Aula 03 - 17-08-2023

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CIÊNCIAS DE REDES I
Professor: Vinícius Portilho Pereira
Classificação de Redes de Computadores
 Topologia
Em redes de computadores, uma topologia refere-se ao arranjo físico ou lógico dos dispositivos e conexões que compõem a rede. A topologia define como os dispositivos estão interconectados e como a comunicação ocorre entre eles, incluindo como os nós (dispositivos) estão conectados, o caminho que os dados percorrem para chegar ao destino e as regras de comunicação entre eles. Autor: Andrew S. Tanenbaum
Tanenbaum enfatiza que a escolha da topologia depende das necessidades específicas da rede, incluindo fatores como custo, desempenho, escalabilidade e redundância. A compreensão das diferentes topologias ajuda a projetar redes eficientes e confiáveis para atender às demandas de comunicação.
Classificação de Redes de Computadores
 Topologia
A topologia física é a verdadeira aparência ou layout da rede;
A topologia lógica descreve o fluxo dos dados através da rede;
Classificação de Redes de Computadores
 Topologia Física
Estrela:
 È um arranjo em que todos os dispositivos da rede são conectados a um único ponto central, como um switch, hub ou roteador. Esse ponto central atua como um concentrador, facilitando a comunicação entre os dispositivos. A topologia em estrela é uma das topologias mais comuns em redes devido à sua facilidade de gerenciamento e capacidade de isolar problemas. Autor: Andrew S. Tanenbaum
Classificação de Redes de Computadores
Características da Topologia Estrela: 
Na topologia em estrela, todos os dispositivos da rede são conectados a um único dispositivo central, chamado de switch, hub ou concentrador. 
Quando um dispositivo deseja se comunicar com outro, ele envia os dados para o dispositivo central, que encaminha os dados para o destinatário apropriado.
Facilita o gerenciamento da rede, pois a adição ou remoção de dispositivos não interfere nas conexões dos outros dispositivos.
È muito utilizada em redes locais (LANs) e em redes maiores, como redes metropolitanas (MANs) e redes de área ampla (WANs)
 A topologia em estrela é especialmente adequada para ambientes onde é necessário controle e gerenciamento centralizados.
Uma das desvantagem é que, se o dispositivo central falhar, toda a rede pode ser impactada. Portanto, a confiabilidade do dispositivo central é crítica para a estabilidade da rede.
Classificação de Redes de Computadores
Exemplos de Aplicações da Topologia Estrela: 
A topologia em estrela é amplamente utilizada em várias configurações de redes de computadores, devido à sua simplicidade de implementação, facilidade de gerenciamento e capacidade de isolar problemas.
 
Redes Locais (LANs): A topologia em estrela é frequentemente usada em escritórios, escolas e residências, onde vários dispositivos precisam se conectar e compartilhar recursos. 
Redes Metropolitanas (MANs): Em redes metropolitanas que abrangem uma área maior, como uma cidade, a topologia em estrela é usada para interconectar diferentes áreas ou filiais. 
Redes de Área Ampla (WANs): Embora as WANs frequentemente usem topologias mais complexas, como malha ou anel, em algumas configurações, a topologia em estrela também é aplicada. Por exemplo, quando várias redes locais (LANs) precisam ser conectadas a um ponto central em um ambiente geograficamente disperso.
Redes Sem Fio: Mesmo em redes sem fio, onde os dispositivos se conectam por meio de pontos de acesso, uma topologia em estrela é muitas vezes usada. Os dispositivos sem fio se conectam a um ponto de acesso central, que gerencia o tráfego e a comunicação.
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 Topologia
Estrela Estendida:
È uma variação da topologia estrela que consiste em interligar switch para fornecer maiores pontos de redes para as estações finais
		 Autor: Andrew S. Tanenbaum
Classificação de Redes de Computadores
 Topologia Física
Barramento:
É um arranjo em que todos os dispositivos da rede são conectados a um único cabo de comunicação, formando uma linha contínua. Os dados são transmitidos ao longo do cabo e todos os dispositivos recebem os dados, mas apenas o destinatário correto processa a informação. A topologia em barramento é menos comum atualmente, mas ainda é importante para entender a história das redes. 
Autor: Andrew S. Tanenbaum
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Características da Topologia Barramento: 
Estrutura Linear: Dispositivos são conectados em uma única linha de comunicação (o cabo), sem necessidade de dispositivos intermediários.
Compartilhamento de Meio: Todos os dispositivos compartilham o mesmo meio de transmissão, o que limita a capacidade de transmissão simultânea.
Colisões de Dados: Devido ao compartilhamento do meio, colisões de dados podem ocorrer quando dois dispositivos tentam transmitir simultaneamente.
Simplicidade de Cabeamento: O cabeamento é simples, uma vez que cada dispositivo é conectado diretamente ao cabo.
Menos Flexibilidade: Adicionar ou remover dispositivos pode exigir interrupção do cabo e pode ser mais complexo comparado a outras topologias.
Classificação de Redes de Computadores
Vantagens da Topologia Barramento:
Simplicidade: A topologia em barramento é simples de implementar e requer menos cabeamento comparada a outras topologias.
Baixo Custo Inicial: Devido à simplicidade do cabeamento, os custos iniciais são geralmente mais baixos.
Facilidade de Identificação de Problemas: Como todos os dispositivos estão conectados ao mesmo cabo, é mais fácil identificar e isolar problemas de conexão.
Desvantagens da Topologia Barramento:
Colisões de Dados: O compartilhamento do meio pode levar a colisões de dados, reduzindo a eficiência da rede e exigindo mecanismos de detecção e correção.
Menos Confiável: Se o cabo falhar, toda a rede é afetada. A falha de um dispositivo pode impactar a comunicação de todos os outros dispositivos.
Limitação de Escalabilidade: À medida que mais dispositivos são adicionados, o desempenho da rede pode degradar devido ao aumento das colisões.
Desafios de Manutenção: Adicionar ou remover dispositivos pode ser mais complexo, envolvendo interrupção do cabo e possível reconfiguração.
Baixa Segurança: A topologia em barramento oferece pouca segurança, uma vez que todos os dispositivos podem "ouvir" todas as comunicações.
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 Topologia Física
Anel:
É um tipo de arranjo em que os dispositivos da rede são conectados formando um circuito fechado em formato de anel. Cada dispositivo está conectado aos dispositivos adjacentes, permitindo que os dados circulem no anel até atingirem o destino. A topologia em anel requer um protocolo de controle para regular o acesso à rede. Autor: James F. Kurose e Keith W. Ross
Classificação de Redes de Computadores
Características da Topologia Anel: 
Unidirecional: Os dados circulam em uma direção específica ao longo do anel, passando por cada dispositivo, normalmente em sentido horário. 
Elimina a figura de um ponto centralizador (nó central, exemplo: switch), o responsável pelo roteamento das informações;
Neste tipo de rede as informações são transmitidas de um ponto a outro da rede, passando pelas PRs(placas de rede), até alcançar o ponto destinatário;
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Vantagens da Topologia Anel:
Menor Colisão de Dados: O uso de um método como a passagem de token reduz as colisões de dados, garantindo um acesso ordenado à rede.
Latência Previsível: Como os dispositivos transmitem de forma ordenada, a latência de transmissão é mais previsível em comparação com outras topologias.
Desvantagens da Topologia Anel:
Falha de Um Dispositivo: Se um dispositivo falhar ou for desconectado, toda a rede pode ser interrompida, pois o anel fica quebrado.
Menos Flexibilidade: Adicionar ou remover dispositivos pode ser mais complicado, pois afeta a ordem da passagem do token.
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 Topologia Física
Híbrida, malha ou mista:A topologia híbrida em redes de computadores é uma combinação de duas ou mais topologias de rede diferentes. Essa abordagem é adotada para aproveitar as vantagens de diferentes topologias e atender a requisitos específicos da rede. A topologia híbrida é projetada para ser flexível e adaptável às necessidades complexas de comunicação.
Classificação de Redes de Computadores
Características da Topologia Hibrida: 
Combinação de Topologias: A topologia híbrida combina duas ou mais topologias diferentes, aproveitando as vantagens de cada uma delas.
Flexibilidade: A capacidade de adaptar diferentes topologias para áreas ou requisitos específicos da rede proporciona flexibilidade.
Complexidade Variável: A complexidade da topologia híbrida depende das topologias individuais que estão sendo combinadas.
Classificação de Redes de Computadores
Vantagens da Topologia Híbrida:
Melhor Ajuste às Necessidades: A capacidade de combinar topologias permite um design de rede mais personalizado que atende às necessidades específicas da rede.
Redundância e Resiliência: A combinação de topologias pode aumentar a redundância e a resiliência da rede, melhorando a disponibilidade.
Desvantagens da Topologia Híbrida:
Complexidade: A implementação e o gerenciamento de uma topologia híbrida podem ser mais complexos devido à combinação de várias topologias.
Custo: A implementação de diferentes topologias pode aumentar os custos de hardware e cabeamento.
Classificação de Redes de Computadores
Exemplos de Aplicações da Topologia Hibrida: 
Redes Empresariais Complexas: Empresas que têm requisitos diferentes em várias partes da rede podem usar a topologia híbrida para criar uma rede que atenda a diferentes necessidades de departamento.
Redes de Data Centers: Data centers podem combinar topologias para equilibrar a escalabilidade e a redundância, garantindo uma comunicação eficiente entre servidores.
Redes Metropolitanas (MANs): Redes MAN que precisam conectar várias áreas geográficas podem usar topologias híbridas para otimizar a comunicação e a conectividade.
Bibliografia
Kurose, J.F. and Ross, K. W.; “Redes de Computadores e a Internet – 6ª Edição”, AddisonWesley, 2014.
2. Tanenbaum, A. S., “Redes de Computadores – 5ª Edição”, Editora Campus, 2011