Professor: Carlos Maurício de Borges Mello
Complemento das aulas de Redes de Computadores
Aluno: Eron Targino da Silva
EVOLUÇÃO DAS COMUNICAÇÕES
Principais componentes de uma Rede Local
- Os Servidores
Computadores com alta capacidade de processamento e/ou armazenagem que tem por principais características;
* Disponibilidades de serviços;
* Disponibilidade de arquivos; ou
* Disponibilidade de aplicativos.
Podem disponibilizar serviços de e-mail, hospedagem de páginas, firewall, proxy, impressão, banco de dados, controladores de domínio, entre outros.
- As estações de trabalho:
Também conhecidas como clientes, são, normalmente computadores utilizados para acessar os serviços disponibilizados pelos servidores, e/ou para executar tarefas locais.
Possuem, em geral, poder de processamento mais discreto, quando comparado ao dos servidores.
- O Sistema Operacional de Rede:
São programas de controle da máquina que dá suporte à rede, sendo que existem 2 programas de sistema:
* Sistema Cliente: Voltado para a utilização de serviços;
* Sistema Servidor: Possui uma maior quantidade de recursos, tais como serviços para serem disponibilizados aos clientes.
- Os Dispositivos de Rede:
São os meios físicos necessários para a comunicação entre os diversos componentes participantes de uma rede.
Repetidor
Em informática, repetidor é um equipamento utilizado para interligação de redes idênticas, pois eles amplificam e regeneram eletricamente os sinais transmitidos no meio físico.
Um repetidor recebe todos os pacotes de cada uma das redes que interliga e os repete nas demais redes sem realizar qualquer tipo de tratamento sobre os mesmos.
Não se pode usar muitos destes dispositivos em uma rede local, pois degeneram o sinal no domínio digital e causam problemas de sincronismo entre as interfaces de rede.
* Os repetidores não analisam os quadros de dados para verificar a qual segmento o quadro é destinado; ele apenas repete o sinal elétrico recebido em uma porta para outra;
* Apresenta uma grande desvantagem que é a propensão a gerar colisões na comunicação, o que diminui o desempenho da rede.
Hub (Repetidor multiporta)
Hub é o processo pelo qual se transmite ou difunde determinada informação, tendo como principal característica que a mesma informação está sendo enviada para muitos receptores ao mesmo tempo.
* O Hub é, em essência, um repetidor multiportas.
* O Hub apenas compartilha o meio e funciona como um repetidor de sinais.
* O Hub não tem inteligência suficiente para diferenciar endereço de origem e destino dentro de um frame, e sendo assim, todos os computadores conectados ao hub recebem esse sinal.
São classificados em três tipos: Passivos, Ativos e Inteligentes.
* Passivos:
Aqueles que não possuem qualquer tipo de alimentação elétrica. Funcionam apenas como um “espelho”, refletindo apenas os sinais elétricos para todas as estações que nele estejam conectadas.
Nesse tipo de Hub, o comprimento total dos dois trechos de cabo entre um micro e outro (passando pelo Hub) não pode exceder 100 metros, porque nesse tipo de equipamento não há qualquer tipo de amplificação de sinal.
* Ativos:
Aqueles que regeneram os sinais que recebem de suas portas antes de retransmiti-los para as demais portas. Esse é o tipo mais comum.
Nesse tipo de Hub, o comprimento total dos dois trechos de cabo entre um micro e outro (passando pelo Hub) pode chegar até a 200 metros, sendo que cada segmento pode ter no máximo, 100 metros.
* Inteligentes:
Aqueles que permitem qualquer tipo monitoramento, feito via software, com capacidade de detectar e se preciso for, desconectar um equipamento da rede.
Os Hubs também podem ter sua quantidade de portas expandidas, através de dois processos, denominados de: empilhamento e cascateamento.
-Empilhamento: Feito através de sua portas normais;
-Cascateamento: Feito através de portas específicas (Up Link)
Mais detalhes logo abaixo em Diferenças entre cascateamento e empilhamento.
Bridges (Repetidor Inteligente)
Bridges Nada mais são do que repetidores inteligentes, que analisam e lêem os dados que estão sendo transmitidos na rede.
Também são conhecidos como pontes, pois conseguem ler os endereços dos dados, e com isso, não haverá conflitos entre os dados, pois elas só direcionam os dados cujos endereços estejam identificados em suas portas.
É freqüente confundidos os conceitos de bridge e hub; uma das diferenças, como já enunciado, é que o pacote é enviado unicamente para o destinatário, enquanto que o hub envia o pacote em broadcast.
Switch (Repetidor Inteligente multiporta)
São consideradas como as Bridges Multiportas, pois sua função é replicar dados para as portas específicas, uma vez que tenha identificado o endereço de destino dos dados.
Switch é um hub inteligente, porque permite a comunicação múltipla entre computadores conectados a ela, ao contrário do hub, em que apenas um dispositivo por vez podia transmitir .
* Se tivermos um hub conectado a 100Mbps de 24 portas, cada porta irá operar a 4,5 Mbps, aproximadamente. Com a Switch, cada porta irá operar a 100Mbps dedicados, sem gerar broadcast.
Switch possuem 3 modos de Operações
FragmentFree - Este método tenta utilizar os benefícios dos métodos "Store and Forward" e "Cut Through". O "Fragment Free" verifica os primeiros 64 bytes do quadro, onde as informações de endereçamento estão armazenadas, se não tiver erro envia (a maioria dos erros está nos primeiros 64 bytes).
Store and Forward: recebe, analisa, localiza e envia - (mais lento, mais seguro).
Cut.Strough: recebe só o cabeçalho (MAC Address) - (mais rápido).
Adaptative Switching - Este método faz o uso dos outros três métodos.
*** O repetidor está para bridge como o Hub está para Switch, a diferença é o número de portas.
Diferença entre Cascateamento e Empilhamento (HUB/SWITCH)
HUB
Os Hubs podem ser ligados uns nos outros, para estender a rede e conseqüentemente
No cascateamento, a interligação se dá através de uma porta de um equipamento com a outra porta de outro equipamento, sendo a largura de banda limitada à velocidade da porta (10/100/1000Mbps).
As regras para o cascateamento dependem das especificações dos dispositivos porque neste tipo de ligação, à medida que vai se "cacasteando", o desempenho da rede vai caindo.
Hoje em dia há Hubs Empilháveis (stackable), onde os Hubs são conectados a outros, mas eles ficam de forma como se fosse um só.
Já no empilhamento, a interligação ocorre através de uma porta específica para empilhamento (stack) e cada fabricante possui um tipo de interface própria a qual possui velocidade transmissão maior que a velocidade das portas de conexão.
Nesse caso, o empilhamento pode ser feito apenas entre equipamentos de um mesmo fabricante e não ocorre a incidência da regra 5-4-3 na pilha de hubs. Desta forma, os hubs assim empilhados tornam-se um único repetidor.
O empilhamento é mais eficiente do que o cascateamento porque não ocupa as portas frontais para conexão, aumentando com isso a quantidade de portas disponíveis para os equipamentos da rede. Pode-se empilhar até quatro equipamentos, sempre considerando as observações e limitações de cada fabricante.
SWITCH
Cascateamento, ato de conectar switches usando a porta Up Link ou portas RJ45 comuns. Basta ligar as portas de ambos os equipamentos com um cabo de rede normal para que eles passem a se enxergar. São vistos como dois switches diferentes, cada um com um IP de gerência diferente.
Empilhamento, ato de interligar switches através uma porta especial em sua parte traseira (Daisy-chain Port). Essa conexão especial faz com que os switches sejam considerados pela rede um só. Por exemplo, se você empilhar 2 switches de 24 portas, eles irão funcionar como um único switch de 48 portas.
Roteador
Roteador é um equipamento usado para fazer a comutação de protocolos, a comunicação entre diferentes redes de computadores provendo a comunicação entre computadores distantes entre si.
A principal característica desses equipamentos é selecionar a rota mais apropriada para encaminhar os pacotes recebidos. Ou seja, escolher o melhor caminho disponível na rede para um determinado destino.
Exemplo de uma rede distinta:
Protocolos
É uma espécie de linguagem que os diversos dispositivos de rede utilizam para se comunicarem.
As pilhas de protocolos mais usadas são:
TCP/IP (Existem outros, mais de 100 protocolos dentro da ARP), IPX/SPX E NetBEUI.
-TCP/IP: São conjuntos de protocolos de comunicação entre computadores em rede.
-IPX/SPX: É um conjunto de protocolos proprietário desenvolvido pela
Novell, semelhante ao TCP/IP.
-NetBEUI: Protocolo semelhante ao TCP/IP, concebido para uso em pequenas redes.
ARP
O Broadcast pergunta, who has 198.123.456.78? (Quem tem esse IP)
localiza e informa F: 00-26-07...
Topologias de Redes
• Barramento
• Estrela
• Anel
• Em árvore
Topologia em Barramento
Esta é a topologia física utilizada pelas redes Ethernet 10Base2, que utilizam cabos coaxiais. Neste tipo de rede um PC é ligado ao outro, usando vários segmentos de cabos e conectores T, que possuem o mesmo formato da letra, onde uma ponta é ligada na placa de rede e as outras duas são ligadas às estações vizinhas. Nas duas extremidades da rede temos terminadores, que absorvem os sinais, evitando que eles retornem na forma de interferência.
Os dados são transmitidos para todos os PCs conectados, mas apenas o destinatário correto lê os pacotes dados. Também existem uma boa flexibilidade, já que para adicionar mais PCs é necessário apenas liga-los aos já existentes e o custo é baixo, já que não é necessário utilizar hubs. Apesar disso, as redes 10Base2 entraram em desuso, pois a velocidade ficou estacionada nos 10 megabits e os conectores são muito susceptíveis a mal contatos e outros problemas difíceis de isolar.
Vantagens:
• Baixo custo e fácil de trabalhar e instalar;
• Simples e relativamente confiável;
• Facilidade de expansão: Apesar da limitação de distância entre os terminadores.
Desvantagem:
• Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão.
• Rede pode ficar extremamente lenta em situações de tráfego pesado;
• Problemas são difíceis de isolar;
• Um cabo danificado ou um nó de inferior qualidade pode danificar uma rede inteira.
Topologia em Estrela
A conexão é feita através de um nó central que exerce controle sobre a comunicação. Sua confiabilidade é limitada à confiabilidade do nó central, cujo mal funcionamento prejudica toda a rede. A expansão da rede é limitada à capacidade de expansão do nó central, o cabeamento é complexo e caro pois pode envolver um grande número de ligações que envolvem grandes distâncias.
Nó central (HUB)
Todos ouvem, mas só responde a porta específica (Multiponto) não identifica o destinatário (manda para todos).
O desempenho cai, porque todos estão ouvindo (havendo colisão).
• Se utilizarmos um Hub nessa topologia, ela, fisicamente, será estrela, porém, logicamente, ela continuará a ser uma topologia linear.
• Se utilizarmos um Switch, a rede será física e logicamente em estrela.
Estrela
Vantagens:
• A codificação e adição de novos computadores são simples;
• Gerenciamento centralizado;
• Falha de um computador não afeta o restante da rede.
• Velocidade: Hoje, o uso de cabeamento tipo par-traçado é possível trabalhar com velocidades de até 100Mbps.
• Expansão: O sistema é facilmente expansível criando estrelas secundárias.
• Problema de conector mal instalado de um ponto não interfere no funcionamento de outros pontos de presença.
Desvantagens:
• Uma falha no dispositivo central paralisa a rede inteira.
• Cabeamento (par-trançado) sensível a interferências externas (problemas de blindagem), o que limita sua utilização em ambientes comerciais ou livres de ruídos elétricos. Por outro lado, em ambientes industriais (altos ruídos) é recomendável o uso de fibras-óticas o que aumenta os custos da instalação.
Topologia em Anel (Token Ring – Permissão para o computador transmitir).
O barramento toma a forma de um anel, com ligações unidirecionais ponto a ponto. A mensagem é repetida de estação para estação até retornar à estação de origem, sendo então retirada do anel. Como o sinal é recebido por um circuito e reproduzido por outro há a regeneração do sinal no meio de comunicação; entretanto há também a inserção de um atraso mínimo de 1 bit por estação. O tráfego passa por todas as estações do anel, sendo que somente a estação destino interpreta a mensagem. É de fácil expansão, obtida através da ligação de módulos que implementam anéis independentes e que tornam-se um grande anel quando conectados. Em desuso, mas existe.
Repetidor para repetidor (Recupera, Regenera, Amplifica, Retransmite)
Havendo quebra nos enlaces,a rede para.
Anel
Vantagens:
• Pelo dispositivo de redireccionamento pode ser enviada a informação no sentido oposto ao normal, em caso de avaria numa linha;
• Todos os computadores acessam a rede igualmente;
• Desempenho não é impactado com o aumento de usuários.
Desvantagens:
• A não existência de uma zona central para monitorização da rede.
• Falha de um computador pode afetar o restante da rede;
• Problemas são difíceis de isolar.
• Dificuldade de expansão: O número de máquinas é restrito sendo que cada inserção tem-se perda do desempenho da rede.
Topologia em Árvore
Topologia formada por diversas topologias em estrela conectadas entre si.
É bastante comum nas redes modernas que possuam um grande número de
equipamentos.
Quadro de comparações entre as topologias
QUESTIONÁRIO
01 - 1) Conceituar os seguintes tipos de redes: LAN, MAN e WAN.
LAN (Local Area Network)
Em computação, rede de área local (ou LAN, acrônimo de local area network), ou ainda rede local, é uma rede de computadores utilizada na interconexão de equipamentos processadores com a finalidade de troca de dados. Um conceito mais preciso, seria: é um conjunto de hardware e software que permite a computadores individuais estabelecerem comunicação entre si, trocando e compartilhando informações e recursos
MAN (Metropolitan Area Network)
Rede de Área Metropolitana (Metropolitan Area Network), também conhecida como MAN, é o nome dado às redes que ocupam o perímetro de uma cidade. São mais rápidas e permitem que empresas com filiais em bairros diferentes se conectem entre si.
WAN (Wide Area Network)
A Wide Area Network (WAN), Rede de área alargada ou Rede de longa distância, também conhecida como Rede geograficamente distribuída, é uma rede de computadores que abrange uma grande área geográfica, com frequência um país ou continente.
CAMADA FÍSICA - PARTE 1
● Apresentar as principais funções da Camada Física, responsável pela efetiva transmissão dos dados.
● Processo de Transmissão:
● Envolve o tratamento de dados e sinais.
– Dado: É uma informação armazenada no dispositivo de origem.
– Sinal: Informação codificada de forma adequada para transmissão nos diversos meios.
Sinais Analógicos e Digitais
Tanto dados como sinais podem ser classificados como analógicos ou digitais.
Computadores são considerados digitais porque representam dados e sinais apenas com dois valores: 0 ou 1.
● O termo Analógico está ligado à ideia de valores que variam continuamente no tempo, dentro de um conjunto infinito de valores.
● O termo Digital está associado à ideia de valores que variam de forma discreta em função do tempo, dentro de um conjunto finito de valores.
Em redes de computadores, os dados estão SEMPRE no formato digital, porém esses dados para serem transmitidos devem ser codificados em sinais analógicos ou Digitais.
A Camada Física tem como principal função a transmissão efetiva dos dados, Representados por uma sequência de bits, que formam o PDU. (Protocol Data Unit).
Características do Sinal
As características de um sinal são importantes para compreender como o processo de sinalização é implementado.
Existem três características fundamentais em um sinal:
Amplitude;
Frequência; e
Fase.
Amplitude:
- Está relacionada à sua potência;
- É medida em Volts (V).
- A grande diferença da amplitude no sinal analógico e digital, é sua
- variação em função do tempo.
* Digital: Variação discreta, em função do tempo.
* Analógico: Variação contínua
Frequência:
- É o número de vezes que o ciclo se repete no intervalo de 1 segundo;
- Ciclo representa a variação completa da amplitude de um sinal.
- É medida em Ciclos por Segundo ou em Hertz (Hz).
- Se um sinal leva 1 segundo para completar seu ciclo, pode-se dizer que sua frequência é de 1 ciclo/seg, ou 1 Hz.
- Frequências muito baixas, ou muito altas não são percebidas pelo ser
humano.
Frequência no Brasil é de 60Hz (Herts) em 1 segundo.
Fase:
Fase:
- Está relacionada ao conceito de Período.
- Período: É o tempo decorrido durante a execução de 1 ciclo de onda.
- Fase pode, então, ser definida com o deslocamento do sinal dentro do seu período de tempo.
- Esse deslocamento é medido em graus, podendo variar de 0º a 360º.
p = período ----> p = 1s/F
F = Fase ----> F = 1/p
Exemplo: F = 2Hz
p = 1/2 --> p = 0,5
F = 1/0,5 --> F = 1/1 * 2/1 = 2
Problemas na Transmissão
Como já vimos o Sinal Digital percorre pequenas distâncias e o Sinal Analógico viaja longas distâncias.
Qualquer transmissão está sujeita a problemas que podem modificar a forma original do sinal e, consequentemente, alterar o significado do dado transmitido.
- Os dois principais problemas são:
* Ruídos; e
* Atenuação.
RUÍDOS
O ruído é consequência de interferências eletromagnéticas indesejadas que provocam distorções nos sinais transmitidos, alterando o seu significado.
O nível de ruído é medido como uma relação entre a potência do sinal e a potência do ruído, e é chamado de Relação Sinal-Ruído.(RSR)
Quanto maior a RSR, melhor a qualidade do sinal;
Se a RSR for menor que 1, diz-se não haver transmissão.
Relação Sinal Ruído (RSR)
R >= 1 , tem comunicação.
R < 1 , NÃO tem comunicação. TIPOS DE RUÍDOS
RUÍDO TÉRMICO
● Este tipo de ruído, também conhecido como Ruído Branco, é inevitável, deriva da agitação que os elétrons têm acima do zero absoluto (zero Kelvin (0 K), ou -273,15 °C, ou -459.67 °F). Quanto maior for a emperatura, maior é a agitação e sendo assim, maior é o ruído térmico.
Exemplo: Exposição ao sol (aumenta o fluxo de elétrons).
RUÍDO DE INTERMODULAÇÃO
● É originado por ineficiências dos equipamentos. Os equipamentos que lidam com sinais devem manter a sua forma, quando isso não acontece produzem-se distorções no sinal.
Exemplo: Switch, conexão mal feita, conector RJ45, tomadas de má qualidade
● Em geral são encontrados em canais de comunicação que utilizam multiplexação por divisão de frequência (FDM).
A separação dos canais de voz por freqüência é usada no FDM (Frequency Division Multiplex) ou, em português, multiplexação por divisão de freqüência. Nesse método, cada sinal de voz modula uma portadora, separada da outra por 4khz. O resultado é a translação das freqüências de voz para um sinal complexo, a banda base, que contém a informação de todos os canais.
1 Sinal para voz
1 Sinal para dados
Resumindo, pega múltiplas frequências e manda informação.
RUÍDO DE CROSSTALK
Quando diversos sinais circulam em cabos elétricos próximos uns dos outros, Existe a tendência de que os sinais passem de um cabo para o outro, este fenômeno é tanto mais intenso quanto maior for a frequência dos sinais.
Exemplo: Linha cruzada
* Campo magnético aumenta e interfere nos outros cabos.
RUÍDO IMPULSIVO
Tal como o anterior, este tipo de ruído é induzido por fontes externas ao sistema de transmissão. A diferença é que consiste em picos de energia muito intensos e geralmente de curta duração.
Podem ser provocados por diversos tipos de equipamentos, por exemplo o “starter” de uma lâmpada fluorescente.
* Diferença Crosstalk - é instantâneo.
* Fibra ótica é imune a esses ruídos.
ATENUAÇÃO
O problema de atenuação é consequência da perda de potência do sinal transmitido, na medida em que o sinal percorre o canal de comunicação até chegar ao destino.
Nesse caso, o meio de transmissão funciona como um filtro, reduzindo a amplitude do sinal e impedindo que o receptor decodifique corretamente o sinal recebido.
O nível de atenuação do sinal depende do tipo de meio de transmissão utilizado.
A atenuação limita diretamente o comprimento máximo dos cabos e a distância máxima entre antenas.
Por exemplo:
O cabo de par-trançado (padrão 100Base-TX, possui um comprimento Máximo de 100 metros para transmissão de um sinal.
O Cascateamento, Aceita interligar equipamentos distintos e de marcas distintas (com certas limitações). Em caso de Hubs não esquecer a regra 5-4-3 (Lembrando que no máximo 4 hubs podem ser cascateados segundo a regra 5-4-3. No máximo 5 segmentos conectados por 4 hubs e somente 3 deles podem ser povoados). 2 servem como pontes, não podem ter máquinas neles.
LARGURA DE BANDA
É a medida da quantidade de informação que pode ser transferida de um lugar para outro em um determinado período de tempo.
Dois usos comuns do termo largura de banda:
* um se refere a sinais analógicos; e
* outro a sinais digitais.
Exemplo:
Instituto Superior Fátima 100 Mbps (s = 1s. Determinado intervalo de tempo).
ADSL 1Mbps = 1024K --> Download 120 KBps (Bytes por segundos), ou seja,
1024 KBps / 8 bits = 128 KBps --> 1 Mbps = 128 KBps.
A característica natural dos meios de transmissão é provocar perdas nos diversos sinais componentes, em diferentes proporções, provocando a distorção do sinal.
Se todos os sinais componentes fossem igualmente reduzidos em amplitude, o sinal resultante seria todo reduzido em amplitude, e não distorcido. Mas infelizmente...Não é isso que acontece!
Ruído e Atenuação causa perda na largura de banda.
THROUGPUT (Taxa Real)
Refere-se à taxa de transmissão real em um determinado meio, durante um certo período de tempo;
Infelizmente, o throughput é muito menor que a largura de banda máxima possível do meio que está sendo usado;
Wireless --> 54 Mbps (Taxa máxima), o througput é sempre menor. Ex: 45 Mbps.
Alguns fatores que determinam o throughput e a largura de banda:
THROUGPUT (Fatores determinantes)
* Dispositivos de interligação de redes;
* Tipos de dados sendo transferidos;
* Topologia;
* Número de usuários;
* Computador do usuário;
* Computador servidor;
Como a topologia pode interferir no througput?
Exemplo: Barramento (multiponto)
Mais máquinas + ruídos. Mais tempo, menos transmissão.
Estrela: Switch o througput melhora, (ponto a ponto)
1 --> 3
2 --> 5
FATORES A CONSIDERAR SOBRE A LARGURA DE BANDA
1 - É finita.
2 - Pode economizar dinheiro.
3 - É uma medida chava do desempenho e do projeto de rede.
4 - É uma chave para se compreender a internet.
5 - A demanda cresce constantemente.
TÉCNICAS DE TRANSMISSÃO
As técnicas de transmissão estão diretamente relacionadas com as técnicas de multiplexação (que serão vistas em outro módulo).
Neste cenário, pode-se destacar as seguintes sinalizações:
* A sinalização em Banda Básica (baseband);
* A sinalização em Banda Larga (broadband).
Banda Básica (Baseband)
* O sinal é colocado na rede, sem qualquer tipo de modulação;
* NÃO tem MODULAÇÃO, não precisa de modem;
* Sinalização que possibilita altas taxas de transmissão;
* Sujeita a ruídos, interferências e erros aleatórios;
* É a sinalização mais adequada em ambientes controlados (Redes Locais);
* Também chamada de sinalização digital, onde todo o espectro de frequência do meio é utilizado para produzir o sinal.
Banda Larga (Broadband)
* O espectro de frequência do meio é dividido em vários canais, cada um podendo suportar diferentes tráfegos;
* Necessita de Modem para converter sinais analógicos em digitais, e vice-versa;
* Fluxo de dados é unidirecional. Para conexões nos dois sentidos, é necessário duplicar meios ou frequências;
* Também chamada de sinalização analógica, e realiza multiplexação em frequência (FDM).
CAMADA FÍSICA - PARTE 2
MEIOS DE TRANSMISSÃO
● As principais características dos meios de transmissão são:
● Tipo de sinalização;
● Largura de Banda e Capacidade de Transmissão;
● Confiabilidade;
● Segurança;
● Instalação e Manutenção; e
● Custo.
Tipos de Sinalização
● Um meio de transmissão pode suportar uma sinalização
analógica, digital, ou ainda, ambas.
Funciona nas duas Bandas (Analógica e Digital)
* Par trançado; e
* Cabo coaxial
Banda básica (Digital)
* Não tem multiplexação;
* Não tem modem;
* Só tem um sinal;
* Altas velocidades.
+ suscetivel a taxa de erros.
Banda Larga (Analógica)
* Multipelxação
* Modem
* Tem mais de um sinal
* Baixas velocidades
Largura de Banda e Capacidade de Transmissão
● A partir do espectro de frequências de um determinado meio é possível verificar a largura de banda do meio e calcular sua capacidade de transmissão.
● As frequências mais altas oferecem maior largura de banda, e consequentemente maiores taxas de transmissão;
● As frequências mais baixas ultrapassam barreiras físicas mais fácil, como paredes e montanhas, por exemplo.
* Quanto menor a faixa de frequência, maior a distância e ultrapassa barreira física mais fácil.
PARÂMETROS DE COMPARAÇÃO
Confiabilidade
● Característica que esta associada à sua capacidade de ser menos suscetível a problemas na transmissão, como ruído e atenuação.
● Transmissões sem fio são mais suscetíveis a problemas do que as transmissões com fio;
● Transmissões em fibras ópticas (não usa elétron - usa feixe de luz) são as menos suscetíveis a problemas (ruídos e atenuação) dentre todas.
Segurança
● Associada a sua capacidade de garantir a confidencialidade das informações trafegadas, ou, pelo menos, dificultar o processo de escuta indevida dos dados.
● Transmissões sem fio, são, em regra, as mais vulneráveis;
● Devido a essa fragilidade, em geral, essas transmissões devem ser criptografadas para manter essa característica.
Instalação e Manutenção
● Depende, basicamente, do tipo do meio e interfaces de comunicação, números de dispositivos conectados e distância que os separam.
● Rede cabeadas, muitas vezes, apresentam dificuldade na passagem dos cabos;
● Transmissões Wireless apresenta grande facilidade de instalação, por dispensar o cabeamento estruturado.
Custo do Meio
● Essa característica envolve, não só o custo do próprio meio, como o de sua instalação e manutenção;
● Outro fator a ser considerado são os equipamentos de interconexão, como dispositivos de rede e switches.
● Transmissões sem fio costumam apresentar custos mínimos, quando cobrem pequenas distâncias;
● Essas transmissões, quando implementadas em grandes distâncias costuma ter custo elevado, devido aos equipamentos necessários a retransmissão do sinal.
MÍDIAS DE TRANSMISSÃO
● Meio de transporte que permite a transmissão de dados;
● São os canais físicos utilizados na comunicação de dados;
● Diferem entre si por:
● Velocidades suportadas;
● Imunidade a ruídos;
● Taxa de erros;
● Disponibilidade;
● Confiabilidade;
● Outros.
O cabeamento precisar ser confiável...
O cabeamento de uma rede deve ser levado a sério.
Devem ser usados cabos e conectores de boa qualidade.
Os cabos não devem ficar expostos para não sofrer
dano físico. Não podem ficar expostos ao sol e à chuva,
como na figura ao lado.
Cabo Coaxial
Menos suscetível a ruídos por causa da blindagem)
● Devido a sua construção, é menos susceptível a ruídos que o par trançado;
● Oferece maiores distâncias que o par trançado, porém devido ao custo ser mais alto, e sua instalação não ser tão simples, vem sendo substituído pelo par trançado.
● O cabo coaxial permite tanto sinalização analógica, quanto digital.
Cabo par trançado
● Classificados em dois tipos:
● Cabo de Par Trançado Blindado (STP – Shielded Twisted Pair);
● Cabo de Par Trançado Não-Blindado (UTP – Unshielded Twisted Pair).
● É o cabeamento mais barato para aplicação em redes locais;
● Permitem trabalhar com velocidades escaláveis, de 10 Mbps (Ethernet), ou 100 Mbps (Fast Ethernet) e até 1 Gbps (Gigabit Ethernet).
● Os cabos UTP, possuem ainda uma classificação especial:
● Categoria 3: apropriado para Ethernet (até 10 Mbps);
● Categoria 4: apropriado para Token Ring (até 16 Mbps);
● Categoria 5: apropriado para Fast Ethernet (até 100 Mbps);
● Categoria 6: apropriado para Gigabit Ethernet (até 1 Gbps).
Cabo de Fibra Óptica
● É um tipo de cabeamento completamente diferente dos demais, por não transportar elétrons, e sim, sinais luminosos (fótons);
● São compostos por fios muito finos de vidro, ou mesmo plástico, revestidos por um material com índice de refração diferente de seu núcleo;
● Utilizam o conceito de reflexão da luz.
São classificadas em dois grupos, de acordo com seu diâmetro:
● Fibras Multimodo; e
● Fibras Monomodo.
A diferença está no diâmetro
Quadro Comparativo
* Quanto menor o diâmetro e maior a distância - NÃO SOFRE REFLEXÃO.
NOSSA SENHORA DE FÁTIMA
AVALIAÇÃO – Redes de Computadores – 2º Semestre 2011
Nome do aluno:________________________________________________
Assinatura:____________________________________________________
Turma: TADS3 – 2º Sem 2011
Disciplina: Redes de Computadores
Data: 29 de Setembro de 2011.
1. Relacione a 2ª coluna de acordo com a 1ª
1 - Sinal Analógico
2 - Sinal Digital
( ) Apresenta níveis discretos de tensão
( ) Apresenta pulso de energia
( ) Sinal mais sujeito a distorção
( ) Só é definido para determinados instantes de tempo
( ) Representa valores através da variação de uma
2. Defina througput
3. Complete os espaços em branco
__________ é o número de vezes que o ciclo se repete no intervalo de 1 segundo. E o ciclo representa a variação completa da __________ de um sinal.
4.
5. Qual a diferença entre ruído impulsivo e ruído de crosstalk?
6. "É a medida da quantidade de informação que pode ser transferida de um lugar para outro em um determinado período de tempo". O texto destacado refere-se à?
7. "Refere-se a Taxa de Transmissão real em um determinado meio, durante um certo período de tempo". O texto quer dizer:
8. Das técnicas de sinalização estudadas, em qual delas o sinal é colocado na rede sem qualquer tipo de modulação?
9. As transmissões sem fio, são em regra, as mais vulneráveis. Por conta disso o que normalmente deve ser feito para manter sua segurança
10. Cite duas diferenças entre os cabos coaxiais fino e grosso:
-
-
11. Cite duas características fisicas do cabo 100BaseTX:
-
-
12. Qual das fibras óptica apresenta capacidade de transmitir em distâncias maiores?
MODELO DE REFERÊNCIA OSI DA ISO
OSI = Open Systems Interconnection (Interconexão de Sistemas Abertos)
ISO = International Organization Standardization (Organização Internacional para Padronização)
Introdução
O OSI é um modelo usado para entender como os protocolos de rede funcionam. Normalmente quando estudamos redes de computadores este é um dos primeiros tópicos do guia de estudos. O problema, no entanto, é que muitas vezes as pessoas não entendem o porquê da existência deste modelo e/ou como ele funciona – mesmo pessoas que decoram os nomes de todas as sete camadas deste modelo para fazer prova de faculdade ou de certificação não compreendem de fato o seu funcionamento. Neste tutorial explicaremos a você o porquê da existência do modelo OSI e como ele funciona, além de fazer uma rápida correlação entre a pilha de protocolos TCP/IP e o modelo OSI.
OSI -> Permite a comunicação entre redes
* Um conjunto de regras, que determina o formato e a transmissão de dados.
HISTÓRICO
Quando as redes de computadores sugiram, as soluções eram, na maioria das vezes, proprietárias, isto é, uma determinada tecnologia só era suportada por seu fabricante. Não havia a possibilidade de se misturar soluções de fabricantes diferentes. Dessa forma, um mesmo fabricante era responsável por construir praticamente tudo na rede.
Para facilitar a interconexão de sistemas de computadores, a ISO (International Standards Organization) desenvolveu um modelo de referência chamado OSI (Open Systems Interconnection) para que os fabricantes pudessem criar protocolos a partir deste modelo. Algumas pessoas confundem esses dois acrônimos, já que eles são formados pelas mesmas letras. ISO é o nome da organização enquanto que OSI é o nome do modelo de referência para o desenvolvimento de protocolos.
Protocolo é uma “linguagem” usada para transmitir dados pela rede. Para que dois computadores passam se comunicar, eles devem usar o mesmo protocolo (ou seja, a mesma linguagem).
Quando você envia um e-mail do seu computador, seu programa de e-mail (chamado cliente de e-mail) envia os dados (seu e-mail) para a pilha de protocolos, que faz uma porção de coisas que falaremos neste tutorial e então envia esses dados para o meio de transmissão da rede (normalmente cabo ou o ar, no caso de redes sem fio). No computador do outro lado (o servidor de e-mail) os dados (seu e-mail) são processados e enviados para o programa servidor de e-mail.
A pilha de protocolos faz uma porção de coisas e o papel do modelo OSI é padronizar a ordem em que a pilha de protocolos faz essas coisas. Dois protocolos diferentes podem ser incompatíveis, mas se eles seguirem o modelo OSI, ambos farão as coisas na mesma ordem, ajudando aos desenvolvedores de software a entender como eles funcionam.
Você pode ter notado que usamos a palavra “pilha”. Isto porque protocolos como o TCP/IP não são na verdade um único protocolo, mas sim vários protocolos trabalhando em conjunto. Portanto o nome mais apropriado não é simplesmente “protocolo” mas “pilha de protocolos”.
Resumo Histórico:
* Quando surgiram as Redes de Computadores, as soluções eram, na sua maioria, proprietárias;
- determinadas tecnologias só eram suportadas por seus fabricantes;
* Não havia interoperabilidade entre equipamentos de fabricantes diferentes;
* Fabricante era responsável por toda rede;
Para facilitar a interconexão de redes, foi criado o modelo de referência OSI, da ISO.
* A ISO foi criada em 1977;
* Idéia principal: Auxiliar diversos fabricantes a desenvolver protocolos e equipamentos;
* Necessidade de interconexão entre os diversos sistemas computacionais da época;
* Proporcionar interoperabilidade entre as diversas plataformas;
* ISO reconheceu a necessidade das redes trabalharem juntas e se comunicarem;
* Por isso, ela lançou em 1984, o Modelo de Referência OSI;
* Este, é o modelo fundamental para comunicações em rede .
MODELO DE REFERÊNCIA OSI
Exemplo: Enviar um e-mail do PC-1 (Remetente) passa pelas 7 camadas (codificando) e o outro PC-2 (Receptor) recebe passando pelas 7 camadas (decodificando).
--> Pilha de protocolo quer dizer conjunto de protocolos.
* A pilha de protocolos realiza diversas tarefas;
- O papel do modelo OSI é padronizar a ordem em que a pilha de protocolos realiza tais tarefas;
* Dois protocolos de arquiteturas diferentes podem ser incompatíveis; mas...
- Se seguirem as especificações do modelo OSI, ambos farão as tarefas na mesma ordem, ajudando aos desenvolvedores de software a entender como eles funcionam.
- Deve-se notar que o TCP/IP, o IPX/SPX e o NetBEUI não seguem o modelo rigorosamente, mas possuem correspondência apenas a partes doModelo OSI.
- O Modelo OSI...
-- Possibilita a comunicação entre tipos diferentes de hardware e de software de rede;
-- Evita que as modificações em uma camada afetem as outras, possibilitando maior rapidez no seu desenvolvimento;
-- Decompõe as comunicações de rede em partes menores, facilitando sua aprendizagem e compreensão.
* O termo pilha é utilizado, porque na verdade ele representa um conjunto de protocolos;
* Processo complexo de comunicação foi subdividido em pequenos processos, que foram denominados de camadas;
* Criou-se, então, 07 (sete) camadas específicas, conforme quadro a seguir:
Decore a ordem e as palavras-chave
* As camadas podem ainda ser agrupadas em três grupos:
- Aplicação: Camadas de Aplicação, Apresentação e Sessão;
- Transporte: Camada de Transporte;
- Rede: Camadas de Rede, Link de Dados e Física.
* Rede: As camadas deste grupo são camadas de baixo nível (deixa de ser visível para o usuário)que lidam com a transmissão e recepção dos dados da rede;
* Transporte: Esta camada é responsável por pegar os dados recebidos da rede e transformá-los em um formato compreensível pelo programa;
* Aplicação: Essas são as camadas mais altas (alto nível - e-mail, winrar) que colocam os dados no formato usado pelo programa.
Abaixo nós explicamos cada camada do modelo de referência OSI. Em nossos exemplos estamos assumindo que o computador está enviando dados pela rede – por exemplo, você está enviando um e-mail através do seu programa de e-mail.
Camada 7 – Aplicação
A camada de aplicação faz a interface entre o programa que está enviando ou recebendo dados e a pilha de protocolos. Quando você está baixando ou enviando e-mails, seu programa de e-mail entra em contato com esta camada.
Palavra-chave:
* Interage com o usuário (Acesso aos aplicativos de e-mail, navegadores * Http, FTP, DNS)
* Interage com o usuário (Acesso aos aplicativos de e-mail, navegadores * Http, FTP, DNS)
Camada 6 – Apresentação
Também chamada camada de Tradução, esta camada converte o formato do dado recebido pela camada de Aplicação em um formato comum a ser usado pela pilha de protocolos. Por exemplo, se o programa está usando um código de página diferente do ASCII, esta camada será a responsável por traduzir o dado recebido para o padrão ASCII. Esta camada também pode ser usada para comprimir e/ou criptografar os dados. A compressão dos dados aumenta o desempenho da rede, já que menos dados serão enviados para a camada inferior (camada 5). Se for utilizado algum esquema de criptografia, os seus dados circularão criptografados entre as camadas 5 e 1 e serão descriptografadas apenas na camada 6 no computador de destino.
Palavra-chave:
* Tradução, formato comum + criptografia + compressão de dados
* Tradução, formato comum + criptografia + compressão de dados
Camada 5 – Sessão
Esta camada permite que dois programas em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação. Nesta sessão, esses dois programas definem como será feita a transmissão dos dados e coloca
marcações nos dados que estão sendo transmitidos. Se porventura a rede falhar, os dois computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da última marcação recebida em vez de retransmitir todos os dados novamente.
Por exemplo, você está baixando e-mails de um servidor de e-mails e a rede falha. Quando a rede voltar a estar operacional, a sua tarefa continuará do ponto em que parou, não sendo necessário reiniciá-la. Note que nem todos os protocolos implementam esta função.
Palavra-chave:
* Diálogo, administra a conexão (Estabelecer, sincronizar, transferir e liberar).
Camada 4 – Transporte
Nas redes de computadores os dados são divididos em vários pacotes. Quando você está transferindo um arquivo grande, este arquivo é dividido em vários pequenos pacotes. No computador receptor, esses pacotes são organizados para formar o arquivo originalmente transmitido. A camada de Transporte é responsável por pegar os dados enviados pela camada de Sessão e dividi-los em pacotes que serão transmitidos pela rede. No computador receptor, a camada de Transporte é responsável por pegar os pacotes recebidos da camada de Rede e remontar o dado original para enviá-lo à camada de Sessão. Isso inclui controle de fluxo (colocar os pacotes recebidos em ordem, caso eles tenham chegado fora de ordem) e correção de erros, tipicamente enviando para o transmissor uma informação de reconhecimento (acknowledge), informando que o pacote foi recebido com sucesso. A camada de Transporte separa as camadas de nível de Aplicação (camadas 5 a 7) das camadas de nível Rede (camadas de 1 a 3). As camadas de Rede estão preocupadas com a maneira com que os dados serão transmitidos e recebidos pela rede, mais especificamente com os pacotes são transmitidos pela rede, enquanto que as camadas de Aplicação estão preocupadas com os dados contidos nos pacotes, ou seja, estão preocupadas com os dados propriamente ditos. A camada 4, Transporte, faz a ligação entre esses dois grupos.
Palavra-chave:
* Controle de fluxo, correção de erro + conexão orientada (Garantia na entrega).
Camada 3 – Rede
Esta camada é responsável pelo endereçamento dos pacotes, convertendo endereços lógicos em endereços físicos, de forma que os pacotes consigam chegar corretamente ao destino. Essa camada também determina a rota que os pacotes irão seguir para atingir o destino, levando em consideração fatores como condições de tráfego da rede e prioridades.
Palavra-chave:
* Roteamento, endereços fisícos (MAC Address), e lógicos (IP's).
Camada 2 – Enlance de Dados
Essa camada (também chamada camada de Enlace) pega os pacotes de dados recebidos da camada de rede e os transforma em quadros que serão trafegados pela rede, adicionando informações como o endereço da placa de rede de origem, o endereço da placa de rede de destino, dados de controle, os dados em si e uma soma de verificação, também conhecida como CRC. O quadro criado por esta camada é enviado para a camada Física, que converte esse quadro em sinais elétricos (ou sinais eletromagnéticos, se você estiver usando uma rede sem fio) para serem enviados através do cabo de rede. Quando o receptor recebe um quadro, a sua camada de Link de Dados confere se o dado chegou íntegro, refazendo a soma de verificação (CRC). Se os dados estiverem o.k., ele envia uma confirmação de recebimento (chamada acknowledge ou simplesmente ack). Caso essa confirmação não seja recebida, a camada Link de Dados do transmissor reenvia o quadro, já que ele não chegou até o receptor ou então chegou com os dados corrompidos.
Palavra-chave:
* Detectar erros (Opcional), escuta do meio fisíco e detecção de colisão.
Camada 1 – Física
Esta camada pega os quadros enviados pela camada de Link de Dados e os transforma em sinais compatíveis com o meio onde os dados deverão ser transmitidos. Se o meio for elétrico, essa camada converte os 0s e 1s dos quadros em sinais elétricos a serem transmitidos pelo cabo; se o meio for óptico (uma fibra óptica), essa camada; converte os 0s e 1s dos quadros em sinais luminosos; se uma rede sem fio for usada, então os 0s e 1s são convertidos em sinais eletromagnéticos; e assim por diante. No caso da recepção de um quadro, a camada física converte os sinais do cabo em 0s e 1s e envia essas informações para a camada de Link de Dados, que montará o quadro e verificará se ele foi recebido corretamente.
Palavra-chave:
* Sinal elétrico, pinagem de equipamento e de transição.
Em desenvolvimento por Eron Targino
