Redes de Computadores

1. Redes de Computadores

2. Transmissão sem Fios(Wireless, rádio, bluetooth, infravermelhos) • Wireless: • Comunicação wireless refere-se a comunicação sem fios e usa ondas electromagnéticas como meio de propagação para estabelecer a comunicação entre dois pontos ou dispositivos. • Bluetooth: • Bluetooth é uma tecnologia de baixo custo para a comunicação sem fio entre dispositivos electrónicos a curtas distâncias. • Ondas de rádio: • são radiações electromagnéticas com comprimento de onda maior e frequência menor do que a radiação infravermelha. A frequência das ondas de rádio chama-se radiofrequência (RF). Estas ondas são usadas para a comunicação em rádios amadores, radiodifusão, telemóveis. • Infravermelhos: • Os infravermelhos são utilizados para comunicação a curta distância entre computadores e periféricos. Os aparelhos que utilizam este tipo de comunicação cumprem geralmente um padrão publicado pela Infrared Data Association. A luz utilizada na fibras óptica é geralmente do tipo infravermelho.

3. Tipos de rede • Lan: • LAN (Local Area Network ) são redes utilizadas para comunicar computadores e perifercos entre si, com a finalidade de troca de dados. Estas redes não ultrapassam uma area de 10km, visto que, fisicamente, quanto maior a distância de um nó da rede ao outro, maior a taxa de erros que ocorrerão devido à degradação do sinal. • Componentes de uma LAN: • Servidores • Estações • Sistema operacional de rede • Meios de transporte • Dispositivos de redes • Protocolos de comunicação

4. Tipos de rede • Wan: • Wan (Wide Area Network) e uma rede de computadores que estao ligados entre si numa área alargada, que abrange uma grande área geográfica, com frequência um país ou continente. • Campus: • CAN (Campus Area Network) é uma rede que usa ligações entre computadores localizados em edifícios ou prédios diferentes, e utilizada muitas vezes em universidades ou em complexos industriais. • Man: • Man (Metropolitan Area Network) é uma rede de computadores que abrange uma cidade. O exemplo mais conhecido de uma MAN é a rede de televisão a cabo disponível em muitas cidades.

5. Exemplos de redes Europa: -Wan Escola: -Lan Portugal: -Man Edifico3 Edificio1 Edificio2 Campus

6. Tipologia • Rede em barramento: • No modelo de conexão denominado rede em bus, também conhecido como barramento, 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 a transmitir 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.

7. Tipologia • Tipologia em Arvore: • Tipologia em árvore é uma caracterização física de um objecto, que, pela sua configuração, se assemelha a uma árvore, no sentido em que as suas ramificações tendem a convergir para uma raiz, ou uma origem.

8. Tipologia • Tipologia em Estrela: • Estrela é nome de uma tipologia de rede de computadores. Pode-se formar redes com topologia estrela interligando computadores através de hubs, switches ou qualquer outro concentrador/comutador. Diz-se que uma rede tem tipologia estrela quando um computador se conecta a outro apenas através de um equipamento central concentrador, sem nenhuma ligação directa, nem através de outro computador.

9. Tipologias • Tipologia em anel: • A tipologia de rede em anel consiste em estações conectadas através de um circuito fechado, em série, formando um circuito fechado. O anel não interliga as estações directamente, mas consiste de uma série de repetidores ligados por um meio físico, sendo cada estação ligada a estes repetidores. Redes em anel são capazes de transmitir e receber dados em qualquer direcção. As configurações mais usuais são unidireccionais. Uma desvantagem é que se, por acaso apenas uma das máquinas falhar, toda a rede pode ser comprometida.

10. Tipologia • Rede ponto-a-ponto: • É um tipo de configuração física de enlaces de comunicação de dados, onde existem apenas dois pontos de dispositivos de comunicação em cada uma das extremidades dos enlaces. Geralmente é utilizado cabos Coaxiais para realizar essas conexões. Em redes locais por exemplo, todos os computadores estão conectado um a um, sendo que um cabo entra em um computador de um lado e sai de outro através de um conector de rede coaxial. As informações correm a rede toda de sua origem até seu destino, ou seja, ela não vai directamente de um ponto a outro. A grande desvantagem dessa rede é que, se um cabo se desconectada por algum motivo, a rede toda cai.

11. Modelação • Modelação por Amplitude: • A modulação faz com que as ondas variem em amplitude: ou seja, uma amplitude codifica um sinal ex. o bit um) e a outra amplitude codifica o outro sinal (ex. o bit zero). • Modelação por Frequência: • Esta técnica de modulação faz com que as ondas variem em frequência, ou o numero de ciclos por segundo (Hz), uma frequência codifica um sinal e a outra frequência codifica o outro.

12. Modelação • Modelação por Fase: • Com este método faz-se variar a fase das ondas, as variações podem ser múltiplas e cada variação de fase de uma onda pode codificar vários sinais (bits).

13. Sinais • Sinal Digital: • sinal com valores discretos (descontínuos) no tempo e amplitude. Isso significa que um sinal digital só é definido para determinados instantes de tempo, e o conjunto de valores que podem assumir é finito. • Sinal analógico: • sinal contínuo que varia em função do tempo. Para entender o termo analógico, é útil contrariar com o termo digital, ou seja, na electrónica digital, a informação foi convertida para bits, enquanto na electrónica analógica a informação é tratada sem essa conversão.

14. Sinais • Taxa de Transmissão: • A taxa de transmissão de um canal ou meio físico é a quantidade de bis que a esse meio consegue transmitir por segundo. Esta taxa pode ser expressa em bits por segundo - bps bits per second) - ou Kylobits, Megabits ou Gigabits por segundo. As taxas de transmissão entre dois computadores dependem de vários factores, tais como: - as características dos cabos utilizados; - a quantidade de tráfego de mensagens provenientes dos vários nós da rede; - a utilização de largura de banda para transmissão de um só ou vários fluxos de mensagens ao mesmo tempo (multiplexação); - as taxas máximas de transmissão dos modems ou outros dispositivos de comunicação; etc.

15. Sinais • Largura da banda: • A largura de banda de um cabo ou canal de transmissão de dados é a diferença da amplitude entre as frequências mais alta e mais baixa útil desse canal. As frequências são expressas em hertz, ou seja, número de ciclos por segundo. A uma maior largura de banda de um canal de transmissão corresponderá a uma maior capacidade de transmissão de informação. Na qual, a maior capacidade de transmissão pode traduzir-se em taxas de transmissão mais elevada ou na possibilidade de ser desdobrada em vários fluxos de mensagens ao mesmo tempo.

16. Baseband e Broadband • Transmissão em Baseband: • É uma transmissão em que o sinal utiliza toda a largura de banda do canal para uma única transmissão. • Transmissão em Broadband: • É uma transmissão em que a largura de banda pode ser utilizada para várias transmissões em simultâneo (multiplexação).

17. Síncronas e Assíncronas • Síncrona: • Uma transmissão é síncrona quando, no dispositivo receptor, é activado um mecanismo de sincronização relativamente ao fluxo de dados proveniente do emissor. Este mecanismo de sincronização é um relógio (clock) interno no dispositivo de recepção (por exemplo, modem) e determina de quantas em quantas unidades de tempo é que o fluxo de bits recebidos deve ser segmentado, de modo a que casa segmento assuma o mesmo tamanho e formato com que foi emitido. • Assíncrona: • Uma transmissão assíncrona quando não é estabelecido, no receptor, nenhum mecanismo de sincronização relativamente ao emissor e, portanto, as sequências de bits emitidos têm de conter em si uma indicação de inicio e do fim de cada agrupamento; neste caso, o intervalo de tempo entre cada agrupamento de bits transmitidos pode variar constantemente (pois não há mecanismo que imponha sincronismo) e a leitura dos dados terá de ser  feita pelo receptor com base unicamente nas próprias sequências dos bits recebidos.

18. Tipos de transmissões • Simplex: • A comunicação e feita apenas para um lado. • Half-Duplex: • A comunicação e feita para os dois lados, mas não em simultâneo. • Full-Duplex: • A comunicação e feita para os dois lados em simultâneo.

19. Normas • IEEE 802.11- Especificações desenvolvidas pelo comité 802.11 do Instituto of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) que estabelece padrões para redes Ethernet sem fio. Essas especificações definem a interface entre clientes wireless e estações-base ou pontos de acesso que estão fisicamente conectados a redes cabeadas. • 802.11b – Padrão original de redes sem fio definido pelo IEEE. É o mais lento de todos, com transmissão de 11 megabits por segundo. Adaptadores compatíveis com 802.11b dão acesso a hotspots públicos. • 802.11g – Padrão Wi-Fi com velocidade similar ao 802.11a (54 Mbps). É compatível com redes 802.11b. • 802.11i – Actualização de segurança do padrão 802.11. Conta com o novo protocolo AES (Advanced Encryption System), que oferece maior protecção que o WPA. • 802.11n – Grupo do comité IEEE 802.11 que trabalha na definição de um padrão com taxa de transferência em redes sem fio de pelo menos 100 Mbps, mas com o objectivo de atingir até 540 Mpbs. O plano do grupo é ratificar o padrão em 2007.

20. Protocolo x.25 • O protocolo X.25 permite o acesso a redes públicas ou privadas operando com a comutação de pacotes sendo orientado a bit. A transmissão de dados ocorre entre o terminal cliente denominado de Data Terminal Equipment (DTE) e um equipamento de rede denominado Data Circuit Terminating Equipment (DCE). A transmissão dos pacotes de dados é realizada através de um serviço orientado a conexão (a origem manda uma mensagem ao destino pedindo a conexão antes de enviar os pacotes), garantindo assim a entrega dos dados na ordem correcta, sem perdas ou duplicações. O X.25 trabalha com três camadas do modelo OSI: Camada Física: define as características mecânicas e eléctricas da interface do Terminal e da Rede. A transmissão é feita de modo síncrono e full duplex. Camada de Enlace: responsável por iniciar, verificar e encerrar a transmissão dos dados na ligação física entre o DTE e o DCE. Responsável pelo sincronismo, detecção e correcção de erros durante a transmissão. Camada de Rede: responsável pelo empacotamento dos dados. Define se a transmissão será realizada por Circuito Virtual (conexões temporárias, estabelecidas somente no momento da comunicação) ou por Circuito Virtual Permanente (conexões permanentes, não existe a necessidade de realizar uma chamada para estabelecer conexão).

21. FDDI • FDDI: • estabelecido pelo ANSI em 1987. Este abrange o nível físico e de ligação de dados (as primeiras duas camadas do modelo OSI). • A expansão de redes de âmbito mais alargado, designadamente redes do tipo MAN, são algumas das possibilidades do FDDI, tal como pode servir de base à interligação de redes locais, como nas redes de campus. • As redes FDDI adoptam uma tecnologia de transmissão idêntica às das redes em Anel, mas utilizando, vulgarmente, cabos de fibra óptica, o que lhes concede capacidades de transmissão muito elevadas (na casa dos 100 Mbps ou mais) e a oportunidade de se alargarem a distâncias de até 100 Km. • Estas particularidades tornam esse padrão bastante indicado para a interligação de redes através de um backbone – nesse caso, o backbone deste tipo de redes é justamente o cabo de fibra óptica duplo, com configuração em anel FDDI, ao qual se ligam as sub-redes. FDDI utiliza uma arquitectura em anel duplo.

22. Comutação de pacotes • A comutação de pacotes é a comunicação de dados em que pacotes (unidade de transferência de informação) são individualmente encaminhados entre nós da rede através de ligações de dados tipicamente partilhadas por outros nós. Este contrasta com o paradigma rival, a comutação de circuitos, que estabelece uma ligação virtual entre ambos nós para seu uso exclusivo durante a transmissão (mesmo quando não há nada a transmitir). A comutação de pacotes é utilizada para optimizar a largura de banda da rede, minimizar a latência (i.e., o tempo que o pacote demora a atravessar a rede) e aumentar a robustez da comunicação. • A comutação de pacotes é mais complexa, apresentando maior variação na qualidade de serviço, introduzindo jitter e atrasos vários; porém, utiliza melhor os recursos da rede, uma vez que são utilizadas técnicas de multiplexagem temporal estatística.

23. ISDN/RDIS • RDIS/ISD: • usa o sistema telefónico comum. O ISDN já existe a algum tempo, sendo consolidado nos anos de 1984 e 1986, sendo umas das pioneiras na tecnologia xDSL. • A conexão pode ser realizada até uma taxa de 128Kbps, através de duas linhas de até 64 Kbps, que são usadas tanto para conexão com a Internet quanto para chamadas telefónicas de voz normais. É possível efectuar a conexão em apenas 64Kbps e deixando a outra linha disponível para chamadas de voz. Caso esteja conectado a 128 Kbps, ou seja, usando as duas linhas, não será possível realizar ou receber chamadas telefónicas. É possível também fazer duas chamadas telefónicas simultâneas, cada uma usando uma linha de 64 Kbps. • Esta taxa 128Kbps ocorre pelo fato da comunicação com a central telefónica ocorra de forma digital em todo o percurso, ao invés de forma analógica. Isto é explicado da seguinte forma: a largura de banda de uma linha analógica comum é de 4KHz, e em uma linha ISDN este valor é de 128Kbps, fazendo com que os 4KHz de sinal não existam mais, pois a linha conectada com a central de telefonia não trabalha com sinais analógicos.

24. Modelo OSI • 1 – Camada Física: • Constitui a interface com o meio físico de comunicação. Define a representação lógica da informação (como se transformam fisicamente os bits em tensões ou feixes de luz, por exemplo). • 2 – Camada de Ligação de Dados: • Garante a comunicação num dado troço de rede, fornecendo mecanismos locais de controlo quer do fluxo de informação, quer de eventuais erros. • 3 – Camada de Rede: • Garante a interligação entre quaisquer sistemas terminais, independentemente da sua localização, tipologia e número. Encaminha a informação através da rede, com recurso a mecanismos e protocolos de routing. • 4 – Camada de Transporte: • Garante a comunicação com fidelidade entre os terminais extremos, assegurando a independência face ás sub-redes, através do recurso a mecanismos de detecção e recuperação de erros, bem como ao controlo de fluxo e sequência. • 5 – Camada de Sessão: • Define os mecanismos de controlo e sincronização de diálogo entre sistemas, permitindo ainda estabelecer pontos de recuperação do fluxo de dados. • 6 – Camada de Apresentação: • Permite uma representação de dados perceptível por todos os sistemas envolvidos, ou seja, possibilita que dois sistemas heterogéneos comuniquem através de uma representação comum da informação, o que exige uma sintaxe comum, tal como é fornecido nesta camada. • 7 – Camada de Aplicação: • Fornece mecanismos de comunicação de alto nível, orientado para as aplicações e processos do utilizador.

25. Exemplo da Comunicação

26. Modelo OSI • Meios de transferência: • Protocolo OSI: