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Redes de Computadores
Conceito: É formada por um conjunto de MPs (Módulos Processadores -> Ex: computadores, impressoras, tablet), capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema de comunicação. [SOARES, 95]
Compartilhamento do acesso a Internet
Compartilhamento de uma impressora
Sistema de Comunicação
Um Sistema de Comunicação constitui-se de um arranjo topológico, interligando várias máquinas através de enlaces físicos e de um conjunto de regras com a finalidade de organizar a comunicação, essas regras são os protocolos.
Topologia
A topologia de uma rede refere-se à forma como os enlaces físicos (meios de transmissão) e nós (computadores) estão organizados, determinando os caminhos físicos existentes.
Os enlaces físicos podem ser : cabling (cabos) ou wireless (sem cabos ou fios).
Topologia
A topologia pode ser : Estrela, Anel e Barramento.
Topologia em Estrela
Vantagem:
• Simplicidade de Implementação
• Baixo Custo
Desvantagem:
• Problema no Hub, a rede toda para (Há Solução?)
Topologia em Anel
Nas redes com a topologia em Anel os nós compartilham o mesmo meio de transmissão, se comunicando através do conceito de redes de difusão (broadcasting). Vantagem: • Direcionamento simples. • Possibilidade de ter dois anéis funcionando ao mesmo
tempo, onde caso exista falha em um, somente ocorrerá uma queda de performance.
Desvantagem: • Quebra do anel (Há Solução?)
Tipos de Comunicação
Tipos de Comunicação
Tipos de Comunicação
Enlaces Físicos – Cabeamento
Os cabos mais utilizados são: par trançado, coaxial e a fibra ótica.
Cabo Coaxial
O cabo coaxial foi o primeiro cabo disponível no mercado, e era o meio de transmissão mais moderno que existia em termos de transporte de dados. Existem quatro tipos:
– Coaxial Fino; Coaxial Grosso; RG-59/U e RG-62/U.
Cabo Coaxial Grosso
O cabo 10Base5 é também chamado de coaxial grosso. O “10” na sigla 10Base5, significa que os cabos podem transmitir dados a uma velocidade de até 10 megabits por segundo, “Base” significa “banda base” modulação digital que carrega sinais binários, no caso o “5” que significa 500 metros o alcance máximo da rede. Essa velocidade de transmissão limitada fez com que este tipo de caso fosse colocado em desuso.
10 megabits/seg Base = Modulação Digital 5 = 500 metros
Cabo Coaxial Fino
Os cabos 10Base2, também chamados de cabos coaxiais finos, ou cabos Thinnet, são os cabos coaxiais usados atualmente em redes Ethernet, e por isso, são os cabos que chamados de “cabos coaxiais de rede”. Seu diâmetro é de apenas 0.18 polegadas, cerca de 4.7 milímetros, o que os torna razoavelmente flexíveis.
Cabo Coaxial Fino O “10” na sigla 10Base2, significa que os cabos podem transmitir dados a uma velocidade de até 10 megabits por segundo, “Base” significa “banda base” modulação digital que carrega sinais binários, no caso o “2” que teoricamente significaria 200 metros, mas que na prática é apenas um arredondamento, pois nos cabos 10Base2 a distância máxima utilizável é de 185 metros. rede.
Cabo par Trançado O cabo par trançado surgiu com a necessidade de se ter cabos mais flexíveis e com maior velocidade de transmissão, ele vem substituindo os cabos coaxiais desde o início da década de 90. Hoje em dia é muito raro alguém ainda utilizar cabos coaxiais em novas instalações de rede. O custo do cabo é mais baixo, e a instalação é mais simples.
Cabo par Trançado
São mais flexíveis e trabalham com maior velocidade de transmissão (10 Mega bits por segundo, 100 Mbps e 1 Gbps - Gigabit Ethernet) . São trançados para evitar interferência do ambiente e de outros pares. Utilizam Hubs ou Switches. São fáceis de instalar. Não oferece nenhuma proteção contra ruídos, através de blindagem.
Cabo Par Trançado
Existem basicamente dois tipos de cabo par trançado. Os Cabos sem blindagem chamados de UTP e os blindados conhecidos como STP (Shielded Twisted Pair).
Cabo Par Trançado
Categorias do Par trançado
Fibra Ótica
Com a migração das tecnologias de rede para padrões de maiores velocidades, o uso de fibras óticas vem ganhando força também nas redes locais. O produto começou a ser fabricado em 1978 e passou a substituir os cabos coaxiais nos Estados Unidos na segunda metade dos anos 80. O físico indiano Narinder Singh Kanpany é o inventor da fibra óptica.
Fibra Ótica • As fibras óticas transmitem informações através de sinais
luminosos, em vez de sinais elétricos.
• É totalmente imune a ruídos, devido não haver ocorrência de interferências eletromagnéticas no tráfego da luz.
• As comunicações são mais rápidas, já que praticamente inexiste a necessidade de retransmissão de dados. Sofre menos os efeitos da atenuação
Componentes da Fibra Ótica
Tipos de Fibra Ótica:
Esta classificação diz respeito a como a luz é transmitida através da fibra
SMF (Single Mode Fiber) – Monomodo
MMF (Multiple Mode Fiber) – Multimodo
Transmissão Multimodo
Na transmissão multimodo a luz reflete mais de uma vez nas paredes da fibra(ricocheteia), com isso a mesma informação chega várias vezes ao destino, defasada da informação original. O receptor possui o trabalho de detectar a informação correta e eliminar os sinais duplicados. Quanto maior o comprimento do cabo, maior esse problema.
Transmissão Monomodo
Na transmissão monomodo a luz não ricocheteia nas paredes e chega diretamente ao receptor. Desta forma se tem um alcance e um desempenho maiores, é muito utilizada em backbones.
Redes Wireless
Uma rede Wireless se refere a uma rede de computadores sem a necessidade do uso de cabos – sejam eles telefônicos, coaxiais ou óticos – sua comunicação é feita por meio de equipamentos que usam radiofrequência, via ondas de rádio ou via infravermelho.
A palavra Wireless provém do inglês: wire (fio, cabo); less (sem); ou seja: sem fios.
Alguns usos da Tecnologia Sem Fio
Tipos de Redes sem Fio Wireless Personal Area Network (WPAN)
Uma WPAN (Wireless Personal Area Network) é um tipo de rede onde vários dispositivos, como celulares, estão conectados a uma rede sem fio disponibilizada em um alcance pequeno, normalmente alguns metros (cerca de dez metros).
A principal tecnologia WPAN é a tecnologia Bluetooth, lançada por Ericsson em 1994.
Tipos de Redes sem Fio Wireless Local Area Network (WLANs)
Sua principal aplicação é em lugares públicos(universidades, aeroportos, shopping, particulares), com o foco de diminuição de custos. O principal problema desse tipo de rede é a frequência, uma vez que operando em 2.4 Ghz (802.11b), pode conduzir a interferência de telefones sem fio.
Tipos de Redes sem Fio Wireless Metropolitan Area Network (WMANs)
Ou rede sem fio metropolitana, são redes de uso corporativo que atravessam cidades e estados.
I.E.E.E. significa Institute of Electrical and Electronic Engineers.
É uma organização profissional sem fins lucrativos, fundada nos Estados Unidos. É a maior (em número de sócios) organização profissional do mundo. O IEEE foi formado em 1963 pela fusão do Instituto de Engenheiros de Rádio (IRE) com o Instituto Americano de Engenheiros Elétricistas (AIEE). O IEEE tem filiais em muitas partes do mundo, sendo seus sócios engenheiros elétricos, engenheiros da computação, cientistas da computação, profissionais de telecomunicações etc. Sua meta é promover conhecimento no campo da engenharia elétrica, eletrônica e computação. Um de seus papéis mais importantes é o estabelecimento de padrões para formatos de computadores e dispositivos.
Padrões de Redes sem Fio Padrão 802.11b
Características: • Velocidade de 11 Mbps padronizada pela IEEE • Velocidade de 22 Mbps oferecida por alguns
fabricantes não padronizados. • A vantagem é o baixo preço de seus dispositivos
e a gratuidade da banda e a disponibilidade gratuita em todo mundo.
• A desvantagem neste padrão é a alta interferência na transmissão e na recepção de sinais, porque funciona a 2,4 GHz, a mesma frequência dos telefones móveis, fornos microondas e dispositivos Bluetooth.
Padrões de Redes sem Fio Padrão 802.11g
Características:
• Velocidade de 54 Mbps padronizada pela IEEE
• Velocidade de 72 a 108 Mbps oferecida por alguns fabricantes não padronizados.
• Por trabalhar na mesma faixa do padrão 802.11b (2,4 GHz), permite que equipamentos de ambos os padrões (b e g) possam interoperar no mesmo ambiente
• Como desvantagem, possui incompatibilidade com dispositivos de alguns diferentes fabricantes.
Um pouco mais sobre o
Técnica de Cancelamento
Cabeamento estruturado Sistema de Organização do cabeamento nas redes de computadores que possuem muitos computadores, o cabeamento estruturado inclui tomadas de rede, racks e armários.
Armário de Rede
Rack de rede
Ambiente de rede estruturado
Qual a Topologia?
Pinagem
Fios verde, laranja, marrom e azul
Um par de fio para transmissão e outro para recepção
Padrão T568A
Ligação Pino a Pino
Como confeccionar o cabo padrão T568A
Padrão T568B
Ligação PC1 Com o PC2
Atividade 1
Pesquise e responda: 1) O que significa o termo crossover nas Redes de Computador? 2)As Redes 1000BaseT (Gigabit Ethernet) utilizam o par trançado categoria 5 que possuem a transmissão máxima de 100 Mbps, então como podem transmitir dados com maior velocidade utilizando o cabo citado? 3) O que são Redes de computadores Lan, Man e Wan? 4) Explique cada uma das topologias de Redes, descrevendo suas vantagens e desvantagens. 5)Explique como funciona a Técnica de cancelamento utilizado nas Redes de Computadores. 6)Qual a diferenças entre os cabos STP e UTP? 7) Nas Redes existem os conceitos de broadcasting, multicasting e Unicasting. O que significam? 8) De que tipo é o cabo 10Base2? E o que significa o número 10 e o número 2? 9) Entre os componentes do cabo Coaxial, temos um dielétrico, para que serve? 10) O que torna a fibra ótica ainda não acessível economicamente para a utilização em Redes locais?
Atividade 1
11) Nas Redes de Computadores, o que significa o termo cross-over?
12) O que são Redes Ponto a Ponto?
13) O que são Redes Cliente Servidor?
14) Por qual motivo temos que utilizar os padrões T568A e T568B nas Redes de Computadores?
15) Qual a Topologia adotada nos computadores abaixo?
Atividade 2
1- Confeccione um cabo de rede para conectar dois computadores (diretamente, sem dispositivos de rede intermediários) e configure-os para compartilhar uma pasta de cada máquina. Chame o professor ao terminar!
2- Elabore um tutorial sobre a atividade desenvolvida e entregar impressa ao professor
Obs: Realizar a atividade em dupla!
Alicate de Crimpagem
Decapador
Separar os Fios
Redes Ponto a Ponto
As redes ponto a ponto caracterizam-se por não haver a figura do servidor exclusivo. Um computador pode utilizar os recursos de outro computador como unidades de disco, impressoras e etc. Assim cada computador em determinado momento funciona como um servidor (quando disponibiliza algum recurso aos demais componentes da rede)
Etapas para ligação de Redes de Computadores ponto a ponto
1- Escolha a instalação do cabeamento de rede
2- Instalação do cabo à placa de rede
3- Configuração do Sistema Operacional
Endereços IP O endereço IP, de forma genérica, é uma identificação de um dispositivo (computador, impressora, etc) em uma rede de computadores. Para um melhor uso dos endereços de equipamentos em rede pelas pessoas, utiliza-se a forma de endereços de domínio, tal como "www.ufra.edu.br". Cada endereço de domínio é convertido em um endereço IP pelo DNS (Domain Name System). Este processo de conversão é conhecido como "resolução de nomes". Existem 13 servidores DNS raiz no mundo todo e sem eles a Internet não funcionaria. Destes, dez estão localizados nos Estados Unidos da América, um na Ásia e dois na Europa. Para Aumentar a base instalada destes servidores, foram criadas réplicas localizadas por todo o mundo, inclusive no Brasil desde 2003.
Endereços Ip
O endereço IP é uma sequência de números composta de 32 bits. Esse valor consiste em um conjunto de quatro sequências de 8 bits. Cada uma destas é separada por um ponto e recebe o nome de octeto ou simplesmente byte, já que um byte é formado por 8 bits. O número 172.31.110.10 é um exemplo. Repare que cada octeto é formado por números que podem ir de 0 a 255, não mais do que isso.
Endereços Ip A divisão de um IP em quatro partes facilita a organização da rede, da mesma forma que a divisão do seu endereço em cidade, bairro, CEP, número, etc, torna possível a organização das casas da região onde você mora. Neste sentido, os dois primeiros octetos de um endereço IP podem ser utilizados para identificar a rede, por exemplo. Em uma escola que tem, por exemplo, uma rede para alunos e outra para professores, pode-se ter 172.31.x.x para uma rede e 172.32.x.x para a outra, sendo que os dois últimos octetos são usados na identificação de computadores de cada rede.
Classes de endereços IP
Para que seja possível termos tanto IPs para uso em redes locais quanto para utilização na internet, contamos com um esquema de distribuição estabelecido pelas entidades IANA (Internet Assigned Numbers Authority) e ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) que, basicamente, divide os endereços em três classes principais e mais duas complementares.
Classes das Redes
Os endereços IP da classe A são usados em locais onde são necessárias poucas redes, mas uma grande quantidade de máquinas nelas. Para isso, o primeiro byte é utilizado como identificador da rede e os demais servem como identificador dos dispositivos conectados (PCs, impressoras, etc);
Os endereços IP da classe B são usados nos casos onde a quantidade de redes é equivalente ou semelhante à quantidade de dispositivos. Para isso, usam-se os dois primeiros bytes do endereço IP para identificar a rede e os restantes para identificar os dispositivos;
Os endereços IP da classe C são usados em locais que requerem grande quantidade de redes, mas com poucos dispositivos em cada uma. Assim, os três primeiros bytes são usados para identificar a rede e o último é utilizado para identificar as máquinas.
Quanto às classes D e E, elas existem por motivos especiais: a primeira é usada para a propagação de pacotes especiais para a comunicação entre os computadores, enquanto que a segunda está reservada para aplicações futuras ou experimentais.
Mascara de Subrede Define a Porção Network Id e Host Id
Será que as máquinas transmissora e emissora estão no mesmo seguimento de Rede?
Obs: 192.168.2.100/24 possui a mascara de rede igual a 11111111.11111111.11111111.00000000
Resultados Iguais, portanto estão na mesma rede local
Resultados diferentes, o host de origem e o host de destino estão em redes diferentes, necessitam do roteador para se comunicarem
Definição no Windows do endereço Ip de um Host na rede
No Windows, no prompt de comando para verificar dados da rede e de seu computador utilize o comando ipconfig
Será mostrado os dados!
Para testarmos a conexão com outro host, utilizamos o comando ping juntamente ao Ip do outro host. Quatro pacotes serão disparados para serem respondidos!
Hubs
A topologia física corresponde a aparência das conexões físicas. Já a topologia lógica é o modo como os equipamentos estão interligados, ou seja, o método de acesso.
Os hubs podem ser classificados como: passivo, ativo, inteligente e empilhável
Os hubs passivos são concentradores de cabos que não possuem qualquer tipo de alimentação elétrica. Um exemplo são os patchs panels usados no cabeamento estruturado.
Hubs Ativos
São repetidores que regeneram os sinais que recebem de suas portas antes de enviá-los para todas as portas. Normalmente, quando se fala do termo “hub” , refere-se a esse tipo.
Hubs Inteligentes
Já o hub inteligente são hubs que permitem qualquer tipo de monitoramento. Esse monitoramento é feito via software e gera relatórios estatísticos de acesso e detecção de falhas.
Hub Empilhável Por último tem-se o empilhável que também são chamados de cascateável (stackable) e permite a ampliação de seu número de portas. Esse hub possui uma porta especial em sua traseira, que permite a conexão entre dois ou mais hubs, fazendo com que eles sejam considerados pela rede como um só.
Hubs e Switches
Os Hubs (concentradores) e os Switches (comutadores) são os equipamentos mais utilizados na topologia em estrela. Eles facilitam a manutenção e o gerenciamento da rede, pois concentram os cabos e permitem a troca de dados.
A diferença fundamental entre um Hub e um Switch é que o switch é um Hub inteligente, por exemplo, uma das maquinas da rede solicita um pacote, no caso do Hub ele manda o mesmo pacote para todas as portas. No caso do Switch ele só manda pra porta que pediu comunicação, por exemplo enquanto o pc1 manda um arquivo pro pc4, o pc3 pode enviar um arquivo pro pc5 ao mesmo tempo.
Trafego de dados no Hub e no Switch
O roteador (ou router) é um equipamento utilizado em redes de maior porte. Ele é mais "inteligente" que o switch, pois além de poder fazer a mesma função deste, também tem a capacidade de escolher a melhor rota que um determinado pacote de dados deve seguir para chegar em seu destino. É como se a rede fosse uma cidade grande e o roteador escolhesse os caminhos mais curtos e menos congestionados. Daí o nome de roteador.
Existem basicamente dois tipos de roteadores
• Estáticos: este tipo é mais barato e é focado em escolher sempre o menor caminho para os dados, sem considerar se aquele caminho tem ou não congestionamento;
• Dinâmicos: este é mais sofisticado (e conseqüentemente mais caro) e considera se há ou não congestionamento na rede. Ele trabalha para fazer o caminho mais rápido, mesmo que seja o caminho mais longo. De nada adianta utilizar o menor caminho se esse estiver congestionado.
Atividade 3
1) Temos duas máquina. A máquina A com IP 10.1.0.5/25 e a máquina B com o IP 10.1.0.120 Elas estão ou não no mesmo segmento de rede? 2) Temos duas máquina. A máquina X com IP 10.1.0.5/25 e a máquina Y com o IP 10.1.0.129 Elas estão ou não no mesmo segmento de rede? 3)Qual a utilidade dos Roteadores nas Redes de Computadores? 4)Qual a diferença fundamental entre os Roteadores estáticos e Dinâmicos? 5)Para que cascateamos os hubs? 6)Quais as características dos Hubs ativos, passivos e inteligentes? 7)Explique, com suas palavras, como você faria para saber se determinado computador está na mesma rede de outro computador? 8)Para que servem as mascaras de endereçamento IP? 9)Para que existem as classes de rede de computadores? 10)Explique, com suas palavras a diferença fundamental entre um Hub e um Switch.
Tecnologia X.25
X.25 é um conjunto de protocolos padronizado pela ITU (União Internacional das Telecomunicações - Destinada a padronizar e regular as ondas de rádio e telecomunicações internacionais, a agência é composta por todos os 193 países membros da ONU) para redes de longa distância e que usam o sistema telefônico ou ISDN como meio de transmissão.
Tecnologia X.25 O protocolo X.25 permite o acesso a redes públicas ou privadas operando com a comutação de pacotes sendo orientado a bit. A transmissão de dados ocorre entre o terminal-cliente denominado de Data Terminal Equipment (DTE) e um equipamento de rede denominado Data Circuit-terminating Equipment ou Data Communications Equipment (DCE). A transmissão dos pacotes de dados é realizada através de um serviço orientado a conexão (a origem manda uma mensagem ao destino pedindo a conexão antes de enviar os pacotes), garantindo assim a entrega dos dados na ordem correta, sem perdas ou duplicações.
O X.25 trabalha com três camadas do modelo OSI. São elas:
• Camada Física: define as características mecânicas e
elétricas da interface do Terminal e da Rede. A transmissão é feita de modo síncrono e full duplex.
• Camada de Enlace: responsável por iniciar, verificar e encerrar a transmissão dos dados na ligação física entre o DTE e o DCE. Responsável pelo sincronismo, detecção e correção de erros durante a transmissão.
• Camada de Rede: responsável pelo empacotamento dos dados. Define se a transmissão será realizada por Circuito Virtual (conexões temporárias, estabelecidas somente no momento da comunicação) ou por Circuito Virtual Permanente (conexões permanentes, não existe a necessidade de realizar uma chamada para estabelecer conexão).
Comunicação Síncrona
Uma transmissão é síncrona quando, no dispositivo receptor, é ativado um mecanismo de sincronização relativamente ao fluxo de dados proveniente do emissor. Este mecanismo de sincronização é um relógio (clock) interno no dispositivo de recepção (por exemplo, modem) e determina de quantas em quantas unidades de tempo é que o fluxo de bits recebidos deve ser segmentado, de modo a que cada segmento assuma o mesmo tamanho e formato com que foi emitido
Comunicação Assíncrona
Uma transmissão assíncrona quando não é estabelecido, no receptor, nenhum mecanismo de sincronização relativamente ao emissor e, portanto, as sequências de bits emitidos têm de conter em si uma indicação de inicio e do fim de cada agrupamento; neste caso, o intervalo de tempo entre cada agrupamento de bits transmitidos pode variar constantemente (pois não há mecanismo que imponha sincronismo) e a leitura dos dados terá de ser feita pelo receptor com base unicamente nas próprias sequências dos bits recebidos.
Tipos de Transmissão
X.25 no Brasil
o X.25 está perdendo espaço graças aos sistemas de interligação baseados em Frame Relay e ADSL.
Tecnologia Frame Relay
Frame Relay é um serviço para o envio de informação através de uma rede global (WAN). A informação trafega em quadros. Cada quadro possui um endereço de destino, o que irá permitir que a rede o conduza até lá. Esta tecnologia é também conhecida como comutação de pacotes, já que é papel dos comutadores encaminharem os quadros pela rede.
Tecnologia Frame Relay
Uma rede Frame Relay consiste de pontos de acesso (endpoints). Sua representação gráfica é uma nuvem para caracterizar uma arquitetura indefinida na disposição e número de comutadores. Com o aparecimento da fibra ótica, foi possível diminuir significamente a taxa de erro na transmissão de dados. A tecnologia Frame Relay soube aproveitar-se deste fato, para oferecer mais velocidade que a tecnologia anterior (X.25)
Bridge
Uma bridge é um dispositivo capaz de dividir uma rede em sub-redes com o objectivo de reduzir tráfego ou compatibilizar diferentes padrões de redes. A função primária da bridge é manter o tráfego separado em ambos os lados. O tráfego só passa se for dirigido a um posto de trabalho do lado oposto.
Bridge
Uma bridge ignora os protocolos utilizados nos dois segmentos que liga, já que opera a um nível muito baixo do modelo OSI (nível 2); somente envia dados de acordo com o endereço do pacote. Este endereço não é o endereço IP (internet protocol), mas o MAC (media access control) que é único para cada placa de rede. Os únicos dados que são permitidos atravessar uma bridge são dados destinados a endereços válidos no outro lado da ponte. Desta forma é possível utilizar uma bridge para manter um segmento da rede livre dos dados que pertencem a outro segmento.
Modelo OSI
O Modelo OSI permite comunicação entre máquinas heterogêneas e define diretivas genéricas para a construção de redes de computadores (seja de curta, média ou longa distância) independente da tecnologia utilizada. A Organização Internacional para a Normalização (International Organization for Standardization - ISO), foi uma das primeiras organizações a definir formalmente uma arquitetura padrão com objetivo de facilitar o processo de interconectividade entre máquinas de diferentes fabricantes, assim em 1984 lançou o padrão chamado Interconexão de Sistemas Abertos (Open Systems Interconnection - OSI) ou Modelo OSI.
Modelo OSI
A ISO costuma trabalhar em conjunto com outra organização, a União Internacional de Telecomunicações (do inglês: International Telecommunications Union - ITU), publicando uma série de especificações de protocolos baseados na arquitetura OSI. Estas séries são comumente chamadas 'X ponto', por causa do nome dos protocolos: X.25, X.500, etc.
Modelo OSI
O Modelo OSI foi construído em cima de camadas hierarquicas fornecedoras de serviços da própria camada ou da anterior, para esconder a complexidade e transparecer as operações ao usuário
Modelo OSI
É onde se inicia todo processo. O sinal que vem do meio (Cabos UTP por exemplo),chega à camada física em formato de sinais elétricos e se transforma em bits (0 e 1). Como no cabo navega apenas sinais elétricos de baixa freqüência, a camada física identifica como 0 sinal elétrico com –5 volts e 1 como sinal elétrico com +5 volts.
Senóide da corrente elétrica da rede
A camada física trata coisas tipo distância máxima dos cabos (por exemplo no caso do UTP onde são 90m), conectores físicos (tipo BNC do coaxial ou RJ45 do UTP), pulsos elétricos (no caso de cabo metálico) ou pulsos de luz (no caso da fibra ótica), etc. Resumindo, ela recebe os dados e começa o processo, ou insere os dados finalizando o processo, de acordo com a ordem. Podemos associa-la a cabos e conectores. Exemplo de alguns dispositivos que atuam na camada física são os Hubs e os cabos de rede.
Após a camada física ter formatado os dados de maneira que a camada de enlace os entenda, inicia-se a segunda parte do processo. Um aspecto interessante é que a camada de enlace já entende um endereço, o endereço físico (MAC Address – Media Access Control ou Controle de acesso a mídia) – a partir daqui sempre que eu me referir a endereço físico estou me referindo ao MAC “Address”. MAC address é um endereço Hexadecimal de 48 bits, tipo FF-C6-00-A2-05-D8.
Na próxima parte do processo, quando o dado é enviado à camada de rede esse endereço vira endereço IP.
Um pouco sobre o endereço Mac
A camada e enlace trata as topologias de rede, dispositivos como Switch, placa de rede, interfaces, etc., e é responsável por todo o processo de switching. Após o recebimento dos bits, ela os converte de maneira inteligível, os transforma em unidade de dado, subtrai o endereço físico e encaminha para a camada de rede que continua o processo.
Pensando em WAN, é a camada que mais atua no processo. A camada 3 é responsável pelo tráfego no processo de internetworking. A partir de dispositivos como roteadores, ela decide qual o melhor caminho para os dados no processo, bem como estabelecimento das rotas. A camada 3 já entende o endereço físico, que o converte para endereço lógico (o endereço IP). Exemplo de protocolos de endereçamento lógico são o IP e o IPX. Exemplo de dispositivo atuante nessa camada é o Roteador, que sem dúvida é o principal agente no processo de internetworking, pois este determina as melhores rotas baseados no seus critérios.
A camada de transporte é responsável pela qualidade na entrega/recebimento dos dados. Após os dados já endereçados virem da camada 3, é hora de começar o transporte dos mesmos. A camada 4 gerencia esse processo, para assegurar de maneira confiável o sucesso no transporte dos dados, por exemplo, um serviço bastante interessante que atua de forma interativa nessa camada é o Q.O.S ou Quality of Service (Qualidade de Serviço), que é um assunto bastante importante é fundamental no processo de internetworking. Então, após os pacotes virem da camada de rede, já com seus remetentes/destinatários”, é hora de entrega-los, como se as cartas tivessem acabados de sair do correio (camada 3), e o carteiro fosse as transportar (camada 4). Junto dos protocolos de endereçamento (IP e IPX), agora entram os protocolos de transporte (por exemplo, o TCP e o SPX).
Após a recepção dos bits, a obtenção do endereço, e a definição de um caminho para o transporte, se inicia então a sessão responsável pelo processo da troca de dados/comunicação. A camada 5 é responsável por iniciar, gerenciar e terminar a conexão entre hosts. Para obter êxito no processo de comunicação, a camada de seção têm que se preocupar com a sincronização entre hosts, para que a sessão aberta entre eles se mantenha funcionando. Exemplo de dispositivos, ou mais especificamente, aplicativos que atuam na camada de sessão é o bate papo do facebook..
A camada 6 cuida da formatação dos dados, e da representação destes, ela é a camada responsável por fazer com que duas redes diferentes (por exemplo, uma TCP/IP e outra IPX/SPX) se comuniquem, “traduzindo” os dados no processo de comunicação. Alguns dispositivos atuantes na camada de Apresentação são o Gateway, ou os Traceivers, sendo que o Gateway no caso faria a ponte entre as redes traduzindo diferentes protocolos, e o Tranceiver traduz sinais por exemplo de cabo UTP em sinais que um cabo Coaxial entenda.
A camada de aplicação e a que mais notamos no dia a dia, pois interagimos direto com ela através de softwares como cliente de correio, programas de mensagens instantâneas, etc. Do ponto de vista do conceito. Nela é que atuam o Telnet, o FTP, etc. E ela pode tanto iniciar quanto finalizar o processo, pois como a camada física, se encontra em um dos extremos do modelo!
Modelo TCP/IP
O TCP/IP baseia-se em um modelo de referência de quatro camadas. Todos os protocolos que pertencem ao conjunto de protocolos TCP/IP estão localizados nas três camadas superiores desse modelo.
Modelo TCP/IP
Conforme ilustrado a seguir, cada camada do modelo TCP/IP corresponde a uma ou mais camadas do modelo de referência de sete camadas de interconexão dos sistemas abertos (OSI), proposto pela International Standards Organization (ISO).
Modelo TCP/IP
Pouco a pouco, centenas de universidades e repartições públicas foram conectadas, usando linhas telefônicas dedicadas. Quando foram criadas as redes de rádio e satélite, começaram a surgir problemas com os protocolos existentes, o que forçou a criação de uma nova arquitetura de referência. Desse modo, a habilidade para conectar várias redes de maneira uniforme foi um dos principais objetivos de projeto, desde o início. Mais tarde, essa arquitetura ficou conhecida como Modelo de Referência TCP/IP, graças a seus dois principais protocolos.
Comparação entre os modelos Conforme ilustrado a seguir, cada camada do modelo TCP/IP corresponde a uma ou mais camadas do modelo de referência de sete camadas de interconexão dos sistemas abertos (OSI), proposto pela International Standards Organization (ISO).
Modelo TCP/IP
Transmissão de Mensagem
Uma das formas mais comum e conhecida de transmissão de uma mensagem é pelo som que é realizada através do ar.
Atividade 4 1)Explique qual a diferença entre o modelo OSI e o modelo TCP/IP. 2)Como você define uma Rede de computadores Ponto a ponto? 3)Qual o motivo dos modelos das redes de computadores serem pensadas em camadas? 4) Qual a utilidade dos endereços MAC dos dispositivos acoplados às Redes de computadores? 5) Qual a utilidade do Bridge nas Redes de Computadores? 6) Qual o motivo de caracterizarmos as camadas do modelo OSI e TCP/IP como hierárquicas? 7) Cite diferenças das Tecnologias Frame Relay e X.25 8)Explique, com suas palavras, a diferença entre a comunicação síncrona e assíncrona. 9)Descreva como ocorre uma transmissão Ful-Duplex, Half-Duplex e Simplex 10) “O dispositivo Bridge atua na camada 2 e o Roteador na camada 3 do modelo OSI”. Você concorda com a afirmativa? Justifique a sua resposta.
Atividade 5
Elaborar uma Aula envolvendo algum assunto de qualquer disciplina da base comum, ensino fundamental ou médio, com os assuntos vistos da disciplina Redes de Computadores. Exemplo: 1- Matemática (Sistema de numeração, operações matemáticas) 2- Física (Eletricidade, Campo elétrico) 3- Inglês (Termos Técnicos) 4- História (Paralelo do início da Internet e a Guerra Fria) 5- Geografia (A internet e o Marajó) 6- Sociologia (A Internet e a Sociedade) 7- Química (Elementos químicos envolvidos nos dispositivos utilizados) Etc...
Avaliação da Aula
(1,0) Plano de Aula -Dados de Identificação -Objetivos Relacionados com o conteúdo -Procedimentos -Recursos Didáticos -Formas de Avaliação -Bibliografia (1,0) Apresentação do Assunto/Mostrar a aprendizagem a ser alcançada (1,0) Domínio do Conteúdo/Envolvimento à participação do aluno no momento da aula (1,0) Vocabulário Técnico/Revisão dos pontos chaves da aula (1,0) Indicação ou Referencia de Bibliografia (1,0) Pontualidade/Uso dos Recursos Didáticos) (1,0) Uso do tempo adequado (1,0) Conclusão da Aula (Visão Integra do Todo) Obs: Tempo da Aula (Mínimo de 20 min. E máximo de 30 min.) A atividade poderá ser realizada em dupla
Transmissão da mensagem através do fio
Comunicação de Dados
Indica a transferência de informação entre um transmissor e um receptor.
Cinco os elementos fundamentais de qualquer
processo de comunicação:
1. A fonte de informação (emissor ou origem das informações que se deseja transmitir);
2. A informação (são as informações que se deseja transmitir, dados arquivos em geral);
3. O meio (via ou canal ou veículo pelo qual a informação é transmitida entre fonte e destino);
4. O destino da informação (receptor).
5. O Protocolo de comunicação (são as regras que regem a comunicação).
Comunicação de Dados Na comunicação entre equipamentos, por estarmos num meio chamado elétrico, o meio de comunicação mais comum é o fio de metal, por intermédio do qual o sinal elétrico se propaga, levando consigo a informação. Numa transmissão de dados digitais por meio de fios, a informação é representada por sinais elétricos no formato de pulsos.
Comunicação de Dados
Podemos também transmitir informações por ondas eletromagnéticas que são as transmissões por: radio, microondas e satélite.
Tecnologia 4G
Com os grandes eventos mundiais que serão realizados no Brasil, o setor de telefonia se prepara para fornecer não só aos brasileiros como para o planeta serviços que supram a necessidade de comunicação. No Brasil quase a totalidade do território é serviço com a tecnologia 3G, um estudo do segundo trimestre de 2012 “State of the internet” da empresa no ramo de internet Akamai , mostra que o nosso país está em 4° lugar no ranking de internet móvel na América Latina, atrás de países como Argentina, Chile e Colômbia. A média da velocidade registrada no Brasil foi de 1,12 mbps (megabit por segundo). Vale lembrar que no ranking mundial a média é de 2 mbps e a Rússia possui velocidades de até 7 mbps, sendo a líder na classificação.
Tecnologia 4G
A tecnologia 4G pode chegar a uma velocidade 100 vezes maior que a sua antecessora (3g), podendo ser comparada com velocidades de conexões via cabo. Esse novo tipo de conexão implicaria em uma maior troca de dados e também em mais qualidade em serviços online. Outro ponto a ser ressaltado é a questão de que uma antena irá suportar mais conexões de aparelhos com o 4G do que com o 3G.
Tecnologia 4G
Tecnologia 4G
Duas Tecnologias utilizadas para a 4G
• Long Term Evolution (LTE)
• Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX)
Para deixar tudo mais claro, basta pegar um aparelho como o HTC Max 4G, por exemplo. Apesar de trazer a marca “4G”, só é capaz de trabalhar com um padrão, o WiMAX. Assim, mesmo com capacidade para suportar a internet de alta velocidade, isso não quer dizer que ele trabalhe com qualquer tipo de rede 4G.
Alguns países como a Coreia do Sul utilizam as duas tecnologias, mas isso parte de forte investimento em infraestrutura para isso! A diferença básica é que o WiMAX trabalha com um único canal de transmissão e recebimento de dados, enquanto o LTE utiliza dois, quebrando a banda em um canal de envio e outro de recebimento.
Tecnologia LTE: muito mais adeptos pelo mundo
Algumas nações dão prosseguimento ao uso das duas tecnologias, estudos de mercado apontam que o LTE pode ganhar de goleada o futuro das telecomunicações
LTE-Advanced: velocidades quase absurdas
o LTE-Advanced já vem conseguindo cumprir esse papel. E o melhor: alguns consumidores já conseguem desfrutar de velocidades absurdas e que, em muitos casos, são até 20 vezes mais rápidas que o 4G utilizado aqui no Brasil. A companhia russa Yota, por exemplo, é uma das primeiras em todo o planeta a oferecer o sinal, comercializando planos de 300 Mbps por 1.440 rublos (cerca de 98 reais, em conversão simples). Aqui, no entanto, o uso é exclusivamente empresarial.
LTE nos EUA
A tecnologia do novo 4G deve chegar em breve a diversos outros países.
É possível ser ainda mais rápido?
A próxima geração já está vindo por aí! Há várias frentes de pesquisa, algumas atingindo resultados realmente impressionantes e que superam a marca de 1 Gbps.
A Samsung, por exemplo, investe em pesquisas próprias para desenvolver as novas tecnologias que dariam forma ao 5G. A companhia, inclusive, já realiza testes e diz que tais novidades podem surgir em menos de dez anos. A perspectiva é que em 2020 nós já possamos navegar em velocidades muito superiores às atuais.
Tecnologia ADSl
Há várias tecnologias que possibilitam acesso à internet. Uma das mais conhecidas é o ADSL. Sigla para Assymmetric Digital Subscriber Line (algo como "Linha Digital Assimétrica para Assinante")
Características:
- Surgiu em 1989, aproveita a infraestrutura da telefônia Fixa
Como serviços ADSL funcionam?
Quando o telefone está sendo utilizado para uma chamada de voz, esta utiliza apenas uma pequena parte da capacidade de transmissão da linha. O que algumas tecnologias DSL fazem é justamente aproveitar a parte não utilizada.
Modem ADSL
Em um acesso à internet via ADSL, a linha telefônica é, na verdade, apenas um meio de comunicação formado por um par de fios metálicos. A conexão em si acaba ocorrendo graças aos equipamentos utilizados tanto do lado do cliente (que solicita a conexão), quanto do lado do provedor (que estabelece a conexão).
Modem Adsl
Também é comum o uso de um microfiltro mais simples apenas na conexão entre a linha e o aparelho telefônico, com o modem conectado de maneira direta à rede telefônica. Em todos os casos, a ideia é a de evitar interferências entre os canais de voz e dados.
HFC (Hybrid Fiber Coax)
É uma rede de telecomunicações que combina fibra óptica e cabo coaxial como suportes para a transmissão de sinais.
Partes da Rede HFC
A rede HFC se compõe basicamente de quatro partes claramente diferenciadas: a cabeceira (ou headend), a rede tronco, a rede de distribuição e a rede de usuários.
Headend
Centro de governança de todo o sistema e monitoramento, seus serviços depende dos serviços suportados pela rede.
Headend Net Virtua Rio de Janeiro
A Rede tronco A rede tronco pode apresentar estrutura em forma de anéis redundantes de fibra óptica que unem um conjunto de nós primários. Os nós primários alimentam outros nós, ditos secundários, através de outras estruturas em anel ou em barramento, ainda por fibras ópticas.
A rede HFC
Modulação
Em telecomunicações, a modulação é a modificação de um sinal eletromagnético inicialmente gerado, antes de ser irradiado, de forma que este transporte informação sobre uma onda portadora.
Modulação/Demodulação
Modulação é o processo no qual a informação a transmitir numa comunicação é adicionada a ondas eletromagnéticas. O transmissor adiciona a informação numa onda especial de tal forma que poderá ser recuperada na outra parte através de um processo reverso chamado demodulação.
Ondas Eletromagnéticas
A primeira previsão da existência de ondas eletromagnéticas foi feita, em 1864, pelo físico escocês, James Maxwell. Ele conseguiu provar teoricamente que uma perturbação eletromagnética devia se propagar no vácuo com uma velocidade igual à da luz. Hertz produziu ondas eletromagnéticas por meio de circuitos oscilantes e, depois, detectou-se por meio de outros circuitos sintonizados na mesma freqüência. Seu trabalho foi homenageado posteriormente colocando-se o nome "Hertz" para unidade de freqüência.
Espectro Eletromagnético
A palavra espectro (do latim "spectrum", que significa fantasma ou aparição) foi usada por Isaac Newton, no século XVII, para descrever a faixa de cores que apareceu quando numa experiência a luz do Sol atravessou um prisma de vidro em sua trajetória. Atualmente chama-se espectro eletromagnético à faixa de freqüências e respectivos comprimentos de ondas que caracterizam os diversos tipos de ondas eletromagnéticas. As ondas eletromagnéticas no vácuo têm a mesma velocidade , modificando a freqüência de acordo com espécie e, consequentemente, o comprimento de onda.
Espectro Eletromagnético
Transmissão/Recebimento das ondas
As antenas são dispositivos destinados a transmitir ou receber ondas de rádio. Quando ligadas a um transmissor (de rádio, TV, radar, etc.) convertem os sinais elétricos em ondas eletromagnéticas. Quando ligadas a um receptor, captam essas ondas e as convertem em sinais elétricos que são amplificados e decodificados pelo aparelho receptor (de rádio, televisão, radar, redes sem fio,etc).
Transmissão/Recebimento das ondas
O transmissor produz o sinal na forma de corrente alternada, ou seja, com rápida oscilação, indo e vindo ao longo de seu condutor. A freqüência da oscilação pode ir desde milhares de vezes por segundo até milhões de vezes por segundo, e é medida em kilohertz ou megahertz.
Transmissão/Recebimento das ondas A atmosfera encontra-se repleta de ondas eletromagnéticas de várias freqüências, e todas elas atingem as antenas receptoras. Contudo, cada aparelho receptor possui meios próprios para selecionar uma faixa estreita de freqüência, podendo sintonizar um sinal em particular. Ao ser sintonizado numa certa faixa de freqüência, o receptor só responde aos sinais dessa faixa determinada, excluindo as demais.
Transmissão/Recebimento das ondas Cada freqüência está associada a um comprimento de onda. Quanto mais alta a freqüência, menor é o comprimento de onda!
A eficiência de uma antena depende da relação correta ente seu comprimento físico e o comprimento de onda do sinal que transmite ou recebe.
O ideal é que as antenas tenham exatamente a metade, ou um quarto, do comprimento de onda que recebem ou transmitem.
Os princípios que regem o funcionamento das antenas receptoras ou transmissoras são idênticos. As antenas de transmissão podem estar em posição horizontal ou vertical, mas requerem que as antenas receptoras de suas emissões observem o mesmo posicionamento. As montadas verticalmente causam pouco efeito nas receptoras horizontais (e vice-versa).
Prof. Luiz Claudio F. de Souza www.luizclaudiofs.blogspot.com
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Multiplexação Um multiplexador. multiplexer, mux ou multiplex é um dispositivo que codifica as informações de duas ou mais fontes de dados num único canal. São utilizados em situações onde o custo de implementação de canais separados para cada fonte de dados é maior que o custo e a inconveniência de utilizar as funções de multiplexação/demultiplexação. Numa analogia física, consideremos o comportamento de viajantes que atravessam uma ponte com largura pequena, para atravessarem, os veículos se organizarão em fila para que todos passem pela ponte. Ao atingir o fim da ponte eles separaram-se em rotas distintas rumo a seus destinos.
Detecção e Correção de Erros
A transmissão de dados está sujeito a diversos erros, como os causados por interferências eletromagnéticas, envelhecimento de componentes, curto-circuitos, ...
Características dos erros:
1. São inevitáveis em qualquer sistema de comunicação ;
2. A distribuição dos erros não é homogénea: bits isolados ou em “rajadas” (bursts) de erros;
3. Deve-se levar em conta o meio físico de transmissão de dados, para incluir maior ou menor redundância na transmissão, a fim de garantir que a informação recebida seja confiável.
Possíveis abordagens no tratamento de erros:
1. Ignorar o erro;
2. Eco (transmissão à origem de reflexos dos dados
recebidos);
3. Sinalizar o erro e reenviar parte errada;
4. Detectar e solicitar a retransmissão em caso de erro;
5. Detectar e corrigir os erros na recepção de forma
automática.
Códigos de Detecção de Erros
• Detectar um erro é uma tarefa mais simples do que detectar e corrigir;
• Nem sempre é possível solicitar uma retransmissão;
• Todos os métodos utilizam a inserção de bits extras;
(Esses bits podem ser obtidos a partir da informação original e o receptor recalcula os bits extras)
• Um método muito utilizado para detectar erros é a Paridade;
• O método mais eficiente é o uso de um código polinomial ou CRC (Cyclic Redundancy Check);
Detecção de Erros – Paridade
• caso apareça o bit “1” número impar de vezes é adicionado 1, exemplo: 0100101 paridade = 1;
• caso apareça o bit “1” número par de vezes é adicionado 0, exemplo: 010101010010100, paridade = 0;
-> 100001 -> terá qual bit de paridade?
-> Em seguida, o bit de paridade é calculado e depois enviado: 100001x
-> sendo enviado: 10000010
-> No receptor, esse calcula a paridade da mensagem enviada com o bit de paridade x adicionado
Exemplo de Erro
Há o envio do bit “00101”, sendo primeiro “0” como o bit de paridade, porém o receptor recebe o seguinte código: “00001”, ou seja, o circuito de verificação de paridade percebe que há apenas um único “1”, isto é impar, então é detectado o erro.
Há outras formas de verificação de erros, mas a paridade é a mais utilizada!
Muitíssimo Obrigado!
Recuperação
Faça uma dissertação de no mínimo 25 linhas e no máximo 35 linhas de como as Redes de Computadores podem ajudar a elevar a relação Ensino Aprendizagem. Leve em consideração os assuntos e atividades da disciplina.
