Redes de Computadores

Prévia do material em texto

Prof. Antônio Carlos Marcelino de Paula
acmdepaula@yahoo.com.br
Redes de computadores
Definições
São estruturas físicas (equipamentos) e lógicas (programas, protocolos) que permitem que dois ou mais computadores possam compartilhar suas informações entre si.
Consiste na interconexão entre dois ou mais dispositivos acoplados entre redes de comunicação, geograficamente distribuídos, permitindo a troca de dados unidades e otimizando recursos.
Características 
A rede pode atuar em computadores, em periféricos (impressoras, scanners, e outros equipamentos), e em máquinas de linha de produção. 
A rede de computadores reduz custo com a aquisição de softwares, minimiza processos de envio de projetos, significa economia de tempo e melhor desempenho operacional numa empresa.
Atualmente, redes de computadores são o núcleo da comunicação moderna. O escopo da comunicação cresceu significativamente na década de 1990 e essa explosão nas comunicações não teria sido possível sem o avanço progressivo das redes de computadores.
Classificação de redes
São classificadas com base na sua área de abrangência
Local Area Network (LAN)
As LANs são utilizadas para conectar estações, servidores, periféricos e outros dispositivos que possuam capacidade de processamento em uma casa, escritório, escola e edifícios próximos.
Metropolitan Area Network (MAN)
Ocupam o perímetro de uma cidade. São mais rápidas e permitem que empresas com filiais em bairros diferentes se conectem entre si.
Wide Area Network (WAN)
conectam redes dentro de uma vasta área geográfica, permitindo comunicação de longa distância
Topologia de rede
A topologia de rede descreve como é o layout de uma rede de computadores através da qual há o tráfego de informações, e também como os dispositivos estão conectados a ela.
Há várias formas nas quais se pode organizar a interligação entre cada um dos nós (computadores) da rede. Topologias podem ser descritas fisicamente e logicamente. A topologia física é a verdadeira aparência ou layout da rede, enquanto que a lógica descreve o fluxo dos dados através da rede.
Topologia Anel
A topologia de rede em anel consiste em estações conectadas através de um circuito fechado, em série, formando um circuito fechado (anel). O anel não interliga as estações diretamente, mas consiste de uma série de repetidores ligados por um meio físico, sendo cada estação ligada a estes repetidores. É uma configuração em desuso.
Nessas redes a fiação, é geralmente realizada com cabos coaxiais, possui conectores BNC em formato de "T".
Topologia Anel
Redes em anel são capazes de transmitir e receber dados em configuração unidirecional; o projeto dos repetidores é mais simples e torna menos sofisticados os protocolos de comunicação que asseguram a entrega da mensagem corretamente e em seqüência ao destino, pois sendo unidirecionais evita o problema do roteamento.
Cada estação está conectada a apenas duas outras estações, quando todas estão ativas. Uma desvantagem é que se, por acaso apenas uma das máquinas falhar, toda a rede pode ser comprometida, já que a informação só trafega em uma direção.
Topologia Estrela
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 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 Barramento
Todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados.
Essa topologia utiliza cabos coaxiais. Para cada barramento existe um único cabo, que vai de uma ponta a outra. O cabo é seccionado em cada local onde um computador será inserido na rede. Com o seccionamento do cabo formam-se duas pontas e cada uma delas recebe um conector BNC. No computador é colocado um "T" conectado à placa que junta as duas pontas. Embora ainda existam algumas instalações de rede que utilizam esse modelo, é uma tecnologia obsoleta.
Topologia Barramento
A perda de sinal em qualquer nó ou extremidade ou ainda o rompimento de qualquer parte do cabo ocasiona a queda da rede inteira.
Neste tipo de topologia a comunicação é feita por broadcast , isto é, os dados são enviados para o barramento e todos os computadores vêem esses dados, no entanto, eles só serão recebidos pelo destinatário.
No inicio e fim da rede são utilizados “terminadores” sua função é de adaptarem a linha, isto é, fazerem com que a impedância vista para interior e para o exterior do cabo seja a mesma, senão constata-se que há reflexão do sinal e, consequentemente, perda da comunicação.
Cabo Coaxial e Conectores
Cabo Coaxial
Cabo Coaxial e Conectores
Taxa de Transmissão
10 mbps
Padrão
10Base2
Distância
185 metros
Impedância
50 ohms
Cabo Coaxial e Conectores
Terminador
Conector T
Cabo Coaxial e Conectores
Conector BNC
União
Cabo Coaxial e Conectores
Placa de rede
Cabo Coaxial e Conectores
Cabo Coaxial e Conectores
Cabo Coaxial - Antena
75 ohms
Cabo Par Trançado e Conectores
Cabo Par Trançado 08 vias (4 pares)
Cabo Par Trançado e Conectores
Conector RJ-45
Cabo Par Trançado e Conectores
Cabo Par Trançado RJ-45 / RJ45
Alicate Crimpar
Cabo Par Trançado e Conectores
Conector RJ-45 (Fêmea)
Cabo Par Trançado e Conectores
Placa de rede RJ-45
Cabo Par Trançado e Conectores
Norma T568A
Para montar um cabo de rede par trançado que interliga computadores e outros dispositivos de rede, devemos colocar os fios em uma determinada ordem definida por essa norma.
Cabo Par Trançado e Conectores
Norma T568B (Crossover)
Para montar um cabo de rede par trançado que liga dois computadores sem utilizar um equipamento de interconexão, devemos colocar os fios em uma determinada ordem definida por essa norma.
Cabo Par Trançado e Conectores
Cabos utilizando as Normas T568A e T568B (Crossover)
Cabo Par Trançado e Conectores
Categorias e Taxas de Transmissão
Categoria 3 - 10 mbps (Ethernet) - 10 BASE T
Categoria 5 - 100 mbps (Fast Ethernet) - 100 BASE TX
Categoria 5e ou 6 - 1000 mbps (Gigabit Ethernet) - 1000 BASE T
Categoria 6a - 10000 mbps ou 10 Gbps (10Gigabit Ethernet )
O alcance do cabo par trançado é 100 metros.
Cabo Par Trançado e Conectores
Patch Panel
é um intermediário entre as tomadas de parede e outros pontos de conexão e os switches da rede. Os cabos vindos dos pontos individuais são numerados e instalados em portas correspondentes do patch panel e as portas utilizadas são então ligadas aos switches.
Cabo Par Trançado e Conectores
Patch Panel
Fibra ótica 
Cabos de fibra ótica 
A transmissão da luz pela fibra segue um princípio único, independentemente do material usado ou da aplicação: é lançado um feixe de luz numa extremidade da fibra e, pelas características ópticas do meio (fibra), esse feixe percorre a fibra por meio de reflexões sucessivas.
Para transmitir dados pela fibra ótica, é necessário equipamentos especiais, que contém um componente fotoemissor, que pode ser um diodo emissor de luz (LED) ou um diodo laser. O fotoemissor converte sinais elétricos em pulsos de luz que representam os valores digitais binários (0 e 1).
Fibra ótica 
Cabos de fibra ótica 
Uma característica importante que torna a fibra ótica indispensável em muitas aplicações é o facto de não ser suscetível à interferência eletromagnética, pela razão de que não transmite pulsos elétricos, como ocorre com outros meios de transmissão que empregam os fios metálicos, como o cobre.
São utilizadas como meio de transmissão de ondas eletromagnéticas, temos como exemplo a luz uma vez que é transparente e pode ser agrupada em cabos. Estas fibras são feitas de plástico e/ou de vidro. O vidro é mais utilizado porque absorve menos as ondas electromagnéticas.
Fibra ótica 
Cabos de fibra ótica
Fibra ótica 
Cabos de fibra óticaRedes sem fio
Conceito
Uma rede sem fio (Wireless) é um sistema que interliga vários equipamentos fixos ou móveis utilizando o ar como meio de transmissão. É semelhante a uma rede local com fio convencional (que segue o padrão IEEE 802.3), com exceção de que a rede sem fio usa ondas de rádio, em vez de cabos.
refere-se a uma passagem aérea sem a necessidade do uso de cabos – sejam eles telefônicos, coaxiais ou ópticos – por meio de equipamentos que usam radiofrequência (comunicação via ondas de rádio) ou comunicação via infravermelho, como em dispositivos compatíveis com IrDA.
Redes sem fio
Padrões IEEE mais utilizados
IEEE 802.11b
IEEE 802.11g
IEEE 802.11n
Redes sem fio
IEEE 802.11b
Alcança uma taxa de transmissão de 11 Mbps padronizada pelo IEEE e uma velocidade de 22 Mbps, oferecida por alguns fabricantes não padronizados. Opera na frequência de 2.4 GHz. Inicialmente suporta 32 utilizadores por ponto de acesso. Um ponto negativo neste padrão é a alta interferência tanto na transmissão como na recepção de sinais, porque funcionam a 2,4 GHz equivalentes aos telefones móveis, fornos micro ondas e dispositivos Bluetooth. O aspecto positivo é o baixo preço dos seus dispositivos.
Redes sem fio
IEEE 802.11g
Baseia-se na compatibilidade com os dispositivos 802.11b e oferece uma velocidade de 54 Mbps. Funciona dentro da frequência de 2,4 GHz. Tem os mesmos inconvenientes do padrão 802.11b (incompatibilidades com dispositivos de diferentes fabricantes). As vantagens também são as velocidades. Usa autenticação WEP estática já aceitando outros tipos de autenticação como WPA (Wireless Protect Access) com criptografia dinâmica (método de criptografia TKIP e AES).
Redes sem fio
IEEE 802.11n
Utiliza a faixa de freqüência: 2,4 GHz e/ou 5 GHz. Usa múltiplas antenas para transmissão e recepção, Multiple-Input Multiple-Output (MIMO), atingindo taxa nominal de transmissão de até 600 Mbps.
Redes sem fio
Classificação baseada na área de abrangência
Redes pessoais ou curta distância (WPAN)
Redes locais (WLAN)
Redes metropolitanas (WMAN)
Redes geograficamente distribuídas ou de longa distância (WWAN).
Redes sem fio
Redes pessoais ou curta distância (WPAN)
Wireless Personal Area Network ou rede pessoal sem fio. Normalmente utilizada para interligar dispositivos eletrônicos fisicamente próximos, os quais não se quer que sejam detectados a distância. Este tipo de rede é ideal para eliminar os cabos usualmente utilizados para interligar teclados, impressoras, telefones móveis, agendas eletrônicas, computadores de mão, câmeras fotográficas digitais, mouses e outros.
Nos equipamentos mais recentes é utilizado o padrão Bluetooth para estabelecer esta comunicação, mas também é empregado raio infravermelho (semelhante ao utilizado nos controles remotos de televisores).
Redes sem fio
Redes locais (WLAN)
Wireless LAN ou WLAN (Wireless Local Area Network) é uma rede local que usa ondas de rádio para fazer uma conexão Internet ou entre uma rede, ao contrário da rede fixa ADSL ou conexão-TV, que geralmente usa cabos.
Redes sem fio
Redes Metropolitanas (WMAN)
A rede metropolitana sem fios (WMAN ou Wireless Metropolitan Area Network) é conhecida sob o nome de Anel Local Rádio (BLR). Os WMAN baseiam-se na norma IEEE 802.16. O anel local rádio oferece um débito útil de 1 a 10 Mbit/s para um alcance de 4 a 10 quilómetros, o que destina esta tecnologia principalmente aos operadores de telecomunicação. A norma de rede metropolitana sem fios mais conhecida é o WiMAX, permitindo obter débitos de aproximadamente 70 Mbit/s num raio de vários quilómetros.
Redes sem fio
Redes geograficamente distribuídas ou de longa distância (WWAN)
WWAN (Wireless Wide Area Network - Rede de longa distância sem-fio) é uma tecnologia que as operadoras de celulares utilizam para criar a sua rede de transmissão (CDMA, GSM, etc).
Redes sem fio
Outros padrões e tecnologias
IrDA
Bluetooth
WiMAX
Equipamentos de interconexão 
Repetidor
Dispositivo que opera apenas na camada física recebendo um sinal de entrada, regenerando-o e enviando para a porta de saída. 
Equipamentos de interconexão 
Repetidor
Com o objetivo de manter a inteligibilidade dos dados, o repetidor é um regenerador de sinais (não um amplificador), pois refaz os sinais originais (deformados pela atenuação/ruído) tentando anular a interferência do ruído.
Equipamentos de interconexão 
Repetidor
Por definição, não efetua nenhum tipo de filtragem. Sua utilização requer estudos relacionados ao padrão do meio físico e a susceptibilidade do ruído neste.
Equipamentos de interconexão 
Hub
Um hub consiste num repetidor multiportas, ou seja, ao receber a informação de uma porta, ele distribui por todas as outras. Com um hub é possível fazer uma conexão física entre diversos computadores com a topologia estrela.
Equipamentos de interconexão 
Hub
Equipamentos de interconexão 
Bridge
Este dispositivo trabalha na camada física e na camada de enlace, agregando a função de verificar o MAC address da estação que receberá o frame. Com a bridge é possível fazer uma filtragem de entrega, pois ao verificar o MAC address, ela determina que interface receba o frame enviado.
Equipamentos de interconexão
Bridge
Equipamentos de interconexão
Switch
OP-S2008
8 10/100 ports Switch, Smart WEB
OP-S2016
16 10/100 ports Switch, Smart WEB
OP-S2024
24 10/100 ports Switch, Smart WEB
Equipamentos de interconexão
Switch (camada 2)
Um switch de camada 2 corresponde a uma bridge multiportas projetado para melhorar a performance da rede uma vez que reduz os domínios de colisão. Com o switch, as estações não brigam para ver quem vai utilizar o meio de transmissão.
Equipamentos de interconexão
Switch
Um ponto importante deve ser visto no projeto de um switch, a especificação do seu backbone. Imagine um switch de 16 portas de 100Mbps todas transmitindo intensamente. Agora pense que você tem dois switchs, um “Xingli-ling” e um bom switch (3Com, Dell ou IBM), onde o primeiro vem com um manual de uma folha, enquanto o segundo especifica o backbone de 1Gbps.
Equipamentos de interconexão
Switch
Com um backbone mais largo, o switch terá capacidade de efetuar uma maior vazão sem descartar frames, possibilitando uma rede mais rápida e reduzindo as colisões dentro do dispositivo.