Redes de Computadores: Conceitos Básicos

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Redes de Computadores
Disciplina: Sistemas de Informação
Prof.: Antonio Evangelista de Freitas
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•Computadores 
independentes com 
programas próprios
• Diversas Bases de dados 
(duplicidade de informações)
• Dificuldade na troca de 
informações
Na Pré-História
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•Mainframes – grandes 
sistemas centralizados
• Redes com centenas de 
terminais 
• Arquiteturas proprietárias
Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation Workstation
Na Idade Média
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NOTEBOOK
ESTAÇÃO DE TRABALHO
MICROCOMPUTADOR
IMPRESSORA
SERVIDOR
Hoje - Computadores Interligados
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Conceito de Rede
Uma rede é um grupo de computadores e 
outros dispositivos conectados de modo 
que possam compartilhar : Informações e 
Recursos.
 Os computadores armazenam e 
classificam informações, e as redes de 
comunicações transportam informações 
entre computadores.
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Porque utilizar uma rede ?
Para que os computadores possam 
compartilhar :
• Dados
• Mensagens
• Gráficos
• Impressoras
• Modems
• Outros recursos de hardware
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Requisitos para construir uma Rede
• Alguma coisa que precisa ser compartilhada (recursos, 
informações)
• Um caminho físico entre os “nós” da rede (meio de transmissão)
• Regras para controlar a comunicação ao longo desse caminho 
(protocolos)
•Componentes de uma rede:
Meio de Transmissão
Equipamentos de Rede (Ativos)
Sistema Operacional
Estações de Trabalho
Periféricos (Impressoras, Modems, etc...)
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Sinais Analógicos e Digitais
Sinais Analógicos:
Onda contínua
Passa através de um meio de comunicações
Usado por comunicações de voz
Sinais Digitais:
Onda discreta
Transmite dados codificados em dois estados discretos: bits 1 e 0
Usado para comunicações de dados
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Componentes de um sistema de comunicação
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Modens
• Modulador/Demodulador
• O sinal que trafega no canal de transmissão é 
analógico e modulado (fase, amplitude, etc).
A B
Sinal AnalógicoSinal 
Digital
Sinal 
Digital
Modem Modem
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Canais de ComunicaçãoCanais de Comunicação
Conceito
Meios pelos quais dados são transmitidos de um 
dispositivo para outro. 
Um canal pode utilizar diferentes meios de 
comunicação (par trançado, cabo coaxial, fibras óticas e 
transmissões sem fio) com diferentes capacidades e taxas 
(velocidades) de transmissão.
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Canais de ComunicaçãoCanais de Comunicação
Taxa de transmissão é a quantidade de informações que 
pode ser transmitida por um canal de comunicação. Bits por 
segundo – bps. Ex. de taxas de transmissão: 300 kbps, 2 
Mbps ...
A capacidade de transmissão de cada meio de 
telecomunicação é função de sua freqüência. 
Quanto maior a largura de banda, maior a capacidade de 
transmissão.
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Meios de Transmissão
É composto por fios de cobre de 
pequeno diâmetro trançados aos 
pares. A taxa de transmissão chega 
a 1 Gbps, e sua principal vantagem 
consiste no baixo custo de 
manutenção e instalação, bem 
como na grande base instalada.
- Par Trançado Cabo UTP (Unshielded Twisted Pair)
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Meios de Transmissão - Coaxial
• Cabo Coaxial:
Comparado ao par de fios, reduz as perdas por irradiação, aumenta a 
imunidade a interferências externas e suporta um maior número de canais.
Operam na faixa de 60 MHz com capacidade para 10000 canais 
telefônicos.
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Milhares de filamentos de fibra óptica transparente (vidro ou 
plástico) de pequena espessura reunidos em cabos. Os dados 
são transformados em pulsos de luz, os quais são enviados 
pelo cabo por um dispositivo a laser a uma taxa que chega a 
vários trilhões de bits por segundo. 
Muito mais veloz, leve e durável do que os meios metálicos
Meios de Transmissão – Fibras Ópticas
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Transmissão sem fio
Envio de sinais pelo ar ou pelo espaço sem nenhuma base física. Usa 
frequências do espectro eletromagnético.
Microondas transmitem sinais de rádio de alta freqüência pela atmosfera, 
sendo amplamente utilizados para comunicação ponto a ponto de alta taxa 
e longa distância. 
Os sinais de microondas também podem ser retransmitidos por satélites, em 
órbitas estacionárias a cerca de 35 mil quilômetros.
Transmissão sem fio se dá também por sistemas celulares e Wi-Fi.
Meios de Transmissão – Sem Fio
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Redes de Telecomunicação
Conceitos Básicos
– Rede: grupo de sistemas computacionais conectados de modo a 
permitir troca de informações
– Nó: qualquer elemento conectado à rede.
– Segmento: qualquer porção da rede separada por processadores de 
informação.
– Backbone: principal canal de comunicação de uma rede.
– Topologia: forma de ligação física dos nós à rede.
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Tipos de RedesTipos de Redes
Quanto ao formato
– Rede em estrela
– Rede em barramento
– Rede em anel
Quanto ao tamanho
– LAN (Local Area Network): Rede local.
– MAN (Metropolitan Area Network): Rede metropolitana.
– WAN (Wide Area Network): Rede geograficamente distribuída.
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Topologia Física de RedesTopologia Física de Redes
Rede em barramento
Interliga vários computadores por um único circuito. Todos os sinais 
são transmitidos em ambas as direções por toda a rede, que não 
possui um computador central.
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Topologia Física de RedesTopologia Física de Redes
Rede em anel
Cada computador pode se 
comunicar com todos os 
outros, com processamento 
local (não há computador 
central), através de 
um circuito fechado, com 
dados transmitidos ao longo 
do anel sempre na mesma 
direção.
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Topologia Física de RedesTopologia Física de Redes
Rede em estrela
Todos os computadores e outros dispositivos são conectados a um 
computador ou dispositivo central (hub).
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Tipos de Redes
• Redes Locais (LANs) : Diversos computadores 
conectatados e dispostos em uma pequena área geográfica 
(andar de um prédio ou todos os computadores de uma 
empresa, campus universitário)
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Tipos de Redes
• Redes de Longa Distância (WANs) : conjunto de 
interconexão de redes locais (interligação de matriz a filiais 
distantes, Internet)
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 Milhões de elementos de 
computação interligados: 
hospedeiros = sistemas finais
 Aplicações (aplicativos)
distribuídas
 Internet = “Rede de redes”
 Protocolos = uniformidade 
(TCP/IP)
Cliente/servidor.
 Peer to peer.
O que é a Internet? Uma WAN
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ISP Zona-1
ISP Zona-1
ISP Zona-1
NAP
Tier-2 ISPISP Zona-2
ISP Zona-2 ISP Zona-2
ISP Zona-2
ISP
localISPlocal
ISP
local
ISP
local
ISP
local ISP
Zona-3
ISP
local
ISP
local
ISP
local
Estrutura da Internet: rede de redes
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 Modem discado
 Até 56 kbps com acesso direto ao roteador (menos em tese)
 Não é possível navegar e telefonar ao mesmo tempo: não pode estar 
“sempre on-line”
ADSL: asymmetric digital subscriber line
 Até 1 Mbps de upstream (hoje tipicamente < 256 kbps)
 Até 8 Mbps de downstream (hoje tipicamente < 1 Mbps)
 FDM: 50 kHz – 1 MHz para downstream
4 kHz – 50 kHz para upstream
0 kHz – 4 kHz para telefonia comum
Acesso residencial: redes ponto-a-ponto
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 HFC: híbrido fibra e coaxial
 Assimétrico: até 30 Mbps upstream, 2 Mbps downstream
Rede de cabo e fibra liga residências ao roteador do ISP
 Acesso compartilhado das casas de um condomínio ou de um bairro
 Deployment: disponível via companhias de TV a cabo
Acesso residencial: cable modems
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casa
ponto final do cabo
rede de distribuição
de cabo (simplificada)
Tipicamente 500 a 5.000 casas
Arquiteturas de redes a cabo: visão geral
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casa
ponto final do cabo
rede de distribuição
decabo (simplificada)
Arquiteturas de redes a cabo: visão geral
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casa
ponto final do cabo
rede de distribuição
de cabo (simplificada)
servidor(es)
Arquiteturas de redes a cabo: visão geral
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casa
ponto final do cabo
rede de distribuição
de cabo (simplificada)
canais
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
V
I
D
E
O
D
A
T
A
D
A
T
A
C
O
N
T
R
O
L
1 2 3 4 5 6 7 8 9
FDM:
Arquiteturas de redes a cabo: visão geral
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 A rede local (LAN) da companhia/univ conecta sistemas finais ao 
roteador de acesso
 Ethernet:
 Cabo compartilhado ou dedicado conecta sistemas finais e o 
roteador
 10 Mbs, 100 Mbps, Gigabit Ethernet
Acesso institucional: LAN
O protocolo básico Ethernet constitui-se de endereços de destinatário
e remetente (MAC Address) e permite funções de acesso múltiplo, 
percepção de transmissão e detecção de colisões.
Limitações Ethernet:
- comprimento dos canais de comunicação causa perda de sinal
- número de sistemas conectados causam sobrecarga nos segmentos.
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Tamanho e Alcance das LANsTamanho e Alcance das LANs
Rede Local (LAN): soluções Ethernet
- Switches substituem o canal de comunicação compartilhado com 
segmentos dedicados para cada nó, reduzindo a sobrecarga: o switch 
recebe e analisa todas as transmissões emitidas pelos nós a ele 
conectado antes que alcancem os demais nós, filtrando apenas as 
transmissões necessárias.
- Roteadores são avançados processadores de informação que dividem 
uma rede Ethernet em segmentos únicos e separados. Podem operar 
com protocolos diferentes do protocolo básico Ethernet.
- HUB é um equipamento que permite que vários segmentos de 
rede falem com outros segmentos ao mesmo tempo.
Não trabalha com endereçamento, faz broadcasting.
CPU CPU
ModemSwitch
CPU CPU CPU
Modem Switch
Zyxel 153x
CPU
CPU CPU
ModemSwitch
Zyxel 153x
CPU
CPU CPU
Modem Switch
Zyxel 153x
CPU
FRAME RELAY
Barbacena
Montes
Claros
Ipatinga
Modem
Modem
FRAME RELAY
Modem
InternetInternet
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PABX
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