Cap.01 - Conceitos Basicos de Rede 20080125

Cap.01 - Conceitos Basicos de Rede 20080125

Administração e Projeto de Redes

  • Material de apoio

  • Conceitos Básicos de Rede

  • Cap.1

  • 25/01/2008

Esclarecimentos

  • Esse material é de apoio para as aulas da disciplina e não substitui a leitura da bibliografia básica.

  • Os professores da disciplina irão focar alguns dos tópicos da bibliografia assim como poderão adicionar alguns detalhes não presentes na bibliografia, com base em suas experiências profissionais.

  • O conteúdo de slides com o título “Comentário” seguido de um texto, se refere a comentários adicionais ao slide cujo texto indica e tem por objetivo incluir alguma informação adicional aos conteúdo do slide correspondente.

  • Bibliografia básica: KUROSE, James F.; ROSS, Keith. Redes de Computadores e a INTERNET - Uma nova abordagem. Pearson. : , 2001.

Rede de Computadores - Definição

  • Rede de computadores: sistema de comunicação que permite a interconexão de computadores.

  • Componentes do Sistema de comunicação:

    • Meios de transmissão (enlaces físicos).
    • Regras para concretizar a comunicação (protocolos).
  • Parâmetros que permitem diferenciar as redes:

    • Tecnologias dos meios de comunicação.
    • Velocidade de comunicação (taxa de transferência de dados).
    • Taxa de erro característica do meio de transmissão.
    • Cobertura geográfica.

Tipos de Redes

  • Redes locais:

    • LAN – Local Area Network.
  • Redes metropolitanas:

    • MAN – Metropolitan Area Network.
  • Redes de longa distância:

    • WAN – Wide Area Network.

Configurações LAN x MAN x WAN

Características das Redes LAN

  • Alta taxa de Transmissão ( 100 Mbps ou mais ).

  • Baixa taxa de erro.

  • Propriedade privada (confinada dentro dos limites da empresa).

  • Atende área geográfica relativamente pequena (até alguns poucos milhares de metros).

  • Vários tipos de Protocolos de transporte (TCP/IP, NetBEUI e IPX/SPX).

Características das Redes MAN

  • Semelhante à tecnologia LAN, só que cobrem distâncias muito maiores numa região metropolitana.

  • Podem usar propriedade de terceiros (Rede pública de telefonia).

  • MAN surge com o aparecimento do padrão IEEE 802.6 (1981) padrão para transporte de dados em alta velocidade numa região metropolitana.

Características das Redes WAN

  • É uma rede formada para interligação de LANs e MANs localizadas em regiões fisicamente distantes.

  • Taxas de Transmissão iguais ou MENORES que das LAN.

  • Taxas de erro maiores que da LAN.

  • Propriedade Pública / Privada.

  • Acesso Público ( Ex. Internet ).

  • Grande área de cobertura. Podem ser redes nacionais ou internacionais.

  • Usam linhas de transmissão de dados de grandes operadoras de telecomunicações.

Topologias Lógica das Redes Locais

  • Este tipo de topologia descreve como as informações passam entre os computadores ligados em rede e não a aparência da rede.

  • Para a transmissão de dados em uma rede é necessário:

    • Um endereço que identifique o computador de origem e o computador de destino.
    • Um formato definido do conjunto de dados, também denominado de pacote.
    • É definido um tamanho máximo deste pacote de dados.
    • É definido um método de registrar os pacotes que atingiram seu destino passando pela rede.

Topologia de Barramento Lógico

  • A Ethernet é o exemplo mais conhecido de rede de barramento lógico.

  • Como funciona a topologia de barramento lógico?

    • Cada vez que um computador tenha dados a transmitir para outros computadores, ele transmite estes dados para a rede inteira.
    • Cada computador da rede “ouve” estes dados e verifica se os dados são para eles (pelo campo de endereço de destino):
      • Se forem, estes dados são guardados e tratados.
      • Se não forem, estes dados são desconsiderados.
    • Cada placa Ethernet possui um endereço único que a distingue das demais. Este endereço serve para identificar a placa de origem e a placa de destino.

Comentário: Topologia Lógica Token Ring

  • A rede Token Ring é uma topologia de anel lógico.

  • Para assegurar que somente um computador da rede enviará dados em um determinado instante, é utilizado o pacote de token.

  • Como funciona a topologia de anel lógico?

    • Um pacote de dados ou um pacote token circulam pelo anel lógico.
    • Os computadores da rede que desejam transmitir aguardam a chegada do token e só um computador se apodera do token a cada vez, que lhe dá o direito de transmitir:
      • Se o computador que recebe o token tem informação a transmitir, formata um pacote de dados e o transmite na rede.
      • Se o computador que recebe o token NÃO tem informação a transmitir, transmite o pacote token para o próximo computador na rede.
      • Se nenhum dos outros nós do anel se apoderar do token, ele fica circulando pela rede até que algum computador queira usar seu direito de enviar informações.

Protocolos

  • Definição de Protocolo: é um conjunto de regras e convenções que permitem a troca confiável de informação entre dois ou mais dispositivos de comunicação de dados.

  • Para que os pacotes de dados trafeguem de uma origem até um destino, através de uma rede, é importante que todos os dispositivos da rede usem a mesma linguagem, ou mesmo protocolo.

Funções dos protocolos de comunicação de dados

  • Estabelecer as características da interface física e funcional dos sinais digitais: elétricas, mecânicas e funcionais.

  • Estabelecer o código de representação da informação, formatação e velocidade.

  • Estabelecer as regras de controle de endereçamento.

  • Estabelecer os processos de recuperação de erros: perda de informação por erros, congestionamento, interrupção da comunicação.

  • Estabelecer as regras de controle de fluxo e prioridades.

Modelo ISO/OSI: Histórico

  • As LANs eram implementadas por várias empresas sem padronização e não havia compatibilidade entre os equipamentos tornando a comunicação entre eles impossível.

  • Em 1984, um grupo de trabalho da International Organization for Standardization - ISO criou o modelo chamado Open Systems Interconnection - OSI, baseado em camadas, que definiu as bases para a interoperabilidade entre equipamentos de redes de fabricantes diversos.

  • O modelo ISO/OSI somente define as principais funções distribuídas pelos diversos níveis de abstrações, ou seja, as camadas.

  • Um modelo de camadas é muito útil no desenvolvimento de protocolos devido à estruturação que pode ser conseguida.

  • O modelo OSI é composto por 7 camadas que estão divididas em:

    • Camadas Físicas (1 e 2).
    • Camadas Lógicas (3 a 7).

Modelo ISO/OSI: Esquema

Encapsulamento

  • Encapsulamento é o processo no qual uma determinada camada do protocolo “envelopa” as informações recebidas do nível imediatamente superior e adiciona as informações de controle de sua camada (cabeçalho).

  • Na recepção desse pacote, o cabeçalho é analisado pela camada correspondente e caso esteja tudo correto, os dados são repassados à camada superior.

Modelo OSI - Camada 1 – Física

  • Define as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre sistemas finais.

  • Isso é, características como níveis de voltagem, temporização de alterações de voltagem, taxas de dados físicos, distâncias máximas de transmissão, conectores físicos e outros atributos similares são definidas pelas especificações da camada física.

  • Exemplos: cabo UTP, fibra óptica, cabo coaxial, enlace rádio, comunicação wireless, Repetidor.

  • Se você desejar se lembrar da camada 1, pense em sinais e meios de comunicação.

Modelo OSI - Camada 2 – Enlace

  • A camada de enlace garante a integridade dos dados que passam através de um enlace físico.

  • A camada de enlace trata do endereçamento físico dos dispositivos de rede, da topologia de rede, do acesso à rede, da notificação de erro, da entrega ordenada de quadros e do controle de fluxo.

  • Exemplos: endereço de porta MAC / Ethernet, Switch e Bridge.

  • Se você desejar se lembrar da camada 2, pense em quadros e controle de acesso ao meio.

Modelo OSI - Camada 3 – Rede

  • A camada de rede é responsável pelo encaminhamento dos dados através da rede.

  • A função da camada de rede é encontrar o melhor caminho através da rede.

  • O esquema de endereçamento da camada de rede é usado pelos dispositivos para determinar o destino dos dados à medida que eles se movem pela rede.

  • Exemplos: endereço IP, Roteador.

  • Se você desejar se lembrar da camada 3, pense em viagem dos pacotes através da rede.

Modelo OSI - Camada 4 – Transporte

  • A camada de transporte fornece o transporte confiável dos dados fim-a-fim (host-a-host).

  • Transmissão: A camada de transporte segmenta os dados do sistema host que está enviando os dados.

  • Recepção: A camada de transporte reagrupa os dados segmentados na transmissão e entrega ao sistema host que está recebendo.

  • Exemplo: protocolo TCP, nº da porta TCP ou UDP.

  • Se você desejar se lembrar da camada 4, pense em qualidade de serviços e confiabilidade fim-a-fim.

Modelo OSI - Camada 5 – Sessão

  • A camada de sessão estabelece, gerencia e termina as sessões entre os aplicativos.

  • Gerenciar o diálogo fim-a-fim dos processos entre dois hosts (programas que estão rodando em cada um dos computadores que trocam dados).

  • Os pedidos e respostas são coordenados por protocolos implementados na camada de sessão.

  • Se você desejar se lembrar da camada 5, pense em estabelecimento da comunicação entre programas residentes em computadores diferentes.

Modelo OSI - Camada 6 – Apresentação

  • A camada de apresentação assegura que a informação emitida pela camada de aplicação de um sistema seja legível para a camada de aplicação de outro sistema.

  • Converter códigos e/ou caracteres, criptografia, formatação de dados, compressão/ descompressão de dados.

  • Se você desejar se lembrar da camada 6, pense em formato de representação da informação.

Modelo OSI - Camada 7 – Aplicação

  • Exemplo: Transferir arquivos, atualizar/consultar banco de dados, RJE-"Remote Job Entry", operar correio eletrônico (MHS-"Message Handling System"), operar terminal virtual, www, etc.

  • Aplicações TCP/IP:

    • HTTP : hipertexto.
    • SMTP : correio eletrônico.
    • FTP : transferência de arquivos.
    • SNMP : gerenciamento de rede.
  • Se você desejar se lembrar da camada 7, pense em aplicativos/ programas.

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