INTRODUÇÃO À REDES. Para conseguir que máquinas se comuniquem é necessário:

(1)

(2)

INTRODUÇÃO À REDES

Simplificando ao extremo, uma rede nada mais é do que máquinas que se comunicam. Estas

máquinas podem ser computadores,

impressoras, telefones, aparelhos de fax, etc.

Ex: Se interligarmos dois computadores, de modo

que eles possam se comunicar e trocar dados, temos uma rede ... de dois computadores.

(3)

INTRODUÇÃO À REDES

Para conseguir que máquinas se comuniquem é necessário:

• interligar fisicamente as máquinas (Os meios físicos utilizados para interligar máquinas vão desde simples "fios

elétricos" até processos sofisticados como a comunicação via satélite. Independentemente do meio utilizado, o que importa realmente é que as máquinas estejam "conectadas

fisicamente".)

• "regular" as máquinas (Seus componentes, como

botões, conectores ou placas de circuito integrado, precisam ser conhecidos e configuráveis)

(4)

INTRODUÇÃO À REDES

Para conseguir que máquinas se comuniquem é necessário:

• fazer com que "falem" a mesma linguagem

usando a mesma "gramática" (Para que máquinas interligadas numa rede se entendam, um determinado sinal precisa ter sempre o mesmo significado “PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO”)

(5)

• • •

• Compartilhamento de recursos

– Disponibilizar acesso compartilhado de dados – Compartilhar impressoras e periféricos na rede – Disponibilizar acesso a web

• Confiabilidade

– Confiança e garantia de dados não duplicados • Economia

– Facilidade de acesso e velocidade de pesquisa – Acesso a base de dados em um único servidor – Garantia de distribuição de um único programa

aplicativo

• Comunicação

– Forma de comunicação eficiente – Duplicação de dados eficiente

(6)

Topologia

• Corresponde à estrutura de interconexão

física das várias estações que compõem a

rede. Pode refletir tanto a localização

geográfica das estações como o fluxo de

informação gerado entre elas.

(7)

• As topologias devem ser adequadas para:

• Conexão de todas as estações

– conectividade com diversos terminais e micros – Conectividade com outras redes

• Modularidade

– Posição de Como ela se integra nos diversos módulos de rede (rede adm) ---- (rede-contabilidade)

– Facilidade de comunicação com outras topologias

• Expansibilidade

– Como entrar em outros níveis de grupo de rede

– Escalabilidade – Rede de micros chegar a uma rede de Mainframe(equipamento de grande porte)

• Segurança de transmissão

– Garantia de Transmissão de pacotes

– Garantia de integridade e velocidade da rede – Bloqueio de acesso indevido

(8)

• Localidade

– Depende da localização dos pontos de rede , podendo ser:

• Locais

• Externos (outros prédios ou até mesmo outros Países)

• Homogeneidade do nódos

– Numero de pontos de conexão da rede

– Garantia de que cada nó(ponto de rede) terá a mesma velocidade da rede toda

• Controle centralizado/descentralizado

– Distribuição de acessos centralizada

– Permissão para compartilhamento descentralizado

• Distribuição de memória

– Distribuir a memória de armazenamento (espaço) por cotas de grupos ou usuários

• Forma de transmissão de dados

– Meios de transmissão de dados através de pacotes

– Protocolos de Comunicação (TCP IP – Protocolo WEB) ou IPX, NETBIOS

•

(9)

• 1. Ponto a ponto (“store and forward”)

• Conexão entre redes de estações

• Armazenar e transmitir dados, ou

(10)

• 2. Multiponto (“broadcast”)

• Uma estação envia dados

simultaneamente para várias outras

(11)

(12)

(13)

1. Topologia Estrela

• Nó Central

• Pouca Integridade

• Fácil Expansão

• Baixa Taxa de Transferência

• Baixo Custo

• Não homogeneidade

• Atrasos Reduzidos

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2. Topologia em Árvore

• Facilidade de inclusão de novos nós

• Roteamento simples

(15)

3. Topologia em Malha

• Pouco ou nenhum roteamento

• Alta integridade

• Alta taxa de transferência

• Pequenos atrasos

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4. Topologia em Anel

• Baixo custo de expansão

• Simplicidade operacional

• Baixa confiabilidade nos enlaces

(17)

5. Topologia Barramento

• Baixo custo de expansão

• Atrasos mínimos

• Alta taxa de transferência

(18)

6. Topologias Mistas (Híbridas)

• Procuram agregar características desejáveis

das topologias básicas para superar

limitações.

• Dificuldade de manutenção e operação

• Limitação no número de estações e no

alcance da rede

• Confiabilidade

(19)

Anel-Estrela

• Estrutura de interconexão em anel

• Suportes físicos de transmissão

centralizados

(20)

TIPOS DE REDES

• LAN

• WAN

• MAN

• SAN

(21)

Tipo de rede ‘

LAN

’

Significado de LAN : Local Area Network

Local Area Network é o nome que se dá para

(22)

Local Area Network

LAN

é uma rede que interconecta diversos computadores em uma área relativamente pequena, bem delimitada.

Locais mais utilizados:

Escritórios,

laboratórios de escolas, empresas pequenas, casa de jogos ‘Lan House’.

(23)

Local Area Network

Modo de uso:

Os usuários executam tarefas a partir de seus computadores.

Tarefas que podem ser realizadas:

Entre as tarefas podemos destacar os banco de

dados, aplicativos específicos, planilhas e editores de texto.

(24)

Local Area Network

Os módulos mais importantes de uma rede local são:

. Servidores: É um computador que eleva a capacidade do processamento, cuja função é disponibilizar serviços à rede.

. Workstations (Clientes/usuários): A partir dela os usuários acessam informações no servidor, e rodam aplicações locais.

(25)

A variedade de topologias da LAN é grande, mas três topologias são dominantes:

BUS

RING

HUB

(26)

A rede bus é a mais simples. Possui uma única via principal de comunicação. Cada máquina da rede é

ligada ao cabo principal (bus) através de um componente denominado transceptor ou caixa de junção. O bus

também é chamado de backbone porque lembra a coluna vertebral humana com suas costelas. De cada

transceptor sai um cabo (geralmente curto) que é

conectado ao adaptador de rede da máquina (placa de rede).

(27)

Uma das vantagens da rede bus é que ela permite o uso de

bus de alta velocidade quando se utiliza, por exemplo, um cabo de fibra ótica para o backbone e cabos menores e mais lentos entre os transceptores e as máquinas.

Outra vantagem é que, geralmente, a rede continua

funcionando mesmo que uma das placas de rede de uma das máquinas esteja com problemas.

A maioria das máquinas conectadas ao bus podem enviar e

receber dados.

Local Area Network -

BUS

(28)

Local Area Network -

BUS

Muitas LANs de pequeno porte, onde são usados cabos coaxiais ou cabos de par trançado, têm uma topologia bus simplificada. O princípio é o mesmo da rede bus, apenas não existem os transceptores. Estes são substituídos por conectores em forma de T.

(29)

Local Area Network -

RING

Apesar do que o nome indica - Ring ou Anel - a topologia ring não é uma rede de topologia bus onde as

extremidades se encontram para se fecharem em anel. O termo Anel gera confusão. Ring ou Anel se refere à

arquitetura da unidade central que controla as mensagens ou sinais da rede. Numa rede token ring, a unidade de

(30)

Local Area Network -

HUB

Uma rede hub (núcleos) usa um cabo principal como a rede bus, que é denominado de backplane. Desse

backplane saem cabos que se conectam aos hubs. Um hub é uma caixa contendo diversas portas nas quais as máquinas da rede serão ligadas. Os cabos que vão até os núcleos de conexão (hubs) são chamados de drops.

(31)

REDES WAN

WAN - Wide Area Network

(32)

INTRODUÇÃO a WAN

• Toda a tecnologia wireless não é nova,

porém, em nossos dias apresenta grandes sinais de que veio para ficar.

(33)

INTRODUÇÃO a WAN

Basicamente podemos interligar os computadores de uma residência, pequeno escritório ou mesmo

(34)

CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS

• SPREAD SPECTRUM

– Tecnologia de transmissão de rádio desenvolvida no militarismo e liberada comercialmente em

1988.

– Basicamente utilizam-se dois processos de modulação:

• DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) • FHSS (Frequency Hoping Spread Spectrum)

(35)

• SPREAD SPECTRUM

– Grandes aplicações comerciais: • Telefonia Celular CDMA

• GPS (Global Position System) • Backbones MAN e WAN

• Em redes locais é utilizada a mais de 15 anos

(36)

• Padronização IEEE

– IEEE hoje é o principal orgão responsável pelas padronizações ethernet.

– A norma específica para wireless LAN é 802.11b.

• Regulamenta a quantidade de canais de transmissão e suas respectivas frequências

• Velocidades de transmissão e os fall back’s • Métodos de acesso e controle de fluxo

• Funcionamento dos tipos de topologia

– Com a padronização é possível garantir a interoperabilidade de fabricantes.

(37)

CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO

• LICENCIAMENTO

– Pelas facilidades de instalação e operação o Ministério das Comunicações através da

ANATEL, considera este sistema como de uso liberado. Obviamente seguindo algumas

condições:

• Potência máxima de 1 watt

• Não geração de interferência em sistemas primários • Utilização das frequências específicas:

– 902 à 928 Mhz – 2.4 à 2.483 Ghz – 5.752 à 5.850 Ghz

(38)

• As redes wireless LAN funcionam

baseadas no princípio de células.

• Os Access Point podem ser considerados

como um hub sem fio, além de definirem a área de abrangência.

• Ocorrendo uma conexão como uma rede

metálica dizemos que existe conexões Access Point.

(39)

• Quando a rede é somente wireless sem

conexão central e sem o segmento

metálico dizemos que sua topologia é Add Hoc Mode.

• O alcance médio destes equipamentos em

(40)

CARACTERÍSITICAS DE FUNCIONAMENTO

• Consumo de banda pelo perfil de aplicação.

8 KBps MS Power Point Alto uso 4 KBps DOS,WordPerfect, Email, Ambiente Windows Médio uso 2 KBps E-mail Baixo uso Throughput Aplicação Típica Perfil do usuário

(41)

CARACTERÍSTICAS DE FUNCIONAMENTO

Quantidade de usuários pelo perfil de protocolo utilizado.

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(43)

• Mecanismo de segurança

– É de extrema importância e todos os

equipamentos deverão apresentar o maior número de opções possíveis como:

• Utilização da tecnologia de Spread Spectrum • Criptografia

• Identificação do segmento de rede wireless • Tabela de acesso por MAC Address

(44)

• Interferências

– Sempre será um aspecto de preocupação perante os usuários, sendo assim devemos tomar cuidado com:

• Motores de elevadores • Copiadoras

• Telefones sem fio na mesma frequência

• Alarmes de segurança na mesma frequência • Fornos de microondas

(45)

IMPLANTAÇÃO E GERENCIAMENTO

• SITE SURVEY

– Etapa mais importante na elaboração dos projetos de wireless.

– É necessário seguir algumas etapas para sua correta execução:

• Análise do lay-out ou planta do local a ser abrangido pela rede wireless

• Desta forma é possível identificar a quantidade de células e pontos de acesso

• Utlizar todas as ferramentas (softwares) fornecidas pelo fabricante

(46)

• SITE SURVEY

– Baseado nestes resultados teremos informações importantes:

• Equipamentos necessários com precisão, incluindo acessórios (antenas, amplificadores, etc)

• Certeza de funcionamento da solução e do sistema como um todo

• Custo e tempo preciso de implantação do projeto • Eliminação de variáveis indesejáveis

(47)

• GERENCIAMENTO

– Para um perfeito gerenciamento de uma rede wireless, devemos utilizar os software’s

disponibilizados pelos fabricantes com a maioria dos equipamentos. Como no exemplo a seguir:

(48)

(49)

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

OBJETIVO

• Toda a rede wireless deve prover facilidades

como:

– Gerar alta confiabilidade

– Mobilidade aliada a grande flexibilidade – Alta imunidade a ruídos

– Gerar baixa interferência em outros equipamentos – Ser utilizada em ambientes internos como

também externos

– Vários equipamentos deverão poder trabalhar simultaneamente em um mesmo ambiente

(57)

Redes WAN

• Radio frequência

• Satélite

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Tecnologia sem fio (wireless) permite

comunicação sem conexão física direta entre os

equipamentos.

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Faixas de freqüência utilizadas

• Inicialmente selecionou-se a faixa de 900Mhz, que é uma faixa livre (velocidade limitada de 1 ou 2Mbps) • Depois 2,4Ghz, a principio destinada para uso

industrial, científico e médico mas considerada livre (velocidades de 11Mbps ou até superiores)

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Problemas

• Qualquer um pode utilizar-se desta faixa de

freqüência, dentro dos limites de potência (que

determinam o alcance) especificados pelos órgãos reguladores. Pode ocorrer interferência se mais de um equipamento estiver usando a mesma

freqüência, ocasionando perda de performance ou até impossibilitando a comunicação.

• Ruídos causados por outras fontes eletromagnéticas emissoras de ondas de radio. Pode ser usado

espalhamento de espectro ou “Spread Spectrum” para resolver.

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Wireless LANs (Redes Sem Fio)

• Interligação de 2 redes locais (ponto-a-ponto), normalmente entre edificações distantes desde algumas centenas de metros até alguns kilometros. A maior limitação desta aplicação, além da distância, é a necessidade de se ter uma visada direta entre os 2 pontos, sendo como solução de contorno a utilização de repetidores no meio do caminho.

• Interligação de estações de redes locais (multi-ponto),

normalmente em ambientes fechados, incluindo-se galpões, escritórios e até locais públicos como aeroportos. Nesta

aplicação, a wireless LAN substitui o cabeamento convencional pela tecnologia de comunicação via rádio.

(62)

(63)

(64)

Wireless LANs (Redes Sem Fio)

• Com a contínua redução de custos, esta

tecnologia será cada vez mais utilizada,

surgindo novas questões a serem resolvidas, como confiabilidade, facilidade de instalação e operação e principalmente segurança

• Apesar do sinal ser embaralhado

(“scrambled”), tendo em vista se tratar de um protocolo padronizado, com acesso direto a rede física, qualquer intruso tem relativa

(65)

Access point

• Roteador wireless, (estilo access Point) é o

equipamento que distribui o sinal pela casa

• A opção é adotar a tecnologia Wi-Fi -que interliga computadores sem o uso de fio. Em inglês, aliás, Wi-Fi significa "fidelidade sem fio".

• Atualmente, é o sistema de conexão em rede que mais cresce no mundo. No Brasil, estima-se que menos de 3% dos usuários de banda larga -que são quase 3 milhões- usem conexão sem fio em casa.

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Access point

• Par navegar nesses locais, é preciso ter um

notebook ou micro de mão (PDA) com capacidade de acesso Wi-Fi. Micros portáteis com a

tecnologia Centrino, da Intel, já vem de fábrica com esse recurso, assim como os PDAs mais

modernos. Mesmo aparelhos mais antigos podem navegar, desde que equipados com placas

PCMCIA (notebooks) ou cartões Wi-Fi, no caso dos micros de mão.

Alguns "hotspots" são gratuitos, mas a maioria é paga. Em São Paulo, alguns provedores têm

planos de acesso sem fio, com mensalidades em torno de R$ 50.

(67)

Access point

• WiMax

A tecnologia Wi-fi funciona bem, mas somente em alcances relativamente curtos -até 100 metros em ambientes abertos, 50 metros em fechados. • Por isso, para oferecer conectividade em escalas

de quilômetros, empresas -e até cidades- têm

adotado uma nova tecnologia: o WiMax. A sigla significa "Interconexão Mundial por Acesso em Microondas", e é fruto de um consórcio de 140 empresas de tecnologia, com a gigante dos chips Intel à frente.

(68)

Access point

• Um ponto WiMax permite oferecer conexão em um raio de até 50 km, com velocidade máxima de 70 Mbps (Megabits por segundo) -isso em tese, claro, porque na prática a topografia e os prédios de uma cidade grande podem interferir um bocado na transmissão.

• Comunidades, vilas e até cidades inteiras

poderiam ter conexão à Web sem os pesados custos envolvidos na instalação de cabos

telefônicos ou de TV. A tecnologia ainda está em fase de certificação (padronização), que deve

acontecer ao longo de 2005.

Ouro Preto, em Minas Gerais, será base para o segundo projeto de rede WiMax no país (o

(69)

REDES VIA SATÉLITE

RONALDO A. BUENO FILHO RA: 385373-0

(70)

Nesta apresentação será abordada a comunicação via satélite focalizando aspectos e tecnologias mais

(71)

Funcionalidade

Satélites servem para a comunicação em distâncias muito grandes ou para uma comunicação para vários receptores . Por exemplo:

A empresa X, com matriz em São Paulo se

comunicar com a filial na zona franca de Manaus. A rede globo para transmissão de sua emissora

(funciona como repetidora). Telefonia móvel.

(72)

SATÉLITES

A maioria são geossíncronas ou geoestacionárias

Para isso, são lançados a uma distância de 36000km acima da linha do equador e viajam numa

(73)

(74)

Frequência

As frequências utilizadas na comunicação via satélite são a banda C e banda KU.

11,7 a 12,2 GHz 3,625 a 4200 GHz Frequência downlink (satélite para estação terrena) 14 a 14,5 GHz 5,850 a 6,425 GHz Frequência uplink (Estação terrena para satélite) Banda KU Banda C

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Frequência

Transponder de Banda KU tem 27MHz de largura banda enquanto que a banda C tem 36 MHz.

Banda KU é melhor e pode-se usar antenas menores devido a frequência mais alta, mas é mais

suscetível a interrupções causadas pela chuva.

Internacionalmente a banda KU é mais utilizada No Brasil a banda C é mais utilizada

(76)

Aplicações

- Espalhar a mesma informação no link de descida por uma região geográfica muito extensa.

- Atingir localidades remotas como sítios, madeireiras, postos em rodovias, etc.

- Deseja-se que o tempo de implementação seja rápido, de uso ocasional.

(77)

Arquitetura

A estação terrena mais popular é a VSAT (Very

Small Aperture Terminal), com diâmetro variando de 80 a 200 cm.

Uma rede VSAT é composta de uma VSAT

principal (antena maior) e outras VSAT´s remotas que se comunicam com a principal, também

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Topologia

Estrela e malha

Estrela – Uma VSAT tem que se comunicar com a VSAT hub para assim retransmitir o sinal para a outra VSAT (Dupla transmissão).

Malha- Qualquer VSAT pode se comunicar com outra VSAT.

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Composição física

Uma VSAT é formada por duas unidades físicas

distintas. A unidade externa (ODU – outdoor unit) e a interna (IDU – indoor unit).

ODU – antena, alimentador, transmissor e receptor.

(81)

Constituição física

A IDU se conecta por cabos coaxiais feitas no nível de frequencia FI, geralmente na faixa de 2 GHz. A ODU pode ficar no máximo entre 50 a 100m de

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Alocação de canais

Para existir a comunicação a VSAT tem que estar associada a um canal RF, que pode ser

permanente ou por demanda.

PAMA – Permanent Assignment Multiple Access ou acesso múltiplo com alocação permanente.

DAMA – Demand Assignment Multiple Access ou acesso múltiplo com alocação por demanda.

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Métodos de acesso

TDMA – Time Division Multiple Access. Acesso múltiplo por divisão de tempo, no qual cada canal está associado a mesma frequência e um intervalo de tempo que se repete periodicamente.

FDMA – Frequency Division Muiltiple Access. Acesso múltiplo por divisão de frequência, ou seja, cada canal está associado a uma frequência.

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Métodos de acesso

FTDMA – Frequency Time Division Multiple

Access. Acesso múltiplo por divisão de tempo e cada canal está associado a uma frequência.

CDMA – Code Division Multiple Access. Acesso múltiplo por divisão de código. Utiliza técnica de espalhamento espectral (spread spectrum). Cada canal está associado a um código, que é a chave de decodificação daquele canal.

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(86)

(87)

Redes SAN

(Storage Área Network)

• As redes SAN são consideradas as mais modernas e rápidas disponíveis no mercado.

• São redes flexíveis que utilizam interfaces fiber-channel e switches especiais de alta velocidade para comunicação entre os servidores e os subsistemas de armazenamento.

• Sua implementação permite a comunicação de diversos servidores com diversos subsistemas de armazenamento, incluindo dispositivos de fita magnética.

• A arquitetura SAN facilita a administração e aumenta as

possibilidades de compartilhamento de recursos de armazenamento disponíveis e é adequada para aplicações que demandem muitos recursos de I/O e para atividade de consolidação de storage. • DISCOS VIRTUAIS

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MAN

Redes Metropolitanas de Alta Velocidade

• São chamadas RMAVs - Redes Metropolitanas de Alta Velocidade • Entende-se por rede metropolitana de alta velocidade uma estrutura de

rede de computadores que, tipicamente, conecta instituições que

encontram-se distribuídas na área metropolitana de uma cidade através de uma tecnologia que permite a transferência de informação a

velocidades superior a 45 Mbps.

• No Brasil, estão sendo implantadas diversas redes com estas características no momento.

• Elas representam o principal meio de se ter, num curto espaço de

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MAN

Redes Metropolitanas de Alta Velocidade

• Objetivos :

– oferecer a usuários e provedores de serviço mecanismos necessários para o monitoramento, administração e distinção dos diferentes tipos de tráfego a fim de prover qualidade de serviço de forma seletiva.

– Dentre as aplicações em desenvolvimento, destacam-se aquelas que fazem uso intensivo e interativo de redes eletrônicas, requerendo velocidade da ordem de gigabits por segundo, como por exemplo:

• Vídeo sob demanda; • Tele-ensino;

• Tele-medicina;

• Sistemas de informação geográfica; • Vídeo-conferência;

• Aplicações de alto desempenho; • Metereologia;

• Agropecuária, e