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UNISO

Universidade

de Sorocaba

Ementa

Redes de Computadores

Topologia de redes, redes de computadores (MAN, LAN, WAN), modelo de comunicação, padrões. Protocolo e arquitetura de protocolos. Modelo de referência OSI. Funcionalidades de protocolos. Introdução ao nível físico (sinais). Codificação de dados: sinalização analógica e digital, métodos de codificação. Multiplexação. Meios físicos de transmissão. Nível de enlace: transmissão assíncrona e transmissão síncrona, detecção e correção de erros.

Controle de fluxo. Protocolos ao nível de enlace: HDLC, SLIP, PPP. Controle de acesso ao meio. Padrões IEEE 802. Nível de rede. Introdução ao roteamento, sub-redes, máscaras de sub-redes, NAT, CIDR, IPv6. Protocolos ao nível de rede (Internet). Equipamentos de interconexão de redes. Introdução a roteamento. Algoritmos de roteamento. Introdução a QoS.

Prof. Bruno Aguilar

Objetivos

Objetivos

Fornecer conhecimento de topologias, protocolos, modelo OSI. Demonstrar com atividades práticas e teóricas, o uso de protocolos, configurações, roteamento, equipamentos e implementações.

Motivação

Redes de Computadores estão por toda parte!

Hoje tudo está conectado! Geladeiras, carros, televisões, celulares, computadores, casas, prédios...

Entender os conceitos, arquiteturas, tecnologias, algoritmos e protocolos é fundamental para diversas áreas.

O futuro profissional é incerto! Aprender nunca é demais!

Um mundo de oportunidades...

Um mundo de oportunidades...

Como você definiria uma Rede de Computadores?

Definições

"Uma rede de computadores é formada por um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema de comunicação (meios de transmissão e protocolos)."

Outra definição...

Outra definição...

"As redes de computadores constituem-se de um conjunto de dois ou mais computadores interligados com o objetivo de compartilhar recursos e trocar informações."

E segundo Andrew S. Tanenbaum:

"Conjunto de computadores autônomos interconectados por uma única tecnologia"

Caracterização de uma rede...

Objetivos

  • Redução de tempo e custo
  • Compartilhamento de Recursos
  • Otimizar a comunicação

O objetivo básico de uma rede de computadores é garantir que todos os recursos sejam compartilhados rapidamente de forma segura e

confiável.

Sistemas de Comunicação

Possui regras claras e definidas de como a comunicação será realizada.

Um sistema de comunicação é formado por:

 Emissor ou fonte

 Mensagem

Codificação da mensagem

 Canal

 Receptor

Emissor

É o indivíduo, ou grupo de pessoas, ou organização

com idéias, intenções, necessidades, informações,

enfim, com uma razão para se empenhar na

comunicação.

Mensagem

Na comunicação humana a mensagem existe em forma física:

há a tradução de idéias, intenções e objetivos num código.

O emissor utiliza uma combinação de signos e símbolos para expressar a sua intenção comunicativa.

Canal

É o condutor da mensagem, o meio que permite a circulação da informação enviada pelo emissor.

Receptor

É o alvo da comunicação.

É o indivíduo ou audiência que recebe e descodifica a mensagem.

Constitui o elo mais importante do processo, pois se a mensagem não atingir o receptor, de nada serviu enviá-la.

Hardwares, Tecnologias

e Tipos de Transmissão

O hardware de rede varia bastante de acordo com o tipo de rede.

Dentre os muitos critérios para classificar uma rede, destacam-se: a tecnologia de transmissão e a escala

Escala

Segundo a escala, as redes podem ser classificadas em:

Redes pessoais

Redes locais

Redes metropolitanas

Redes a longas distâncias

Redes interligadas

Redes pessoais (PAN)

As redes pessoais (PAN - Personal Area Networks) permitem que dispositivos se comuniquem pelo alcance de uma pessoa

São exemplos de redes pessoais:

Computador ligado aos seus periféricos

Fone ligado ao celular via Bluetooth

Redes Locais (LAN)

As redes locais (LAN - Local Area Networks) são

normalmente redes privativas que permitem a

interconexão de equipamentos presentes em umapequena região (um prédio ou uma universidade ou que tenha poucos quilômetros de extensão)

As LANs podem ser cabeadas, sem fio ou mistas

Atualmente as LANs cabeadas mais usadas usam o padrão IEEE 802.3

Ainda sobre LANs

Ainda sobre LANs

Para melhorar a eficiência, cada computador é ligado por

um cabo a uma porta de um comutador (switch)

Dependendo do cabeamento e tecnologia usados, essas

redes atingem velocidades de 100Mbps, 1Gbps ou até

10Gbps

Hoje em dia, hubs raramente são usados

Wifi e as LANs

Com a preferência do consumidor por notebooks, as LANs

sem fio ficaram bastante populares

O padrão mais utilizado é o IEEE 802.11 conhecido como

WiFi

A versão mais recente, o 802.11n, permite alcançar

velocidades da ordem de 300Mbps

LANs sem fio são geralmente interligadas à rede cabeada

através de um ponto de acesso

Redes Metropolitanas (MAN)

Uma rede metropolitana (MAN - Metropolitan Area

Network) é basicamente uma grande versão de uma LAN onde a distância entre os equipamentos ligados à rede começa a atingir distâncias metropolitanas (uma cidade)

Exemplos de MANs são as redes

de TV a cabo e as redes IEEE 802.16 (WiMAX)

Redes a Longa Distância (WAN)

Nos enlaces de longa distância em redes WAN são usadas tecnologias que permitem o tráfego de grandes volumes de dados: SONET, SDH, etc.

Quando não há cabos, satélites podem ser utilizados em parte dos enlaces

A sub-rede é em geral operada por uma grande empresa de telecomunicações conhecida como provedor de serviço de Internet (ISP - Internet Service Provider)

Resumindo...

Tecnologia de Transmissão

Segundo a tecnologia de transmissão, as redes são

classificadas em:

Redes de difusão (broadcast)

Redes ponto-a-ponto

Redes de Difusão

(multiponto)

Redes de Difusão

(multiponto)

Todas as máquinas compartilham um único canal

Comunicação por meio de pacotes endereçados

O endereçamento pode ser:

Para uma máquina específica (unicast)

Para todas as máquinas da rede (broadcast)

Para um subconjunto de máquinas da rede (multicast)

Redes Ponto-a-Ponto

Em Redes ponto-a-ponto ocorre:

Conexões entre pares de máquinas

E o roteamento dos dados

Redes Ponto-a-Ponto

Uso do meio físico

A forma de utilização do meio físico que conecta estações dá origem à seguinte classificação sobre a comunicação no enlace:

Simplex

Half-duplex

Full-duplex

Simplex

o enlace é utilizado apenas em um dos dois

possíveis sentidos de transmissão.

Simplex

Half-duplex

o enlace é utilizado em dois possíveis

sentidos de transmissão, porém apenas um por vez.

Half-duplex

Full-duplex

O enlace é utilizado nos dois possíveis sentidos de transmissão simultaneamente.

Full-duplex

Meios de transmissão

Existem vários meios físicos que podem

ser usados para realizar a transmissão de dados. Cada um tem seu próprio nicho em termos de largura de banda, retardo, custo e facilidade de instalação e manutenção.

Os meios físicos são agrupados em meios guiados, como fios de cobre e fbras ópticas, e em meios não guiados, como as ondas de rádio e os raios laser transmitidos pelo ar.

Cabo Coaxial

Consiste em um fio de cobre esticado na parte central, envolvido por um material isolante. O isolante é protegido por um condutor cilíndrico, geralmente uma malha sólida entrelaçada.

O condutor externo é coberto por uma camada plástica protetora.

Cabo Coaxial

Par Trançado

O par trançado é o tipo de cabo de rede mais usado atualmente.

Existem basicamente dois tipos de par trançado: sem blindagem, também chamado UTP (Unshielded Twisted Pair), e com blindagem, também chamado de STP (Shielded Twisted Pair). A diferença entre eles é justamente a existência, no par trançado com blindagem, de uma malha em volta do cabo protegendo-o contra interferências eletromagnéticas

Par Trançado

Fibra Ótica

“A fibra ótica transmite informações através de sinais luminosos, em vez de sinais elétricos”.

A fibra ótica é totalmente imune a ruídos, com isso, a comunicação é mais rápida. Suportam velocidades maiores, transmitir com baixa atenuação e são usadas para interligar roteadores da Internet

Fibra Ótica

Padrões

Protocolo

Há mensagens específicas que enviamos e ações específicas

que realizamos em reação as respostas recebidas ou a outros fatos (como falta de resposta, por exemplo).

Exemplo: saber que horas são.

Definição

Protocolos definem os formatos, a ordem das mensagens enviadas e recebidas pelas entidades de rede e as ações a serem tomadas na transmissão e recepção de mensagens.

Protocolos humanos

  • Que horas são?"
  • Eu tenho uma pergunta."
  • Apresentações;
  • ... mensagens específicas enviadas;
  • ... ações específicas tomadas quando mensagens são recebidas ou outros eventos.

Protocolos de comunicação em redes:

Máquinas no lugar de humanos;

Toda atividade de comunicação na Internet e governada por protocolos.

Protocolos humanos

x

Protocolos de Rede

Exemplo

Exemplo

Partes de um protocolo

O serviço oferecido;

As hipóteses sobre o ambiente onde ele executa, incluindo

os serviços utilizados pelo protocolo;

O vocabulário de mensagens utilizado para implementá-lo;

O formato de cada mensagem do vocabulário;

Os algoritmos garantindo a consistêencia na troca de

mensagens e a integridade do serviço oferecido.

Portanto...

São regras, padronizações, que vão definir como se dará a comunicação e de utilização do meio físico, entre outros.

Semântica (regras): temporizações, controle de erros, etc.

Sintaxe (formato): codificação, quadro, etc.

Questão...

No futuro, quando todos tiverem um terminal em casa conectado a uma rede de computadores, será possível fazer referendos sobre novas legislações através de consulta as pessoas. Eventualmente, ate o congresso ou

assembléias poderiam ser eliminadas, e o povo poderia expressar sua vontade diretamente. Existem aspectos positivos e negativos com esse tipo de sistema democrático. Discuta esses aspectos.

Fonte: Computer Networks, Andrew S. Tanenbaum

Topologias de Rede

Pode ser entendida como a maneira pela qual os enlaces de comunicação e dispositivos de comutação estão interligados, provendo efetivamente a transmissão do sinal entre

nós da rede.

Podemos dizer que a topologia física de uma rede local compreende os enlaces físicos de ligação dos elementos computacionais da rede, enquanto a topologia lógica da rede se refere à forma através da qual o sinal é efetivamente transmitido entre um computador e outro.

Topologias de Rede

Barramento

Barramento

Nesse tipo de topologia todos os micros são ligados físicamente a um mesmo cabo, com isso, nenhum computador pode usá-lo enquanto uma comunicação está sendo efetuada

Estrela

A topologia em estrela utiliza um periférico concentrador, normalmente um hub, interligando todas as máquinas da rede

Estrela

Anel

Nesta topologia, cada computador, obedecendo um determinado

sentido, é conectado ao computador vizinho, que por sua vez, também

é conectado ao vizinho e assim por diante, formando um anel

Anel

Orientações

Os slides, atividades e materiais da disciplina estarão no Google Classroom

Acessar o Google Classroom, realizar o seu cadastro e se inscrever em uma disiciplina através do código abaixo:

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Conto com o interesse de vocês!

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