Redes de Dados e Comunicações

1. Redes de Dados e Comunicações Prof.: Fernando Ascani

2. Conceito de Redes • Redes de computadores são estruturas físicas (equipamentos) e lógicas (programas, protocolos) que permitem que dois ou mais computadores possam compartilhar suas informações entre si. • Um computador isolado, sem estar conectado a nenhum outro computador, só terá acesso às suas próprias informações (presentes em seu Disco Rígido) ou às informações que porventura venham a ele através de pen-drive, Cds e outros dispositivos de armazenamento. • Quando um computador está conectado a uma rede de computadores, ele pode ter acesso às informações que chegam a ele e às informações presentes nos outros computadores ligados a ele na mesma rede, o que permite um número muito maior de informações possíveis para acesso através daquele computador.

3. Conceito de Redes NIC – Network Interface Controller

4. Topologias de Rede A topologia de uma rede é definida por vários fatores, desde restrições nas capacidades do equipamento utilizado até às características das tecnologias utilizadas. A organização das redes pode reduzir-se a 3 grandes tipos que são: a topologia em barramento ou bus, topologia em estrela ou star, e a topologia em anel ou ring.

5. Topologias de Rede Barramento (Bus) Todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados. Apesar de os dados não passarem por dentro de cada um dos nós, apenas uma máquina pode “escrever” no barramento num dado momento. Todas as outras “escutam” e recolhem para si os dados destinados a elas. Quando um computador estiver transmitindo um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão. 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. Na topologia de barramento todos os computadores estão ligados a um cabo contínuo que é terminado em ambas as extremidades por uma pequena ficha com uma resistência ligada entre a malha e o fio central do cabo (terminadores). A função dos “terminadores” 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.

6. Topologias de Rede Barramento (Bus) Cabo coaxial

7. Topologias de Rede Anel (ring) Na topologia em anel os dispositivos são conectados em série, formando um circuito fechado (anel). Os dados são transmitidos unidirecionalmente de nó em nó até atingir o seu destino. Uma mensagem enviada por uma estação passa por outras estações, através das retransmissões, até ser retirada pela estação destino ou pela estação fonte. Os sinais sofrem menos distorção e atenuação no enlace entre as estações, pois há um repetidor em cada estação. Há um atraso de um ou mais bits em cada estação para processamento de dados. Há uma queda na confiabilidade para um grande número de estações. A cada estação inserida, há um aumento de retardo na rede. É possível usar anéis múltiplos para aumentar a confiabilidade e o desempenho.

8. Topologias de Rede Estrela (star) Como o nome indica esta topologia tem a forma de uma estrela, e consiste em vários cabos que unem cada dispositivo a um ponto central. As redes Ethernet a 10 Mbps (10Base-T) são baseadas numa estrutura em estrela, e onde cada dispositivo da rede está ligado a um hub 10Base-T por um cabo de par entrançado (ou RJ45). Essa é a estrutura 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. Para que uma rede tenha topologia em estrela não é necessário ter uma disposição em forma de estrela, é necessário somente cada dispositivo da rede estar ligado por um cabo próprio a um ponto central. A topologia em estrela distribuída é um pouco mais complexa que a topologia em estrela simples, pois neste caso existem múltiplos pontos de ligação centrais.

9. Topologias de Rede Estrela (star)

10. Topologias de Rede

11. Tipos de redes Redes locais (LAN – Local Area Network) Uma rede que liga computadores próximos (normalmente em um mesmo prédio ou, no máximo, entre prédios próximos) e podem ser ligados por cabos apropriados (chamados cabos de rede). Ex: Redes de computadores das empresas em geral. As LANs conectam servidores, estações, periféricos, terminais e outros dispositivos em um ou mais edifícios ou outra área geograficamente limitada. Redes Externas (WAN - Wide Area Network) Interligação de diversos sistemas de computadores localizados em regiões fisicamente distantes. Utilizam linhas de transmissão de dados oferecidas por empresas de telecomunicações, como a Embratel. Utilizam-se de diversos serviços de transmissão de dados (RENPAC, TRANSDATA, MINASPAC). Os serviços são geralmente de aluguel de linhas privadas (Leased lines) ou discadas (Switched) permitindo a utilização de diversos protocolos tais como SNA, PPP/TCP-IP, etc.

12. Tipos de redes Internet A Internet é um conjunto de diversas Redes de Computadores, LANs ou WANs, Gateways e ficam permanentemente interligados entre si a nível mundial e que funcionam como emissores e receptores de informação, utilizando para isso um conjunto de protocolos de comunicação denominados TCP/IP. A Internet permite interligar sistemas informáticos de todo o mundo, possibilitando a comunicação e a troca de informação de uma forma fácil e rápida. Os meios para efetuar essas ligações são diversos, e incluem rádio, linhas telefônicas, linhas digitais, satélite, ISDN, fibra-óptica, etc. No centro da Internet existe um backbone de linhas de comunicação de dados entre nós principais ou computadores host, composto por milhares de sistemas de computadores - um ou mais desses nós da Internet ou sistemas de computadores podem parar de funcionar sem que isso impeça a Internet de funcionar como um todo, porque ela não é controlada por nenhum computador ou rede individual.

13. Tipos de redes Internet

14. Dispositivos de conexão HUB Hub (do Inglês, "transmitir") ou concentrador é o processo pelo qual se transmite ou difunde determinada informação, tendo como principal característica que a mesma informação está sendo enviada para muitos receptores ao mesmo tempo. Este termo é utilizado em rádio, telecomunicações e em informática. A Televisão aberta e o rádio possuem suas difusões através de broadcast, onde uma ou mais antenas de transmissão enviam o sinal televisivo (ou, radiodifusor) através de ondas eletromagnéticas e qualquer aparelho de TV (ou, rádio) que conseguir captar poderá sintonizar o sinal. Em informática, o broadcast é utilizado em hubs (concentradores) ligados em redes LAN,MAN, WAN e TAN.

15. Dispositivos de conexão Switch Switches são dispositivos que filtram e encaminham pacotes entre segmentos de redes locais, operando na camada de enlace (camada 2) do modelo RM-OSI. Um switch funciona como um nó central de uma rede em estrela. Ele tem como função o chaveamento (ou comutação) entre as estações que desejam se comunicar.  Um Hub simplesmente retransmite todos os dados que chegam para todas as estações conectadas a ele, como um espelho. Isso faz com que o barramento de dados disponível seja compartilhado entre todas as estações e que apenas uma possa transmitir de cada vez. Um switch também pode ser usado para interligar vários hubs, ou mesmo para interligar diretamente as estações, substituindo o hub. Mas, o switch é mais esperto, pois ao invés de simplesmente encaminhar os pacotes para todas as estações, encaminha apenas para o destinatário correto.

16. Dispositivos de conexão Roteador (Router) Roteador (estrangeirismo do inglês router, ou encaminhador) é um equipamento usado para fazer a comutação de protocolos, a comunicação entre diferentes redes de computadores provendo a comunicação entre computadores distantes entre si. Roteadores são dispositivos que operam na camada 3 do modelo OSI de referência. A principal característica desses equipamentos é selecionar a rota mais apropriada para encaminhar os pacotes recebidos. Ou seja, escolher o melhor caminho disponível na rede para um determinado destino.