REDES DE COMPUTADORES
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Redes de Computadores Uma Rede de
computadores ou Network é a maneira de conectar computadores para que eles tenham consciência um do outro e possam compartilhar seus recursos.
Redes de Computadores Interconectar os computadores é sem
dúvida um desafio. O vocabulário de redes locais é repleto de siglas. Os preços podem variar de alguns a milhares de Reais ou Dólares. Os benefícios de se conectar os recursos podem ser grandes, e podem significar um avanço incalculável de benefícios que um micro isolado nunca poderia apresentar.
Permitir o acesso simultâneo a programas e dados importantes.
Permitir às pessoas compartilhar dispositivos periféricos;
Facilitar o processo de realização de cópias de segurança (backup);
Agilizar as comunicações pessoais como por exemplo o correio eletrônico.
Redes de Computadores
LANs Rede de computadores de
qualquer variedade, localizados relativamente perto um do outro (300 metros de cabo).
Garante acesso seguro através das altas taxas de velocidade de transmissão.
LANs Localização limitada a um mesmo
prédio ou a prédios muito próximos Agilidade em manipulação de
dados (EX: Word, Excel, videoconferência).
Compartilhamento grupos de recursos comuns. (EX: impressoras, CD-ROOM, Fax).
WANs Conhecida por rede remota, consiste
normalmente na conexão de duas ou mais LANs, geralmente em uma área geográfica ampla.
Com o aumento da demanda por transmissão de dados à longa distância houve o surgimento de serviços de transmissão de dados (EX. No Brasil TRANSDATA e RENPAC).
WANs As WANS atualmente utilizam as
Fibras Ópticas (Optical Fiber) e transmissão por satélites para a maioria das suas comunicações.
Componetes de uma Rede O universo de componentes que
podem ser utilizados em uma LAN e em uma WAN é bastante vasto.
Alguns dos principais componentes utilizados em um projeto de rede
Placa de rede. Cabos. Conectores.
Placa de Rede Existem basicamente dois tipos
de placas de rede: ISA e PCI A diferença fica por conta da taxa
de transferência máxima que pode ser obtida.
A comunicação em placas de rede ISA chega a somente 10 Mbps.
A comunicação em placas PCI pode atingir até 100 Mbps.
Placa de Rede Placas de Rede on Board,
acopladas a placa mãe, com fucionamento em conjunto da CPU, mais barata no conjunto.
Placas de Rede off Board, vendidas separadamente com processamento próprio e mais cara.
Conectores da Placa de Rede Existem basicamente três tipos de
conectores: Conector RJ-45: Para a conexão de cabos
do tipo par trançado. Conector AUI: Permite a conexão de
transceptores (transceivers), para a utilização de cabo coaxial do tipo grosso (10Base5) ou outras mídias.
Conector BNC: Para a conexão de cabos do tipo coaxial
Cabos para as Rede É necessário utilizar alguma mídia
para conectar os micros em uma rede. A mídia mais utilizada é o cabo. Existem diversos tipos de cabos e os mais conhecidos são:
Cabo Coaxial; Cabo Par Trançado; Cabo de Fibra Ótica
Cabo Coaxial Recomendado para redes pequenas. Atualmente não é muito utilizado. Entre suas desvantagens está o
problema de mau contato nos conectores utilizados, a difícil manipulação do cabo (sendo rígido, dificulta a instalação em ambientes comerciais, por exemplo, passá-lo através de conduítes) e o problema da topologia.
Cabo Coaxial Existem dois tipos básicos de cabo
coaxial: Fino e Grosso. Na hora de comprar cabo coaxial,
você deverá observar a sua impedância. Por exemplo, o cabo coaxial utilizado em sistemas de antena de TV possui impedância de 75 ohms. O cabo coaxial utilizado em redes possui impedância de 50 ohms.
Vantagens e desvantagens do cabo coaxial
Vantagens Desvantagens
Baixo custo de manutenção Limitado em distância e tecnologia
Fácil de instalar e conectar Pouca segurança. Facilmente danificável.
Maior resistência ao ruído e a indução de outros sinais.
Difícil manipulação Maior dificuldade em efetuar mudanças no cabeamento.
Lento para muitos micros
Cabo Par Trançado Esse é o tipo de cabo mais
utilizado atualmente. Existem basicamente dois
tipos de cabo par trançado: Sem blindagem (UTP,
Unshielded Twisted Pair). Com blindagem (STP,
Shielded Twisted Pair).
Cabo Par Trançado
O par trançado só permite a conexão de 2 pontos da rede.
É obrigatório a utilização de um dispositivo concentrador (hub ou switch), o que dá uma maior flexibilidade e segurança à rede.
Cabo Par Trançado A única exceção é na conexão
direta de dois micros usando uma configuração chamada cross-over.
O par trançado é também chamado 10BaseT ou 100BaseT, dependendo da taxa de transferência da rede, se é de 10 Mbps ou 100 Mbps.
Vantagens e desvantagens do cabo par trançado
Vantagens Desvantagens
Tecnologia recente, porém bem assimilada.
Suscetível a ruídos, Interferência eletromagnética.
Fácil instalação
Facilidade em inserir novos dispositivos.
Limitação na largura da banda.
Baixo custo e flexível. Limitações de distância - Cabo curto (máximo de 90 metros)
Interferência Eletromagnética Você deve ter sempre em mente
a existência da interferência eletromagnética em cabos UTP, principalmente se o cabo tiver de passar por fortes campos eletromagnéticos, especialmente motores e quadros de luz.
Interferência Eletromagnética Não se deve passar cabos
UTP muito próximos a geladeiras, condicionadores de ar e quadros de luz.
O campo eletromagnético impedirá um correto funcionamento daquele trecho da rede.
Interferência Eletromagnética É recomendado passar a instalação
lógica e elétrica em conduítes separados com a distância mínima de 15 a 20 cm entre eles.
O par trançado não é recomendado para um parque industrial - onde a interferência é inevitável.
Pinagem Cada trecho de cabo par
trançado utiliza em suas pontas um conector do tipo RJ-45, que justamente possui 8 pinos, um para cada fio do cabo.
Ferramantas e acessórios Existem outros iténs que devem ser
utilizados nos projetos de redes. Alicate. Multi-teste. Tomadas. Capas para conectores. Identificadores. Conduítes.
Cabo Fibra Ótica Duas grandes vantagens: Mídia rápida. Totalmente imune a
interferências eletromagnéticas.
Cabo Fibra Ótica A fibra ótica,
sob o aspecto construtivo, é similar ao cabo coaxial.
Núcleo e a casca são feitos de sílica dopada (uma espécie de vidro) ou até mesmo plástico, da espessura de um fio de cabelo.
Cabo Fibra Ótica No núcleo é injetado um
sinal de luz proveniente de um LED ou laser, modulado pelo sinal transmitido, que percorre a fibra se refletindo na casca.
Cabo Fibra Ótica As fibras podem ser: Multimodo: capacidade de
transmissão da ordem de 100 Mbps a até cerca de 10 km (mais empregadas em redes locais).
Unimodo. Tramissão da ordem de 1 Gbps a uma distância de por volta de 100 km (empregadas em redes de longa distância).
Cabo Fibra Ótica As fibras devem ser
encapsulada em materiais que lhe confiram uma boa proteção mecânica e necessita de equipamentos microscopicamente precisos para sua conectorização, instalação e manutenção.
Vantagens e desvantagens do cabo fibra óticaVantagens Desvantagens
Altas velocidades. Mais cara que os outros tipos de cabo.Difícil de instalar.Não é suscetível a ruídos.
Isolamento elétrico.
O cabo pode ser longo. Quebra com facilidade e Difícil de ser remendado.
Suporta dados, vídeos, imagens e voz - Alta taxa de transferência.
Requer pessoal capacitado para sua instalação e manutenção.
Topologias de Rede A forma com que os cabos são
conectados é denominada de Topologia de Rede.
A Topologia de rede influenciará em diversos pontos considerados críticos, como flexibilidade, velocidade e segurança.
Topologias de Rede Da mesma forma que não
existe "o melhor" computador, não existe "a melhor" topologia. Tudo depende da necessidade e aplicação.
Topologias de Rede 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 a 5 micros.
Topologia Linear Todas as estações compartilham
um mesmo cabo. Utiliza cabo coaxial, que deverá
possuir um terminador resistivo de 50 ohms em cada ponta. conforme ilustra abaixo.
Topologia Linear O tamanho máximo do
trecho da rede está limitado ao limite do cabo.
185 metros no caso do cabo coaxial fino.
Topologia Linear
Estação de trabalho
Estação de trabalho
Estação de trabalho
Servidor
Terminador
Terminador
Conector tipo T
185 metros no máximo
Características Top. Linear 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.
Velocidade de Transmissão Quanto mais estações forem
conectadas ao cabo, mais lenta será a rede, já que haverá um maior número de colisões.
Velocidade Baixa.
Topologia Linear A topologia linear possui alta
instabilidade. Os terminadores resistivos são
conectados às extremidades do cabo e são indispensáveis.
Caso o cabo se desconecte em algum ponto a rede "sai do ar", pois o cabo perderá a sua correta impedância.
Topologia Linear Quando não existe mais o contato
com o terminador resistivo, impedindo que comunicações sejam efetuadas a rede deixa de funcionar.
O cabo coaxial sofre constantemente de problemas de mau-contato.
Segurança na Topologia Linear Na transmissão de um
pacote de dados do servidor de arquivos para uma determinada estação de trabalho, todas as estações recebem esse pacote.
Segurança na Topologia Linear 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.
VANTAGENS DESVANTAGENS
A falha em um computador não afeta a conexão dos outros.
Frágil. Se cabo se desconectar ou se quebra, a rede deixa de funcionar em sua totalidade por perda de impedância.
As conexões da rede são sensíveis e flexíveis
Limitada em comprimento e número de dispositivos conectados.
É uma topologia barata, no tocante a cabos e os vários tipos de conectores.
Difícil de se isolar quando há problemas de cabeamentoDegradação do desempenho da rede com o crescimento de dispositivos conectados.
Topologia em Anel As estações de trabalho
formam um laço fechado. O padrão mais conhecido de topologia em anel é o Token Ring (IEEE 802.5) da IBM.
Topologia em Anel 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.
Vantagens Desvantagens
Se o cabo de conexão a um dispositivo qualquer falha, não afeta a integridade da rede toda ou do anel.
Alto custo em cabeamento e conexões, assim como os concentradores.
Igualdade de acesso a todos os dispositivos
Se o concentrador falhar, todo o anel a ele conectado se rompe.
O desempenho da rede está garantido não importando a quantidade de dispositivos conectados.
Topologia em Estrela Esta é a topologia mais
recomendada atualmente. Nela, todas as estações são
conectadas a um periférico concentrador Hub ou Switch.
Características da Rede em Estrela Ao contrário da topologia
linear onde a rede inteira parava quando um trecho do cabo se rompia, na topologia em estrela apenas a estação conectada pelo cabo pára.
Características da Rede em Estrela Podemos 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.
Concentradores da Rede O funcionamento da
topologia em estrela depende do periférico concentrador utilizado:
Se for um hub ou um switch.
Concentradores da Rede No caso da utilização de um hub, a
topologia fisicamente será em estrela porém 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.
Concentradores da Rede 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.
Concentradores da Rede Na utilização de um switch, a rede
será tanto fisicamente quanto logicamente em estrela.
O switch 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.
Concentradores da Rede 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.
Concentradores da Rede 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.
Topologia Mista ou Híbrida É o conjunto de todas as
anteriores, interligadas em uma mesma rede lógica.
Sua implementação se deve á complexidade da rede, ou seja, ao aumento de dispositivos.
Topologia Mista ou Híbrida Possuem custo mais elevado, devido
a sua manutenção e administração. As estruturas mistas são tipos de
redes que utilizam características dos dois tipos básicos de redes, a ligação ponto-a-ponto e multiponto, para obter redes mais complexas e com maiores recursos.
Repetidores Usado basicamente em redes
de topologia linear, o repetidor permite que a extensão do cabo seja aumentada, criando um novo segmento de rede .
Repetidores O repetidor é apenas uma extensão
(um amplificador de sinais) e não desempenha qualquer função no controle do fluxo de dados.
Todos os pacotes presentes no primeiro segmento serão compulsoriamente replicados para os demais segmentos.
Repetidores Por exemplo, se a estação 1 enviar um
pacote de dados para a estação 2, esse pacote será replicado para todas as máquinas de todos os segmentos da rede.
Em outras palavras, apesar de aumentar a extensão da rede, aumenta também o problema de colisão de dados.
Ponte (Bridge) A ponte é um repetidor inteligente,
pois faz controle de fluxo de dados. A ponte analisa os pacotes
recebidos e verifica qual o destino. Se o destino for o trecho atual da
rede, ela não replica o pacote nos demais trechos, diminuindo a colisão e aumentando a segurança.
Hub (Concentrador) Quando um hub é adquirido,
devemos optar pelo seu número de portas, como 8, 16, 24 ou 32 portas.
Hub (Concentrador) A maioria dos hubs vendidos no
mercado é do tipo "stackable", que permite a conexão de novos hubs diretamente (em geral é necessário o pressionamento de uma chave no hub e a conexão do novo hub é feito em um conector chamado "uplink").
Roteador (Router) O roteador é um periférico
utilizado em redes maiores. Ele decide qual rota um pacote de dados deve tomar para chegar a seu destino.
Roteador (Router) Em uma rede grande existem
diversos trechos. Um pacote de dados não pode
simplesmente ser replicado em todos os trechos até achar o seu destino, como na topologia linear, senão a rede simplesmente não funcionará por excesso de colisões, além de tornar a rede insegura.
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