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Introdução. Tecnologias de LAN e topologias de rede. Introdução. A maioria das redes de computadores são locais. E são projetadas para compartilhar um meio comum de comunicação de dados. Introdução. Comunicação direta: ponto a ponto: Também conhecido como rede de malha (mesh network).

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introdu o

Introdução

Tecnologias de LAN e topologias de rede

introdu o1
Introdução
  • A maioria das redes de computadores são locais.
  • E são projetadas para compartilhar um meio comum de comunicação de dados.
introdu o2
Introdução
  • Comunicação direta: ponto a ponto:
    • Também conhecido como rede de malha (mesh network).
    • Tem três propriedades interessantes:
      • Pode usar hardware diferentes para cada transmissão;
      • Tem acesso exclusivo sobre o canal;
      • Apresentam um modo seguro para transf. de dados.
rede ponto a ponto
Rede ponto a ponto
  • Conexões independentes ponto a ponto:
rede ponto a ponto1
Rede ponto a ponto
  • Desvantagem:
    • O número de conexões ou pares de fios, cresce exponencialmente:
      • Conexões diretas necessárias = (N2-N)/2, onde N é o n. De computadores.
padr es
Padrões
  • No final dos anos 60 e início dos anos 70, foram inventadas as chamadas rede locais para substituir as caras redes ponto a ponto.
  • Essa tecnologia permitia que diversos computadores compartilhassem um meio de comunicação para conexões locais.
  • Se tornou uma tecnologia popular: baixo custo.
padroniza o
Padronização
  • A tecnologia das LANs só foi possível se desenvolver graças aos princípios de referência apresentada abaixo:
    • O princípio da localidade temporal de referência - diz que um computador tenderá a se comunicar com o mesmo conjunto de computadores;
    • O princípio da localidade física de referência - diz que os computadores próximos tendem a se comunicar mais uns com os outros.
topologias de lan
Topologias de LAN
  • As LANs utilizam diferentes tecnologias e elas são classificadas em termos de topologias.
  • Existem três grandes categorias ou topologias utilizadas na tecnologia LAN:
      • Estrela;
      • Anel;
      • Barramento.
topologias de uma lan
Topologias de uma LAN
  • Topologia de estrela.
    • Todos os computadores se prendem a um computador central.
topologias de uma lan1
Topologias de uma LAN
  • Topologia em anel
    • São projetados para formar um loop fechado;
    • Um cabo conecta a um computador ao outro, depois outro cabo conecta o último computador ao computador seguinte.
topologias de uma lan2
Topologias de uma LAN
  • Consiste em um único cabo longo ao qual os computadores se acoplam.
  • Qualquer computador pode se comunicar com qualquer outro computador.
  • É necessário uma coordenação.
topologias de uma lan3
Topologias de uma LAN
  • Cada topologia tem vantagens e desvantagens:
      • As topologias em anel têm a facilidade para coordenarem o acesso, porém um cabo cortado derrubaria toda a rede;
      • Uma topologia baseada em estrela não tem a fragilidade de um cabo cortado;
      • A topologia em barramento têm a mesma desvantagem de uma rede em anel, porém exige menos fios que uma estrela.
exemplo de rede de barramento
Exemplo de rede de Barramento
  • O padrão Ethernet foi inventado pela corporação Xerox no início dos anos 70. Com apoio da Digital Equipament e da Intel, formaram um padrão chamado DIX Ethernet.
  • A IEEE controla os padrões Ethernet.
padr es ethernet
Padrões Ethernet
  • Versões atuais operam em três diferentes larguras de banda:
    • 10mbit/s (padrão original);
    • 100mbit/s (Fast Ethernet);
    • 1gbits/s (Gigabit Ethernet).
exemplo de rede de barramento1
Exemplo de rede de Barramento
  • Funcionamento:
    • O acesso é compartilhado, mas apenas um computador pode transmitir em um dado instante no meio, enquanto que os demais computadores deverão a vez para ter acesso;
    • Nesta topologia, múltiplos computadores podem estar conectados ao barramento.
o uso da t cnica csma
O uso da técnica CSMA
  • Detecção de portadora em redes de acesso múltiplo.

O CSMA - Carry Sense on Multi-Access Networks - é o mecanismo usado para coordenar a transmissão numa rede Ethernet.

O padrão Ethernet não tem uma central capaz de coordenar os acessos de cada computador no meio.

Ao invés disso, cada computador participa de um esquema chamado CSMA para ter o acesso no meio. A idéia é simples. Antes de falar, cada computador verifica se já existe algum sinal no cabo (meio), se houver, significa que o meio está em uso e portanto ele deve aguardar.

csma cd
CSMA/CD
  • A técnica CSMA apenas detecta se o meio já está em uso, e evita que se interrompa uma comunicação em andamento por outro computador.
  • O que ocorre se dois computadores decidem transmitir no mesmo instante?
csma cd1
CSMA/CD
  • O padrão Ethernet especifica também uma técnica para detectar colisões - (collision detection - CD).
  • Colisões são na verdade interferências que ocorrem quando dois computadores estão transmitindo ao mesmo tempo.
  • A técnica CSMA/CD também permite recuperar a transmissão de dados.
csma cd2
CSMA/CD
  • Na ocorrência de uma interferência, cada computador aguarda até que o meio fique silencioso para iniciar novamente a transmissão. Cada computador espera um intervalo de tempo aleatório entre 0 e D para iniciar.
  • Se as colisões continuarem, o intervalo de tempo aumentará na proporção exponencial binário. Ex: 2D,4D,8D...
  • Está técnica de atraso é também chamada de Backoff.
lans sem fio
LANs sem fio
  • As LANs (Ethernet) sem fios utilizam uma técnica variante chamada CSMA/CA.
  • Operam em 900mhz com taxa de transmissão de 2mbs.
  • O funcionamento é diferente porque:
    • Um computador não pode presumir que uma ausência de sinal signifique que o canal está livre;
    • O sinal é de baixa potência e pode sofrer bloqueio de sinal.
colis o em redes sem fio
Colisão em redes sem fio
  • Computador 1 pode enviar um pacote para o computador 2, mas o computador 3 não pode ouvir e portanto poderia tentar enviar algo para o computador 2 também.
csma ca
CSMA/CA
  • As LANs sem fio utilizam um esquema diferentes chamado CSMA/CA - Carry Senser Multiple Access with Collision Avoidance.
    • Consiste em transmitir um pequeno pacote de controle ao receptor. Sua confirmação assegura que o transmissor poderá transmitir para o outro computador;
    • Mesmo que dois computadores comecem a transmitir, cada um, um pacote de controle simultaneamente, o CSMA/CA permitirá que o receptor detecte os sinais como uma interferência ou colisão, nesse caso, ambos os transmissores ficarão sem resposta e aguardarão um tempo aleatório antes de tentar iniciar novamente suas transmissões.
exemplo rede em anel
Exemplo rede em anel
  • O modelo IBM Token Ring:
    • Cada computador tem um cabo que interliga ao outro computador. As conexões formam um circulo fechado;
    • Tem um esquema especial de coordenação chamado token para dar acesso ao meio;
    • Somente um computador por vez te acesso ao meio, mas de forma justa.
exemplo rede em anel1
Exemplo rede em anel
  • O token é um padrão diferentes de bits que o hardware gera automaticamente e passa de computador para outro computador de forma única;
  • Um computador só tem direito de transmitir dados quando tiver o token;
  • Os erros podem ser verificados pela comparação dos bits recebidos e transmitidos no anel.
exemplo de redes em anel
Exemplo de redes em anel
  • Anel FDDI.
    • Utiliza dois cabos de fibra de vidros;
    • Tem redundâncias as falhas.
exemplo de redes em estrela
Exemplo de redes em estrela
  • Inventadas pelas companias telefonicas, as redes ATMs permitem altas taxas de transmissão de dados.
  • O elemento principal desta tecnologia é o switch ATM que permite interconectar diversos computadores.
exemplo de redes em estrela1
Exemplo de redes em estrela
  • Uma conexão com um computador consistem em um par de fios de fibra de vidro.
  • Atingem velocidades de pelo menos 155 Mbps.
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