Redes: Topologias e Componentes
Curso: Curso:
Engenharia de Controle e Automação
Disciplina:
Sistemas Distribuídos e Redes de Computadores
Professor:
Rede de computadores
Rede
é o compartilhamento de informações e serviços.
Um trabalho em rede é possível quando pessoas ou
grupos possuem informações ou recursos que desejam
compartilhar.
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compartilhar.
Uma
Rede de computadores
consiste de 2 ou mais
computadores e outros dispositivos ligados entre si,
compartilhando: dados, impressoras, trocando mensagens
(e-mails), etc.
Rede de computadores
Vantagens
Computadores distribuídos geograficamente;
Compartilhamento de recursos (hardware e software); Segurança dos dados;
Ambiente de trabalho flexível.
Rede de computadores
Ambiente Típico de Rede
Rede de computadores
Extensão geográfica
As redes de computadores são normalmente classificadas por
tamanho, distância abrangida ou estrutura. Embora existam diversas classificações, as diferenças estão diminuindo
rapidamente, os tipos abaixo são os mais usados: rapidamente, os tipos abaixo são os mais usados:
LAN (Local Area Network);
MAN (Metropolitan Area Network) ; WAN (Wide Area Network).
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Topologia
Há várias formas nas quais se pode organizar a interligação
entre cada um dos nós (computadores) da rede;
A topologia de uma rede descreve como é o layout do meio
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através do qual há o tráfego de informações, e também como os dispositivos estão conectados a ele;
Topologias
Rede em anel (Ring);
Rede em barramento (Bus); Rede em estrela (Star).
Rede de computadores
Rede em anel (Ring)
Dispositivos são conectados em série, formando um circuito
fechado (anel);
Dados são transmitidos unidirecionalmente de nó em nó até
atingir o seu destino; atingir o seu destino;
Uma mensagem enviada por uma estação passa por outras
estações, através das retransmissões, até ser retirada pela estação destino ou pela estação fonte;
Rede de computadores
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Rede de computadores
Rede em barramento (Bus)
Computadores estão ligados a um cabo continuo que termina
em ambas as extremidades por uma pequena ficha (terminador) com uma resistência ligada entre a malha e o fio central do
cabo; cabo;
Rede de computadores
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Rede de computadores
Rede em estrela (Star)
As redes em estrela é caracterizada por um elemento central
que “gerencia” o fluxo de dados da rede, estando diretamente conectado (ponto-a-ponto) a cada nó, daí surgiu a designação “Estrela”;
“Estrela”;
Esta topologia se aplica apenas a pequenas redes, já que os
“gerenciadores” costumam ter apenas 8,16 ou 24 portas.
Em redes maiores é utilizada uma topologia em forma de
árvore, onde temos vários “gerenciadores” são interligados entre si.
Rede de computadores
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Rede de computadores
Arquitetura
O conjunto de camadas e protocolos é chamado de arquitetura
de rede. A especificação de uma arquitetura deve conter
informações suficientes para permitir que um implementador desenvolva software ou hardware para cada camada;
desenvolva software ou hardware para cada camada;
Arquiteturas Ethernet; Token ring; FDDI; ISDN; Frame Relay; ATM.
Componentes de uma rede
Uma rede é um sistema composto de um arranjo de
componentes, que são:
cabeamento
,
hardware
e
software
;
Como todo sistema, para uma rede operar de modo
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Como todo sistema, para uma rede operar de modo
eficiente, deve haver uma correta integração entre os
Componentes de uma rede
Cabeamento
O sistema de cabeamento de uma rede é a infraestrutura
necessária para a implantação da mesma;
Apesar de parecer simples, esse é um dos problemas mais
difíceis de se resolver em comunicação de dados; difíceis de se resolver em comunicação de dados;
Se tratando da infra-estrutura de uma rede, o sistema de
cabeamento deve ser a primeira preocupação do profissional;
Pesquisas nos USA revelam que mais de 85% dos problemas
em redes estão relacionados com à falta de projeto, má
qualidade dos componentes e dos serviços empregados em sua implantação.
Componentes de uma rede
Hardware de rede
O hardware de rede se refere aos equipamentos necessários
para a implantação de uma rede de dados. Os principais são: Servidor de rede;
Estações de trabalho;
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Estações de trabalho; Impressoras;
Placas adaptadoras de rede; Hubs;
Componentes de uma rede
Software de rede
O principal programa ou conjunto de programas de uma rede é
o Sistema Operacional (SO) de rede. É composto por um
conjunto de programas instalados no servidor e uma outra parte instalada nas estações de trabalho para que essas possam
instalada nas estações de trabalho para que essas possam acessá-lo;
A principal função do SO é viabilizar o compartilhamento de
dispositivos, como discos rígidos, impressoras e outros.
As principais características dos SO são: redirecionamento e
Componentes de uma rede
Software de rede
O redirecionamento faz com que os recursos da rede se
comportem como dispositivos locais;
Impressora em rede;
O acesso multiusuário é o processo pelo qual mais de um
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O acesso multiusuário é o processo pelo qual mais de um
usuário acessa um mesmo arquivo ao mesmo tempo no servidor;
Equipamentos pare redes
Equipamentos para Redes
Para que uma rede de computadores possa funcionar é
necessário que existam, além do cabeamento propriamente
dito, dispositivos de hardware e software cuja função é controlar a comunicação entre os diversos componentes da rede;
a comunicação entre os diversos componentes da rede;
Vários dispositivos são usados em uma rede, cada um deles
possuindo funções específicas. Como exemplos podemos citar as placas de rede, repetidores, hubs, switches, bridges, routers, etc.
Equipamentos pare redes
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Equipamentos pare redes
Repetidores
Os repetidores são dispositivos de hardware utilizados para a
conexão de dois ou mais segmentos de uma rede local. Eles recebem e amplificam o sinal proveniente de um segmento de rede e repetem esse mesmo sinal no outro segmento;
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rede e repetem esse mesmo sinal no outro segmento;
O primeiro meio popular da Ethernet foi um cabo coaxial de
cobre conhecido como "thicknet." O comprimento máximo desse cabo era de 500 mts. Em grandes prédios ou campus de
universidades, um cabo de 500 mts nem sempre era suficiente.
Equipamentos pare redes
Repetidores
Repetidores são completamente transparentes para os demais
dispositivos da rede. No entanto, problemas causados pelo
overhead (atraso) de repetição, como congestionamento na
rede podem vim a ocorrer; rede podem vim a ocorrer;
A limitação do número de repetidores é obtida de acordo com o
protocolo utilizado (por exemplo, no protocolo Ethernet o número máximo é de quatro);
Equipamentos pare redes
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Equipamentos pare redes
Hubs
Um hub, concentrador ou Multiport Repeater, nada mais é do
que um repetidor que, promove um ponto de conexão física entre os equipamentos de uma rede;
Os Hub’s permitem dois tipos de ligação entre si. Os termos Os Hub’s permitem dois tipos de ligação entre si. Os termos
mais conhecidos para definir estes tipos de ligações são: cascateamento e empilhamento;
Equipamentos pare redes
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Equipamentos pare redes
Switches
Switches são dispositivos que filtram e encaminham pacotes
entre segmentos de redes locais, operando na camada de enlace (camada 2) do modelo OSI;
Os switches trabalham principalmente em dois modos de Os switches trabalham principalmente em dois modos de
operação: cut-through (Atravessar) e store-and-forward (Armazenar e transmitir);
Cut-through os quadros são enviados adiante diretamente;
Store-and-forward o quadro deve ser recebido completamente;
Cut-through reverte para o modo Store-and-forward quando a porta
Equipamentos pare redes
Bridge
As Bridges (ou pontes) são equipamentos que possuem a
capacidade de segmentar uma rede local em várias sub-redes, e com isto conseguem diminuir o fluxo de dados (o tráfego);
Serve também para conectar duas redes distintas, permitindo
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Serve também para conectar duas redes distintas, permitindo
comunicações entre elas;
Pode ser um dispositivo dedicado ou então um PC com duas
placas de rede, configurado para executar esta função;
Equipamentos pare redes
Gateway
Um Gateway, ou porta de ligação, é uma máquina intermediária
geralmente destinada a interligar redes, separar domínios de colisão, ou mesmo traduzir protocolos.;
Exemplos
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Exemplos
Podem ser roteadores e firewalls, já que ambos servem de
intermediários entre o utilizador e a rede
Um proxy também pode ser interpretado como um gateway, já que
serve de intermediário também;
Pode ser um PC com duas (ou mais) placas de rede, ou um
Equipamentos pare redes
Gateway
Quando você compartilha a conexão entre vários micros,
apenas o servidor que está compartilhando a conexão possui um endereço IP válido, só ele "existe" na internet. Todos os demais acessam através dele. O gateway padrão é justamente demais acessam através dele. O gateway padrão é justamente o micro da rede que tem a conexão, é ele que os outros
consultarão quando precisarem acessar qualquer coisa na internet.
Equipamentos pare redes
Roteadores
Dispositivos que provêm a interconectividade entre LANs e
entre LAN e WAN;
Estendem os limites das LANs para MANs e WANs;
Largamente empregados quando há a necessidade de
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Largamente empregados quando há a necessidade de
Acessórios para redes
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Acessórios para redes
Print Server
Os print servers Permite que vários usuários compartilhem o
uso de impressoras localizadas em qualquer ponto de uma rede Ethernet;
Normalmente suporta vários protocolos de redes locais;
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Acessórios para redes
38 Print Server
Acessórios para redes
Baluns
O nome Balun é derivado dos termos BALanced e UNbalanced,
referindo-se a um casador de impedâncias;
Realiza interligação de duas linhas de transmissão com
características diferentes; características diferentes;
Acessórios para redes
40 Baluns
Mídias de transmissão
Mídias de Transmissão
O cabeamento e outros elementos componentes utilizados na
montagem dos sistemas estruturados são chamados de mídias físicas. Os componentes de cabeamento variam dependendo do tipo de sistema e mídia utilizado;
tipo de sistema e mídia utilizado;
Cada mídia oferece vantagens e desvantagens. Condições
como o comprimento dos segmentos de rede e as facilidades para instalações dos pontos de acesso devem ser levados em conta na escolha da mídia e no cálculo do custo do projeto de cabeamento;
Mídias de transmissão
Meios guiados e Não-Guiados
A função de qualquer meio de transmissão é carregar um fluxo
de informação através de uma rede, ficando essa capacidade de transmissão limitada apenas pela características particulares de cada meio;
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de cada meio;
Guiados, fios de cobre e os cabos de fibra óptica; Não-Guiados, ondas de rádio e os raios laser;
Cabeamento de rede
O termo “cabeamento de rede” é um conjunto formado pelos
meios guiados de transmissão e demais acessórios
Mídias de transmissão
Principal função é o transporte dos sinais entre os dispositivos
com o mínimo degradação possível;
No entanto, tanto o sinal elétrico quando o sinal óptico ficam sob
a ação constante de elementos internos e externos;
Cabo metálico, os sinais se degradam por causa de diversas Cabo metálico, os sinais se degradam por causa de diversas
características como a oposição do fluxo de elétrons (resistência) e a oposição a mudanças de voltagens e correntes (reatância);
Cabo óptico, sofre os efeitos da dispersão dos feixes de luz e da
atenuação ao longo da fibra;
Conectores mal instalados podem criar ruídos elétricos,
estabelecer um contato elétrico intermitente e até mesmo interromper o funcionamento de uma rede;
Mídias de transmissão
Mídias Físicas utilizadas
Os meios físicos guiados são utilizados em redes de
computadores para conectar os diversos equipamentos entre si.
Diferem como relação à banda, potencial para conexão, limitação
geográfica devido à atenuação caracteristica do meio, imunidade
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geográfica devido à atenuação caracteristica do meio, imunidade ao ruído, custo, disponibilidade de componentes e confiabilidade;
Os meios mais utilizados são:
Cabo coaxial;
Cabo de pares trançados; Cabos fibra ópticas;
Mídias de transmissão
Cabo coaxial
Consiste em um fio de cobre rígido que forma o núcleo, envolto por
um material isolante que, por sua vez, é envolto por um condutor cilíndrico externo na forma de uma malha metálica entrelaçada ou uma lâmina metálica;
Inicialmente foi o tipo de mídia mais utilizado;
Vantagens em relação ao par trançado, oferece uma melhor
imunidade ao ruído devido a sua blindagem e uma fuga eletromagnética mais baixa;
Entre as desvantagens esta o custo, o cabo coaxial é mais caro do
que o par trançado, assim como é elevado o custo de suas
interfaces para conexão. Outra desvantagens são os problemas de falha e sua difícil manipulação
Mídias de transmissão
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Mídias de transmissão
Par trançado
O nome de cabo de par trançado é devido ao fato dos pares de fios
se entrelaçarem por toda a sua extensão do cabo, evitando assim interferências externas ou entre os próprios condutores do cabo;
Os fios de um par são enrolados em espiral a fim de, gerando o
efeito de cancelamento;
O efeito de cancelamento reduz a diafonia entre os pares de fios,
diminuindo o nível de interferência eletromagnética e de
radiofreqüência, aumentando sua capacidade de transmissão;
Vantagens, ligação de equipamentos é extremamente simples e com
baixo custo;
Desvantagem do par trançado é sua sensibilidade às interferências e
Mídias de transmissão
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Cabo UTP (Unshielded Twisted Pair) Cabo FTP (Foiled Twisted Pair)
Mídias de transmissão
Fibra Óptica
É um tipo de mídia de transmissão que utiliza a luz para transportar
a informação através de uma rede;
Constitui-se em uma estrutura cilíndrica composta por material
dielétrico, geralmente plástico ou vidro;
Composta por duas partes núcleo e casca. Núcleo é parte por onde
se propaga a luz. Casca é responsável por confinar a luz no interior do núcleo.
A fibra também possui um revestimento plástico que lhe dá proteção
Mídias de transmissão
Vantagens, imunes a interferência eletromagnéticas e a ruídos.
Isolamento completo, eliminando o risco de curto-circuito elétrico. Alcança longa distâncias;
Desvantagens, sua junção é tarefas ainda delicada, além de ser
necessária a utilização de equipamentos especiais para emendas e testes;
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testes;
Mídias de transmissão
Conectores ópticos Cabos Ópticos
