2ª Aula – 28/08/12 – Redes de Computadores e Telecom

1. 2ª Aula – 28/08/12 – Redes de Computadores e Telecom

2. Revisão - Exercícios • 1- Qual foi a Tecnologia que permitiua popularização das redeslocais? Porque? • 2- Com que Banda a Tecnologia Ethernet começou? Quantasestaçõespoderiaserconectadas e a quedistância? • 3- Quaisoscabosque a conexão Ethernet utilizava no início (velocidadesaté 10Mbps)? E com o aumento de velocidadepara 100Mbps quaissãooscabosutilizados? • 4- Quaisoscabosutilizadosatualemntenaterceirageração da Ethernet? • 5- Quais as principaistecnologias de redeslocais (LAN) queforamcriadas? Delasqual é a maisutilizadaatualmente? Porque? • 6- Como podemosdefinirumaRede? • 7- O que é um PABX? Para que serve ?

3. Evolução das Redes de Telefonia • Até pouco tempo atrás, a Internet rodava em sistemas telefônicos, mas agora, muitos sistemas telefônicos estão rodando na Internet • Durante anos, as empresas transportavam o tráfego de dados em rede de voz. • Durante meados dos anos 90, os avanços na tecnologia tornaram possível o uso dos recursos de rede existentes para reduzir ou eliminar os custos de Telefonia. Muitas empresas passaram a usar Voz sobre IP (VoIP) para integrar a telefonia por computador, videoconferência e compartilhamento de documentos.

4. Transmitindo Dados PelaRede de Telefonia • Sistema Telefônico convencional, é utilizada comunicação analógica. Também conhecido como Rede Telefônica Pública Comutada. • Para transmitirmos dados através desta rede, há a necessidade da utilização de um dispositivo chamado modem. • Qual a função do modem? • Converter os sinais digitais dos computadores, em analógicos,para poderem trafegar nas linhas telefônicas (que são analógicas). • Uma vez que os dados chegam ao seu destino, o modem remoto transforma os sinais analógicos em digitais para que o computador possa entender. • As redes de dados são normalmente baseadas em uma tecnologia denominada Comutação de Pacotes (Redes de Serviço)¸enquanto as redes de telefonia utilizam a Comutação de Circuitos.

5. RedesLocais e de Longa Distância • Para entendermos as tecnologias de rede, primeiro é preciso compreender a terminologia utilizada. As redes de computadores modernas podem ser classificadas em uma de três categorias gerais centradas na estratégia de configuração da conexão e geográfica usada com os dispositivos físicos: • Rede Local (LAN) – Local Area Network • Redes de Longa Distância (WAN) – WideArea Network • Rede Metropolitana (MAN) – MetropolitanAreaNetwork

6. Rede Local (LAN) • Uma LAN possui principalmente as seguintes características: • O equipamento está localizado geograficamente próximo • O equipamento é de propriedade e gerenciado pela empresa (sem serviços alugados) • O equipamento está conectado em alta velocidade

7. Questões • 1- O que significa ter todo o equipamento localizado próximo geograficamente? • Estar tudo em um único gabinete de fiação? • Estar localizado em um único pavimento de um prédio, no prédio inteiro, ou pode estar em dois prédios próximos um do outro? • 2- O que significa que o equipamento seja totalmente possuído e gerenciado pela empresa? • Que switches, roteadores e hubs, fiação física, servidores e estações de trabalho pertencem à empresa e estão sob controle administrativo comum? • Que as mesmas pessoas implementam , gerenciam e mantém todo o equipamento em uma LAN? • 3- O que significa que o equipamento esteja conectado em alta velocidade? • - Que a velocidade de conexão dos computadores é da ordem de 1Gbps?

8. Exemplo de uma Rede LAN

9. Redes de Longa Distância (WAN) • Uma WAN possui principalmente as seguintes características: • - O equipamento está disperso geograficamente • - Os serviços de conexão e, possivelmente o equipamento são alugados de provedores de telecomunicações, como Operadoras de Telecomunicações • - O equipamento roda em velocidades muito mais lentas, em comparação com as LAN’s (dependem da velocidade dos links fornecidos pelas Operadoras de Telecomunicações).

10. Características da WAN • Primeira Característica: Normalmente são utilizadas para conectar várias redes locais de uma mesma empresa que possua matriz e várias filiais dispersas geograficamente. • Segunda Característica: Temos algumas escolhas disponíveis para conectar as redes locais da empresa citada acima. Poderíamos, por exemplo, estender fios particulares entre a matriz e cada filial desta empresa, mas isso seria inviável. Podemos entretanto alugarequipamentos e infraestrutura de transmissão já instalados entre a matriz e as filiais das Operadoras de Telecomunicações que possuem redes especificas para fazer a transmissão dos dados de um local para outro e também equipamentos nas pontas (DCE’s) para alugar. • Terceira Característica: As velocidades de transmissão normalmente fornecidas pelas Operadoras de Telecomunicações são normalmente bem mais lentas que as de uma LAN (variando normalmente de 128Kbps até 2Mbps), podendo entretanto atingir velocidades bem mais altas (em torno de Gbps), porém quanto maior a velocidade maior é o valor a ser pago para as Operadoras de Telecomunicações.

11. Exemplo deRede WAN

12. Redes Metropolitanas (WAN) • Uma rede metropolitana (MetropolitanArea Network – MAN) combina características de LAN’s e WAN’s. • Uma MAN é limitada pela geografia a uma única área metropolitana de uma cidade . Áreas de Acesso e Transporte Locais (Local Access, andTransportAreas – LATA’s), normalmente são usadas para definir os limites da MAN. • Devido ao crescimento das cidades, uma área metropolitana agora pode atravessar múltiplas LATA’s, de modo que sozinha não é suficiente para definir uma MAN.

13. Exemplo de Rede MAN

14. Definições Complementares • PAN - (PersonalArea Network, ou rede pessoal). Uma PAN é uma rede de computadores usada para comunicação entre dispositivos de computador (incluindo telefones e assistentes pessoais digitais) perto de uma pessoa. • VAN - (Vertical Area Network, ou rede de vertical). Uma VAN é usualmente utilizada em redes prediais, vista a necessidade de uma distribuição vertical dos pontos de rede. • CAN - (Campus Area Network, ou rede campus). Uma rede que abrange uma área mais ampla, onde pode-se conter vários prédios dentro de um espaço continuos ligados em rede. • SAN - (StorageArea Network, ou Rede de armazenamento). Uma SAN serve de conexão de dispositivos de armazenamento remoto de computador para os servidores de forma a que os dispositivos aparecem como locais ligados ao sistema operacional.

15. Tipos de Rede • Redes Ponto-a-Ponto - A topologia mais simples é representada por dois computadores conectados entre si, utilizando um meio de transmissão qualquer, sendo chamada então de ligação ponto-a-ponto. • Redes Multiponto - Nessa topologia, ou arquitetura de rede, um ponto central pode estar enviando informações para vários pontos da rede, utilizando um mesmo meio e fazendo derivações ao longo do meio. • Este tipo de ligação pode existir numa arquitetura de redes conectadas a grandes distâncias, as WANs (WideArea Network).

16. Topologia de Redes • Topologia da Rede - É a forma com que os cabos são conectados. Essa forma influenciará em diversos pontos considerados críticos, como flexibilidade, velocidadee segurança. • Da mesma forma que não existe "o melhor" computador, não existe "a melhor" topologia. Tudo depende da necessidade e aplicação. Por exemplo, a topologia em estrela pode ser a melhor na maioria das vezes, porém talvez não seja a mais recomendada quando tivermos uma pequena rede de apenas 3 micros.

17. Topologia Linear (Barramento). • Nesta Topologia todas as estações compartilham um mesmo cabo. • Essa topologia utiliza cabo coaxial. • O tamanho máximo do trecho da rede está limitado ao limite do cabo, 185 metros no caso do cabo coaxial fino • Este limite pode ser aumentado através de um periférico chamado repetidor, que na verdade é um amplificador de sinais.

18. Exemplo de Topologia Linear

19. Características desta Topologia (1 de 2) • As estações são ligadas diretamente à placa de rede, não existindo o pequeno cabo presente na figura. Como todas as estações compartilham um mesmo cabo, somente uma transação pode ser efetuada por vez. • Quando mais de uma estação tenta utilizar o cabo, há uma colisão de dados. Quando isto ocorre, a placa de rede espera um período aleatório de tempo até tentar transmitir o dado novamente. Caso ocorra uma nova colisão a placa de rede espera mais um pouco, até conseguir um espaço de tempo para conseguir transmitir o seu pacote de dados para a estação receptora. A consequência direta desse problema é a velocidade de transmissão. Quanto mais estações forem conectadas ao cabo, mais lenta será a rede, já que haverá um maior número de colisões (lembre-se que sempre em que há uma colisão o micro tem de esperar até conseguir que o cabo esteja livre para uso).

20. Características desta Topologia (2 de 2) • Outro grande problema na utilização da topologia linear é a instabilidade. Caso o cabo se desconecte e m algum ponto, a rede para de funcionar. Como o cabo coaxial é muito sujeito a mau contato, isso é um agravante. • Na transmissão de um pacote de dados do servidor de arquivos para uma determinada estação de trabalho, todas as estações recebem esse pacote. No pacote, além dos dados, há um campo de identificação de endereço, contendo o número de nó de destino. Desta forma, somente a placa de rede da estação de destino captura o pacote de dados do cabo, pois está a ela endereçada. •  Para pequenas redes em escritórios ou mesmo em casa, a topologia linear usando cabo coaxial está de bom tamanho.

21. Topologia em Anel • Na topologia em anel, as estações de trabalho formam um laço fechado, conforme ilustra a Figura 2. O padrão mais conhecido de topologia em anel é o Token Ring (IEEE 802.5) da IBM. • No caso do Token Ring, um pacote (token) fica circulando no anel, pegando dados das máquinas e distribuindo para o destino. Somente um dado pode ser transmitido por vez neste pacote.

22. Topologia em Estrela • Esta é a topologia mais recomendada atualmente. Nela, todas as estações são conectadas a um periférico concentrador (hub ou switch)

23. Características da Topologia Estrela (1 de 2) • Ao contrário da topologia linear (Barramento) onde a rede inteira parava quando um trecho do cabo se rompia, na topologia em estrela apenas a estação conectada pelo cabo pára. • Além disso temos a grande vantagem de podermos aumentar o tamanho da rede sem a necessidade de pará-la. Na topologia linear, quando queremos aumentar o tamanho do cabo necessariamente devemos parar a rede, já que este procedimento envolve a remoção do terminador resistivo.

24. Características da Topologia Estrela (2 de 2) • Ofuncionamento da topologia em estrela depende do periférico concentrador utilizado, se for um hub ou um switch. • Hub - a topologia fisicamente será em estrelaporém logicamente ela continua sendo uma rede de topologia linear. O hub é um periférico que repete para todas as suas portas os pacotes que chegam, assim como ocorre na topologia linear. Em outras palavras, se a estação 1 enviar um pacote de dados para a estação 2, todas as demais estações recebem esse mesmo pacote. Portanto, continua havendo problemas de colisão e disputa para ver qual estação utilizará o meio físico. • Switch- a rede será tanto fisicamente quanto logicamente em estrela. Este periférico tem a capacidade de analisar o cabeçalho de endereçamento dos pacotes de dados, enviando os dados diretamente ao destino, sem replicá-lo desnecessariamente para todas as suas portas. Desta forma, se a estação 1 enviar um pacote de dados para a estação 2, somente esta recebe o pacote de dados. Isso faz com que a rede torne-se mais segura e muito mais rápida, pois praticamente elimina problemas de colisão. • Além disso, duas ou mais transmissões podem ser efetuadas simultaneamente, desde que tenham origem e destinos diferentes, o que não é possível quando utilizamos topologia linear ou topologia em estrela com hub.

25. Características da Topologia Estrela (2 de 2) • Ofuncionamento da topologia em estrela depende do periférico concentrador utilizado, se for um hub ou um switch. • Hub - a topologia fisicamente será em estrelaporém logicamente ela continua sendo uma rede de topologia linear. O hub é um periférico que repete para todas as suas portas os pacotes que chegam, assim como ocorre na topologia linear. Em outras palavras, se a estação 1 enviar um pacote de dados para a estação 2, todas as demais estações recebem esse mesmo pacote. Portanto, continua havendo problemas de colisão e disputa para ver qual estação utilizará o meio físico. • Switch- a rede será tanto fisicamente quanto logicamente em estrela. Este periférico tem a capacidade de analisar o cabeçalho de endereçamento dos pacotes de dados, enviando os dados diretamente ao destino, sem replicá-lo desnecessariamente para todas as suas portas. Desta forma, se a estação 1 enviar um pacote de dados para a estação 2, somente esta recebe o pacote de dados. Isso faz com que a rede torne-se mais segura e muito mais rápida, pois praticamente elimina problemas de colisão. • Além disso, duas ou mais transmissões podem ser efetuadas simultaneamente, desde que tenham origem e destinos diferentes, o que não é possível quando utilizamos topologia linear ou topologia em estrela com hub.