Gestão de Redes e Sistemas Distribuídos

1. Gestão de Redes e Sistemas Distribuídos Teresa Maria Vazão Julho 2005 Conceitos fundamentais Evolução das Redes (parte 1) IST/INESC-ID Contactos: IST/Tagus-Park Email: teresa.vazao@tagus.ist.utl.pt Tel: 214233242

2. Sumário ???? • Módulo I: Conceitos fundamentais • Evolução das redes • Tipos de Redes • Sistemas de Cablagem • Panorâmica geral de evolução das Redes Locais • Ethernet • Modelos de estruturação da gestão • Arquitectura genérica dum Sistema de Gestão • Gestão de infra-estruturas de comunicação Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

3. Tipos de redes Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

4. Evolução das redes – tipos de Redes Redes de Área Alargada Redes de Área Metropolitana Redes de Área Local Redes de Área Pessoal Estruturação Redes dispersas num país, continente, etc... Interligação de equipamentos no, ou perto do, corpo humano Interligação de equipamentos num edíficio ou conjunto de edifícios próximos Interligação de LANs situadas em diversos pontos duma cidade Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

5. Sistemas de Cablagem Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

6. Evolução das redes – sistemas de cablagem • Cabos simples • Dois ou mais condutores de cobre envolvidos por material isolante. • Diafonia - Acoplamento capacitivo entre os condutores paralelos. • Limita a capacidade de transmissão • Limita a distância. • Utilização: • Ligação entre equipamentos, com distâncias curtas e débitos reduzidos (centenas de Kb/s) Sinal eléctrico Terra de sinal (referência eléctrica comum) Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

7. Evolução das redes – sistemas de cablagem S/UTP Cabos com blindagem colectiva UTP Cabos sem blindagem • Cabos de par entrançado • Pares de cobre, com isolamento individual, são enrolados em torno de si próprios. • Redução da Interferência Electromagnética (EMI) • As interferências afectam de igual forma os dois pares de cabos, dada a sua proximidade. • Redução do Nível de Radiação Electromagnética (EMR • Os sinais variam em direcções opostas (em termos magnéticos e espaciais), pelo que a radiação emitida por cada condutor é anulada pela do outro. • Blindagem: • A redução de EMI e EMR pode ser reforçada utilizando blindagem individual em cada par, ou no conjunto dos dois. • Utilização: • Redes de voz nos edifícios e nos acessos de assinante das redes dos operadores telefónicos, sistemas de cablagem para transmissão de dados nos edifícios. Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

8. Evolução das redes – sistemas de cablagem • Cabo coaxial • Condutor metálico instalado de forma concêntrica, relativamente a uma blindagem exterior envolvente, de malha metálica; separados por material isolante. • Forma permite • Limitação das perdas existentes, mesmo com frequências elevadas • Utilização: • . Redes de distribuição de TV, redes de operadores telefónico (até alguns Kms), redes locais (a 10Mb/s até centenas de metros). Blindagem Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

9. Evolução das redes – sistemas de cablagem Baínha Revestimento primário Núcleo • Fibra óptica • Transporte de informação através da codificação dum feixe de luz, ao invés dum sinal eléctrico. • Capacidade de transmissão muito superior à dos meios e transmissão eléctricos. • Composição: • Núcleo central em vidro de sílicio. • Rodeado duma baínha, também de silício, mas com índice de refracção inferior ao do núcleo. • Exterior da baínha é envolvido por um revestimento protector. • Utilização: • Ambientes sujeitos a fortes campos electromagnéticos, ambientes que tenham de ser mais seguros. Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

10. Evolução das redes – sistemas de cablagem • Classes e distâncias suportadas pelos cabos Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

11. Evolução das redes – sistemas de cablagem • Tipos de fibras • Fibra multimodo • Dimensão do núcleo = 50 / 60.5 µm; diâmetro exterior da baínha = 125 µm. • Dispersão modal: a relação entre a dimensão do núcleo e o c.d.o provoca a dispersão do sinal injectado em múltiplos feixes. • Estes chegam ao receptor em diferentes instantes, causando dispersão temporal e reduzindo o débito máximo suportado. • Utilização • Facilitam o processo de ligação entre equipamentos, sendo utilizadas para débitos e distâncias inferiores. • Fibra monomodo • Dimensão do núcleo = 3 / 10 µm; diâmetro exterior da baínha = 125 µm. • A reduzida dimensão do núcleo faz com que a transmissão não seja (praticamente) afectada pela dispersão modal. • Utilização • Débitos elevados, coberturas de muito grandes distâncias (intercontinentais requerem elementos activos para regeneração e amplificação do sinal) Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

12. Redes Locais Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

13. Evolução das redes – panorâmica de evolução • Redes Locais • Normas para redes locais especificam camadas Físicas e Lógicas e definem mecanismos de acesso ao meio. • Ethernet • Normalizada pelo IEEE em 802.3 (anos 80) • Acesso ao meio pelo mecanismo CMSA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Colision Detection), com backoff exponencial. • De 10Mb/s até 1Gb/s, nas versões mais recentes • Token RING • Normalizada pela IBM • Acesso ao meio por passagem de testemunho (token) no anel. • 16 Mb/s • Token Bus • Normalizado pela General Motors para uso em ambientes industriais. • Acesso ao meio por passagem de testemunho (token), com topologia em barramento. Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

14. Evolução das redes – panorâmica de evolução • Redes Locais Tecnologia Complexidade Fiabilidade Justiça Divulgação Evolução Ethernet Baixa Elevada Média Muito elevada Permamente Token Ring Elevada Baixa Elevada Reduzida Muito reduzida Token Bus Elevada Elevada Elevada Muito reduzida Muito reduzida Estima-se que 95% do tráfego da Internet se inicie ou termine num adaptador Ethernet. Dispositivos sem fios podem aumentar ainda mais esta percentagem” http://www.intel.com/technology/comms/cn10022.htm Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

15. Evolução das redes – Ethernet • Ethernet - tipos • Ethernet • Débito de 10Mb/s • Cabo coaxial, par-entrançado ou fibra. • Solução partilhada e comutada (dependendo do meio físico). • Comunicação Half-Duplex • Fast Ethernet • Débito de 100 Mb/s • Par-entrançado (Cat5) UTP ou STP, ou fibra. • Possibilidade de suporte de comunicação Full-Duplex • Gigabit Ethernet • Débito de 1 Gb/s • Par-entrançado (Cat5e) ou fibra. • Suporte de comunicação Half-Duplexou Full-Duplex • Solução partilhada • Limitação associada à atenuação do sinal e atraso de propagação • Solução comutada • Limitação associada à atenuação do sinal Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

16. Evolução das redes – Ethernet x Base y Nome Tipo de cabo Max Segmento Nós por segmento Tipo de meio físico Transmissão em banda de base 10Base2 Cabo coaxial fino 200m 30 Débito Débito/Custo 10Base5 Cabo coaxial grosso 500m 100 10BaseT UTP/STP 100m 1024 10BaseF Fibra óptica 2000m 1024 • 10 Mb/s Ethernet – cablagem Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

17. Evolução das redes – Ethernet Meio partilhado • Ethernet 10Base2 • Topologia em barramento • Cabo coaxial • Conectores BNC • 10 Mb/s Ethernet – topologias • Ethernet 10BaseT • Topologia em árvore • Par entrançado (UTP, S/UTP ou STP) • Conectores ISO 8877 de baixo custo e elevada fiabilidade Meio partilhado Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

18. Evolução das redes – Ethernet • 10 Mb/s Ethernet – avaliação Vantagens Desvantagens Infra-estrutura barata Infra-estrutura pode-se tornar cara Reduzido preço do cabo Débito baixo (para as necessidade de hoje) Fácil de montar Maior nº de colisões com alto volume de tráfego Fácil de expandir Eficiência reduzida com alto volume de tráfego Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

19. Evolução das redes – Ethernet • WiFi - tipos • WLAN • Solução normalizada pelo IEEE em 802.11 • Débito de 11Mb/s e 54Mb/S • Características semelhantes às das redes 802.3 • Operações internas • Formato das tramas • Controlo de acesso ao meio • Meio físico partilhado • Confirmação do nível físico (por causa dos erros do meio) • Transmissão inicial a 1Mb/s no nível MAC (/para garantir que todas as estações conseguem receber) • Débito útil muito inferior ao referido na norma. • Comunicação • Modo estruturado versus modo ad-hoc • Point Coordination Function (PCF): Polling realizado pelo AP • Distributed Coordination Function (DCF): semelhante à Ethernet Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

20. Evolução das redes – Ethernet • Modo estruturado • Terminais móveis com interfaces 802.11 • Pontos de Acesso fazem a ligação à rede infra-estrurada. • Topologia em árvore • WiFi – topologias • Modo ad-hoc • Nós com interfaces 802.11 • Nós são simultâneamente terminais móveis e encaminhadores. • Topologia variável, de elevado dinamismo. Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

21. Resumo da aula • Tecnologias de rede • Tipos de rede • Cablagem • Evolução das Redes Locais • Tecnologia Ethernet • Outras... Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos