Prévia do material em texto

- -1
REDES DE COMPUTADORES
ELEMENTOS DE INTERCONEXÃO DE REDE
- -2
Olá!
Nesta aula, você irá:
1. Conhecer os principais dispositivos de interconexão de rede.
2. Aprender a utilização desses dispositivos.
3. Analisar os dispositivos e relacioná-los às camadas do modelo OSI e TCP/IP.
São considerados elementos de Interconexão de redes:
• Placas de rede
• Modem
• Repetidores (HUB)
• Ponte (BRIDGE)
• Comutador (SWITCH)
• Roteador (ROUTER)
Placa de Rede:
É o principal hardware de comunicação entre devices através de uma rede. Tem como função controlar o envio e
o recebimento de dados através de uma rede. Cada arquitetura de rede exige um tipo específico de placa, seja ela
com ou sem fio. Por exemplo: não é possível utilizar uma placa Ethernet em uma rede sem fio ou Token Ring,
pois estas não utilizam a mesma linguagem de comunicação. Além da arquitetura das placas de rede, existem
outros fatores que impedem essa comunicação como taxa de transferência, barramentos e tipos de conectores.
Diferenças de taxa de transferência
A taxa de transmissão de placas Ethernet variam de 10 mbps, 100 mbps, 1000 mbps (1 gbps) ou 10.000 mbps
(10 gbps, e as placas Token Ring de 4 mbps ou 16 mbps.
No caso das fibras óticas, a taxa de transmissão é da ordem de 10 gbps.
Diferença entre barramentos
As placas de rede mais comuns utilizadas hoje em dia possuem dois tipos de barramento: PCI (mais novo) e ISA
(mais antigo). Para os chamados computadores portáteis são utilizados placas PCMCIA. Uma novidade são as
placas de redes USB que, apesar de existirem, são caras e, portanto, podem ser substituídas pelas citadas
anteriormente. Fazendo uma análise da taxa de transmissão X barramentos, nas placas com o barramento ISA,
por serem mais antigas, a taxa de transmissão é de no máximo 10 mbps, pois esta limitada à velocidade do
barramento.
Tipos de conectores:
•
•
•
•
•
•
- -3
Para cada placa de rede, devemos utilizar cabos adequados à sua velocidade e tecnologia. Para as placas Ethernet
de 10 mbps, por exemplo, devemos utilizar cabos de par trançado de categoria 3 ou 5, ou então cabos coaxiais
para placas de 100 mbps e, para se obter o máximo de transmissão, o requisito mínimo do cabeamento são cabos
de par trançado blindados nível 5 (CAT 5). Nas redes Token Ring, para placas de rede de 4 mbps, os requisitos
são cabos de par trançado de no mínimo categoria 2 (recomendável o uso de cabos categoria 3) e cabos de par
trançado blindado categoria 4 ou superior para placas de 16 mbps. Redes Token Ring não usam cabos coaxiais.
Para a placa de rede funcionar ela deve estar configurada em seu device. Hoje em dia a maioria das placas
possuem o recurso PnP ( Plug and Play), tendo os seus endereçamentos configurados pelo sistema operacional.
Nas placas mais antigas é necessário fazer a configuração e, além das informações passadas pelo seu
administrador de rede, existem informações necessárias para o funcionamento do device. São os canais de IRQ,
DMA e os endereços de I/O
Para os níveis de recursos do sistema, todas as placas de rede são parecidas: elas precisam de um endereço de
IRQ, de um canal de DMA e de um endereço de 1/0. Uma vez configurados corretamente, as placas estarão aptas
a trafegar a informação pelas redes.
A configuração do canal de IRQ é necessária para que a placa de rede possa chamar o processador quando tiver
dados a entregar. Já o canal de DMA é utilizado para transferir os dados diretamente à memória, diminuindo a
carga sobre o processador. O endereço de 1/0 informa ao sistema onde estão as informações que devem ser
movidas.
Um outro dado importante para estabelecer a comunicação entre placas de rede, é o endereçamento de nó,
também chamado de "mac address" Este é um numero em hexadecimal, composto de 48 bits, único e criado
durante o processo de criação da placa. Este endereço é utilizado por dispositivos que trabalham na camada de
enlace do modelo OSI.
Modem:
É o dispositivo eletrônico que transforma o sinal digital em analógico e vice-versa. A origem da palavra modem é
devida à expressão "modulador e demodulador". O processo de conversão dos sinais digitais para analógicos é
chamado de modulação, e é de onde se inicia a transmissão. Para que haja a comunicação, os modens devem
estar trabalhando nos mesmos padrões. Os modens podem ser divididos em:
• Modens para acesso discado
Utilizam a linha telefônica para realizar uma chamada diretamente a um provedor de acesso, com
modens de recebimento de chamadas. Baixas velocidades. Taxas em Kilobits/s.
• Modens de banda larga
•
•
- -4
Utilizam meios de transmissão para estabelecer a comunicação usando tecnologias como XDLS. (ADSL -
Asymmetric Digital Subscriber Line). Altas velocidades. Taxas em Megabits/s.
Repetidores (HUB):
Repetidor ou HUB funciona como a peça central em uma rede de topologia estrela, ele recebe os sinais
transmitidos pelas estações e retransmite-os para todas as demais. Trabalham no nível físico do modelo OSI
Existem dois tipos de repetidores, os passivos e os ativos
Repetidores passivos
Repetidor ou HUB funciona como a peça central em uma rede de topologia estrela, ele recebe os sinais
transmitidos pelas estações e retransmite-os para todas as demais. Trabalham no nível físico do modelo OSI.
Repetidores ativos
Funcionam como um espelho, pois simplesmente refletem os sinais recebidos para todas as estações que estão
conectadas a eles. Como eles apenas refletem o sinal, não fazem nenhum tipo de amplificação do sinal, o
comprimento máximo permitido entre o HUB e a estação não pode ser superior a 50 metros, utilizando um cabo
de par trançado. Normalmente não possuem alimentação de energia e funcionam como um concentrador de fios.
Ponte (BRIDGE)
Funcionando no nível de enlace da camada OSI, a bridge tem como finalidade traduzir os quadros de diferentes
tecnologias, ou seja, interligar redes de diferentes tecnologias. Um exemplo comum é a interligação entre uma
rede Ethernet e uma rede Token Ring. Apesar de as duas redes possuírem arquiteturas diferentes e
incompatíveis entre si, é possível estabelecer a comunicação usando um protocolo único, no caso o TCP/IP, por
- -5
exemplo. Se todos os devices de rede estão falando a mesma língua, basta quebrar a barreira física das
arquiteturas de rede diferentes utilizando uma ponte, ou BRIDGE
Como funciona a ponte?
Em cada ponte existe um microprocessador que analisa os endereços específicos da camada de enlace e
armazena-os em uma tabela interna. Estes endereços estão associados à rede que o equipamento conectado
pertence. Quando um pacote é enviado do device de rede e recebido pela ponte, esta analisa o seu conteúdo para
verificar o campo do endereço de destino. Se a ponte identifica que o pacote está endereçado para a mesma rede
à qual pertence, então ela encaminha para o dispositivo. Caso contrário, a BRIDGE encaminha para a outra sub-
rede.
Comutador (SWITCH)
Funcionando no nível de enlace da camada 051, o comutador tem a mesma função de uma ponte, ou seja, "ouvir"
o tráfego de cada porta Ethernet, descobrir a qual porta cada dispositivo está conectado e armazenar essa
informação em sua tabela. Uma vez identificado o endereço de destino, o switch consulta a tabela e envia o
tráfego diretamente para a porta de destino. A diferença entre eles é que o comutador realiza a troca de
informações entre vários devices simultaneamente. Pode ser considerado como uma ponte com várias portas.
Além de ser mais veloz que a ponte, o SWITCH pode suportar diversos tipos de interfaces. (Cabo de fibra ótica,
Cat 5, Cat 6, Ethernet 10 mbps, 100 mbps, 1 gbps). o Switch, uma vez conectado à rede, automaticamente já
trabalha para identificar os endereços dos devices que estão conectados às suas portas, mas, por ser um
- -6
equipamento gerenciável, ou seja, possuir um software para gerenciamento, sua função de implementação pode
variar em quatro níveis:
Classe 1
Switch não gerenciado. Função de comutar os pacotes entre asportas, não possui suporte a VLAN’s
Classe 2
Switch gerenciado. Função de comutar os pacotes e criação de VLAN’s (Virtual VLAN’s)
Classe 3
Swich Layer 3. Além de possuir todas as características da classe anterior, realiza alguns serviços de camada três
(Camada de redes modelo OSI).
Classe 4
Realiza a comutação das camadas 4 a 7 do modelo OSI.
VLAN - Virtual Local Área Network
As VLAN's funcionam como uma rede virtual, utilizada para transporte de informação somente para os devices
que pertencem a ela. Como o SWITCH possui informação de endereçamento em sua tabela interna, o
administrador de rede, para diminuir o tráfego de difusão, pode criar redes virtuais para que pareçam que estão
em uma rede física.
Os SWITCHES podem ser classificados em:
Cut-Trough
- -7
O Switch examina apenas o endereço MAC do quadro e envia para o destinatário. Devido a este processo o
equipamento tem baixa latência.
Store-and-Foward
O switch armazena todo o quadro, examina o endereço MAC, avalia o CRC e encaminha o quadro para o endereço
de destino.
Fragment Free
Para esse método, o SWITCH tenta utilizar os benefícios dos métodos anteriores, "Store and Forward" e "Cut
Through", onde se limita a analisar os primeiros 64 bytes do quadro, onde as informações de endereçamento
estão armazenadas.
Roteador (ROUTER):
Funcionando no nível de redes da camada OSI, o roteador é o dispositivo que decide qual é o melhor caminho
que o tráfego de informações deve seguir, baseado em endereços lógicos. Este processo se chama roteamento. O
roteamento segue uma regra definida na chamada tabela de roteamento que pode ser configurada manualmente
ou através de protocolos de roteamento (RIP, OSPF, IGRP , BGP, EGP). Com base nessa tabela, o device analisa o
endereço IP de destino dos dados de entrada e direciona os dados para uma porta de saída.
Roteador (ROUTER):
O roteador também pode funcionar como um gateway de aplicação, utilizando as camadas superiores do modelo
OSI, o que coincide com o modelo TCP/IP. Neste caso, utilizando os protocolos das camadas superiores o
roteador pode fazer algumas funções como, por exemplo:
NAT – Network Address Translation
- -8
O protocolo TCP/IP possui um endereço de origem e destino. Com o NAT esses dados podem ser modificados,
tanto o de origem quanto o de destino. A função do roteador para realizar o NAT é utilizada para converter um
único endereço exclusivo da Internet em vários endereços de rede privada. Ou seja, como medida de segurança,
o endereço de origem, no caso uma máquina dentro da rede interna, é trocado pelo endereço externo do
roteador. Assim, usuários da internet não poderão obter informações referentes ao endereçamento da rede
interna.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
O protocolo DHCP é utilizado para definir automaticamente endereços IP para computadores. Assim não é
necessário configurar seus endereços de rede manualmente. Essa operação se dá utilizando o protocolo RARP da
camada de enlace. Esse protocolo coleta as informações de hardware (MAC Address) e as associa a um endereço
IP (lógico). Essa função também pode ser realizada por equipamento especifico para essa função: o servidor
DHCP.
Firewall
O roteador também pode exercer a função de filtro de pacotes selecionando e permitindo quais deles podem
transpassá-lo. Utilizando listas de acesso, o roteador pode fazer filtros com as listas de acessos, proibindo e
permitindo tráfegos específicos tanto para dentro quanto para fora de sua rede.
O que vem na próxima aula
•Definição e comparação de arquitetura de aplicação e topologias de rede.
•Identificação de topologias de rede.
Saiba mais
Para saber mais sobre os tópicos estudados nesta aula, pesquise na internet sites, vídeos e
artigos relacionados ao conteúdo visto. Se ainda tiver alguma dúvida, fale com seu professor
online utilizando os recursos disponíveis no ambiente de aprendizagem.
OUTRAS REFERÊNCIAS
No site: consulte o livro:www.books.google.com.br/books
Computer Networks
inauthor:"Andrew S. Tanenbaum"
Consulte e resolva exercícios relacionados aos temas:
HUB, SWITCH e ROUTER
http://www.books.google.com.br/books
- -9
•Comparação entre redes ponto a ponto, multiponot, cliente/servidor e híbridas.
CONCLUSÃO
Nesta aula, você:
• Conheceu os principais dispositivos de interconexão de rede.
• Aprendeu onde e como utilizar os dispositivos de interconexão.
• Analisou os dispositivos e relacionou-os com as camadas do modelo OSI e TCP/IP.
•
•
•
	Olá!
	
	Modens para acesso discado
	Modens de banda larga
	O que vem na próxima aula
	CONCLUSÃO