Administração de bancos de dados

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Unidade III
REDES DE DADOS E COMUNICAÇÃO
Prof. Me. Antônio Palmeira
Conteúdo da Unidade III
5. Camada física
5.1 Padrões de Camada Física
5.2 Sinalização e Codificação
5.3 Multiplexação e Modulação
5.4 Interfaces e Conexões
6. Camada de enlace
6.1 Funcionalidades da Camada de Enlace
6.2 Padrões da Camada de Enlace
6.3 Ethernet
Camada física
 É responsável por definir os meios físicos utilizados nos 
enlaces para transporte dos bits, além de todos os padrões 
mecânicos e elétricos que o cercam.
 Essa camada recepciona os quadros oriundos da camada de 
enlace e os transforma em bits. 
 Esses bits são codificados e passam por alguns outros 
processos, até que sejam transmitidos no meio físico e 
cheguem até o receptor em seu destino.
Padrões de camada física
 Existem padrões de camada física para redes WAN e para 
redes LAN. 
 Mencionando redes WAN, definem-se as interfaces de 
conexão utilizadas nas duas pontas (lado do provedor do 
serviço e lado do cliente). 
 Sobre redes LAN, definem-se as conexões locais e os padrões 
de conexão com os meios físicos.
 Seja para WAN, ou seja, para LAN, a definição desses padrões 
é de grande importância, justamente por ser esse, 
praticamente, o primeiro passo na implementação de redes de 
computadores.
Padronizadores da camada física
 International Organization for Standardization (ISO).
 Associação de Indústrias de Telecomunicações/Associação 
de Indústrias Eletrônicas (TIA/EIA).
 International Telecommunication Union (ITU).
 Instituto Nacional de Padronização Americano (ANSI).
 Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE).
 Autoridades regulatórias nacionais de telecomunicações, 
incluindo a Comissão Federal de Comunicações (FCC) nos 
EUA e o Instituto Europeu de Padrões de Telecomunicações 
(ETSI).
Códigos de sinais elétricos digitais
 A transmissão das informações utilizando sinais elétricos 
encontrou a melhor solução na representação da base binária, 
ou seja, por meio dos bits. 
 O sinal elétrico pode apresentar dois valores de tensão 
elétrica (popularmente conhecido por voltagem), 
representados pelos dígitos 0 ou 1, sendo assim chamado 
de sinal elétrico digital.
 Esses sinais digitais possibilitam a utilização de esquemas 
de codificação de uma maneira mais simples que os 
sinais analógicos.
Sinalização e codificação
 Sinalização é o método utilizado para representar bits.
 Codificação é a conversão de um conjunto de bits de dados 
em um código predefinido.
Códigos e codificação de sinais
 Os códigos representam um grupo de bits usados como um 
padrão previsível e reconhecível por transmissor e receptor.
 Os códigos da camada física fornecem grupos de bits que 
contém dados e grupos de bits de controle.
 A ideia principal que rodeia a codificação é transformar uma 
mensagem digital em uma nova sequência de símbolos 
para a transmissão. 
 Na recepção ocorre um processo de decodificação.
Codificação NRZ (Não Retorna ao Zero)
Fonte: livro-texto
Codificação Manchester
Fonte: livro-texto
Código MLT-3
Fonte: livro-texto
Interatividade
Qual dos processos de codificação trabalha com transições de 
subida e descida?
a) NRZ.
b) RZ.
c) Manchester.
d) HD3.
e) TRZ.
Resposta
Qual dos processos de codificação trabalha com transições de 
subida e descida?
a) NRZ.
b) RZ.
c) Manchester.
d) HD3.
e) TRZ.
Multiplexação
 A multiplexação é um processo que ocorre na camada física 
quando se é necessário transmitir, por um único sinal 
portador, diversos sinais originados de diferentes fontes 
de informação. 
 A operação inversa que ocorre na recepção é chamada 
de demultiplexação.
 Os equipamentos que executam esse tipo de processo de 
multiplexação e demultiplexação são, respectivamente, 
chamados de MUX e DEMUX.
Diagrama em blocos em um sistema multiplexado
Fonte: livro-texto
Tipos de multiplexação
 Na multiplexação por divisão de frequência, utiliza-se uma 
banda de frequência, chamada de banda base dos canais 
multiplexados. Essa banda é dividida em sub-bandas que são 
chamadas de canais multiplexados, em que cada um transmite 
e recebe, ao mesmo tempo, em uma frequência diferente.
 Na multiplexação por divisão de tempo, o tempo da 
transmissão é subdividido em pequenos espaços de tempo, 
em que cada um dos canais multiplexados transmite em seu 
tempo específico. Como os espaços de tempo, destinados a 
cada um dos canais, são extremamente pequenos e a sua 
ocupação é revezada, tem-se a sensação que a transmissão e 
a recepção são ao mesmo tempo.
Modulação
 A modulação é um processo que consiste na transformação 
de um sinal portador (onda portadora) a partir das 
informações contidas no sinal de informação que se 
deseja transmitir (sinal modulador ou modulante). 
 O resultado desse processo é a criação de um sinal modulado 
que será injetado no canal de comunicação.
Modulação em banda base em banda larga
 Modulação em banda base – ocorre uma conversão dos 
elementos sinalizadores em níveis de tensão elétrica ou 
sinais luminosos. Esse processo é conhecido também como 
modulação digital. 
 Modulação em banda larga – utiliza-se a portadora analógica e 
modifica-se de acordo com os bits e as informações que se 
desejam transmitir.
Tipos de modulação
 Modulação analógica – nessa modulação, a portadora, o sinal 
modulante e o sinal modulado são analógicos. Um bom 
exemplo é o sistema de comunicação de rádio AM e FM. 
 Modulação digital – nessa modulação, a portadora e o sinal 
modulado são analógicos e o sinal modulante é digital 
(binário). Bons exemplos são encontrados na telefonia celular 
digital e nas transmissões em banda larga.
 Modulação por pulsos – nessa modulação, a portadora e o 
sinal modulado são digitais e o sinal modulante é analógico. 
Bons exemplos são encontrados na telefonia digital 
convencional.
Placas de rede
 Elas funcionam como um transceptor que transmite sinais 
codificados nas redes LAN.
 Por meio de sua interface, os hosts conseguem acessar os 
meios das redes que adotam o padrão Ethernet, por exemplo.
As principais interfaces encontradas nas placas de rede são:
 BNC – utilizado para cabos coaxiais finos.
 AUI – utilizado por transceptores externos, as placas de rede 
que utilizam cabos coaxiais grossos.
 Conector óptico – utilizado quando o meio físico é a 
fibra óptica.
 8P8C (RJ-45) – utilizado por cabos de pares trançados.
Modens
 É um dos principais dispositivos de camada física para 
atender padrões de conexões de redes WAN.
 Os modens são conectados a computadores ou roteadores 
para que eles tenham acesso a uma WAN.
 O nome modem significa MOdulador e DEModulador, ou seja, 
na transmissão, o modem opera como um modulador, em que 
o sinal digital binário é modulado em uma portadora 
analógica. De forma inversa, na recepção, o modem se 
comporta como um demodulador, retirando sinais digitais de 
sinal analógico.
Modens externos
Os modens externos são interligados por interfaces seriais, 
dentre elas:
 Interfaces RS-232 de 25 e 9 pinos – conexão entre modens e 
computadores diretamente.
 Interfaces RS-232 (DB-25) – conexão entre modens e 
roteadores e outros tipos de dispositivos de WAN.
 Interface V.35 – conexão de 34 pinos entre modens e 
roteadores e outros tipos de dispositivos de WAN.
Sinalizações do modem
 TXD – led identificado com o número 103 que indica a 
presença de bits de dados para transmissão.
 RXD – led identificado com o número 104 que indica a 
presença de bits de dados para a recepção.
 CD – led identificado com o número 109que indica a presença 
de portadora na linha de transmissão.
 MR – indica que o modem está pronto para operação.
 RTS – indica a requisição de envio.
 TST – indica que o modem está em teste.
Interatividade
Qual é o processo que ocorre na camada física quando se é 
necessário transmitir, por um único sinal portador, diversos 
sinais originados de diferentes fontes de informação?
a) Modulação.
b) Codificação.
c) Sinalização.
d) Multiplexação.
e) Transmissão.
Resposta
Qual é o processo que ocorre na camada física quando se é 
necessário transmitir, por um único sinal portador, diversos 
sinais originados de diferentes fontes de informação?
a) Modulação.
b) Codificação.
c) Sinalização.
d) Multiplexação.
e) Transmissão.
Camada de enlace
 A camada de enlace assegura que os dados sejam 
transmitidos ao equipamento apropriado e faz a “ponte” 
entre a camada superior (Rede) e a camada inferior (Física), 
tornando possível a transmissão por meio de meios físicos 
diversos. 
 A camada de enlace formata a mensagem em frames e 
adiciona um cabeçalho próprio contendo, entre outras 
informações, o endereço de hardware (MAC address) da 
máquina transmissora e da destinatária. 
Tratamento de erros na camada de enlace
 Erros são causados por atenuação do sinal e por ruído. 
 O receptor é capaz de detectar a presença de erros. 
 Após essa detecção, o receptor sinaliza ao remetente para 
retransmissão ou simplesmente descarta o quadro em erro.
 Correção de erros é o mecanismo que permite que o receptor 
localize e corrija o erro sem precisar da retransmissão. 
Técnicas de detecção de erros
 Verificações de paridade.
 Métodos de soma e verificação.
 Verificações de redundância cíclica (CRC).
Enquadramento na camada de enlace
 A PDU da camada de enlace é o quadro.
 Os pacotes da camada de rede são encapsulados em quadros.
Padrões e protocolos de baixo nível
 Tanto a camada de enlace, quanto a camada física são 
controladas por protocolos de baixo nível, ou seja, com 
grande influência do hardware de redes, diferente das 
camadas de 3 a 7 que são praticamente controladas 
por software.
 Dentre os principais padrões e protocolos de baixo nível é 
possível citar para redes LAN: ethernet, wifi (802.11), token 
ring, FDDI. Para redes WAN é possível citar: LAP-B, Frame 
Relay, ATM, PPP, HDLC.
Tecnologias e padrões de camada de enlace para LAN
 Ethernet – padrão adotado na maior parte das redes locais do 
mundo, além de ser também utilizado em redes 
metropolitanas, conhecidas como redes Metro Ethernet. 
Funciona como um método de acesso ao meio por contenção 
que permite que hosts compartilhem o meio físico, além de 
definir especificações paras as camadas física e de enlace.
 Wifi (IEEE 802.11) – mais popular padrão para redes sem fio, 
operando na camada de enlace e física do modelo OSI. Esse 
padrão determina como se recebem os pacotes dos 
protocolos de alto nível e se encapsulam em quadros para 
serem transmitidos via ondas eletromagnéticas.
Tecnologias e padrões de camada de enlace para LAN
 Token Ring – criado pela IBM para fazer frente ao crescimento 
do padrão ethernet. Embora algumas organizações ainda 
possuam arquiteturas de redes montadas em token ring, esse 
padrão é praticamente obsoleto e caiu em desuso, com 
exceção a redes de computadores de grande porte 
conhecidos como mainframes.
 FDDI (Fiber Data Distributed Interface) – foi um dos primeiros 
em redes LAN baseado no uso das fibras ópticas, também 
operando nas camadas de enlace e física do modelo OSI.
Tecnologias e padrões de camada de enlace para WAN
 X.25
 Criado na década de 1970, quando linhas de transmissão 
digitais tinham um uso escasso.
 Permite o desenvolvimento de software e hardware para 
ligação de um computador a qualquer rede pública do 
mundo, utilizando comutação de pacotes.
 O LAP-B (Link Access Protocol, Balanced) é o padrão de 
camada de enlace utilizado pelas redes que operam com 
o protocolo X.25.
 O X.25 possui como características sistêmicas: 
conectividade, velocidade do serviço, custo, flexibilidade, 
confiabilidade e segurança.
Tecnologias e padrões de camada de enlace para WAN
 ATM
 Conjunto de tecnologias que operam nas camadas mais 
baixas do modelo OSI. 
 Trabalha com arquitetura não confiável e com um processo 
de comutação por células. 
 Tem protocolos próprios para o nível de enlace. São eles: 
AAL1 (ATM Adaption Layer 1), AAL2, AAL3/4, AAL5.
 Interliga redes locais, metropolitanas e de longa distância 
para dados, voz, áudio e vídeo.
Tecnologias e padrões de camada de enlace para WAN
 Frame Relay
 Rede de transporte implantada como infraestrutura em 
operadoras de serviço.
 Rede Frame Relay é vista como enlaces representados por 
circuitos virtuais (normalmente permanentes, ou PVC –
Permanent Virtual Circuit).
 É sempre representada por uma nuvem, já que ela não é 
uma simples conexão física entre 2 pontos distintos.
Tecnologias e padrões de camada de enlace para WAN
 HDLC (Hight-Level Data Link Control)
 É um protocolo comum da camada de enlace de dados do 
modelo OSI, com orientação bit a bit. 
 Ele especifica um método de encapsulamento de dados de 
ligações seriais síncronas. 
 É um protocolo ponto-a-ponto utilizado em linhas privadas e 
não possui qualquer método de autenticação. 
 É proprietário.
Tecnologias e padrões de camada de enlace para WAN
 PPP (Protocolo Ponto-a-Ponto)
 Foi desenvolvido e padronizado pela RFC 1548 (1993) com o 
objetivo de transportar todo o tráfego entre dois 
dispositivos de rede por meio de uma conexão física serial 
única e full-duplex.
 O encapsulamento do PPP provê multiplexação de 
diferentes protocolos da camada de rede simultaneamente 
pelo mesmo link.
 O protocolo PPP divide-se em dois outros protocolos: Link 
Control Protocol (LCP), Network Control Protocol (NCP).
Interatividade
Qual foi a tecnologia criada pela IBM para camada de enlace em 
uma LAN utilizando mainframes?
a) FDDI.
b) Ethernet.
c) Token ring.
d) Frame Relay.
e) X.25.
Resposta
Qual foi a tecnologia criada pela IBM para camada de enlace em 
uma LAN utilizando mainframes?
a) FDDI.
b) Ethernet.
c) Token ring.
d) Frame Relay.
e) X.25.
Ethernet
 É o padrão adotado na maior parte das redes locais do 
mundo, além de ser também utilizado em redes 
metropolitanas, conhecidas como redes Metro Ethernet. 
 Funciona como um método de acesso ao meio por contenção 
que permite que hosts compartilhem o meio físico, além de 
definir especificações paras as camadas física e de enlace.
 Surgiu na década de 1970, criado por estudantes da 
Universidade do Hawaii que propunham interligar os 
computadores espalhados pelas ilhas em um computador 
central na ilha de Honolulu.
Padrão Ethernet 802.3
 Em 1985, a IEEE desenvolveu o padrão 802, mas, para 
assegurar os padrões da ISO/OSI, alterou o projeto original 
Ethernet para 802.3.
Subcamadas da camada de enlace no padrão Ethernet
 Controle Lógico do Enlace (LLC) – constitui a interface entre o 
método de acesso ao meio e os protocolos da camada de 
rede, ou seja, cuida de todas as tratativas com os protocolos 
de alto nível.
 Controle de Acesso ao Meio (MAC) – é responsável pela 
conexão com o meio físico e o endereço físico, também 
conhecido como endereço MAC. Também é responsável pela 
montagem do quadro.
CSMA/CD
 É o método de acesso da ethernet. Significa acesso múltiplo 
por portadora com detecção de colisão. 
 Permite o compartilhamento do meio físico, evitando que 
dois dispositivos transmitam simultaneamente,provocando 
uma colisão. 
 Foi a solução encontrada para se evitar o problema das 
colisões. 
Funcionamento do padrão Ethernet
 Escuta o meio físico, isto é, verifica se o meio físico 
está ocupado.
 Transmite o sinal pelo meio físico, caso não esteja ocupado. 
Se o meio físico estiver ocupado, o host aguarda a sua 
desocupação.
 Após a utilização, o host desocupa o meio físico.
 Caso haja alguma colisão, os hosts envolvidos “forçam” a 
percepção da colisão por parte de todos os dispositivos. 
 Os hosts aguardam um período tempo pseudoaleatório antes 
de voltar a transmitir. Esse é o tempo de backoff.
 Se houver 15 tentativas que resultarem em colisão, o host
abandona a transição.
Endereçamento Ethernet
 O endereçamento de ethernet pode ser expresso por 48 
dígitos binários ou 12 dígitos hexadecimal (4 bits formam um 
dígito hexadecimal). Assim, divididos em duas porções iguais, 
em que a primeira porção (contendo 6 dígitos hexadecimais 
ou 24 bits) é conhecida por Identificador Organizacional Único 
(OUI) e a segunda porção é a designada pelo fabricante.
 O endereço encontra-se gravado na memória ROM da placa de 
rede do computador ou nas memórias dos roteadores e 
switches que possuem porta ethernet.
 É comum chamar o endereço ethernet de endereço MAC, ou 
endereço de hardware, ou endereço de placa de rede.
Comando IPCONFIG /ALL
Fonte: livro-texto
Quadro Ethernet
 Para o padrão ethernet, a subcamada de controle de acesso 
ao meio encapsula o pacote oriundo da camada de rede em 
um quadro, chamado de quadro ethernet.
Fonte: livro-texto
Ethernet na camada física 
Fonte: livro-texto
Interatividade
Quando é o nome da subcamada de camada de enlace que 
constitui a interface entre o método de acesso ao meio e os 
protocolos da camada de rede?
a) Transporte.
b) Controle lógico do enlace.
c) Controle de acesso ao meio.
d) Aplicação.
e) Apresentação.
Resposta
Quando é o nome da subcamada de camada de enlace que 
constitui a interface entre o método de acesso ao meio e os 
protocolos da camada de rede?
a) Transporte.
b) Controle lógico do enlace.
c) Controle de acesso ao meio.
d) Aplicação.
e) Apresentação.
ATÉ A PRÓXIMA!