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Redes de Computadores Prof.: Hazem Hadla Redes de Computadores Componenetes de uma Rede Uma rede típica é formada por: ➢ Computadores; ➢ Equipamentos de ligação a redes; ➢ Meios físicos de transmissão; ➢ Conectores para os cabos; ➢ Equipamentos de interligação; ➢ Softwares. 2Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Computadores em Rede Um computador conectado a uma rede também é conhecido por host, nó, workstation (estação de trabalho) ou servidor de rede, conforme o caso. Para que um computador possa se conectar, ele necessita de uma placa de rede embutida. 3Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Equipamentos de ligação a Rede Os que permitem aos computadores não ficarem isolados. ➢ Placas e adaptadores de rede ➢ Placas de rede para PC Desktop ➢ Placas de rede para PC portáteis ➢ Adaptadores externos ➢ Adaptadores embebidos ➢ Modem 4Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Placas e adaptadores de Rede A placa de rede ou NIC (Network Interface Card) é a responsável pela comunicação entre os nós da rede. Atualmente todos os computadores populares já saem de fábrica com uma placa de rede. Os modelos atuais de placas de rede só dispõem de conectores do tipo RJ45. Modelos mais antigos possuíam dois ou mais conectores diferentes. Todas as placas de rede de uma mesma rede têm que ter mesma arquitetura (ser do mesmo “padrão”). Todas as placas de rede devem ter endereços físicos diferentes. 5Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Placas e adaptadores de Rede Cada placa de rede tem um único endereço físico, chamado endereço MAC. Também conhecido como “endereço físico”. É gravado na memória ROM (read-only memory) da placa de rede, portanto, é inalterável. É formado por 48 bits (48 zeros e uns); Ex.: 10110011001101010010010010110011001101010010010 B6:00:A4:F1:18:C3 (hexadecimal) Lembre-se: é imutável e cada placa de rede tem um endereço único. 6Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Placas de rede para PC Desktop ➢ RJ45 (Registered Jack): Esse conector, que é parecido com o conector de um aparelho telefônico, é utilizado por cabo do tipo par trançado. ➢ AUI (Attachment Unit Interface): Esse conector não é utilizado em redes de pegueno porte. Através desse conector é possivel instalar um transceptor para a utilização de outros tipos de cabo, como cabo coaxial grosso e fibra óptica. ➢ BNC (Bayonet Neill–Concelman): já esse conector é utilizado por cabo coaxial fino. 7Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Placas de rede para PC Desktop ➢ Placa de rede atual: somente conector RJ45 ➢ Placa de rede sem fios 8Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Placas de rede para PC portáteis ➢ Um cartão PC card para redes cabladas ➢ Um cartão PC card para rede sem fios 9Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Adaptadores externos Tomada para a ficha Dois adaptadores de rede para portas USB (Universal Serial Bus). O de cima para redes cabladas e o de baixo para redes sem fios (a antena não é visível). 10Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Adaptadores externos Dois adaptadores externos que se ligam à porta USB por cabos. As antenas são visíveis em ambos. Estes adaptadores são usados em vez dos anteriores quando a localização do computador não permite uma boa captação de sinal. 11Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Adaptadores embebidos Atualmente, quase todas as motherboards incluem pelo menos uma porta para ligação a uma rede cablada. Mas os adaptadores a redes sem fios são também já uma opção comum. 12Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores MODEM Os MODEM (MODulator/DEModulator) são necessários para a ligação a redes mais alargadas como a Internet pela linha telefónica ou pela rede de cabo coaxial e/ou ótico. Atualmente, quase todos os MODEM são externos e ligam-se ao computador pela porta USB. 13Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Meios físicos de transmissão Um meio físico de transmissão em uma rede de computadores é o canal de comunicação pelo qual os computadores enviam e recebem os sinais que codificam a informação. O mais usual é a utilização de um entre vários tipos de cabos existentes para o efeito. No entanto também existem redes e sistema de comunicação entre computadores que funcionam sem cabo, por meio da propagação de onde no espação (comunicação wireless ou sem fio). 14Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Meios físicos de transmissão No momento de escolher um cabo para uma rede, devemos ter atenção no seguinte: ➢ Velocidade de comunicação pretendida. ➢ Distância máxima entre as máquinas que pretendemos conectar. ➢ Nível de ruído e interferência habituais na zona de instalação de rede. 15Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Meios físicos de transmissão Os meios físicos são divididos em dois grupos principas, como podemos visualizar na figura. cabos elétricos ópticos entrançados coaxiais Ondas no espaço infravermelhos microondas LASER rádio 16Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos Coaxiais Muito utilizados nas redes de TV, o cabo coaxial foi utilizado nas primeiras redes de computadores. Possui blindagem, o que lhe dá boa protecção ao ruído. Apesar de ter taxas de transferência na ordem dos 10 Mb/s, está sujeito a grande probabilidade de colisão dos pacotes. Também a detecção de avarias é muito difícil em redes deste tipo. São constituídos por condutor de cobre no centro, seguida de um isolamento plástico, de uma malha de cobre destinada à ligação à terra e uma última camada protectora (revestimento externo). 17Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos Coaxiais 18Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Tipos de Cabos Coaxiais Cabo (10 base 2): cabo coaxcial fino Distância máxima do enlace: 185 m. Taxa de transmissão: varia de 10 Mbps à 50 Mbps Conector BNC (Bayonet Neil-concelman) A 10Base2 se refere à velocidade (taxa) de transmissão a 10 Mbps. O tipo de transmissão é banda de base, o 2 em 10Base2 refere-se ao máximo comprimento aproximado de um segmento ser 200 metros, antes que a atenuação venha a interromper a capacidade do receptor de interpretar correctamente o sinal sendo recebido. O comprimento máximo do segmento é de fato 185 metros. 19Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Tipos de Cabos Coaxiais Cabo (10 base 5) ou cabo coaxial gross: Distância máxima de 500m e 4 repetidores. O cabo coaxial tem immunidade à ruído melhor que o par trançado devido a blindagem eletrostática que a malha proporciona. A 10 Base5 se refere à velocidade de transmissão a 10 Mbps. O tipo de transmissão é banda de base. O 5 representa a capacidade do cabo de perimitir que o sinal transite aproximadamente 500 metros. 20Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos Coaxiais O cabo coaxial mais utilizado, chamado cabo coaxial fino ou 10Base2 utiliza em suas extremidades conectores chamados BNC. Com este tipo de cabo a ligação às placas de rede dos computadores é feita através de conectores BNC. 21Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos Coaxiais Vantagens: ➢ Sua blindagem permite que o cabo seja longo o suficiente. ➢ Mais barato que o par trançado blindado. ➢ Melhor immunidade contra ruído e contra atenuação de sinal que o par trançado sem blindagem. Desvantagens: ➢ Por não ser flexível o suficiente, quebra e apresenta mau contato com facilidade. ➢ Mais caro que o par trançado sem blindagem. ➢ Taxa de transferência máxima 10 Mbps. 22Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados Os cabos de pares entrançados consistem em um ou vários pares de fios de cobre (os dois fios de cada par encontram-se entrançados, ou seja, enrolados em torno um do outro) com o objectivo de criar à sua volta um campo electromagnético que reduz a interferência de sinais externos. 23Prof : Hazem Hadla Redesde Computadores Cabos de pares entrançados Devido à sua relação de velocidade de transmissão e baixo custo, conjugadamente com boas características de transmissão, estes cabos têm sido largamente utilizados quer em redes locais (LAN) quer em redes alargadas (MAN e WAN). Os cabos de pares entrançados utilizam conectores do tipo RJ45 para ligação às placas de rede. 24Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados No cabo par trançado tradicional, existem quatro pares de fio, utiliza dois pares para trafego de pacotes, um para transmissão de dados (Tx) e outro para a recepção de dados (Rx). Como utilizam canais separados para transmissão e para a recepção, é possível utilizar a comunicação full-duplex com esse tipo de cabo, ou seja, é possível transmitir e receber dados ao mesmo tempo. 25Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados O sistem de cablagem 10 BaseT original utiliza o seguinte padrão: Pino Fio 1 Branco/Verde 2 Verde 3 Branco/Laranja 4 Azul 5 Branco/Azul 6 Laranja 7 Branco/Castanho 8 Castanho Padrão T568A Padrão T568A é preferido na ligação dos fios do cabo para trançado no conector RJ45. O esquema T568A é mais utilizado em todo o mundo. 26Prof : Hazem Hadla A 10Base-T: se refere à velocidade de transmissão a 10 Mbps. O tipo de transmissão é banda de base. O T significa par trançado. Redes de Computadores Cabos de pares entrançados O esquema T568B pode ser alternativamente usado, mas é preferível usar T568A. Diferença entre esses dois esquemas é que as posições dos pares 2 e 3 (fio laranja e verde) são trocadas: Pino Fio 1 Branco/Laranja 2 Laranja 3 Branco/Verde 4 Azul 5 Branco/Azul 6 Verde 7 Branco/Castanho 8 Castanho Padrão T568B 27Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados A ligação dos pinos do um padrão pode, ainda, ser directa (straight cable) ou cruzada (cross-over). ➢ Na ligação directa cada pino do emissor é ligado ao mesmo do receptor. Esta ligação é utilizada para ligar elementos diferentes da rede como PC’s a Hubs ou switches. 28Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados ➢ Na ligada cruzada é utilizada para ligar elementos semelhantes, como ligação entre PC’s, Hubs entre si ou Switches. O cabo de par trançado possui oito fios e a ligação cruzada deverá ser feita da seguinte maneira: 29Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados A ligação cruzada: Conector A Fio Conector B Pino 1 Branco/Verde Pino 3 Pino 2 Verde Pino 6 Pino 3 Branco/Laranja Pino 1 Pino 4 Azul Pino 5 Pino 5 Branco/Azul Pino 4 Pino 6 Laranja Pino 2 Prino 7 Branco/Castanho Prino 8 Prino 8 Castanho Prino 7 30Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados Em redes locais, são utilizados dois tipos de cabos de pares entrançados, estes são: ➢ Cabos STP – Shielded Twisted Pair: cabo com blindagem exterior envolvente de todos os pares e com blindagem individual em cada par. ➢ Cabos UTP – Unshielded Twiseted Pair: cabo sem qualquer tipo de blindagem 31Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados- STP STP são cabos de pares entrançados blindados. Consiste em pares de fios entrançados revestidos por um invólucro metálico, com o objectivo de proteger os fios condutores de interferências electromagnéticas. Este tipo de cabo é utilizado em instalações de redes de computadores onde exista equipamento gerador de interferências electromagnéticas (instalações fabris). 32Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados- UTP UTP são cabos de pares entrançados não blindados. Consiste em apenas cabos de pares entrançados sem blindagem. Os cabos UTP são mais baratos que os cabos STP e mais práticos de instalar, por isso os mais utilizados em redes LAN, embora mais sensíveis a interefências electromagnéticas. 33Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados- UTP Foram estabelecidos standards a nível internacional que definem 7 categorias de cabos de pares entrançados do tipo UTP. As categorias são: ➢ Categoria 1 – refere-se ao cabo UTP para telefonia, transporta apenas voz; ➢ Categoria 2 – certificado para transmitir até 4 MHz. Contém 2 pares ➢ Categoria 3 – certificado para transmitir até 10 MHz. Contém 2 pares. ➢ Categoria 4 – certificado para transmitir até 16 MHz. Contém 4 pares. ➢ Categoria 5 – certificado para transmitir até 100 MHz. Contém 4 pares. ➢ Categoria 5e – certificado para transmitir até 1 GHz. Contém 4 pares. ➢ Categoria 6 – certificado para transmitir até 10 GHz. Contém 4 pares. ➢ Categoria 7 – certificado para transmitir até 10 GHz. 34Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos de pares entrançados- UTP Os cabos UTP são os mais comuns, havendo apenas necessidade de usar os cabos blindados nas situações seguintes: ➢ Em zonas onde há máquinas que possam interferir com os sinais dos cabos (caso das fábricas) em que os STP são normalmente suficientes ➢ No exterior de edifícios (embora as normas recomendem o uso de fibra ótica) ➢ Em redes a 1Gbps, em que as altíssimas frequências dos sinais os tornam muito sensíveis a interferências e obrigam ao uso de cabos STP 35Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos óticos Os cabos de fibra ótica são também muito usados atualmente em redes locais e campus. São naturalmente mais caros do que os elétricos, mas têm sobre eles várias vantagens: ➢ Enorme capacidade de transmissão ➢ Imunes a interferências eletromagnéticas ➢ Taxa de erros muito baixa ➢ Muito maiores distâncias sem necessidade de repetidores 36Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos óticos Os cabos de fibra ótica para redes locais são constituídos por um núcleo de silício – a fibra propriamente dita – seguido de uma bainha refletora e uma camada protetora. núcleo bainha 37Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos óticos/fibras óticas Se o núcleo tiver um grande diâmetro – tipicamente 50m ou 62,5m – ocorre a dispersão modal em que o sinal injectado se dispersa em vários outros e a fibra toma o nome de multimodo. Tipicamente, suportam distâncias máximas entre 550m e 3Km. 38Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos óticos/fibras óticas Dentro deste tipo há duas soluções: o uso de apenas uma camada de silício – fibras step- index – ou de várias camadas com diferentes índices de reflexão – graded index. Se o núcleo tiver um pequeno diâmetro – tipicamente entre 3m e 10m – o sinal mantém-se congruente e a fibra toma o nome de monomodo. Estas fibras permitem distâncias máximas de muitos quilómetros. 39Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos óticos/fibras óticas Fibra ótica multimodo step-index. Fibra ótica multimodo graded-index. Fibra ótica monomodo. 40Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Cabos óticos/fibras óticas Vantagens: ➢ Velocidade; ➢ Isolamento elétrico; ➢ O cabo pode ser longo; ➢ Alta taxa de transferência; Desvantagens: ➢ Muito caro; ➢ Difícil de instalar; ➢ Quebra com facilidade; ➢ Difícil de ser remendado. 41Prof : Hazem Hadla Comparação das Fibras Óticas e dos Fios de Cobre A fibra tem muitas vantagens: ➢ Ela pode gerenciar larguras de banda muito mais largas do que o cobre. ➢ Os repetidores só são necessários a cada 30Km de distância, o que em comparação com o cobre, representa economia. ➢ A fibra também tem a vantagem de não ser afetada por interferência magnética. ➢ Por mais estranho que possa parecer, as companhias telefônicas gostam da fibra por outra razão: ela é fina e leve. 42Prof : Hazem Hadla Comparação das Fibras Óticas e dos Fios de Cobre As fibras não desperdiçam luz e dificilmente são interceptadas. Por essas razões, trata-se de uma alternativa muito mais segura contra possíveis escutas telefônicas. Vale lembrar, no entanto, quea fibra é uma tecnologia requer conhecimento bom de engenheiros. As interfaces de fibra são mais caras do que as interfaces elétricas. 43Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Meios sem fios de transmissão Quando uma antena, de tamanho apropriado, é instalada em um circuito elétrico, as ondas eletromagnéticas podem ser transmitidas e recebidas com significativa eficiência por um receptor localizado a uma distância bastante razoável. Toda a comunicação sem fio é baseada nesse princípio. As porções de rádio, micro-ondas, infravmelho e luz visível do espectro eletromagnético podem ser usadas na transmissão de informações, desde que seja modulada a amplitude, a frequência ou a fase das ondas. 44Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Ondas de rádio As ondas de rádio, ou radiação magnéticas são utilizados para transmitir dados de computador. Também chamadas de RF– rádio Frequência; vantagens: ➢ Não requer meio físico para fazer a transmissão de dados de um computador ao outro. Desvantagens: ➢ Pode sofrer diretamente interferências magnéticas. 45Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Microondas Permitem atingir entre 10Mbps e 100Mbps, tipicamente 20Mbps. Embora sensíveis a chuva ou mesmo nevoeiro, são usadas em ligações entre edifícios por não obrigarem ao licenciamento das frequências usadas. 46Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores LASER O LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) foi também usado em equipamentos para redes locais, tendo-se conseguido débitos razoáveis e distâncias até 3Km. No entanto, os aparelhos eram muito caros e exigiam uma precisão extrema. 47Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Infravermelhos Os infravermelhos são atualmente apenas usados em periféricos, mas já houve algumas soluções para redes locais, raramente ultrapassando os 30 metros e os 100Mbps, embora tenha havido fabricantes capazes de chegar ao 1Gbps em distâncias muito curtas. Têm o grande inconveniente de não permitir obstáculos entre o emissor e o receptor. Por outro lado, o facto de não ultrapassarem paredes pode ser uma vantagem em questão de segurança. 48Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Um ponto de acesso Embora não seja obrigatório, um ponto de acesso é como que o ponto de encontro dos computadores ligados a uma rede sem fios, além de que permite a ligação a uma rede com fios. 49Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Conectores para os cabos Ao usarem-se cabos em redes, esses cabos ligam placas de rede com outros dispositivos, pelo que, naturalmente, são necessários conectores nos extremos desses cabos. Os tipos de conectores normalmente usados nas redes locais estão intimamente relacionados com o tipo de cabos. 50Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores BNC (Bayonet Neil-concelman) Conectores BNC. São usados com os cabos elétricos coaxiais. Em redes locais estão totalmente obsoletos. 51Prof : Hazem Hadla BNC T-conector Redes de Computadores RJ (Registered Jack)-45 Conector RJ-45 usado com os cabos elétricos entrançados. 52Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Conectores de fibra ótica Os conectores de fibra ótica existem em diversas formas. Estes conectores são: Straight-Tip (ST): conector é muito utilizado com a fibra multimodo. Subscriber Conector (SC): esse tipo de conector é bastante utilizado em a fibra monomodo. Lucent conector (LC): pequeno conector que está se tornando popular para uso com fibras monomodo e também no suporte de fibras multimodo. 53Prof : Hazem Hadla Redes de Computadores Conectores de fibra ótica 54Prof : Hazem Hadla ST conector SC conector LC conector
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