Comunicações de Dados-2

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Prof. Leonardo Moraes 
 
Aula 2- Conceitos e Características Básicas dos Sistemas de Comunicações 
 
1.2 Redes de comunicação: classificações e topologias 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Redes Locais 
 
As redes locais muitas vezes chamadas LANs, são redes privadas contidas em um único 
edifício ou campus universitário com até alguns quilômetros de extensão. Elas são 
amplamente usadas para conectar computadores pessoais e estações de trabalho em 
escritórios e instalações industriais de empresas, permitindo o compartilhamento de recursos 
(por exemplo, impressoras) e a troca de informações. 
Como uma das características das LANs, é o seu tamanho reduzido, o que significa que 
o pior tempo de transmissão é limitado e conhecido com antecedência. O conhecimento desse 
limite permite a utilização de determinados tipos de projetos que em outras circunstâncias 
não seriam possíveis, além de simplificar o gerenciamento da rede. As LAN tradicionais 
funcionam em velocidades de 10Mbp a 100Mbps, tem baixo retardo (microssegundos ou 
nanossegundos) e cometem pouquíssimos erros. As LANs modernas operam em até 10 Gbps. 
 As LANs de difusão admitem diversas topologias. A figura abaixo mostra uma rede de 
barramento. Neste tipo de topologia apenas uma máquina desempenha a função de mestre e 
pode realizar uma transmissão. Nesse momento, as outras máquinas serão impedidas de 
enviar qualquer tipo de mensagem. Para que isso ocorra, será preciso criar um mecanismo de 
arbitragem para resolver conflitos quando duas ou mais máquinas quiserem fazer uma 
transmissão simultaneamente. Os computadores em uma rede Ethernet podem transmitir 
sempre que desejam, se dois ou mais pacotes colidirem, cada computador aguardará um 
tempo aleatório e fará uma nova tentativa mais tarde 
 
 
Topologia em Barramento 
 
 Um segundo tipo de sistema de difusão é o anel. Em um anel, cada bit se propaga de 
modo independente, sem esperar pelo restante do pacote ao qual pertence. Em geral, cada bit 
percorre todo o anel no intervalo de tempo em que alguns bits são enviados, muitas vezes até 
mesmo antes de o pacote ter sido inteiramente transmitido. Assim como ocorre em todos os 
outros sistemas de difusão, existe a necessidade de se definir alguma regra para arbitrar os 
acessos simultâneos ao anel. São usados vários métodos, como fazer as máquinas adotarem 
turnos. O IEEE 802.5 (A rede Token Ring da IBM) é uma rede local baseada em anel que opera 
a 4 e 16 Mbps. O FDDI é outro exemplo de uma rede de anel. 
 
 
Topologia em Anel 
 
 A mais comum atualmente, a topologia em estrela utiliza cabos de par trançado e 
um concentrador como ponto central da rede. O concentrador se encarrega de retransmitir 
todos os dados para todas as estações, mas com a vantagem de tornar mais fácil a localização 
dos problemas, já que se um dos cabos, uma das portas do concentrador ou uma das placas 
de rede estiver com problemas, apenas o nó ligado ao componente defeituoso ficará fora da 
rede. 
 
 
Topologia em Estrela 
 As redes de difusão ainda podem ser divididas em estáticas e dinâmicas, dependendo 
do modo como o canal é alocado. Em uma alocação estática típica, o tempo seria dividido em 
intervalos discretos e seria utilizado um algoritmo de rodízio, fazendo com que cada máquina 
transmitisse apenas no intervalo de tempo de que dispõe. A alocação estática desperdiça a 
capacidade do canal quando uma máquina não tem nada a transmitir durante o intervalo de 
tempo (slot) alocado a ela, e assim a maioria dos sistemas procura alocar o canal 
dinamicamente (ou seja, a medida que é solicitado, ou por demanda). 
 
Redes geograficamente distribuídas 
 
 Uma rede geograficamente distribuída, ou WAN (wide área network), abrange uma 
grande área geográfica, com frequência um país ou continente. Ela contém um conjunto de 
máquinas cuja finalidade é executar programas (ou seja, as aplicações) do usuário. 
Chamaremos essas máquinas de “hosts”. Os hosts estão conectados por uma sub-rede de 
comunicação ou, simplificando, uma sub-rede. 
 Os hosts pertencem aos usuários (por exemplo, são os computadores de uso pessoal), 
enquanto a sub-rede de comunicação em geral é operada por uma empresa de telefonia ou 
por um provedor de serviços da internet. A tarefa da sub-rede é transportar mensagens de um 
host para outro, exatamente como o sistema de telefonia transporta as palavras da pessoa que 
fala para a pessoa que ouve. Essa estrutura de rede é altamente simplificada já que separa os 
aspectos da comunicação pura da rede (a sub-rede) dos aspectos de aplicação (os hosts). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Nessa figura, todos os pacotes seguem a rota ACE, em vez de ABDE. Em algumas redes, 
todos os pacotes de uma determinada mensagem devem seguir a mesma rota. Em outras, 
cada pacote é roteado separadamente. É claro que sendo ACE a melhor rota, todos os pacotes 
deverão ser enviados por ela, ainda que cada pacote seja roteado individualmente. 
 As decisões de roteamento são tomadas em caráter local. Quando um pacote chega ao 
roteador A, cabe ao roteador A decidir se esse pacote deve ser enviado na linha para B ou na 
Transmissor 
(Sending host) 
Receptor 
(Receiving host) 
A 
B D 
E 
C 
linha para C. A forma como A toma essa decisão é chamada algoritmo de roteamento. Existem 
muitos desses algoritmos. 
 Nem todas as WANs são comutadas por pacotes. Uma segunda possibilidade para uma 
WAN é um sistema de satélite. Cada roteador tem uma antena pela qual pode enviar e 
receber. Todos os roteadores podem ouvir as transmissões do satélite e, em alguns casos, eles 
também podem ouvir as transmissões de saída dos demais roteadores para o satélite. Às 
vezes, os roteadores estão conectados a uma sub-rede ponto a ponto de grande porte, e 
apenas um deles tem uma antena de satélite. As redes de satélite são inerentemente redes de 
difusão e são mais úteis quando a propriedade de difusão é importante. 
 
Redes sem fios 
 
Em uma primeira aproximação, redes sem fios podem ser divididas em três categorias 
principais: 
1. Interconexão de sistemas 
2. LANs sem fios 
3. WANs sem fios 
 
A interconexão de sistemas significa interconectar os componentes de um computador 
usando rádio de alcance limitado. Quase todo computador tem um monitor, um teclado, um 
mouse e uma impressora, conectados por cabos à unidade principal. Algumas empresas se 
uniram para projetar uma rede sem fio de alcance limitado chamada Bluetooth, a fim de 
conectar esses componentes sem a utilização de fios. A rede Bluetooth também permite a 
conexão de câmeras digitais, fones de ouvido, scanners e outros dispositivos a um 
computador, simplesmente trazendo-os para dentro do alcance da rede. 
 
 
Bluetooth 
As LANs sem fios são sistemas em que todo computador tem um modem de rádio e 
uma antena por meio dos quais pode se comunicar com outros sistemas. As LANs sem fios 
estão se tornando cada vez mais comuns em pequenos escritórios e nos lares. 
O terceiro tipo de rede sem fio é usada em sistemas geograficamente distribuídos. A 
rede de rádio utilizada para telefonia celular é um exemplo de sistema sem fio de baixa largura 
de banda. 
Além dessas redes de baixa velocidade, também estão sendo desenvolvidas redes sem 
fios geograficamente distribuídas de alta largura de banda. O enfoque inicial é o acesso à 
internet de alta velocidade sem fios a partir dos lares e de empresas comerciais, sem a 
utilização do sistema de telefonia. Esse serviço é chamado com frequência de serviço de 
distribuição local multiponto.Inter-redes 
 
 Existem muitas redes no mundo com cada uma apresentando diferentes tipos de 
hardware e software. Normalmente, as pessoas conectadas a redes distintas precisam se 
comunicar entre si. Para que esse desejo se torne uma realidade, é preciso que se estabeleçam 
conexões entre redes quase sempre incompatíveis, às vezes por meio de máquinas chamadas 
gateways, que estabelecem a conexão e fazem a conversão necessária, tanto em termos de 
hardware quanto de software. Um conjunto de redes interconectadas é chamado inter-rede. 
Ref: Tanenbaum, A. S. Redes de Computadores, 4ª ed., Campus, 2003.