Redes de Dados e
Comunicações
Prof.: Fernando
Ascani
Modelo de referência OSI
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.
Modelo de referência OSI
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.
Normas técnicas IEEE
As normas cuidam de diversos tipos de redes como Ethernet,
rede sem fio, fibra ótica dentre outros.
O Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos ou IEEE
(Institute of Electrical and Electronic Engineers) é uma
organização profissional sem fins lucrativos, fundada nos
Estados Unidos.
O IEEE foi formado em 1963 pela fusão do Instituto de
Engenheiros de Rádio (IRE) com o Instituto Americano de
Engenheiros Elétricistas (AIEE).
Sua meta é promover conhecimento no campo da engenharia
elétrica, eletrônica e computação.
Um de seus papéis mais importantes é o estabelecimento de
padrões para formatos de computadores e dispositivos.
Padrão IEEE 802
O padrão IEEE 802 trata-se de um conjunto de padrões
desenvolvidos pelo IEEE (Instituto de Engenheiros Eletricistas e
Eletrônicos) para definir métodos de acesso e controle para
redes locais (LANs) e metropolitanas (MANs).
A série 802 não foi a única série de padrões de protocolos
criadas pelo IEEE, porém a mais importante.
Os protocolos IEEE 802 correspondem à camada física e à
camada Enlace de dados do modelo ISO/OSI, largamente
adotado na interconexão de sistemas abertos, porém dividem a
camada de enlace em duas subcamadas.
Padrão IEEE 802
* 802.1 - Gerência de rede.
* 802.2 - LLC (Logical Link Control). * 802.3 - Ethernet e especifíca a sintaxe e a
semântica MAC (Medium Access Control)
* 802.4 - Token Bus. * 802.5 - Token Ring.
* 802.6 - Redes Metropolitanas. * 802.7 - MANs de Banda Larga.
* 802.8 - Fibra Óptica.
* 802.9 - Integração de Redes Locais. * 802.10 - Segurança em Redes Locais. * 802.11 - Lans sem fios.
* 802.15 - Wireless Personal Area Network (Bluetooth).
* 802.16 - Broadband Wireless Access(Wimax).
* 802.20 - Mobile Wireless Access(Mobile-fi).
Padrão Ethernet – 802.3
O IEEE 802.3 é uma coleção de standards que especificam as
camadas física e a sub-camada MAC da camada de ligação de
dados do Modelo OSI para o protocolo Ethernet, tipicamente
uma tecnologia LAN com algumas aplicações WAN.
As ligações físicas são estabelecidas entre nodos e/ou
dispositivos da infrastrutura (concentradores, comutadores,
routers) por vários tipos de cablagem de cobre ou fibra.
O IEEE 802.3 possui várias opções de meio físico e taxa de
transmissão.
Padrão IEEE 802.3 – Meios Físicos
* 10BASE-2 - Cabo coaxial fino de 50 Ohms a 10Mbps. Limites:
30 nós por segmento, 5 segmentos de 185m (Total 925m),
distância mínima de 0,5m entre conectores.
* 10BASE-5 - Cabo coaxial grosso de 75 Ohms a 10Mbps.
Limites: 100 nós por segmento, 5 segmentos de 500m (Total
2500m), distância mínima de 2,5m entre transceptores.
* 10BASE-F - Fibra ótica a 10Mbps
* 10BASE-T - Par trançado de 100 Ohms a 10Mbps. Limites:
1000 nós por segmento, 4 Hubs. distância máxima de 100m
entre Hub e Estação.
* 100BASE-T - Par trançado/Fibra ótica a 100Mbps para definir
métodos de acesso e controle para redes locais (LANs) e
10Base5
● Taxa de transmissão de 10 Mbps;
● Técnica de sinalização em banda básica
● Possui segmentos com no máximo 500 metros.
● Meio de transmissão utilizado é o cabo coaxial grosso (thinck
coaxial cable).
● Com uma impendância de:
● 50 ohms +/- 2 ohms no cabo e
● 50 +/- 1 nos terminadores.
● Utiliza a codificação Manchester,
● MAUs externos localizados junto ao cabo coaxial
● Permite no máximo 100 ligações ao cabo.
10Base2
● Promove um meio simples, barato e flexível de ligar os
dispositivos ao meio físico.
● Conexão com o cabo coaxial diretamente no DTE.
● Cabo coaxial fino (thin coaxial cable) e conectores BNC.
● Utilização de componentes largamente disponíveis
● Menor custo de implementação do que a especificação
10Base5.
● O conector da interface é ligado a uma das extremidades de
um conector BNC tipo "T" de 50 ohms
● As duas outras extremidades fazem a conexão mecânica e
elétrica com o cabo coaxial fino
10BaseT
● Par trançado (Twisted-pair) padrão EIA/TIA Categoria 3;
● Conectores RJ45
● Suporta a transmissão de 10Mbps até 100 metros.
● MAUs são interligados por enlaces ponto-a-ponto full-duplex;
● Utilizando dois pares trançados;
● Mais de dois DTEs requer o uso de repetidores multiporta
(hubs) para interligar dois ou mais enlaces.
● Cabeamento no formato de uma estrela.
● Unidade Repetidora (UR) é o ponto central da interligação de
enlaces
● A UR podem conectar enlaces de par trançado 10Base-T a
outros tipos de segmentos em banda básica que operam
10Mbps.
10Base-F
Fibra Optica a 10Mbps
A 10 Mbps Ethernet padrão que utiliza fibras ópticas para
estender a distância de até 1,2 milhas, em comparação com a
limitação de 100 metros de fios de cobre 10BASE-T.
Todas as estações estão ligadas em uma configuração estrela
de um repetidor ou concentrador central usando ST ou
conectores SMA.
Computadores antigos AUI Ethernet com conectores utilizados
um transceptor de fibra óptica para ligar a uma rede 10Base-F.
10Base-FL, 10BASE-FP e 10Base-FB 10Base-FL define a
ligação entre o concentrador e estação; 10Base-FP define uma
estrela-coupled rede; 10Base-FB define um backbone de fibra.
Veja e Ethernet 10Base-T.
Fast Ethernet
100BASE-T - Designação para qualquer dos três padrões para
100 Mbit/s ethernet sobre cabo de par trançado. Inclui
100BASE-TX, 100BASE-T4 e 100BASE-T2.
100BASE-TX - Usa dois pares, mas requer cabo cat-5.
Configuração "star-shaped" idêntica ao 10BASE-T. 100Mbit/s.
100BASE-T4 - 100 Mbit/s ethernet sobre cabeamento cat-3
(Usada em instalações 10BASE-T). Utiliza todos os quatro pares
no cabo. Atualmente obsoleto, cabeamento cat-5 é o padrão.
Limitado a Half-Duplex.
100BASE-T2 - Não existem produtos. 100 Mbit/s ethernet sobre
cabeamento cat-3. Suporta full-duplex, e usa apenas dois pares.
Seu funcionamento é equivalente ao 100BASE-TX, mas suporta
cabeamento antigo.
100BASE-FX - 100 Mbit/s ethernet sobre fibra óptica. Usando
fibra ótica multimodo 62,5 mícrons tem o limite de 400 metros.
Giga Ethernet
Ou Gigabit ethernet
1000BASE-T - 1 Gbit/s sobre cabeamento de cobre categoria 5e
ou 6.
1000BASE-SX - 1 Gbit/s sobre fibra.
1000BASE-LX - 1 Gbit/s sobre fibra. Otimizado para distâncias
maiores com fibra mono-modo.
1000BASE-CX - Uma solução para transportes curtos (até 25m)
para rodar ethernet de 1 Gbit/s num cabeamento especial de
cobre. Antecede o 1000BASE-T, e agora é obsoleto.
Cabo Par Trançado
O cabeamento por par trançado (Twisted pair) é um tipo de cabo que tem um feixe de dois fios no qual eles são entrançados ao redor para cancelar as interferências eletromagnéticas de fontes externas e interferências mútuas (linha cruzada ou, em inglês, crosstalk) entre cabos vizinhos.
A taxa de giro (normalmente definida em termos de giros por metro) é parte da especificação de certo tipo de cabo.
Quanto maior o número de giros, mais o ruído é cancelado. A matéria-prima fundamental utilizada para a fabricação destes cabos é o cobre, por oferecer ótima condutividade e baixo custo, portanto deve-se analisar com bastante cuidado a segurança contra descargas elétricas.
Um acidente com descarga elétrica em qualquer ponto da rede pode comprometer toda a rede.
Cabo Par Trançado - Categorias
Categoria do cabo 3 (CAT3)
É um cabo não blindado (UTP) usado para dados de até 10Mbits com a capacidade de banda de até 16 MHz. Foi muito usado nas redes Ethernet criadas nos anos noventa (10BASET). Ele ainda pode ser usado para VOIP, rede de telefonia e redes de comunicação 10BASET e 100BASET4.
Este foi o primeiro padrão de cabos de par trançado desenvolvido especialmente para uso em redes.
A principal diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos cabos de categoria 1 e 2 é o entrançamento dos pares de cabos. Enquanto nos cabos 1 e 2 não existe um padrão definido, os cabos de
categoria 3 (assim como os de categoria 4 e 5) possuem pelo menos 24 tranças por metro e, por isso, são muito mais resistentes a ruídos externos.
Cada par de cabos tem um número diferente de tranças por metro, o que atenua as interferências entre os pares de cabos.
Cabo Par Trançado - Categorias
Categoria do cabo 5 (CAT5) e CAT5e
Os cabos de categoria 5 são o requisito mínimo para redes 100BASE-TX e 1000BASE-T, que são, respectivamente, os padrões de rede de 100 e 1000 megabits usados atualmente. Os cabos cat 5 seguem padrões de fabricação muito mais estritos e suportam freqüências de até 100 MHz, o que representa um grande salto em relação aos cabos cat 3. Apesar disso, é muito raro encontrar cabos cat 5 à venda atualmente, pois eles foram substituídos pelos cabos categoria 5e (o "e" vem de "enhanced"), uma versão aperfeiçoada do padrão, com normas mais estritas,
desenvolvidas de forma a reduzir a interferência entre os cabos e a perda de sinal, o que ajuda em cabos mais longos, perto dos 100 metros permitidos.
Os cabos cat 5e devem suportar os mesmos 100 MHz dos cabos cat 5, mas este valor é uma especificação mínima e não um número exato.
Cabo Par Trançado - Categorias
Categoria do cabo 6 (CAT6)
Esta categoria de cabos foi originalmente desenvolvida para ser usada no padrão Gigabit Ethernet, mas com o desenvolvimento do padrão para cabos categoria 5 sua adoção acabou sendo retardada, já que, embora os cabos categoria 6 ofereçam uma qualidade
superior, o alcance continua sendo de apenas 100 metros, de forma que, embora a melhor qualidade dos cabos cat 6 seja sempre
desejável, acaba não existindo muito ganho na prática.
Os cabos categoria 6 utilizam especificações ainda mais estritas que os de categoria 5e e suportam freqüências de até 250 MHz. Além de serem usados em substituição dos cabos cat 5 e 5e, eles podem ser usados em redes 10G, mas nesse caso o alcance é de apenas 55 metros.
Para permitir o uso de cabos de até 100 metros em redes 10G foi criada uma nova categoria de cabos, a categoria 6a ("a" de
"augmented", ou ampliado). Eles suportam freqüências de até 500 MHz e utilizam um conjunto de medidas para reduzir a perda de sinal e tornar o cabo mais resistente a interferências.
Redes sem fio – Padrão IEEE802.11
As redes sem fio IEEE 802.11, que também são conhecidas como redes Wi-Fi (Wireless Fidelity ⇐ este termo designa o suposto
significado de Wi-Fi) ou wireless, foram uma das grandes novidades tecnológicas dos últimos anos.
Como prova desse sucesso pode-se citar o crescente número de Hot Spots e o fato de a maioria dos computadores portáteis novos já
saírem de fábrica equipados com interfaces IEEE 802.11.
802.11d - Habilita o hardware de 802.11 a operar em vários países onde ele não pode operar hoje por problemas de compatibilidade, por exemplo, o IEEE 802.11a não opera na Europa. G
802.11e - O 802.11e agrega qualidade de serviço (QoS) às redes IEEE 802.11. Neste mesmo ano - 2005 - foram lançados
comercialmente os primeiros pontos de acesso trazendo
pré-implementações da especificação IEEE 802.11e. Em suma, 802.11e permite a transmissão de diferentes classes de tráfego, além de trazer o recurso de Transmission Oportunity (TXOP), que permite a transmissão em rajadas, otimizando a utilização da rede.
802.11f - Recomenda prática de equipamentos de WLAN para os fabricantes de tal forma que os Access Points (APs) possam interoperar. Define o protocolo IAPP (Inter-Access-Point Protocol).
Redes sem fio – Padrão IEEE802.11
802.11g - Baseia-se na compatibilidade com os dispositivos 802.11b e oferece uma velocidade de 54 Mbps. Funciona dentro da
frequência de 2,4 GHz. Tem os mesmos inconvenientes do padrão 802.11b (incompatibilidades com dispositivos de diferentes
fabricantes). As vantagens também são as velocidades. Usa
autenticação WEP estática já aceitando outros tipos de autenticação como WPA (Wireless Protect Access) com criptografia dinâmica (método de criptografia TKIP e AES). Torna-se por vezes difícil de configurar, como Home Gateway devido à sua frequência de rádio e outros sinais que podem interferir na transmissão da rede sem fio. 802.11n - O IEEE aprovou oficialmente a versão final do padrão para redes sem fio 802.11n. Vários produtos 802.11n foram lançados no mercado antes de o padrão IEEE 802.11n ser oficialmente lançado, e estes foram projetados com base em um rascunho (draft) deste padrão. Há a possibilidade de equipamentos IEEE 802.11n que chegaram ao mercado antes do lançamento do padrão oficial serem incompatíveis com a sua versão final. Basicamente todos os
equipamentos projetados com base no rascunho 2.0 serão
compatíveis com a versão final do padrão 802.11n. Além disso, os equipamentos 802.11n possivelmente precisarão de um upgrade de firmware para serem 100% compatíveis com o novo padrão. As principais especificações técnicas do padrão 802.11n incluem: Taxas de transferências disponíveis: de 65 Mbps a 300 Mbps. -Método de transmissão: MIMO-OFDM - Faixa de freqüência: 2,4 GHz e/ou 5 GHz.
