REDES DE COMPUTADORES

REDES DE

COMPUTADORES

Prof. Esp. Fabiano Taguchi

fabianotaguchi@gmail.com http://fabianotaguchi.wordpress.com

COMUTAÇÃO DE PACOTES

• Faz o roteamento de pacotes através de um número de CV; • É necessário manter as informações sobre os estados do

pacote;

• É orientado a conexão;

• Se existir falha em um enlace o CV se desfaz.

COMUTAÇÃO DE PACOTES

COMUTAÇÃO DE PACOTES

• Roteia pacotes através do endereço de destino; • Cada pacote é tratado de forma independente;

• Pacotes carregam o endereço completo e podem chegar fora de ordem;

• Não mantém informações de estado e não orientada a conexão.

COMUTAÇÃO DE PACOTES

PROPAGAÇÃO

A velocidade de propagação é medida em m/s (metros por segundo), representa a velocidade com

que o sinal carrega as informações. Esta

propriedade é definida como a razão entre o espaço

percorrido pelo tempo decorrido para percorrê-lo.

Em sinais de telecomunicações, temos velocidades extremamente elevadas, porém quando a quantidade de informação é elevada, esse tempo é considerável.

TAXAS DE SINALIZAÇÃO

É media em Hertz, essa propriedade indica a

frequência máxima de alterações de estado no sinal que se propaga por um meio físico sem

distorções.

Essa propriedade está diretamente associada ao meio físico, e só pode ser alterada com o meio físico.

TAXAS DE TRANSFERÊNCIA

Medida em bits por segundos (bps), esta propriedade é a mais importante do meio físico. A taxa de transferência não está somente ligada ao meio físico, mas também a taxa de sinalização.

PERDAS E ATRASOS

Os pacotes são enfileirados nos buffers do roteador quando a taxa de chegada de pacotes excede a capacidade do enlace de saída.

FONTE DE ATRASOS

VAZÃO

Fornece medições de atraso da fonte até cada um dos roteadores ao longo do caminho até o destino.

TRACEROUTE

Taxa pela qual os bits são transferidos entre o transmissor e o receptor. Esta unidade é dada em

TECNOLOGIAS DE ACESSO

ACESSO VIA MODEM

• Acesso ao roteador do provedor de serviços; • Não é possível acessar Internet e telefonar ao

mesmo tempo.

DSL (DIGITAL SUBSCRIBER LINE)

• Possibilitam o uso da linha telefônica em paralelo; • Taxas de até algumas dezenas de Mb/s.

MODEM

Converte o sinal digital em um formato analógico

apropriado para usar a linha telefônica.

DSL

Também faz uso da linha telefônica, porém existe uma linha física dedicada até a central. Os multiplexadores enviam dados e voz na mesma

ASYMMETRIC DSL

A Asymmetric DSL possui taxas mais altas que a DSL. As taxas de downstream podem em média a 8 Mbps, enquanto na DSL essas taxas variam de 1 a 2 Mbps.

Um dos objetivos da ADSL era em seu início possibilitar a distribuição de vídeos.

INTERNET A CABO

Esta tecnologia faz uso da infraestrutura de TV a Cabo. As redes são constituídas por fibras ópticas/cabos coaxiais, que conectam as residências ao roteador da ISP.

O acesso é compartilhado, ao contrário da DSL que tem acesso ponto-a-ponto.

FIBER TO THE HOME

A tecnologia FFTH envolve enlaces ópticos da central telefônica até as residências, com taxas de transmissão elevadas.

AULA 05

Normas e convenções de rede Padrões de comunicação Componentes físicos Modelo OSI

PADRONIZAÇÃO

IEEE

GRUPO DESCRIÇÃO

IEEE 802.1 Tecnologias de interoperabilidade de redes IEEE 802.2 Descreve o controle do enlace lógico IEEE 802.3 Descreve a rede local Ethernet e suas variantes IEEE 802.6 Descreve as redes metropolitanas

IEEE 802.7 Descreve as especificações de banda larga IEEE 803.8 Descreve especificações para fibra óptica

PADRONIZAÇÃO

IEEE

GRUPO DESCRIÇÃO

IEEE 802.9 Determina especificação para redes integradas de multisserviço (voz, dados e imagem)

IEEE 802.10 Define especificações para segurança de redes IEEE 802.11 Descreve redes locais sem fio

IEEE 802.14 Descreve serviços IP multimídia sobre TV a cabo IEEE 802.16 Descreve redes metropolitanas sem fio com WiMax

PADRONIZAÇÃO

ANSI

É a representante da ISO em território norte americano, uma de suas maiores contribuições foi a criação do padrão FDDI (Fiber Distributed Data Interface).

PADRONIZAÇÃO

ISO

A maior organização de padronização do mundo, a ISO desenvolve e estabelece padrões em diversas

áreas do desenvolvimento tecnológico. A maior

contribuição da ISO foi o modelo de referência OSI.

PADRONIZAÇÃO

ITU-T

Antes chamada de CCITT, sua sede é na Suíça e é integrante da Organização das Nações Unidas (ONU). Possui 14 grupos de estudos para diversas áreas. É dividido em 03 departamentos: Telecomunicações,

radiocomunicação e indústria.

PADRÕES DE COMUNICAÇÃO

Muitos e importantes padrões LAN têm evoluído desde o início dos anos 80, conduzidos pela IEEE e ANSI, os padrões LAN sofreram evoluções:

• Ethernet;

• 10Base2;

• 10Base5...

ETHERNET

No final da década de 60, a Universidade do Hawai desenvolveu uma WAN, chamada ALOHA, esse é o

princípio do padrão Ethernet. Por início o padrão Ethernet trafegava dados sob a forma de pacotes chamados frames.

A partir do padrão Ethernet, outros padrões foram instituídos.

10BASE2

Este padrão transmitia a 10 Mbps e cada segmento de rede podia ter em média 185 metros. Neste padrão era utilizado ocabo coaxial finoe conectores BNC. Suas principais características:

• Topologia em barramento;

• Números máximo de segmentos de 05 e 30 estações;

10BASE5

Este padrão transmitia a 10 Mbps e cada segmento de rede podia ter no máximo 500 metros. Neste padrão era utilizado o cabo coaxial grosso. Suas principais características:

• Topologia barramento e transmissão em banda larga;

• Utilização de transceiver que conecta a estação a barra;

• Número máximo de segmentos era de 05 com comprimento máximo da barra de 500 metros.

10BASET

Em 1990, começou-se a utilizar ocabo par trançado (UTP e STP), este padrão possuía características de: • Transmissão a 10 Mbps;

• Início da utilização de topologia em estrela; • Comprimento máximo entre no central e estação de

100 metros.

10BASEF

O padrão 10BASEF faz uso de fibra óptica, esse padrão faz uso da topologia em estrela, e possui três divisões:

• Segmento de 1000 a até 2000 metros e 1024 estações;

FAST ETHERNET

Este padrão surge no mercado devido a 3COM,

atualmente é o protocolo de rede mais usado em LAN, o Fast Ethernet tem uma velocidade de 100

Mbps. Como características:

• Faz uso do cabeamento UTP ou STP; • Velocidade maior que o padrão 10BASET.

GIGA ETHERNET

Também denominado de Fast Ethernet, este protocolo de comunicação atua em velocidade de

Gbps. Características:

• Uso de fibras ópticas; • Uso de switches Ethernet.

TOKEN RING

Este padrão foi desenvolvido para conectar estações em ambientes de grande porte. Este padrão usa um conceito de fichas, onde é possível controlar o acesso a cada nó. Cada estação possui uma ficha

vazia, que se torna ocupada quando recebe um quadro. Características deste protocolo:

• Topologia em estrela;

Componentes físicos (rede)

PLACA ADAPTADORA DE REDE

compatibilidade de uma placa de rede é o barramento. Outra questão importante é o suporte para o meio de transmissão da rede.

Cada placa de rede tem um endereço físico, composto de 12 dígitos, que limitam a 70 trilhões de placas.

HUB

Dispositivos usados para conectar os equipamentos que compõem uma LAN. Em cada entrada do hub é possível conectar uma estação. O hub precisa “escutar” a rede primeiropara saber se alguém está usando-a, se estiver livre, então a informação é transmitida.

HUB

Server

Server

Hub

Server

Workstations dos usuários Workstations dos usuários

Workstations dos usuários

SWITCH

Componente utilizado para conectar segmentos de rede locais. Um switch diferentemente do hub deve permitir que estações em segmentos separados transmitam simultaneamente, pois ele comuta caminhos dedicados.

Switches podem ser usados para alargamento de bandas, onde possuem um reservatório que pode ser distribuído em suas portas, visando adequar necessidades.

REPETIDORES

Um cabeamento possui limitações? Essas limitações podem ser tratadas com repetidores, pois repetem um determinado sinal de transmissão, permitindo que sua rede se estenda muito mais do que normalmente poderia.

Repetidores não podem ser considerados dispositivos de interconectividades, apenas um recurso para estender.

REPETIDORES

BRIDGE

Capaz de segmentar uma rede em sub-redes, ou

converter diferentes padrões de LAN em um só. Uma bridge deve filtrar as mensagens que são

endereçadas, armazenar as mensagens quando o

tráfego for muito grande e funcionar como uma estação repetidora.

BRIDGE

A

Bridge

ROTEADORES

Equipamento responsável pelainterligação entre LAN

que possuem funções que decidem qual caminho a

informação irá percorrer para chegar ao destino,

além deencaminhar os pacotes ao seu destino final.

GATEWAY

Atuam na interligação de redes distintas, isto é,

permitem a comunicação entre redes com

arquiteturas diferentes. Os gateways redirecionam o

tráfego de redes de arquiteturas diferentes, resolvendo problemas de tamanho de pacotes, endereçamento, forma e controle de acesso.

Exercícios

EXERCÍCIOS

01 – Faça comentários sobre três componentes que devem estar presentes em um projeto de cabeamento estruturado.

02 – Suponha uma rede implementada com topologia em barra, usando cabo coaxial fino, conectores BNC, com velocidade de transferência de 10 Mbps e com limitação de comprimento dos seus segmentos de até 500 metros. Dentro do Padrão Ethernet IEEE 802.3, em que especificação essa rede estaria enquadrada?

EXERCÍCIOS

03 – Qual a diferença entre serviço orientado à conexão e serviço não orientado à conexão? 04 – Cite dois problemas que ocorrem quando não se usa cabeamento estruturado.

EXERCÍCIOS

06 – Comentar os motivos para se utilizar o cabeamento estruturado em um projeto de implantação de redes locais.

07 – Qual o tipo de cabeamento (ou comunicação

wireless) seria mais ideal para as situações descritas

a seguir.

• Conectar as agências de um banco em uma cidade.

• Conectar prédios de uma rua a um provedor próximo. • Conectar estações em um laboratório de informática. • Conectar dois micros.

Modelo OSI

MODELO OSI

Na década de 70 os sistemas eram proprietários, então necessitava-se de “sistemas abertos” e redes que se comunicassem com redes de outros fabricantes.

1974 -> IBM cria a SNA (Arquitetura de rede de Sistemas)

Outros fabricantes começaram a desenvolver produtos para comunicação com hardwares IBM

MODELO OSI

• Baseado em uma proposta desenvolvida pela ISO;

• Permite o padrão para interconectar redes;

• Usado tanto em redes LAN como maiores;

• Composta por 7 camadas.

• Não especifica os protocolos de cada camada;

• Apenas indica as funções de cada camada; • Não garante a compatibilidade entre sistemas.

BENEFÍCIOS – MODELO OSI

• Menor complexidade; • Interfaces padronizadas;

• Interoperabilidade entre fabricantes • Engenharia modular;

• Tecnologia interoperável.

Camada física – Modelo OSI

CAMADA FÍSICA

• FUNÇÃO = Permitir a transmissão de bits pela rede

sem preocupação com agrupamento ou significado.

Nesta camada não são tratados erros de transmissão.

CAMADA FÍSICA

Esta camada trata da transmissão de bits através do canal de comunicação, fornecendo características:

• Mecânicas; • Elétricas; • Funcionais; • Procedurais.

CAMADA FÍSICA

Cada meio físico tem como propriedades:

• Atraso; • Custo; • Instalação; • Manutenção.

CAMADA FÍSICA

• Largura de banda = Número de bits que podem

ser transmitidos sobre a rede em um determinado período de tempo;

• Latência = Quanto tempo uma mensagem leva

para ser transferida de um lado para outro da rede.

ELEMENTOS

CAMADA FÍSICA

A camada física ainda define:

• Comunicação será simplex, half ou full duplex;

• Quantos pinos tem o conector utilizado;

• Qual o tipo e quais os limites do cabo.

Camada de enlace – Modelo OSI

CAMADA DE ENLACE

• UNIDADE = Quadros.

• FUNÇÃO = Detectar e corrigir erros que possam

vir a ocorrer na camada física, provendo uma comunicação eficiente.

A camada de enlace converte uma transmissão não confiável em um canal confiável.

CAMADA DE ENLACE

• Camada de enlace pode oferecer diversas classes de serviços para a camada de rede;

• Controle de fluxo

• Em LAN, a camada de enlace é subdividida em 2 subcamadas:

MAC – Medium Access Control LLC – Logic Link Control

SERVIÇOS

• Enquadramento (Cabeçalho e final); • Entrega confiável;

• Controle de fluxo; • Detecção de erros; • Correção de erros;

• Controle de acesso ao meio;

ENQUADRAMENTO

ENQUADRAMENTO

IMPLEMENTAÇÃO

A camada de enlace é implementada por cada um dos nós de uma rede. A implementação ocorre:

• Placas de rede; • Cartão PCMCIA; • Cartão 802.11 (Wi-Fi).

ENDEREÇAMENTO

PROTOCOLO ARP

Este protocolo faz a tradução de endereços IP para endereços MAC. Cada nó possui uma tabela ARP, esta tabela possui:

• TTL (Time to live); • IP;

• MAC.

PROTOCOLO ARP

• É soft state.

PROTOCOLO ARP

FUNCIONAMENTO ARP

1. A precisa enviar um datagrama para B, porém o

MAC da máquina B não está na tabela; 2. A então difunde um pacote de solicitação ARP

para o endereço IP da máquina B;

3. A máquina B ou outro nó pode responder com o

endereço MAC de B.

ELEMENTOS

Filtragem e repasse • SWITCH

TABELA DE COMUTAÇÃO

TABELA DE COMUTAÇÃO

Comutadores são dispositivos do tipo armazena e

repassa, por vez esses comutadores armazenam a

tabela de comutação:

• Implementam filtragem;

• Usam algoritmos de aprendizagem.

TABELA DE ROTEAMENTO

Roteadores são utilizados na próxima camada, a

camada de rede. Por vez, os roteadores implementam as tabelas de roteamento: