Introdução à Tecnologia de redes

1. Introdução à Tecnologia de redes

2. Capítulo 1 O que é uma Rede de Computadores?

3. O que é uma rede de Computadores? Capítulo 1 Uma Rede provê o compartilhamento de informações e recursos. Trabalhar em um ambiente de rede permite que pessoas ou grupos compartilhem estas informações e recursos. Vantagens: 1. Distribuição geográfica de computadores e dispositivos; 2. Redução de Custos (quando comparamos com soluções anteriores); 3. Flexibilidade de Configuração 4. Simplicidade (usuários de computadores pessoais têm facilidades de migração para um ambiente de rede);

4. Modelos de computação • Computação centralizada; • Computação distribuída (recursos distribuídos) • Rede colaborativa (processamento distribuído).

5. Rede corporativa Típica As redes de computadores foram criadas para interligar computadores de uso pessoal, e acabaram substituindo os mesmos, devido às vantagens vistas anteriormente. Até então, os computadores pessoais eram vistos com reservas pelos profissionais da área. Atualmente uma rede corporativa pode ser composta por várias redes interligadas.

6. A comunicação entre os dispositivos de diferentes especificações e características em uma única rede só é possível por conta dos padrões de rede que garantem a interoperabilidade. Estes padrões baseiam-se em modelos de referência em camadas, sendo que o mais conhecido é o modelo (Open Systems Interconnection), que possui camadas.

7. Computação Centralizada Basicamente, os mainframes também eram usados para armazenar, organizar e processar dados. No entanto, trata-se de um único processador, que na época era compartilhado por diversos usuários, através do acesso via “terminais” locais ou remotos. O mainframe divide sua capacidade de processamento entre as aplicações executadas pelos diversos terminais (time sharing). Mainframes Estações de Trabalho Impressora

8. Mainframe Token Ring Estação de Trabalho Servidor Hub Ethernet Roteador Servidor Computação Distribuída Em vez de centralizar todo o processamento em um único mainframe, a computação distribuída utiliza vários computadores menores para obter os mesmos resultados.

9. Rede Colaborativa O modelo de Rede Colaborativa considera o processamento distribuído entre os computadores de toda a rede. Ou seja, ocorre o compartilhamento da capacidade de processamento. Poucos ambientes hoje podem ser citados como exemplos de ambientes de Rede Colaborativa. Mainframes Switch Roteador Estações de Trabalho Servidores

10. O avanço das Redes Atualmente, as redes de computadores incluem diversos tipos de dispositivos e computadores, executando diversos sistemas operacionais associados às mais diversas aplicações, que não se limitam mais ao mero armazenamento, organização e processamento de dados. Uma rede típica pode incluir dispositivos como telefones IP, câmeras de vídeo, sistemas de vídeo-conferência, sensores e dispositivos industriais etc.

11. O avanço das Redes • Rede Local (LAN). • Rede Metropolitana (MAN). • Rede de longo alcance (WAN).

12. LAN (Local Area Network) Uma rede local (LAN) refere-se a um ambiente que normalmente encontra-se distribuído nos limites de uma organização. Os limites de abrangência geográfica são muito variáveis, a depender dos meios físicos e equipamentos utilizados. Tipicamente, utiliza meios de propriedade da organização, e, também graças a isto, oferece elevada performance para suas aplicações.

13. LAN (Local Area Network) • As principais características de uma LAN são: • Perímetro normalmente associado aos limites da organização atendida; • Performance elevada; • Taxas de erros extremamente baixas; • Compartilhamento de recursos de hardware e software; • Meios físicos de propriedade da organização atendida;

14. LAN (Local Area Network)

15. Equipamentos Utilizados em Redes • Os principais equipamentos de comunicação utilizados em uma rede local são: • Hubs • Bridges • Switches • Roteadores

16. Redes MAN (Metropolitan Area Network) • As redes MAN, por definição, estão distribuídas dentro de uma área metropolitana (cidade), com distâncias que podem chegar a dezenas de quilômetros; • Normalmente envolvem a utilização de serviços oferecidos por empresas públicas de telecomunicações, porém oferecem performance compatível com as redes locais; • Os meios de transmissão normalmente utilizados são a fibra óptica e, em alguns casos, padrões wireless, como o Wi-Max (IEEE802.16).

17. Redes WAN (Wide Area Network) Por definição: Uma WAN é uma rede que conecta redes de diferentes localidades, tipicamente utilizando meios físicos de operadoras de telecomunicações. Uma WAN pode envolver enormes distâncias, provendo conectividade até internacional, ou podem ser implementadas devido a limitações geográficas/físicas ou operacionais, que impedem o uso de meios físicos proprietários.

18. Redes WAN(Wide Area Network) • As principais características de uma WAN são: • Não há limite de perímetro; • Performance normalmente limitada devido ao custo; • Utilizam meios físicos de propriedade de operadoras de telecomunicações; • Tipicamente baseadas em canais de alta performance, porém esta é dividida entre os diversos usuários; • Tipicamente utilizam protocolos específicos para WAN.

19. Redes WAN (Wide Area Network) Os principais equipamentos de comunicação utilizados em uma rede WAN são: Modems; Roteadores; Servidores de comunicação.

20. Redes WAN (Wide Area Network) • Institutos Normativos: • ITU-T - lnternational Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector; • ISO - International Organization for Standardization; • IETF - lnternet Engineering Task Force; • EIA - Electronic lndustries Association; • TIA - Telecommunications lndustries Association;

21. Protocolos para WAN • • Simple Data Link Control Protocol (SDLC); • • High-Level Data Link Control (HDLC); • Serial Line Interface Protocol (SLIP); • Point-to-Point Protocol (PPP); • • Frame Relay; • • Link Access Procedure Balanced (LAPB); • • Link Access Procedure D-channel (LAPD); • • Link Access Procedure Frame (LAPF).

22. Tecnologias WAN • Serviços Comutados por Circuito: • • POTS (Plain Old Telephone Service): • É um modelo de rede de comunicações de longa distância incrivelmente confiável e fácil de usar; • O meio típico de transmissão é o fio de cobre de par trançado; • Utilizado nas conexões discadas.

23. Tecnologias WAN • Serviços Comutados por Circuito: • • Narrowband ISDN (Integrated Services Digital Network) • Tecnologia historicamente importante, versátil e difundida; • Foi o primeiro serviço dial-up totalmente digital; • Custo moderado (tipicamente baseado em modelo similar à telefonia) • Largura de banda típica de 128 kbps para BRI (Basic Rate Interface) e de aproximadamente 3 Mbps para PRI (Primary Rate lnterface);

24. Tecnologias WAN • Serviços comutados por pacotes: • X25; • Frame Relay. • Serviços comutados por células: • ATM (Asynchronous Transfer Mode); • SMDS (Switched Multimegabit Data Service)

25. Redes WAN(Wide Area Network) • Outros canais WAN típicos: • T1,T3 e E1,E3 • xDSL (Digital Subscriber Line e família) • SONET (Synchronous Optical Network) • Modems dial-up (analógico comutado); • Cable Modems (analógico compartilhado); • Wireless (terrestre e satélites)

26. Capítulo 2 O Modelo OSI (Open System Interconnection)

27. Uma rede tipicamente envolve 3 partes: Dois ou mais dispositivos que se comunicam; Um canal de comunicação entre os dispositivos Cabo elétrico (metálico), ótica (fibra ótica) ou wireless; Protocolos de comunicação O modelo OSI surgiu para padronizar os protocolos Modelo OSI (Open System Interconnection)

28. Os protocolos existem para atender a aplicações, oferecendo serviços; Estes serviços normalmente envolvem hardware e software que exercem uma função específica. Modelo OSI (Open System Interconnection)

29. Modelo OSI (Open System Interconnection) • Tipicamente é feita uma distinção entre os seguintes tipos de solicitantes e fornecedores de serviço: • Servidores (Servers) • Clientes (Clients) • Pontos (Peers) Servidor Cliente Ponto - a - Ponto

30. Modelo OSI (Open System Interconnection) • Estas entidades são diferenciadas pelo que podem fazer em uma rede: • Os servidores tipicamente apenas fornecem serviços; • O clientes tipicamente solicitam serviços dos servidores; • Os pontos (peers) fazem as duas coisas simultaneamente.

31. Modelo OSI (Open System Interconnection) • Os servidores oferecem seus dados armazenados, sua capacidade de processamento e seus recursos de entrada/saída para os clientes. • Freqüentemente, a maioria das aplicações que fornecem serviços de rede se combinam em um único Network Operating System (NOS) • Os principais serviços oferecidos pelos sistemas operacionais de redes são: • Serviços de arquivo • Serviços de banco de dados • Serviços de impressão • Serviços de mensagem • Serviços de aplicação

32. APLICAÇÃO 7 6 APRESENTAÇÃO SESSÃO 5 4 TRANSPORTE 3 REDE 2 LINK DE DADOS 1 FÍSICA Modelo OSI (Open System Interconnection) As camadas do modelo OSI

33. Camada 1 – Física Esta camada tem por objetivo realizar a transmissão de bits através de um canal de comunicação que conecta dois ou mais equipamentos, através da troca de sinais usando uma interface física, seja ela eletromecânica, optoeletrônica ou de outra natureza.

34. Camada 1 – Física • Nessa camada, são especificadas as características mecânicas, elétricas, físicas e procedurais das interfaces entre os equipamentos e o meio físico de transmissão. • Mecânicas: formato do conector, número de pinos etc • Elétricas: tensão elétrica, corrente etc • Físicas: comprimento de onda, freqüência etc • Procedurais: modo de transmissão (half-duplex, full-duplex etc), entre outras coisas.

35. Camada 2 – Link de Dados (Enlace) • Esta camada tem por objetivo realizar a transferência de dados sobre uma conexão física de maneira confiável. • Ela deve prover funções e procedimentos que permitam ativar, manter e desativar um enlace físico, possuindo mecanismos de detecção e, se aplicável, de correção de erros da camada física.

36. Camada 2 – Link de Dados (Enlace) • As pricipais funções da camada são: • Montagem e delimitação de quadros • Controle de erro • Controle de fluxo

37. Camada 3 – Rede Esta camada tem por objetivo possibilitar a transferência de informações, ou mover dados para localizações específicas entre sistemas finais. Esta função é semelhante àquela que a camada de Enlace ou Link de Dados, realiza através do endereçamento do dispositivo físico.

38. Camada 3 – Rede • As principais funções da camada de rede são: • Roteamento: a função de roteamento permite determinar rotas apropriadas entre endereços de rede. • Multiplexação da conexão de rede: várias conexões de rede podem ser multiplexadas sobre uma única conexão de enlace, a fim deotimizar a utilização desta última;

39. Camada 4 – Transporte A camada de Transporte destina-se a ocultar a complexidade da estrutura da rede de computadores para o processo da camada superior sem se preocupar com quaisquer aspectos relativos ao roteamento de tais unidades de dados através das sub-redes utilizadas, uma vez que tais funções são exercidas pela camada de rede. Ela organiza mensagens de nível mais alto em segmentos e entrega-os, de modo confiável, á Sessão ou processos mais altos da camada.

40. Camada 4 – Transporte • As três principais funções da camada de transporte são: • Endereçamento • Desenvolvimento de segmentos • Serviços de conexão

41. Camada 4 – Transporte • Endereçamento: usa dois métodos de identificação: • Identificador de conexões, usando este identificador, um fornecedorde serviços , como um servidor de impressão, pode se comunicar ao mesmo tempo com mais de um cliente. • Identificador de transações, é semelhante aos identificadores de conexões, mas eles se referem a uma unidade que é menor do que conversação. Uma transação é composta de um pedido e uma resposta.

42. Camada 4 – Transporte • Desenvolvimento de segmentos: • algumas das mensagens geradas pelas entidades da rede são muito grandes para que a camada de Rede e as camadas inferiores as manipulem, esta função da camada realiza a divisão dessas mensagens.

43. Camada 4 – Transporte A camada de Transporte pode combinar várias mensagens pequenas, direcionadas para o mesmo destino, em um segmento de combinação para reduzir o overhead da rede. (Cada uma das mensagens menores é identificada por seu próprio header, que contém um identificador de conexões.) Endereço de rede (Lógico) Endereço de Dispositivo (Físico) Endereço de Serviço Identificador de Conexões Identificador de Conexões

44. Camada 4 – Transporte • Serviço de Conexão:os serviços de conexão da camada de Transporte podem ser necessários para obter conexões ponto-a-ponto confiáveis, mesmo que serviços de conexão de outras camadas sejam fornecidos ou não. • Serviços sem conexões não confirmados • Serviços orientados por conexão • Serviços sem conexões confirmados

45. Camada 5 – Sessão A camada de Sessão facilita a comunicação entre fornecedores e solicitantes de serviços. As sessões de comunicação são controladas através de mecanismos que estabelecem, mantêm, sincronizam e gerenciam o diálogo entre entidades de comunicação, esta camada também ajuda as camadas superiores a identificar e se conectar aos serviços disponíveis na rede.

46. Camada 5 – Sessão • O principal objetivo da camada é de administração da sessão por atender os fornecedores e os solicitantes de serviço estabelecendo e mantendo a comunicação entre os equipamentos interligados. • Na prática, esta função pode ser dividida em três tarefas: • Estabelecimento da Conexão • Transferência de Dados • Liberação da Conexão

47. Camada 5 – Sessão • Estabelecimento da Conexão: • O estabelecimento da conexão inclui todas as subtarefas que devem ser realizadas para que as entidades reconheçam uma às outras e concordem em se comunicar. • Verificar as senhas e os nomes de login do usuário. • Estabelecer os números da identificação da conexão. • Concordar sobre quais serviços são necessários e sua duração. • Determinar em qual entidade começa a conversação. • Coordenar os reconhecimentos dos procedimentos de retransmissão e de numeração.

48. Camada 5 – Sessão • Transferência de Dados: • As tarefas da transferência de dados mantêm a conexão e a comunicação e passam as mensagens entre duas entidades. As subtarefas abaixo são sempre realizadas: • Transferência de dados atual. • Reconhecimento do recebimento de dados (incluindo o não-reconhecimento quando osdados não são recebidos). • Restabelecer comunicações interrompidas.

49. Camada 5 – Sessão Liberação da Conexão: A liberação da conexão é a tarefa de finalizar uma sessão de comunicação. Pode ser feita através de um acordo entre duas entidades, como duas pessoas que dizem "tchau" ao final de uma conversa ao telefone; ou através de uma perda de conexão óbvia, como alguém que, acidentalmente, desliga o telefone.

50. Camada 6 – Apresentação A camada de Apresentação converte os dados para um formato comum (sintaxe de transferência), que possa ser entendido por cada aplicativo da rede e pelos computadores no qual eles são executados. A camada de Apresentação pode também comprimir ou expandir, criptografar ou decodificar dados.