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Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores Prof: Rodrigo Fiorin ➢ Fundamentos – são os princípios, os conceitos básicos, a partir dos quais uma teoria, ou um estudo, é sustentado e desenvolvido. ➢ Redes de Computadores – não existe um conceito único. Pode-se dizer que são infraestruturas que apresentam padrões característicos, e cuja função é viabilizar a interligação de equipamentos eletrônicos que processam informações, permitindo a troca das mesmas. Não somente computadores, mas podem ser máquinas industriais, celulares, geladeiras, sistemas automotivos, equipamentos médicos, etc. Apresentação Motivação para estudar “Fundamentos de Redes de Computadores”: ➢ aumento crescente do uso de equipamentos eletrônicos inteligentes (que processam informações), em todas as atividades produtivas, comerciais e de lazer. ➢ aumento da quantidade de sistemas que utilizam troca de informações para viabilizar aplicações diversas. ➢ aumento da quantidade de informações disponíveis na rede mundial (Internet), o que faz o número de usuários crescer diariamente. ➢ conhecer as tecnologias que permitem a evolução da conectividade no mundo atual. ➢ facilitar o entendimento de outras disciplinas do seu curso, e tornar-se um profissional competente e desejado pelo mercado de TI. ❑ Apresentação Principais objetivos da disciplina: • conhecer e descrever os conceitos básicos relativos à comunicação de dados e redes de computadores; • conhecer e compreender os componentes das redes de computadores; • conhecer os principais padrões e órgãos normatizadores de redes; • compreender a estrutura em camadas das redes, seus funcionamento básico e os principais protocolos de comunicação; • conhecer e entender as funções dos equipamentos de rede; • entender os conceitos básicos relacionados à redes LAN e WAN; • conhecer os conceitos básicos de redes Wireless e parâmetros de segurança; • adquirir noções sobre gerenciamento de redes de computadores. ❑ Apresentação Sempre existiu alguma forma de comunicação entre os seres humanos, desde os primórdios, sendo aprimorada com o passar do tempo. ➢ Comunicação a curtas distâncias: gestual, verbal, escrita, redes de computadores (LAN), etc. ➢ Comunicação a longas distâncias (telecomunicações): sinais de fumaça, cartas via correios, telefonia, redes de computadores (MAN e WAN), Internet, etc. ATENÇÃO ➔ a comunicação somente tem sucesso (é efetivada), quando a informação enviada pela origem (emissor) é corretamente recebida e entendida pelo destino (receptor). Unid. 1 Tóp. 1 – A Comunicação • O processo de comunicação pode ser representado através de um modelo genérico. • O modelo serve tanto para comunicação entre pessoas, como para comunicação entre máquinas. . Unid. 1 Tóp. 1 – O Sistema de Comunicação Os elementos do modelo são: • Fonte (origem) – • Transmissor – • Rede de comunicação (ou meio de transmissão) – • Receptor – • Destinatário (destino) – ❑ Unid. 1 Tóp. 1 – O Sistema de Comunicação Comunicações a longas distâncias são mais difíceis para viabilizar (tanto para o ser humano, como para máquinas). Sistemas de Telecomunicações são usados para suportar as redes de comunicação a longas distâncias (quilômetros ou milhares de quilômetros). Os sinais que os sistemas de Telecomunicações conseguem transmitir são sinais analógicos e sinais digitais. • Mas o que são sinais analógicos e o que são sinais digitais ? Unid. 1 Tóp. 1 – Sinais Analógicos e Digitais Sinal analógico : • Variação contínua ao longo do tempo (é uma função contínua). ❖ A intensidade do sinal (sua amplitude: tensão ou corrente elétrica), varia continuamente com o passar do tempo. Não possui variações abruptas. ❑ Unid. 1 Tóp. 1 – Sinais Analógicos e Digitais Sinais digitais: • Variações abruptas com o passar do tempo (função descontínua). OBS: também existem sinais digitais negativos (ver a seguir). ❑ Unid. 1 Tóp. 1 – Sinais Analógicos e Digitais Sinais digitais: • Nesta figura temos o nível 1 que significa uma amplitude com valor qualquer (ex: 5 volts ou 12 volts), mas que tem valores positivos e negativos (ex: +5 volts e -5 volts). ❑ Unid. 1 Tóp. 1 – Sinais Analógicos e Digitais Conforme o modelo de comunicação, a informação precisa ser transportada pela Rede de Comunicação (do Transmissor até o Receptor). Longa distância ➔ o Transmissor e Receptor estão distantes entre si, e o transporte da informação será feito pelos sistemas de transmissão. A transmissão pode ser definida, segundo Dantas (2010, p.45), “como sendo a transferência (elétrica ou óptica) de uma informação de um determinado local para outro”. Unid. 1 Tóp. 1 – A Transmissão de Dados Transmissão Guiada = quando o meio de transmissão é um meio físico palpável, como um cabo metálico (acesso de rede telefônica) que transmite energia elétrica (corrente elétrica), ou uma fibra óptica (redes de longa distância) que transmite energia óptica (luz). Transmissão Não-Guiada = quando o meio de transmissão é o próprio “ar”, como nas transmissões de rádio (Am/FM), televisão, sistemas via satélite, infravermelho, bluetooth, etc. Neste caso é transmitida a energia eletromagnética, através da propagação de ondas eletromagnética. Transmissão Analógica = quando o sinal enviado é analógico. Normalmente utiliza moduladores por amplitude, frequência ou fase. Como exemplo temos o rádio AM/FM e a televisão VHF/UHF (antiga). Transmissão Digital = quando o sinal enviado é discreto (0 e 1), como na maioria dos sistemas de Telefonia/Telecomunicações e televisão digital. Mais economia, menos erros de transmissão e mais qualidade. ❑ Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão • Exemplo prático de sistema com transmissões analógicas e digitais. ❑ Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão A representação binária utilizada nos sistemas digitais segue padronizações, chamadas de códigos. A seguir 2 exemplos. 1) Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange): ➢ é o mais utilizado atualmente e foi desenvolvido pelo ITU-T (International Telecommunication Union – T). ➢ permite representar letras, números, caracteres especiais e de controle. ➢ cada símbolo do código ASCII é representado por 7 bits. 2) Código EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code): ➢ é utilizado em casos mais específicos, não sendo o mais utilizado no momento. ➢ cada símbolo do código EBCDIC é representado por 8 bits. ❑ Vamos ver na tela seguinte a tabela ASCII e um exemplo... Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão Palavra = Hoje Símbolo / Código: H = 1001000 o = 1101111 j = 1101010 e = 1100101 Hoje codificada em ASCII : 1001000 1101111 1101010 1100101 ❑ Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão Modos de Transmissão de Dados – Sincronia ➔ é necessária entre os sistemas transmissores e receptores, para que o receptor saiba quando inicia o 1º. bit do caractere da informação e qual será o tempo para que venha o próximo bit. Transmissão Assíncrona = quando os relógios (clock) do transmissor e do receptor não estão sincronizados no tempo. Cada caractere deve levar a informação de sincronismo. Na transmissão são inseridos bits que indicam “Start”(início) e “Stop”(fim) do caractere. Isso gera uma baixa taxa de utilização do sistema de transmissão (média: 62%). na... Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão ❑ Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão Modos de Transmissão de Dados – Transmissão Síncrona = utiliza uma técnica de sincronismo com inserção de caracteres (não inserção de bits), para indicar início de transmissão. São transmitidos “blocos de informação” após o sinal de sincronismo (caracteres de sincronismo). Com isso consegue-se maior taxa de utilização do sistema de transmissão, porque é transmitida mais informação útil e menos informação de sincronismo. ❑ Unid. 1 Tóp.1 – Técnicas e Tipos de Transmissão • Existem técnicas para detecção e correção de erros de transmissão, como bit de paridade, somas de verificação (checksum), verificação de redundância cíclica (CRC) e verificação de correção de erros (ECC). No entanto, não veremos neste livro essas técnicas. ❑ Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão SENTIDOS DE TRANSMISSÃO LARGURA DE BANDA E TAXA DE TRANSMISSÃO MULTIPLEXAÇÃO Essa técnica é chamada multiplexação, e os equipamentos responsáveis por agrupar os sinais de vários usuários sobre um mesmo canal de comunicação são chamados multiplexadores (MUX). Já os demultiplexadores (DEMUX) executam a operação inversa, recebem os sinais num único canal e desagrupam em sinais independentes, como era antes da multiplexação. As técnicas básicas de multiplexação são FDM (Multiplexação por Divisão de Frequência) e TDM (Multiplexação por Divisão do Tempo). No FDM, a técnica mais adequada para sinais analógicos, a largura de banda do canal de transmissão é dividida em vários canais menores. No TDM, a técnica mais adequada para sinais digitais, o tempo de transmissão do canal é dividido em pequenos intervalos de tempo, chamados time slots. Existe o TDM comum, também chamado TDM Síncrono, onde cada usuário de canal é alocado a um time slot fixo, no qual fará sua transmissão. No caso de um usuário não tiver sinal para transmitir quando vier seu time slot, esse intervalo de tempo será despediçado no canal multiplexado Com o uso do TDM foi identificado que até 30% do tempo não era utilizado pelos usuários, ou seja, não havia transmissão de informação, ficando esses time slots vazios. Foi desenvolvido, então, o TDM Estatístico, também chamado TDM Assíncrono. Neste, o usuário não é alocado a um time slot fixo, mas pode acessar aleatoriamente time slots que estejam vazios no momento que desejar transmitir. Existe outra técnica de multiplexação, chamada WDM (Multiplexação por Divisão de Onda), utilizada em sistemas onde o meio físico é a fibra ótica. Seu objetivo é agrupar muitos sinais ópticos numa única fibra óptica e seu funcionamento é semelhante ao FDM. TÓPICO 2 - CONCEITOS BÁSICOS DE REDES DE COMPUTADORES DEFINIÇÃO E APLICAÇÕES DE REDE Para o caso de redes de computadores, muitas definições existem, mas nós poderíamos definir as redes de computadores como sendo um conjunto de recursos que, corretamente interligados e configurados, permitem a efetiva troca de informações entre computadores distintos, ou equipamentos correlatos, que estejam fisicamente próximos ou muito distantes entre si; além de permitir o compartilhamento de alguns recursos. Outra definição para redes de computadores é apresentada por Barrett e King (2010, p. 31), como segue: Uma rede é um grupo de computadores que podem se comunicar uns com os outros para compartilhar informações. Isso pode variar, em sua forma mais simples, desde dois computadores em uma casa, que estão conectados por um cabo, até a rede mais complexa contendo muitos computadores, cabos e dispositivos espalhados por continentes. Por outro lado, para Dantas (2010, p. 189), as redes têm a seguinte definição: As redes de comunicação são ambientes que se caracterizam pela interligação de um conjunto de elementos com capacidade computacional através de enlaces físicos guiados e não guiados. Em adição, pacotes de software são empregados para permitir uma transparência na utilização da configuração. CLASSIFICAÇÕES E TOPOLOGIAS DE REDES CLASSIFICAÇÃO CONFORME A ABRANGÊNCIA GEOGRÁFICA redes pessoais (PAN - Personal Area Networks); redes locais (LAN - Local Area Networks); redes metropolitanas (MAN - Metropolitan Area Networks); redes de longa distância (WAN - Wide Area Networks). redes pessoais sem fio (WPAN - Wireless Personal Area Networks); redes locais sem fio (WLAN - Wireless Local Area Networks); redes metropolitanas sem fio (WMAN - Wireless Metropolitan Area Networks); redes de longa distância sem fio (WWAN - Wireless Wide Area Networks). CLASSIFICAÇÃO CONFORME O OBJETIVO Essa classificação não é uma classificação com base técnica, mas com base mercadológica. Nesse sentido, temos as redes Internet, Intranet e Extranet. A Internet é uma rede mundial de computadores, pública, formada pela interligação de inúmeras redes menores, com milhões e milhões de usuários pelo mundo comunicando-se através da arquitetura do protocolo TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol). O acesso à Internet é público, sendo que qualquer pessoa ou organização pode utilizá-la, e as informações contidas na Internet são públicas e pulverizadas pela rede. É a forma mais barata e simples para as pessoas e organizações do mundo inteiro se comunicarem, no entanto não é a mais segura nem a mais confiável. Já as redes Intranet são redes privativas e fechadas, ou seja, seu uso é restrito a um público autorizado. Normalmente são utilizadas em organizações com o objetivo de melhorar a comunicação e a disponibilidade das informações necessárias para sua operação. Seu funcionamento e serviços são semelhantes aos da Internet, usando o protocolo TCP/IP, porém as informações ficam restritas ao ambiente da Intranet, ou seja, restrito aos usuários que tenham acesso à rede local Internet (LAN Intranet). Quanto às Extranets, são redes privativas também, que funcionam como as Intranets, porém agora as informações podem ser acessadas do mundo externo, por funcionários, clientes e fornecedores, desde que tenham autorização de acesso, que é controlado por senhas. Assim, através da Internet é possível acessar uma Extranet, proporcionando facilidade para comunicação e novos negócios com fornecedores e clientes, visando agilidade, redução de custos e crescimento da organização que disponibiliza a Extranet. TOPOLOGIAS DE REDES QUANTO AO ENDEREÇAMENTO QUANTO AO TIPO DE COMUTAÇÃO QUANTO À ARQUITETURA DE COMPARTILHAMENTO TÓPICO 3 - COMPONENTES DAS REDES DE COMPUTADORES OS MEIOS FÍSICOS DE REDE OS MEIOS NÃO GUIADOS sistemas baseados em infravermelho O Bluetooth é um protocolo de comunicação, projetado originalmente para curto alcance e baixo consumo de energia, que permite dois dispositivos trocarem informações entre si sem cabos. O Bluetooth utiliza um frequência de rádio específica que permite às duas pontas se identificarem e se conectarem. HARDWARE DE REDE Os principais dispositivos do grupo hardware de rede são: o hub; o switch; o roteador; o modem; as placas de rede; as estações de trabalho; os servidores. O software de rede é o grupo de componentes de rede composto principalmente pelos Sistemas Operacionais de Rede (SOR) e pelos protocolos de comunicação. Adicionalmente existem os aplicativos para redes e softwares de segurança e acesso a redes, Diferença entre HUB, SWITCH e ROTEADOR | Redes de computadores (youtube.com) https://www.youtube.com/watch?v=BmBPhA5b-Lc&t=1s https://www.youtube.com/watch?v=BmBPhA5b-Lc&t=1s https://www.youtube.com/watch?v=BmBPhA5b-Lc&t=1s Dúvidas???? Slide 1 Slide 2: Apresentação Slide 3: Apresentação Slide 4: Apresentação Slide 5: Unid. 1 Tóp. 1 – A Comunicação Slide 6: Unid. 1 Tóp. 1 – O Sistema de Comunicação Slide 7: Unid. 1 Tóp. 1 – O Sistema de Comunicação Slide 8: Unid. 1 Tóp. 1 – Sinais Analógicos e Digitais Slide 9: Unid. 1 Tóp. 1 – Sinais Analógicos e Digitais Slide 10: Unid. 1 Tóp. 1 – Sinais Analógicos e Digitais Slide 11: Unid. 1 Tóp. 1 – Sinais Analógicos e Digitais Slide 12: Unid. 1 Tóp. 1 – A Transmissão de Dados Slide 13: Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão Slide 14: Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão Slide 15: Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão Slide 16: Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão Slide 17: Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão Slide 18: Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão Slide 19: Unid. 1 Tóp. 1 – Técnicas e Tipos de Transmissão Slide 20: Unid. 1 Tóp. 1– Técnicas e Tipos de Transmissão Slide 21: SENTIDOS DE TRANSMISSÃO Slide 22: LARGURA DE BANDA E TAXA DE TRANSMISSÃO Slide 23: MULTIPLEXAÇÃO Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28: TÓPICO 2 - CONCEITOS BÁSICOS DE REDES DE COMPUTADORES Slide 29: CLASSIFICAÇÕES E TOPOLOGIAS DE REDES Slide 30 Slide 31: TOPOLOGIAS DE REDES Slide 32 Slide 33 Slide 34 Slide 35 Slide 36 Slide 37: TÓPICO 3 - COMPONENTES DAS REDES DE COMPUTADORES Slide 38: OS MEIOS FÍSICOS DE REDE Slide 39 Slide 40 Slide 41: Dúvidas????