Transparências usadas nas aulas

Projecto de Redes de Alta
Velocidade
Fernando Boavida
Edmundo Monteiro
DEI / CISUC
[email protected]
[email protected]
1
Avaliação
• Um exame, com consulta, versando
a matéria abrangida nas aulas: 10
valores
• Um trabalho prático (tipicamente,
um projecto de uma rede): 10
valores
2
Sumário
1. Arquitecturas e Aplicações
2. Cablagem
3. Tecnologias
4. Equipamento
5. Planeamento e Projecto
3
1. Arquitecturas e Aplicações
4
Resumo
• Arquitecturas abertas
• OSI, TCP/IP
• Arquitecturas proprietárias
• SNA/APPN, DNA, NetWare, Appletalk,
NetBIOS/NetBEUI, outras
• Aplicações Telemáticas
• Caracterização das aplicações
• Necessidades de débito, atraso e perdas
5
Arquitectura OSI
Aplica çã o
•
•
International Standards
Organization
Divulgação
–
–
•
Se ssã o
T ra nsporte
Vantagens
–
–
–
•
Restrita
MAP/TOP, ISODE e GOSIPs
Apre se nta çã o
Normalização
Abertura
Funcionalidade
Limitações
–
–
–
Complexidade
Custo
Maturidade
Re de
Liga çã o lógica
F ísica
Aplicações de comunicação
(FTAM, VT, X.400, EDI, X.500,
JTAM, CMIP, CAS E, etc.)
Representação e codificação
da informação, segurança e
encriptação
S incronização do diálogo
entre aplicações, notificação
de erros graves às aplicações
Transferência extremo-aextremo, multiplexagem de
aplicações (TP0,..., TP4)
Endereçamento e
encaminhamento
(X.25, IS O IP)
Detecção e recuperação dos
erros
(HDLC, LAPB, LLC, etc.)
Interface mecanico e eléctrico
(ou óptico) com o meio físico
(V.24, V35, OC3, etc.)
6
Arquitectura TCP/IP
•
•
ISOC (Internet Society)
Divulgação
–
–
•
Aplica çõe s
Vantagens
–
–
–
–
–
•
Enorme
Internet, Intranets
Telnet, FTP, S MTP, HTTP,
DNS , S NMP, NTP, NNTP,
NFS , Finger, Whois, etc., etc.
Enorme divulgação
Simplicidade
Baixo custo
Grande número de aplicações
suportadas
Modelo cliente-servidor
Limitações
–
–
–
QoS
Espaço de endereçamento
Segurança
T ra nsporte
UDP
TC P
ICMP
R e de
IP
ARP
Inte rfa ce com
o M e io F í sico
RARP
Ethernet, FastEthernet, Giga
Ethernet, Token Ring, FDDI,
DQDB, ATM, Modems,
X.25, Frame Relay,RDIS ,
Circutos dedicados, redes
sem fios, etc., etc.
7
Arquitectura SNA/APPN
Estabelecimento, gestão e
LU se rvice s corte das sessões
ma na ge r
•
•
IBM
Divulgação
–
•
Vantagens
–
–
–
•
Em ambientes IBM
Segurança
Fiabilidade
Desempenho
Codificação, compressão e
Pre se nta tion formatação dos dados
se rvice s
Numeração de sequência,
Da ta flow correlação de pedidos e
control respostas de utiliz.
Controlo do fluxo extremo-a-
T ra nsmission extremo, controlo da
control sequência
Encaminhamento e controlo
Pa th control do fluxo
Limitações
–
–
–
–
Abertura
Complexidade
Aplicações disponíveis
Centralização (excepto APPN)
Da ta link
control
Controlo do erros
(S DLC)
Interface com o meio físico
Physica l
8
Arquitectura DNA
N e tw o r k
m a na ge m e nt
•
•
Digital Equipment
Corporation (DEC)
Divulgação
–
–
•
Vantagens
–
–
•
Reduzida
Só em ambientes DEC com
sistema operativo VMS
Segurança
Fiabilidade
Limitações
–
–
–
Abertura
Aplicações disponíveis
Divulgação
N e tw o r k
a p lic a tio n s
N e tw o rk C o n tro l Pro g ra ms
N e tw o rk File Tra n sfe r
N e tw o rk Virtu a l Te rm in a l, e tc.
S e ssio n
co n tr o l
S e ssio n C o n tro l M e ssa g e
Pro to co l
E n d - to - e n d
co m m u n ica tio
N e tw o rk S e rvice s Pro to co l
R o u tin g
D a ta lin k
P h ysica l lin k
Ro u tin g Pro to co l
D D C M P, X.2 5 , Eth e rn e t, e tc.
C o n tro la d o re s
9
Arquitectura NetWare
•
•
•
Novell
Baseada na XNS da
Xerox
Divulgação
–
–
•
•
Divulgação
Segurança
Fiabilidade
Limitações
–
–
Aplica çõe s
Grande mas em declínio
Em redes de PCs
Vantagens
–
–
–
Netware core protocols
(NCP)
Abertura
Aplicações disponíveis
T ra nsporte
S P X (uso opcional)
S AP
R e de
Protocolos de
a ce sso
RIP
IP X
Ethernet, FastEthernet, Giga
Ethernet, Token Ring, FDDI,
DQDB, ATM, Modems,
X.25, Frame Relay,RDIS ,
Circutos dedicados, redes
sem fios, etc., etc.
10
Arquitectura Appletalk
Aplica çã o
•
•
Apple Computer
Divulgação
–
–
•
Vantagens
–
–
•
Reduzida
Só em ambientes Apple
Simplicidade
Integração no sistema operativo
Se ssã o
T ra nsporte
Re de
Appletalk filing protocol (AFP)
Postscript
Appletalk session protocol
(AS P), AS DP, ZIP, PAP
Appletalk transaction protocol
(ATP), RTMP, AEP, NBP
Datagram delivery protocol
(DDP)
Limitações
–
–
–
Abertura
Aplicações disponíveis
Divulgação
Ace sso a o
me io físico
Ethernet, Token ring, Localtalk
11
Arquitectura NetBIOS/NetBEUI
•
•
•
Desenvolvido pela Sytek para a IBM
NetBEUI = NetBIOS + SMB + NBF
Divulgação
–
–
•
Vantagens
–
–
–
•
Muito grande
Integrado no DOS, Windows e Windows NT
Simplicidade
Eficiência
Disponibilidade
Limitações
–
–
–
Reduzida funcionalidade
Não possui protocolo de encaminhamento (só funciona em redes “planas”)
Implantado sobre TCP/IP ou IPX/SPX ultrapassa esta limitação
Dependente de “broadcasts”
12
Outras arquitecturas
•
•
•
•
•
XNS da Xerox
Lan Manager da 3COM
Vines da Banyan
Ungermann-Bass
...
13
Aplicações telemáticas
• Aplicações Telemáticas Tradicionais
• Aplicações multimédia
• Novas Aplicações Telemáticas
• Resultantes da integração de serviços de
tradicionais telecomunicações em
sistemas informáticos
• Aparecimento de novas aplicações
telemáticas
14
Aplic. telemáticas
tradicionas
• Acesso remoto a ficheiros
• FTP, FTAM, NFS, RPC, etc.
• Acesso remoto a sistemas
informáticos
• Telnet, VT, rlogin, etc.
• Acesso remoto a recursos
• Acesso remoto a bases de dados
• RDBMS.
15
Aplic. telemáticas
tradicionas
• Comunicação entre utilizadores
• Email, News, Talk, etc.
• Suporte ao funcionamento das
redes
• DNS, SNMP, CMIP, etc.
• Aplicações de acesso a informação
• WWW, Gopher, Archie, Wais
16
Aplicações multimédia
• Aplicações Multimédia
• Som (voz, som HI-FI, etc.)
• Imagem parada (fotografia remota, etc.)
• Imagem em movimento (vídeo, HDTV,
etc.)
• Vídeo conferência
17
Monitores e Câmara Frontal
Sistemas
de
video
conferência
Écran
Écran
Apresentador
Câmara
no tecto
Mesa do Painél
Participantes na Conferência
Câmara do
Apresentador
Audiência
18
Normas p/ sist. multimédia
Recomendação
Tipo de rede
Vídeo
Áudio
Dados
H.310
Rede ISDN de banda larga
(B-ISDN), ATM
H.261, H.262
(MPEG-2)
G.711, G,722,
G.728, MPEG1,2
T.120
H.320
Rede ISDN de banda
estreita (N-ISDN)
H.261, H.263
G.711, G.722,
G.728
T.120
H.321
Rede ISDN de banda larga
(B-ISDN), ATM
H.261, H.263
G.711, G,722,
G.728
T.120
H.322
Rede de comutação de
pacotes com largura de
banda garantida (ISO
Ethernet)
Redes de pacotes, sem
largura de banda garantida
H.261, H.263
G.711, G,722,
G.728
T.120
H.261, H.263
G.711, G.722,
G.728, G.723.1,
G.729
T.120
N-ISDN, redes móveis,
PSTN
H.261, H.263
G.723.1
T.120
H.323
H.324
19
Recomendações T. 120
Controlador de Nó
Aplicações
Controlo Genérico de Conferência
(T.124)
Serviço de Comunicação Multiponto
(T.122/125)
Protocolos de Transporte
(T.123)
Recomendações T.120 da ITU-T
20
Normas p/ codificação e
compressão de sinais
audiovisuais
• Joint Photographic Coding Expert
Group (JPEG)
• Motion Picture Expert Group
(MPEG)
• Joint Bilevel Image Group (JBIG)
21
Novas aplicações
telemáticas
• Trabalho cooperativo
• Supercomputação distribuída
• Realidade virtual
22
Necessidades das
Aplicações
• Débito binário
• Débito de pico
• Débito médio
• Atraso de trânsito
• Atraso máximo
• Variação do atraso (jitter)
• Taxa de erros
• Taxa máxima
• Variação (jitter)
23
Qualidade de Serviço
• As necessidades das aplicações são
expressas através de um conjunto
de parâmetros de Qualidade de
Serviço (QoS)
• As arquitecturas de comunicação
actuais têm dificuldades em suportar
a definição de parâmetros de QoS
24
Débito binário
• CBR — Constant bit rate
• destinado a aplicações com necessidades fixas de débito
(ex. vídeo não comprimido)
• VBR — Variable bit rate
• destinado a aplicações com necessidades de débito
caracterizadas por um valor médio e por um valor de pico
(ex. vídeo comprimido)
• ABR — Available bit rate
• destinado a aplicações com necessidades indefinidas de
débito (ex. vídeo “on demand”, dados)
• UBR — Unspecified bit rate
• destinado a aplicações sem necessidades de débito (ex.
dados não prioritários)
25
Atraso de trânsito
• A ITU-T define (recomendação G.114)
três escalões de atraso máximo
(extremo-a-extremo) para as aplicações
telemáticas
• Até 150 ms — atrasos aceitáveis para a maioria
das aplicações;
• De 150 a 400 ms — atrasos com impacto em
algumas aplicações;
• Acima de 400 ms — atrasos inaceitáveis no
planeamento de redes de telecomunicações;
26
Variação do atraso (jitter)
• São normalmente considerados os
seguintes tipos de aplicações telemáticas
• Aplicações isócronas, sensíveis ao atraso máximo
(ex. vídeo de banda constante);
• Aplicações não isócronas, sensíveis ao atraso
máximo (ex. vídeo de banda variável);
• Aplicações não isócronas, insensíveis ao atraso
máximo (ex dados, vídeo “on demand”);
27
Taxa de erro
• São normalmente aceites os
seguintes valores de taxas de erro
• 10-4 para as aplicações de voz e
aplicações de transferência de ficheiros
• 10-6 para as aplicações interactivas de
dados
• 10-7 para as aplicações de transferência de
imagem
• 10-8 para as aplicações de transferência
interactiva de imagens comprimidas.
28
Caracterização das aplicações
[ms]
1000
CORREIO
ELECTRÓNICO
VIDEO
"ON
DEMAND"
TRANSF. DE
FICHEIROS
100
variação
do
atraso
DADOS
INTERACTIVOS
IMAGEM
PARADA
DADOS
INTENSIVOS
SUPER
COMPUTAÇÂO
IMAGEM
HDTV
REALIDADE
VIRTUAL
10
IMAGEM
MOVIMENTO
AUDIO
HI-FI
VOZ
1
0,01
0,1
1
10
débito
máximo
100
1000
[Mbps]
29
Tipos de Aplicações
• Aplicações Best-effort
• Aplicações tradicionais de dados
• Tolerantes a variações de débito, atraso e
perdas
• Aplicações Continuous-media
• Novas aplicações telemáticas
• Garantias de débito, atraso e perdas
• Aplicações Adaptativas
• Degradam a qualidade em função da QoS
disponível no sistema de comunicação
30
Débito - áudio
Qualidade
Telefone
Teleconferência
CD
Formatos
bits / amostra
Taxa bruta
Taxa comprimida
8 K amostras / s *
8 bits / amostra
16 K amostras / s x *
8 bits / amostra
44,1 Kamostras / s *
16 bits / amostra
64 Kbps
8-32 Kbps
128 Kbps
48-64 Kbps
705,6 Kbps
128 Kbps
31
Débito - imagem parada
Qualidade
Formatos
bits / amostra
Normal
SVGA
640 pixel * 480 linhas *
2.458 Mbps
8 bits / pixel
720 pixel * 576 linhas *
6,636 Mbps
16 bits / pixel
1280 pixel * 1024 linhas * 31,46 Mbps
24 bits / pixel
JPEG
Alta resolução
Taxa bruta
Taxa comprimida
24-245 Kbps
104-830 Kbps
0,3-3 Mbps
Nota: As taxas são calculadas considerando a
transmissão de uma imagem por segundo
32
Débito - vídeo
Qua lida de
Fo rma to s
bits / a mo s tra
Ta xa bruta
Ta xa c o mprimida
QCIF (H.261)
176 pixe l * 144 linhas *
12 bits / pixe l * 30 frame / s
9.115 Mbps
n x 64 Kbps
MPEG-4 (H.320)
176 pixe l * 144 linhas *
12 bits / pixe l * 10 frame / s
3.04 Mbps
64 Kbps
CIF (H.261)
352 pixe l * 288 linhas *
12 bits / pixe l * 30 frame / s
36,45 Mbps
n x 384 Kbps
MPEG-1 (PAL)
352 pixe l * 288 linhas *
12 bits / pixe l * 25 frame / s
30,4 Mbps
1,15-3 Mbps
MPEG-1 (NTS C)
352 pixe l * 240 linhas *
12 bits / pixe l * 30 frame / s
30,4 Mbps
1,15-3 Mbps
VCR
CIF (MPEG-2)
352 pixe l * 240 linhas *
12 bits / pixe l * 30 frame / s
30,4 Mbps
4 Mbps
TV
MPEG-2 (PAL)
720 pixe l * 576 linhas *
12 bits / pixe l * 25 frame / s
124,4 Mbps
15 Mbps
MPEG-2 (NTS C)
720 pixe l * 480 linhas *
12 bits / pixe l * 30 frame / s
124,4 Mbps
15 Mbps
HDTV
1920 pixe l * 1080 linhas *
16 bits / pixe l * 30 frame / s
994,3 Mbps
135 Mbps
MPEG-3
1920 pixe l * 1080 linhas *
12 bits / pixe l * 30 frame / s
745,8 Mbps
20-40 Mbps
Vide ofone
Vide oconfe rê ncia
HDTV
(n = 1, 2)
(n = 1, 2,..5)
33
Conclusão
• A caracterização das necessidades
das Aplicações Telemáticas
• A identificação das Arquitecturas
Protocolares para o seu suporte
são o primeiro passo no
Planeamento e Projecto
de Redes Informáticas
34
2. Cablagem
35
Resumo
•
•
•
•
Normas de cablagem
Subsistemas de cablagem
Especificação de componentes
Testes e certificação da cablagem
36
Cablagem
• Conjunto do equipamento passivo
• cabos, tomadas, armários de distribuição e
interligação, etc.
• Interligação dos equipamentos
activos
• hubs, routers, bridges, switches, etc.
• Suporte físico das infra-estruturas
de comunicações
37
Sistemas de cablagem
• Devem ser incluídos nos edifícios e nos campus
a par das redes eléctricas, de gás, de água, etc.
• Devem ser genéricos, independentes das
tecnologias
• Devem ser flexíveis de modo a poderem
acompanhar a alterações na utilização dos
espaços e a evolução das tecnologias
• Devem ser baseados em soluções abertas e
normalizadas (normas ISO 11801 e EN 50173)
38
Subsistemas de cablagem
• Cablagem de backbone de campus
• Interliga os edifícios dentro de um campus
• Suportada no distribuidor de campus (CD)
• Cablagem de backbone de edifício
• Interliga os vários piso (ou zonas) de um edifício
• Suportada no distribuidor de edifício (FD)
• Cablagem de piso (ou horizontal)
• Interliga os distribuidores e as tomadas de
telecomunicações (TO)
• Suportada nos distribuidores de piso (FD)
39
Distribuidores de piso (FD)
– Um FD por cada 1000 m2
– Um FD por cada piso do edifício
(normalmente)
– Em pisos pouco povoados um FD para
vários pisos adjacentes
– Minimizar o número de FDs
40
Tomadas (TO)
• Equipadas com conectores ISO 8877
(RJ45)
• Nas proximidades de cada posto de
trabalho (na parede ou no chão)
• No mínimo duas tomadas por cada 10 m2
de área de trabalho (voz + dados)
• Etiquetadas de forma visível
• Acompanhadas de tomadas de energia
com circuito de terra (idealmente triplas)
41
Cablagem
S ubs is te ma
Tipo de c a bo
Co mprime nto má ximo
Ho riz o ntal
C a bo s de co bre
100 m (incluindo chico te s )
Fibra ó ptica
500 m (incluindo chico te s )
Backbo ne de e difício
C a bo s de co bre
Fibra ó ptica
Backbo ne de campus
500 m (incluindo chico te s )
C a bo s de co bre
Fibra ó ptica
1500 m (incluindo chico te s )
42
Cabos de cobre
•
•
•
•
CAT 3: 16 MHz de largura de banda
CAT 4: 20 MHz de largura de banda
CAT 5: 100 MHz de largura de banda
CAT 5e: 100 MHz de LB + especificações
adicionais para suporte de Gb Ethernet
• Em fase de normalização:
– CAT 6: 200 MHz de largura de banda
– CAT 7: 600 MHz de largura de banda
43
Cabos de fibra óptica
• Multimodo
– 50 (ou 62,5) / 125 µm (núcleo / bainha)
– ligações mais simples
– menor custo de instalação
• Monomodo
–
–
–
–
–
10 / 125 µm (núcleo / bainha)
não é afectada por dispersão modal
suporta distâncias superiores
ligações mais delicadas
maior custo de instalação
44
Cabos recomendados
• Subsistema horizontal
• Cabo CAT 5e (ou superior) para dados e voz
• Fibras de 50 / 125 µm em situações especiais (em
alternativa 62,5 / 125 µm)
• Subsistemas de backbone
• Cabo CAT 3 (ou superior) para backbone de voz
• Fibras de 50 / 125 µm para dados (em alternativa
62,5 / 125 µm)
• Se distâncias entre CDs e BDs > 3 Km
• Fibras monomodo
45
Distribuidores (bastidores)
• Normas IEC 297 e EIA RS 310C
• Montagem rack de 19” de largura
• Altura (Us) em função das necessidades
(espaço para eq. activo)
• Painéis passivos ISO 8877 para
terminação dos cabos de cobre
• Painéis passivos com fichas SC (ou ST)
para terminação dos cabos de fibra
• Guias para a arrumação dos chicotes de
interligação
46
Blindagens
• UTP — Unshielded Twisted Pair
• Sem qualquer tipo de blindagem
• STP — Shielded Twisted Pair
• Com blindagem individual em cada par de
condutores
• Com blindagem geral envolvente
• S/UTP — Screened/UTP
• Sem blindagem individual
• Com blindagem geral envolvente (Screen)
• Também referidos por FTP (Foiled Twisted Pair)
47
Testes e certificação
• Todos os componentes da cablagem devem ser
testados
• Na certificação da cablagem de cobre (UTP,
STP ou S/UTP) são usados “Cable Scaners”
• Na certificação da cablagem de Fibra óptica são
usados medidores de atenuação óptica
• A certificação automática deve ser
complementada com inspecção visual dos
componentes instalados
48
Conclusão
• A cablagem informática deve:
• Ser independente das tecnologias (o mais
possível)
• Ter em conta as necessidades das
aplicações
• Poder resistir a alterações na utilização
dos espaços
• Poder resistir à evolução das tecnologias
de comunicação
• Ser normalizada (ISO 11801 e EN 50173)
49
3. Tecnologias
50
Resumo
•
•
•
•
•
Redes pessoais (PANs)
Redes locais (LANs)
Redes de armazenamento (SANs)
Redes metropolitanas (MANs)
Redes alargadas (WANs)
51
PANs, LANs e SANs
•
•
•
•
•
•
•
•
Ethernet
Token Ring
Token Bus
FDDI
ATM
Wireless
Fiber Channel (SANs)
Bluetooth (PANs)
52
LANs: Ethernet
Variante
Meio
10-Base-2
coaxial
10-Base-T
UTP CAT3
10-Base-FL
Utilização
Divulgação
Custo / porta
Reduzido
10 c
Posto trabalho
Muito elevado
5c
fibra
backbone
Algum
30 c
100-Base-TX
UTP CAT5
Posto trabalho
Elevado
10 c
100-Base-FX
fibra
backbone
Elevado
50 c
1000-Base-SX
fibra
backbone
Elevado
100 c
1000-Base-LX
fibra
backbone
Algum
150 c
1000-Base-T
UTP CAT 5e
Posto trabalho
Emergente
80 c
10000-Base-?
Fibra / CAT 7 ?
Futuro
?
53
LANs: Wireless
• Tecnologias
• Spread spectrum em microondas
• Link laser
• Infravermelhos
• Utilizações
•
•
•
•
Interligação das redes de edifícios
Redes locais em “open space”
Velocidades de 1, 2, 4 e 10 M bps
Distância entre antenas até 3 Km
• Norma IEEE 802.11
54
MANs
•
•
•
•
•
•
•
FDDI
ATM
DQDB
SMDS
CATV
HDSL
FWA
55
MANs: DSL
Variante
Débito (downstr;
upstream)
Distância entre o util. e
o nó da rede
Exemplos de aplicações
ADSL
1.544 a 6.1 Mbps;
16 a 640 Kbps
de 3 a 6 Km, consoante o Acesso à Internet, Video-adébito
pedido, Acesso remoto a LANs
HDSL
1.544 a 2.48 Mbps
duplex
Até 3600 metros
T1/E1, Acesso a servidores em
LANs e WANs
VDSL
1.54 a 55 Mbps;
1.54 a 2.3 Mbps
De 300 a 1300 m,
Consoante o débito
Acesso a redes ATM e redes de
alto débito
56
WANs
•
•
•
•
•
•
•
Rede telefónica
Circuitos digitais (TDM e SDH)
X.25
Frame Relay
RDIS
ATM
WDM
57
WANs: TDM
• Capacidades disponíveis (ITU-T)
–
–
–
–
–
–
E1 fraccional
E1 = 30 x 64 K + 128 K
E2 = 4 x E1 + 296 K
E3 = 4 x E2 + 416 K
E4 = 4 x E3 + 1892K
E5 = 4 x E4 + 7092K
= n x 64 Kbps
= 2,048 Mbps
= 8,488 Mbps
= 34,368 Mbps
= 139,264 Mbps
= 564,148 Mbps
58
WANs: SDH
SONET OCn
ITU-T STMn
Débito (Mbps)
1
-
51,84
3
1
155,52
12
4
622,08
24
8
1 244,16
48
16
2 488,32
59
Tecnologia ATM
• Baseada na comutação de células de 53
bytes (5 de cabeçalho + 48 de dados)
• LANs,MANs e WANs
• Transporte integrado de informação
• Fornecimento de qualidade de serviço
(QoS)
• Complexa e imatura
• Pouco adequada ao transporte de IP
60
Tecnologia WDM
•
•
•
•
•
Wavelength Division Multiplexing
LANs,MANs e WANs
Fibra óptica
Débitos de 2,44 a 9,9 Gbps
Dense WDM (DWDM) pode ir até
100 Gbps !!!!
61
Conclusão
• Grande diversidade de tecnologias
• Tecnologias correntes
• 100-Base-TX, 100-Base-FX, 1000-BaseSX, HDSL, RDIS, Frame-Relay, Circuitos
digitais
• Tecnologias emergentes
• 1000-Base-T, FWA, WDM
62
4. Equipamentos
63
Resumo
• Equipamento de interligação de redes
– Repetidores
– Pontes
– Encaminhadores
• Equipamentos de teste e diagnóstico
– Analisadores de cablagem
– Analisadores de protocolos
• Equipamento de segurança
– Firewalls
64
Interligação de redes
• A interligação de redes faz-se em três
níveis diferentes:
– No nível Físico com REPETIDORES
– No nível de Ligação Lógica com PONTES
(Bridges)
– No nível de Rede com ENCAMINHADORES
(Routers)
65
Repetidores
• Operam na camada física
• Servem para expandir redes além
dos limites impostos pelo tipo de cabo
• Servem para interligar troços de
redes com cablagem diferente
• Não isolam tráfego
• Podem ser usados para conversão de
sinais com características diversas
66
Repetidores
Repetidor
Repetidores
para Fibra Óptica
Segmento 1
Segmento 2
Segmento 3
fibra óptica
Sistema Terminal
Sistema Terminal
Aplicação
Aplicação
Apresentação
Apresentação
Sessão
Sessão
Transporte
Transporte
Rede
Rede
Ligação de Dados
Repetidor
Ligação de Dados
Nível Físico
Nível Físico
Nível Físico
Segmento 1
Segmento 2
67
Hubs
• Equipamentos com funções de repetidor /
concentrador
• Múltiplas portas (8,12,16,24,32,36,48,...)
• Múltiplas tecnologias
•
•
•
•
•
10-Base-T, 10-Base-FL
100-Base-TX, 100-Base-FX
Token Ring
FDDI
...
68
Hubs
HUB
Postos de trabalho
HUB
HUB
HUB
Postos de
Trabalho
HUB
69
Pontes (bridges)
•
•
•
•
•
Operam na camada de Lig. Lógica
Interligam redes distintas
Isolam o tráfego interno a cada rede
Deixam passar o tráfego inter-redes
Suportam protocolos de bridging
(Spanning Tree)
70
Pontes
Sistema Terminal
Sistema Terminal
Aplicação
Aplicação
Apresentação
Apresentação
Sessão
Sessão
Transporte
Transporte
Rede
Ponte
Rede
Ligação de Dados
Ligação de Dados
Ligação de Dados
Nível Físico
Nível Físico
Nível Físico
Segmento / Lan 1
Segmento / Lan 2
71
Pontes
Base de dados de 'Forwarding'
Endereço
Porto
Software de Bridging
MAC
LAN 1
MAC
LAN 2
LAN 1
LAN 2
72
Pontes multitecnologia
• As pontes permitem a interligação de
redes com tecnologias diferentes
• Exemplos:
–
–
–
–
–
–
–
10-Base-T, 100-Base-TX
10/100-Base-T (autosensing)
10-Base-T, Token Ring
10-Base-T, DQDB
100-Base-TX, 1000-Base-SX
100-Base-TX, ATM
...
73
Pontes multitecnologia
LAN 1
LAN 2
Fibra óptica
Bridge
Repetidores de
fibra óptica
Bridge
LAN 4
LAN 3
Bridge
ISDN
Bridge
74
Encaminhadores (routers)
• Operam na camada de rede
• Permitem a interligação de subredes distintas
• Utilizam de protocolos de
encaminhamento (ex. RIP, OSPF)
• Suportam múltiplas tecnologias
LAN, MAN e WAN
75
Encaminhadores
Sistema Terminal
Sistema Terminal
Aplicação
Aplicação
Apresentação
Apresentação
Sessão
Sessão
Transporte
Encaminhador
Transporte
Rede
Rede
Rede
Ligação de Dados
Ligação de Dados
Ligação de Dados
Nível Físico
Nível Físico
Nível Físico
Rede A
Rede B
76
Routers multiprotocolo
• Suportam o encaminhamento simultâneo
de vários protocolos
• Protocolos vulgarmente suportados
• IP (TCP/IP), IPX (Netware), CLNP (OSI),
X.25 (OSI), PC (SNA), RP (DECnet), DDP
(Appletalk), IDP (XNS), etc.
• Protocolos de encaminhamento
suportados
• RIP, IGRP, OSPF, BGP, etc.
77
Routers multiprotocolo
R
Ethernet
Token
Ring
WAN
R
MAN
R
R
R
WAN
ATM
R
WAN
R
78
Encaminhamento
IG
IG
IG
IG
IG
IG
IG
IG
IG
EG
Sistema autónomo
EG
Sistema autónomo
Core
Network
Sistema autónomo
EG
IG
IG
IG
IG
IG
IG - Interior Gateway
EG - Exterior Gateway
79
Comutadores (switches)
• Designação genérica de
equipamentos que efectuam a
comutação de pacotes, quadros ou
células
• A comutação é efectuada por
hardware com desempenho elevado
– Switch Layer 3 => router
– Switch Layer 2 => bridge
80
Switches (cont.)
HOST 1
HOST 2
HOST 3
HOST 4
HOST 7
HOST 8
SWITCH
HOST 5
HOST 6
81
Switches (cont.)
• Algumas variações tecnológicas
– VLANs
– Cut-through
– Tag switching
– Short-cut routing
– Fast IP
– MPOA
82
Switches - VLANs
Switch
VLAN B
Switch
Switch
Switch
VLAN A
VLAN C
83
Equipamento de gestão
• Protocolos de gestão de rede
– SNMP na arquitectura TCP/IP
– CMIP na arquitectura OSI
• Aplicações de gestão
–
–
–
–
Transcend da 3Com
CiscoWorks da Cisco
Optivity da BayNetworks
….
• Plataformas de gestão
– Openview da HP
– NetView da IBM
– SunNet Manager da SUN
84
Equip. de segurança
• Firewalls / packet filters
• Equipamento de criptografia
• Equipamento de autenticação
•
•
•
•
smart cards
scanners de impressões digitais
scanners de retina
...
85
Equip. de teste
• Teste de cablagem
• Scanners de cablagem
• Medidores de atenuação em Fibras
Ópticas
• Reflectrometria óptica no tempo (OTDR)
• Teste de equipamentos
• Analisadores de protocolos
• Sniffers
• ...
86
Teste de cablagem (cobre)
Patch
Panel
Tomada
de parede
Patch Cord
Patch Cord
Cabo em teste
Unidade de teste
local
Unidade de teste
remota
87
Teste de cablagem (fibra)
Patch
Panel
Tomada
RX 2
Unidade
de teste
local
TX 2
RX 1
TX 1
Cabo de 1
metro de
fibra óptica
Fibra em teste
Unidade
de teste
remota
Cabo de 1
metro de
fibra óptica
88
Outro equip.de redes
•
•
•
•
•
•
Modems
Transceivers
Servidores de terminais
Servidores de impressoras
Multiplexadores
...
89
Conclusão
• Principais equipamentos de rede:
– repetidores
– pontes
– encaminhadores
• Repetidores: custo reduzido e pouca
funcionalidade
• Pontes: custo médio e média
funcionalidade
• Encaminhadores: funcionalidade elevada
e custo elevado
90
5. Planeamento e Projecto
91
Resumo
• Decomposição hierárquica
• Planos de análise
• Faseamento de actividades
92
Decomposição hierárquica
Subsistema de
núcleo
(core)
WAN
e/ou
MAN
Subsistema de
distribuição
Subsistema de
acesso
Subsistema de
backbone campus
LAN
Subsistema de
backbone edifício
Subsistema
horizontal
93
Planos de análise
•
•
•
•
•
•
•
Aplicações telemáticas
Arquitecturas protocolares
Sistemas de cablagem
Tecnologias de comunicação
Aspectos de gestão
Aspectos de segurança
Equipamento de comunicações
94
Faseamento
Actividades
Tarefas
Requisitos
Definição dos objectivos do projecto
Levantamento das necessidades
Identificação das condicionantes
Planeamento
Definição do modelo de funcionamento
Definição da arquitectura lógica
Dimensionamento
Projecto
Especificação
Definição das condições de instalação
Peças desenhadas
Medições e orçamento
Assistência
Assistência ao projecto
Fiscalização
Teste
Teste
Certificação
95
Análise dos requisitos
• Definição dos objectivos
• Levantamento das necessidades
• Funcionalidade, abrangência, qualidade,
segurança, disponibilidade,
adaptabilidade, escalabilidade,
interoperabilidade, gestão e custo
• Identificação das condicionantes
• Temporais, operacionais, ambientais
96
Planeamento
• Modelo de funcionamento
– Caracterização dos grupos de utilizadores
– Caracterização das aplicações a suportar
• Definição da arquitectura lógica
– Componentes LAN
– Componentes WAN
• Dimensionamento
– Caracterização dos fluxos individuais e
agregados
– Dimensionamento das ligações
97
Modelo de funcionamento (exemplo)
S6
S5
S4
S3
S2
S1
P1
Internet
Sede
G1
G2
Rede telefónica
G7
Best-effort
WAN
Adaptativo
Continuous-media
...
Filial A
P2
Filial D
P5
G3
S7
G6
S10
98
Arquitectura lógica (exemplo)
Internet
S1
Switch
Router
S2
P1
Switch
S3
Rede telefónica
Switch
G1
G2
S5
S4
S6
G1
G2
Router
Router
Switch
Router
Switch
P2
G3
G7
Switch
P3
G3
S7
G4
Router
Switch
P4
G4
S8
G5
P5
G5
S9
G6
G6
S10
99
Dimensionamento (exemplo)
Aplicação
Débito
nominal
[Kbps]
Débito Número de Número de
excepção fluxos a
fluxos a
[Kbps] montante
jusante
Factor de Débito total
simulta- p/ aplicação
neidade
[Kbps]
Consulta E-mail
2
280
20
6
0,30
12
Transac. WWW
16
140
20
6
0,30
96
4
140
20
6
0,30
24
Interacção remota
0,4
8
20
6
0,30
2,4
Transf. fich. WAN
80
280
20
2
0,10
160
Trsf. fich. Internet
40
70
20
2
0,10
80
VoIP
32
32
20
2
0,10
64
VCoIP
64
64
20
1
0,05
64
Transac. BD
Necessidade total de débito na ligação agregada [Kbps]
Capacidade mínima da ligação (maior dos débitos de excepção suportado) [Kbps]
Escalão de incremento de capacidade da ligação [Kbps]
Margem de débito para evolução [Kbps]
Especificação de débito da ligação agregada [Kbps]
Taxa nominal de utilização da ligação agregada [%]
502,4
280
64
0
512
98%
100
Projecto
• Parte 1: Ambiente de projecto
•
•
•
•
Objecto do projecto
Princípios orientadores
Arquitectura lógica
Estrutura física
• Parte 2: Especificações
•
•
•
•
•
•
Especificação de componentes passivos
Especificação do equipamento activo
Especificação de equipamento de segurança
Especificação de servidores de comunicações
Especificação de equipamento de voz
Equipamento de gestão e manutenção
101
Projecto (cont.)
• Parte 3: Instalação e verificação
• Definição das condições de montagem de passivos
• Definição das condições de instalação de
equipamento
• Definição das condições de Teste e Certificação
• Anexos
• Medições
• Peças desenhadas
• Orçamento
102
Conclusão
• O Planeamento e Projecto de uma
rede informática é suportado por
uma metodologia de três dimensões
– Decomposição hierárquica
– Análise por planos
– Faseamento de actividades
103
Conclusão geral
• Para o planeamento e projecto de
redes informáticas é necessário o
conhecimento:
•
•
•
•
•
Das arquitecturas e das aplicações
Dos sistemas de cablagem
Das tecnologias de comunicação
Dos equipamentos
De metodologias de planeamento
104