequenas redes de
computadores do exército Americano fossem
interligadas, formando uma grande rede,
embrião do que hoje conhecemos como
Internet;
Protocolos de Rede - TCP/IP
Atualmente, o TCPTCP/IP é suportado por
todos os principais sistemas operacionais,
não apenas os destinados a PCs, mas a
todas as arquiteturas, inclusive mainframes,
minicomputadores e até mesmo celulares e
handhelds. Qualquer sistema com um
mínimo de poder de processamento, pode
conectar-se à Internet, desde que alguém
crie para ele um protocolo compatível com o
TCP/IP e aplicativos www, correio eletrônico
etc;
Protocolos de Rede – TCP/IP
O TCP é o protocolo da camada de
transporte orientado à conexão, que oferece
um serviço confiável. Frequentemente
aparece como parte da pilha TCP/IP da
arquitetura Internet, mas é um protocolo de
propósito geral que pode ser adaptado para
ser usado com uma variedade de sistemas.
O IP é um protocolo para comunicação de
redes Internet. Ele é o responsável pela
transmissão de nível inferior (host-to-host), e
é utilizado em dois tipos de estações: hosts e
gateways.
Protocolos de Rede - UDP
O UDP (User Datagram Protocol) é tido como um
protocolo "irmão" do TCP, mas é mais simples e
também menos confiável. Isso acontece porque o
funcionamento do TCP é, como já dito, baseado em
conexões, o que não ocorre com o UDP. Como
conseqüência, não há procedimentos de verificação
no envio e recebimento de dados e se algum pacote
não for recebido, o computador de destino não faz
uma nova solicitação, como acontece com o TCP.
Tudo isso faz do UDP um pouco mais rápido, porém
inutilizável em certas aplicações.
Camadas da rede - OSI
Camadas OSI ou Interconexão de Sistemas
Abertos. Esta arquitetura é um modelo que
divide as redes de computadores em sete
camadas, de forma a se obter camadas de
abstração.
Cada protocolo implementa uma
funcionalidade assinalada a uma
determinada camada..
Camadas da rede - OSI
CAMADA
FUNÇÃO
APLICAÇÃO
Aqui está o programa, que envia e recebe dados através
da rede
APRESENTA
ÇÃO
Formatação de dados e conversão de caracteres e
códigos
SESSÃO
Negociação e estabelecimento de conexão com outro nó
TRANSPORT
E
Aqui entra o protocolo TCP e o sistema operacional, que
controla a transmissão dos dados, detectando problemas
na transmissão e corrigindo erros
REDE
Aqui está o protocolo IP e TCP.
ENLACE
Aqui estão as placas de rede e os switches, roteadores
etc.
FÍSICA
Aqui estão os cabos e os hubs.
Os pacotes na rede
Todos os dados transmitidos através da rede,
são divididos em pacotes. Em redes
Ethernet, cada pacote pode ter até 1550
bytes de dados.
A estação emissora escuta o cabo, transmite
um pacote, escuta o cabo novamente,
transmite outro pacote e assim por diante. A
estação receptora por sua vez, vai juntando
os pacotes até ter o arquivo completo.
Os pacotes na rede
O uso de pacotes evita que uma única estação
monopolize a rede por muito tempo, e torna mais
fácil a correção de erros. Se por acaso um pacote
chegar corrompido, devido a interferências no cabo,
ou qualquer outro motivo, será solicitada uma
retransmissão do pacote.
Quanto pior for a qualidade do cabo e maior for o
nível de interferências, mais pacotes chegarão
corrompidos e terão que ser retransmitidos e,
consequentemente pior será o desempenho da rede.
Os pacotes Ethernet são divididos em 7 partes:
Redes padrão - Ethernet
As placas de rede Ethernet são de longe as
mais utilizadas atualmente, sobretudo em
redes pequenas e médias é provavelmente a
única arquitetura de rede com a qual vocês
vão trabalhar;
Numa rede Ethernet, temos uma topologia
lógica de barramento. Isto significa que
quando uma estação precisar transmitir
dados, ela irradiará o sinal para toda a rede;
Redes padrão - Ethernet
Redes padrão - Ethernet
Como apenas uma estação pode falar de
cada vez, antes de transmitir dados a
estação irá “ouvir” o cabo. Se perceber que
nenhuma estação está transmitindo, enviará
seu pacote, caso contrário, esperará até que
o cabo esteja livre. Este processo é chamado
de “Carrier Sense” ou sensor mensageiro;
Redes padrão - Ethernet
Redes padrão - Ethernet
Mas, caso duas estações ouçam o cabo ao
mesmo tempo, ambas perceberão que o
cabo está livre e acabarão enviando seus
pacotes ao mesmo tempo. Teremos então
uma colisão de dados. Dois pacotes sendo
enviados ao mesmo tempo geram um sinal
elétrico mais forte, que pode ser facilmente
percebido pelas placas de rede;
Redes padrão - Ethernet
Redes padrão - Ethernet
Sendo avisadas de que a colisão ocorreu, as
duas placas “faladoras” esperarão um
número aleatório de milessegundos antes de
tentarem transmitir novamente. Este
processo é chamado de TEB “truncated
exponencial backof”. Inicialmente as placas
escolherão entre 1 ou 2, se houver outra
colisão escolherão entre 1 e 4, em seguida
entre 1 e 8 milessegundos, sempre dobrando
os números possíveis até que consigam
transmitir os dados;
Redes padrão - Ethernet
Endereço Lógico - IP
Cada micro recebe um endereço IP único
que o identifica na rede cada host(ou seja,
cada estação). Um endereço IP é composto
de uma seqüência de 32 bits, divididos em 4
grupos de 8 bits cada. Cada grupo de 8 bits
recebe o nome de octeto;
Não pode haver endereços IP iguais na rede,
pois ocasionará um conflito e falta de
comunicação;
Endereço Lógico – IPv6
A massiva popularização da Internet trouxe
um problema grave, que é a escassez de
endereços IPs disponíveis;
32bits equivalem a 4.294.967.296
combinações;
No IPv6 temos oito quartetos de caracteres
em Hexadecimal separado por “:”, temos
então para cada quarteto 16 bits, então
temos 128bits para endereçamento;
Exemplos IPv4 e IPv6
IPv4;
200.145.132.234;
IPv6;
2001:0DB8:85A3:08D3:1319:8A2E:0370:7344;
Endereço Físico – MAC ADRESS
Cada placa de rede possui um endereço
físico, ou seja uma indicação que aquela
placa de rede é única, não podendo haver
duas placas de redes com endereços físicos
iguais;

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