Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores Parte 3

1. Disciplina:Fundamentos de Redes de ComputadoresParte 3 Flávia Balbino da Costa flavia.balbino@yahoo.com.br

2. 1.13) Tecnologias de Redes • Uma tecnologia é o processo, o método e o conhecimento envolvidos na realização de uma tarefa. No campo das redes de comunicação, essa tarefa consiste em levar os dados de um dispositivo para outro. • Por motivos de comparação, dividimos em categorias baseadas nos seus usos mais comuns: • Tecnologias de Redes Geograficamente Distribuídas (WAN´s); • Tecnologias de Redes Locais (LAN´s).

3. 1.13.1) Tecnologias de WAN´s As tecnologias de WAN´s são redes orientadas para conexões, visto que as empresas de telefonia defendiam esta idéia, visando a qualidade do serviço e o faturamento. Cabe ressaltar, que a comunidade da ARPANET (Departamento de Defesa dos EUA) defendia a implementação de redes não orientadas para conexões, pois pretendia ter uma rede que continuasse a funcionar mesmo depois de vários ataques diretos por armas nucleares que destruíssem numerosos roteadores e linhas de transmissão.

4. Vejamos algumas tecnologias de WAN´s orientadas para conexões: • X.25– foia primeira rede pública de dados. Ela foi desenvolvida na década de 1970, em uma época na qual o serviço de telefonia era um monopólio em todos os lugares. • Para usar a X.25, primeiro um computador estabelecia uma conexão com o computador remoto, isto é, fazia uma chamada telefônica. Essa conexão recebia um número de conexão que seria usado em pacotes de transferência de dados (porque várias conexões poderiam estar abertas ao mesmo tempo).

5. Os pacotes de dados eram muito simples, consistindo em um cabeçalho de 3 bytes e até 128 bytes de dados. O cabeçalho tinha um número de conexão de 12 bits, um número de sequencia de pacote, um número de confirmação e alguns bits variados. As redes X.25 operaram por cerca de uma década com relativo sucesso.

6. Frame Relay– na década de 1980, as redes X.25 foram substituídas em grande parte por um novo tipo de rede chamado Frame Relay. A essência do Frame Relay é o fato de ser uma rede orientada para conexões sem controle de erros e nenhum controle de fluxo. Por se tratar de uma rede orientada para conexões, os pacotes eram entregues em ordem (quando eram entregues). O frame relay desfrutou de um modesto sucesso, e ainda hoje é utilizado em alguns lugares.

7. Características Básicas do Frame Relay: • É barata e rápida, mas não é segura (a checagem de erros acontece só nas pontas); • A informação é dividida em frames (quadros) e enviada a um ou muitos destinos de um ou muitos end-points (origens); • Não conhece roteamento, não usa IP, trabalha com MAC (esquemas de portas); • Tráfego tipo rajada; • A infraestrutura é compartilhada pela operadora de telefonia, por isso é mais barata.

8. ATM– AsynchronousTransferMode – projetado no início da década de 1990, o ATM prometia resolver todos os problemas de redes e telecomunicações do mundo, mesclando voz, dados, televisão a cabo, telex, telégrafo, pombo-correio, latas conectadas por barbante, tambores, sinais de fumaça e todos os outros meios de comunicação em um único sistema integrado que poderia fazer tudo para todos. Isso não aconteceu, porém o ATM teve muito mais sucesso que o OSI, e agora é amplamente utilizado dentro do sistema de telefonia, com frequência para mover pacotes IP.

9. A maioria das redes ATM admite circuitos virtuais permanentes, que são conexões permanentes entre dois hosts (distantes). Eles são semelhantes a linhas dedicadas no universo da telefonia. Cada conexão, temporária ou permanente, tem um identificador de conexão exclusivo.

10. Características: • Tecnologia geralmente usada em empresas; • Tecnologia de comutação de células de alta velocidade; • Vídeo e áudio em tempo real; • Cabeamento só com fibra óptica e pode chegar até 622,08 Mbits; • É escalonável, ou seja, pode crescer até chegar ao tamanho de uma WAN (ou seja, uma empresa pode ter um link no Rio e outro em São Paulo – uma LAN entre Rio e São Paulo.

11. 1.13.2) Tecnologias de Redes Locais (LAN) • Tecnologias de Ethernet • A Ethernet é evidentemente a tecnologia mais utilizada atualmente e em um futuro próximo. Sua popularidade tem mais relação com o custo de fabricação por porta do que com quaisquer vantagens práticas. • Na realidade, existem tecnologias mais rápidas e mais seguras capazes de se comunicar distâncias muito maiores, mas nenhuma é mais barata que a Ethernet.

12. Histórico: A tecnologia Ethernet foi criada por Bob Metcalfe no famoso Centro de Pesquisa de Palo Alto da Xerox. Foi projetada para conectar um PC a uma impressora laser. Entre muitas outras coisas, Metcalfe obteve seu diploma de graduação pelo MIT, Ph.D. em Harvard, fundou a 3Com e era o editor da revista InfoWorld. A Ethernet da Xerox foi tão bem-sucedida que a DEC, a Intel e a Xerox criaram em 1978 um padrão para uma Ethernet de 10 Mbps, chamado padrão DIX.

13. Foi projetada para conectar um PC a uma impressora laser. Entre muitas outras coisas, Metcalfe obteve seu diploma de graduação pelo MIT, Ph.D. em Harvard, fundou a 3Com e era o editor da revista InfoWorld. A Ethernet da Xerox foi tão bem-sucedida que a DEC, a Intel e a Xerox criaram em 1978 um padrão para uma Ethernet de 10 Mbps, chamado padrão DIX.

14. Com duas pequenas alterações, o padrão DIX se tornou o padrão IEEE 802.3 em 1983. Como a Xerox tinha histórico de fabricar coisas novas e não comercializá-las (exemplo da invenção do mouse), Metcalfe formou sua própria empresa, a 3Com, para vender adaptadores Ethernet destinados a PC´s. A Ethernet continuou a se desenvolver e ainda está em desenvolvimento. Surgiram novas versões a 100 Mbps, 1000 Mbps e a velocidades ainda mais altas. O cabeamento também melhorou, e foram acrescentados recursos de comutação e outras características.

15. Vale mencionar que a Ethernet (IEEE 802.3) não é o único padrão de LAN. Existem também outros padrões, tais como: • O padrão de barramento de tokens (802.4), elaborado pela General Motors. Era uma LAN na qual a topologia era a mesma da Ethernet (um cabo linear), mas os computadores transmitiam por turnos, pela passagem de um pequeno token de um computador para outro. O computador só podia transmitir se tivesse a posse do token, e isso evitava colisões.

16. A rede TokenRing da IBM (IEEE 802.5), onde o token era repassado pelo anel e qualquer computador que tivesse o token tinha permissão para transmitir antes de colocar o token de volta no anel. Pode ser que este padrão seja ainda encontrado em algumas instalações da IBM, porém em nenhum lugar mais. • Estas dois padrões de rede LAN competiam com a Ethernet, porém, esta surgiu primeiro e seus adversários não foram tão bons quanto ela.

17. 1.14) Redes de Acesso • Redes de acesso podem ser divididas de modo geral em três categorias: • Acesso residencial, que liga sistemas finais domésticos à rede; • Acesso corporativo, que liga sistemas finais de uma empresa ou instituição educacional à rede; • Acesso sem fio, que liga sistemas finais (que comumente são móveis) à rede.

18. 1.14.1) Acesso Residencial Acesso residencial refere-se à conexão de um sistema final residencial (normalmente um PC) a um roteador de borda. Formas de acesso residencial: a) Modem discado– ligado por uma linha telefônica analógica a um ISP residencial (UOL, AOL, etc.).

19. O modem converte o sinal digital de saída do PC em formato analógico para transmissão pela linha telefônica analógica, que é um par de fios de cobre trançado e é a mesma linha telefônica utilizada para fazer chamadas telefônicas normais. Na outra extremidade da linha telefônica analógica, um modem no ISP converte o sinal analógico novamente para sinal digital para entrar no roteador ISP. O acesso por modem discado impede a utilização normal da linha telefônica do usuário.

20. b) Acesso de banda larga – permitem que usuários acessem a Internet e falem ao telefone ao mesmo tempo. • Há dois tipos comuns de acesso residencial de banda larga: • Linha Digital de Assinante – Digital SubscriberLine – DSL – normalmente é fornecido por uma companhia (Oi) ou em parceria com um ISP independente (NET). Similar aos modens discados, a DSL é uma tecnologia de modem que, novamente, utiliza linhas telefônicas de par trançado existentes.

21. A DSL pode transmitir e receber dados a taxas muito mais altas. As taxas de dados normalmente são assimétricas nas duas direções, sendo a taxa entre o roteador ISP e a residência mais alta do que entre a residência e o roteador ISP. A assimetria nas taxas de transferência de dados reflete a crença de que um usuário residencial será, mais provavelmente, um consumidor de informações (trazendo dados para si) do que um produtor de informações

22. Cabo Híbrido coaxial/fibra ( HybridFiber-coaxialcable– HFC - enquanto DSL e modens discados usam linhas telefônicas comuns, redes de acesso HFC são extensões das redes de cabos existentes usadas para transmissão de TV a cabo. • Em um sistema a cabo tradicional, um terminal (headend) da operadora transmite sinal para as residências por meio de uma rede de distribuição de cabo coaxial a amplificadores.

23. Uma rede de acesso de cabo híbrido de fibra-cabo coaxial

24. Como acontece com a DSL, o HFC requer modens especiais, denominadosmodens a cabo. Modens a cabo dividem a rede HFC em dois canais: um canal na direção do usuário (descida) e um canal na direção do provedor (subida). Como acontece com a DSL, a taxa de transmissão do canal de descida normalmente é maior do que a do canal de subida. Outra característica importante da rede HFC é que ela é um meio de transmissão compartilhado.

25. Os defensores da DSL se apressam em frisar que ela é uma conexão ponto a ponto entre a residência e o ISP e que, portanto, todas as larguras de banda da DSL são dedicadas, e não compartilhadas. Os defensores do cabo, no entanto, argumentam que uma rede HFC razoavelmente dimensionada provê taxas de transmissão mais altas do que a DSL.

26. Um dos aspectos atraentes de DSL e HFC é que os serviços estão sempre disponíveis, isto é, o usuário pode ligar seu computador e ficar permanentemente conectado com um ISP e, ao mesmo tempo, fazer e receber chamadas telefônicas normais.

27. MEIOS DE ACESSO RESIDENCIAL • Velocidades De Conexão 1 Mbps 2 Mbps 5 Mbps 10 Mbps 50 Mbps 100 Mbps

28. DSL x HFC

29. 1.14.2) Acesso sem fio

30. Acompanhando a revolução atual da Internet, a revolução sem fio também está causando um profundo impacto sobre o modo de vida e de trabalho das pessoas. Hoje, há mais europeus que possuem um telefone celular do que um PC ou um carro. • Hoje há duas categorias amplas de acesso sem fio à Internet: • LANs sem fio; • Redes sem fio de acesso de longa distância.

31. Nas LANs sem fio, os usuários sem fio transmitem/recebem pacotes de/para uma estação base (também conhecida como ponto de acesso sem fio – AP´s) dentro de um raio de algumas dezenas de metros. A estação-base normalmente está ligada (por fio) à Internet, portanto, serve para conectar usuários sem fio a uma rede ligada por fio. Atualmente as LANs sem fio, baseadas em tecnologia IEEE 802.11 (também conhecida como Ethernet sem fio), estão se desenvolvendo rapidamente em departamentos universitários, escritórios comerciais, cafés e residências.

33. Nas redes sem fio de acesso de longa distância, a estação-base é gerenciada por um provedor de telecomunicações e atende usuários dentro de um raio de dezenas de quilômetros. Hoje, muitas residências estão combinando acesso residencial de banda larga (isto é, modens a cabo ou DSL) com tecnologia barata de LAN sem fio para criar poderosas redes residenciais. A figura seguinte mostra um diagrama esquemático de uma rede residencial típica.

35. Mas, e se você estiver na praia ou dentro de um carro e precisar acessar a Internet? Para acesso em áreas tão distantes, usuários móveis da Internet usam estrutura de telefone portátil ou tecnologia 3G. A tecnologia 3G (Terceira Geração) provê acesso à Internet em grandes áreas por meio da tecnologia de comutação de pacotes, com velocidades acima de 384 Kbps. Sistemas 3G provêem acesso de alta velocidade à Web e a vídeo interativo, e devem oferecer qualidade de voz melhor do que a oferecida por um telefone com fio.

36. 1.15) Padronização das Redes Existem muitos fabricantes e fornecedores de redes, cada qual com sua própria concepção de como tudo deve ser feito. Sem coordenação, haveria um caos completo, e os usuários nada conseguiriam. A única alternativa de que a indústria dispõe é a criação de alguns padrões de rede. Além de permitirem que diferentes computadores se comuniquem, os padrões também ampliam o mercado para os produtos que aderem a suas regras.

37. 1.15.1) Quem é quem no mundo dos padrões internacionais • Os padrões internacionais são produzidos e publicados pela ISO (International Standards Organization), uma organização voluntária independente, fundada em 1946. Seus membros são as organizações nacionais de padrões dos 89 países membros. Dentre eles estão as seguintes organizações: ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas, ANSI (Estados Unidos), BSI (Grã-Bretanha), AFNOR (França), DIN (Alemanha) e mais 85 participantes.

38. A ISO publica padrões sobre uma vasta gama de assuntos, que vão desde parafusos e porcas ao revestimento usado nos postes telefônicos. Ela já publicou mais de 13 mil padrões, incluindo os padrões OSI. O trabalho da ISO é feito nos grupos de trabalho, em torno dos quais se reúnem 100 mil voluntários de todo o mundo. Muitos desses “voluntários” foram escalados para trabalhar em questões da ISO pelos seus empregadores, cujos produtos estão sendo padronizados.

39. Outros são funcionários públicos ansiosos por descobrirem um meio de transformar em padrão internacional o que é feito em seus países de origem. Especialistas acadêmicos também têm participação ativa em muitos grupos de trabalho. Outra estrela do mundo dos padrões é o IEEE (InstituteofElectricalandElectronicsEngineers), a maior organização profissional do mundo. Além de publicar uma série de jornais e promover diversas conferências a cada ano, o IEEE tem um grupo de padronização que desenvolve padrões nas áreas de engenharia elétrica e de informática.

40. O comitê 802 do IEEE padronizou vários tipos de LANs. A tabela a seguir mostra um conjunto de grupos de trabalho. A taxa de sucesso dos diversos grupos de trabalho do 802 tem sido baixa; ter um número 802.x não é garantia de sucesso. Porém, o impacto das histórias de sucesso (em especial do 802.3 e do 802.11) é enorme.

42. Legenda da figura anterior:  Estão hiberando; Grupos mais importantes;  Grupo que desistiu e se licenciou.

43. 1.15.2) Órgãos responsáveis pela estrutura e uso da Internet • ICANN – Internet Corporation for AssignedNamesandNumbers (órgão mundial responsável por estabelecer regras no uso da Internet) – é uma entidade sem fins lucrativos e de âmbito internacional, responsável: • Pela distribuição de números de “Protocolo de Internet” (IP); • Pela designação de identificadores de protocolo;

44. Pelo controle do sistema de nomes de domínios de primeiro nível com códigos genéricos (gTLD) e de países (ccTLD): Ex: WWW . GLOBO . COM . BR ccTLD (Country Code Top Level Domain) Cliente do domínio (Servidor Web) Domínio Particular gTLD (Generic Top Level Domain) Finalidade Comercial, militar, governamental, etc. Estrutura FQDN (Fully Qualifield Domain Name)

45. Funções de administração central da rede de servidores. • A diretoria da ICANN conta com cidadãos da Alemanha, Austrália, Brasil, Bulgária, Canadá, China, Coréia, Espanha, Estados Unidos da América, França, Gana, Holanda, Japão, México, Portugal, Quênia, Reino Unido e Senegal. • Site: www.icann.org

46. IANA – Internet AssignedNumbersAuthority – Coordenada pelo ICANN, a IANA começou suas operações por volta de 1970 e é responsável por coordenar alguns elementos importantes da estrutura da Internet, tais como: os servidores-raiz do sistema DNS; os domínios “int” e “arpa”; distribuição de escopos de Ips e números de AS (Sistemas Autônomos) para cada região do globo; numeração atribuída aos protocolos da Internet. Site: www.iana.org

47. IETF – Internet EngineerginTask Force – é uma grande comunidade internacional, aberta, de projetistas de rede, operadores, fabricantes e pesquisadores envolvidos com a evolução da arquitetura da Internet e sua operabilidade. O IETF é aberto para qualquer um. A missão do IETF estão documentada na RFC 3935. Site: www.ietf.org

48. A distribuição de IPs e números da Internet é coordenada pelo ICANN junto ao IANA mas não fica centralizada nestas instituições. O IANA dividiu o globo em 5 regiões denominadas RIR – Regional Internet Registry. Cada RIR é responsável por distribuir IPs e números de Sistemas Autônomos (AS) para localidades pertencentes a sua região de abrangência.

49. As RIRs em operação atualmente são: • ARIN – American Registry for Internet Numbers – cuida da região que envolve a América do Norte. Foi criada em 1997 e é uma organização sem fins lucrativos localizada nos EUA. Site: www.arin.net • RIPENCC – Réseaux IP Européens Network Coordination Centre – Cuida da região da Europa, Oriente Médio e Ásia Central. Começou a operar em 1992 em Amsterdã, Holanda. • Site: www.ripe.net

50. APNIC – Ásia-Pacific Network Information Centre – Cuida da região da Ásia e Pacífico. Congrega 1.540 membros. Localizada em Brisbane, Austrália. • Site: www.apnic.net. • LACNIC – LatinAmericanAndCaribbean Internet Address Registry – Cuida da região da América Latina e Caribe. Site: www.lacnic.net • AFRINIC – African Network Information Centre – É a RIR responsável pela região da África. Site: www.afrinic.net.