O que é uma Rede de Comunicação de Dados? É um conjunto de dispositivos que podem armazenar e manipular dados em formato e...
História e conceitos básicos dos Sistemas Distribuídos Cada um dos 3 últimos séculos foi dominado por uma única tecnologia...
História e conceitos básicos dos Sistemas Distribuídos Modelo computacional centralizado <ul><li>Existência de uma sala co...
História e conceitos básicos dos Sistemas Distribuídos Modelo computacional baseado em computadores independentes <ul><li>...
História e conceitos básicos dos Sistemas Distribuídos Modelo computacional baseado em computadores independentes Principa...
História e conceitos básicos dos Sistemas Distribuídos Modelo computacional baseado nas redes de computadores Principais c...
Modelo Cliente-Servidor e serviços comuns Modelo Cliente-Servidor Modelo conceptual adoptado para disciplinar, orientar, o...
Modelo Cliente-Servidor e serviços comuns Exemplos de serviços Serviço de ficheiros Serviço de impressão Acesso (leitura/e...
Modelo Cliente-Servidor e serviços comuns Exemplos de serviços Serviço de base de dados Serviço de comunicações Acesso bas...
Classes de redes de comunicação de dados Dimensão e funcionalidade LAN  –  Local Area Network <ul><li>Limitadas a um edifí...
Classes de redes de comunicação de dados Dimensão e funcionalidade MAN  –  Metropolitan Area Network <ul><li>Tipicamente i...
Classes de redes de comunicação de dados Dimensão e funcionalidade WAN  –  Wide Area Network <ul><li>Áreas mais vastas (ce...
Normalização do equipamento e  software Porquê a existência de normas? <ul><li>Interacção de produtos de diferentes fabric...
Normalização do equipamento e  software Aspectos normalizados nas redes de comunicação de dados <ul><li>Características me...
Normalização do equipamento e  software Instituições de normalização <ul><li>ISO ( International Organization for Standard...
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Normalização do equipamento e  software Modelo OSI ( Open Systems Interconnection ) <ul><li>Norma criada pelo ISO </li></u...
Modelo OSI Princípio aplicado a cada uma das 7 camadas <ul><li>Cada camada define um nível de abstracção diferente </li></...
Modelo OSI Conceito de hierarquia <ul><li>É possível agrupar as camadas em dois conjuntos: </li></ul>Camadas superiores  s...
Modelo OSI Camada 1 – camada ligação física <ul><li>Preocupa-se com a transmissão de bits através de um canal de comunicaç...
Modelo OSI Camada 2 – camada ligação de dados (ou lógica) <ul><li>Definição das regras utilizadas para enviar e receber in...
Modelo OSI Camada 2 – camada ligação de dados (ou lógica) <ul><li>Esta camada encontra-se dividida em 2 sub-camadas: </li>...
Modelo OSI Camada 3 – camada de rede <ul><li>Responsável pelo encaminhamento de pacotes e comutação </li></ul><ul><li>Gest...
Modelo OSI Camada 4 – camada de transporte <ul><li>Isola as camadas superiores das mudanças nas tecnologias de hardware </...
Modelo OSI Camada 5 – camada de sessão <ul><li>Transporta dados de forma ordinária como a camada de transporte, mas fornec...
Modelo OSI Camada 6 – camada de apresentação <ul><li>Resolve diferenças no formato e apresentação de dados, i. e., faz a c...
Modelo OSI Camada 7 – camada de aplicação <ul><li>Para esta camada ficou tudo o que de específico cada aplicação possa ter...
Modelo OSI Unidades de dados <ul><li>Quer os serviços, quer os protocolos levam à troca de dados </li></ul><ul><li>As cama...
Cablagem estruturada Motivação – redes estruturadas <ul><li>As infra-estruturas de cablagem são usadas para a interligação...
Cablagem estruturada Topologia física das redes <ul><li>Estrutura de ligação física dos cabos que interligam os diferentes...
Cablagem estruturada - topologia Ligação ponto a ponto <ul><li>Existem apenas dois dispositivos ligados entre si </li></ul>
Cablagem estruturada - topologia Ligação em BUS <ul><li>Todos os dispositivos da rede estão ligados a um único cabo – part...
Cablagem estruturada - topologia Ligação em estrela <ul><li>Todos os dispositivos da rede estão ligados a um ponto central...
Cablagem estruturada - topologia Ligação em anel <ul><li>As permissões de uso do meio passam de um dispositivo para outro ...
Cablagem estruturada - topologia Ligação em árvore <ul><li>Pequenos grupos ligados em estrela ou BUS a um concentrador que...
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  1. 1. O que é uma Rede de Comunicação de Dados? É um conjunto de dispositivos que podem armazenar e manipular dados em formato electrónico, interligados de forma a que os seus utilizadores possam guardar, ler, processar e partilhar informação.
  2. 2. História e conceitos básicos dos Sistemas Distribuídos Cada um dos 3 últimos séculos foi dominado por uma única tecnologia: <ul><li>Séc. XVIII: grandes sistemas mecânicos </li></ul><ul><li>Séc. XIX: máquinas a vapor </li></ul><ul><li>Séc. XX: armazenamento, processamento e distribuição de informação </li></ul>Bem mais jovem que outras indústrias, a dos computadores sofreu em poucos anos uma espectacular evolução, quer a nível do desempenho, tamanho, preço e/ou facilidade de utilização. A evolução também se reflectiu na forma de usar e organizar os computadores.
  3. 3. História e conceitos básicos dos Sistemas Distribuídos Modelo computacional centralizado <ul><li>Existência de uma sala com um grande computador ( mainframe ) onde todas as operações informáticas são centralizadas </li></ul><ul><li>Um único computador serve todas as necessidades computacionais de uma organização (com n utilizadores) </li></ul>Principais características: <ul><li>Assenta num sistema fechado (soluções proprietárias) </li></ul><ul><li>Custo elevado </li></ul><ul><li>Elevada fiabilidade </li></ul>
  4. 4. História e conceitos básicos dos Sistemas Distribuídos Modelo computacional baseado em computadores independentes <ul><li>A rápida evolução capacidade/preço dos PC tornam-nos na base computacional de milhares de empresas </li></ul><ul><li>Evolução do hardware e diminuição dos seus custos => génese do PC ( Personal Computer ) </li></ul>Anos 70 Anos 80 <ul><li>O PC começa a apresentar capacidades de processamento e armazenamento suficientes para ser utilizado em pequenas empresas e escritórios </li></ul>Anos 90 <ul><li>Os PC apresentam baixo custo e desempenhos elevados, correm a maior parte das aplicações de que as empresas necessitam </li></ul>
  5. 5. História e conceitos básicos dos Sistemas Distribuídos Modelo computacional baseado em computadores independentes Principais características: <ul><li>Assenta em sistemas abertos </li></ul><ul><li>O PC é uma unidade autónoma (cada qual com o seu software e base de dados independente) </li></ul><ul><li>Permite tarefas distribuídas </li></ul><ul><li>Não existe partilha de recursos </li></ul><ul><li>Baixo custo </li></ul>
  6. 6. História e conceitos básicos dos Sistemas Distribuídos Modelo computacional baseado nas redes de computadores Principais características: <ul><li>Redução de custos por partilha de recursos. </li></ul><ul><li>Distribuição mais rápida e eficiente da informação. </li></ul><ul><li>Melhor fiabilidade do sistema informático. </li></ul><ul><li>Melhoria da capacidade de resposta da organização. </li></ul>
  7. 7. Modelo Cliente-Servidor e serviços comuns Modelo Cliente-Servidor Modelo conceptual adoptado para disciplinar, orientar, o projecto e a implementação de aplicações que estão funcionalmente separadas em processos distintos. Os servidores são mais potentes que os clientes e com um sistema operativo de processamento paralelo. Processo Cliente: Solicita serviços (envia pedidos ao servidor) Processo Servidor: Fornece serviços (atende os pedidos, processa e responde)
  8. 8. Modelo Cliente-Servidor e serviços comuns Exemplos de serviços Serviço de ficheiros Serviço de impressão Acesso (leitura/escrita) a ficheiros armazenados no servidor Acesso a uma impressora remota gerida pelo servidor
  9. 9. Modelo Cliente-Servidor e serviços comuns Exemplos de serviços Serviço de base de dados Serviço de comunicações Acesso base de dados gerida pelo servidor Acesso a outras redes, serviço de e-mail
  10. 10. Classes de redes de comunicação de dados Dimensão e funcionalidade LAN – Local Area Network <ul><li>Limitadas a um edifício ou campus (poucos Kms) </li></ul><ul><li>Elevada velocidade </li></ul><ul><li>Privadas (meios próprios) </li></ul><ul><li>Ligações simples entre dispositivos </li></ul>LAN DDCBranco
  11. 11. Classes de redes de comunicação de dados Dimensão e funcionalidade MAN – Metropolitan Area Network <ul><li>Tipicamente interligam LAN </li></ul><ul><li>Áreas metropolitanas (poucas dezenas de KM) </li></ul><ul><li>Velocidade superior às LAN </li></ul><ul><li>Privadas / pública </li></ul><ul><li>Ligações mais complexas </li></ul><ul><li>Tecnologia idêntica às LAN </li></ul>MAN Castelo Branco
  12. 12. Classes de redes de comunicação de dados Dimensão e funcionalidade WAN – Wide Area Network <ul><li>Áreas mais vastas (centenas ou milhares de Kms) </li></ul><ul><li>Várias organizações </li></ul><ul><li>Tem sistemas de comutação </li></ul><ul><li>Ligações mais complexas </li></ul>WAN Portugal
  13. 13. Normalização do equipamento e software Porquê a existência de normas? <ul><li>Interacção de produtos de diferentes fabricantes </li></ul><ul><li>Maior mercado </li></ul><ul><li>Maior qualidade </li></ul><ul><li>Diminuição dos preços </li></ul>A normalização permite que dispositivos de diferentes fabricantes possam interagir, eliminando-se assim os problemas de incompatibilidade Vantagens
  14. 14. Normalização do equipamento e software Aspectos normalizados nas redes de comunicação de dados <ul><li>Características mecânicas e eléctricas do meio de transmissão </li></ul><ul><li>Método de acesso ao meio </li></ul><ul><li>Estabelecimento de um canal de comunicação fiável </li></ul><ul><li>Encaminhamento da informação entre redes </li></ul><ul><li>Aplicações finais </li></ul>
  15. 15. Normalização do equipamento e software Instituições de normalização <ul><li>ISO ( International Organization for Standardization ) www.iso.ch </li></ul><ul><li>Instituição internacional de normalização. Produção de normas que abrangem um número vasto de assuntos. Responsável pelo modelo OSI </li></ul><ul><li>EIA ( Electronic Industries Association ) </li></ul><ul><li>Fabricantes de equipamento electrónico. Responsável pela norma RS232 </li></ul><ul><li>IEEE ( Institute of Electrical and Electronic Engeineers ) www.ieee.org </li></ul><ul><li>Maior organização de profissionais de Eng.ª Electrotécnica e de Computadores. Responsável pela maior parte das normas das LAN – 802.x </li></ul><ul><li>ETSI ( European Telecomunications Standards Institute ) www.etsi.fr </li></ul><ul><li>Criado pela Comissão Europeia, cujos membros são fabricantes e operadores de telecomunicações da U.E. </li></ul><ul><li>ICP (Instituto das Comunicações de Portugal) www.icp.pt </li></ul><ul><li>Normaliza as telecomunicações no nosso país. Entre outros, é responsável pela acreditação de técnicos de instalação de redes telefónicas e pela atribuição de canais de frequência aos operadores de telecomunicação </li></ul>
  16. 16. Normalização do equipamento e software Conceito das arquitecturas de camadas <ul><li>A interligação de computadores em rede não tem sido fácil </li></ul>Muitos problemas a equacionar Multiplicidade de funções <ul><li>A forma encontrada de atacar essa complexidade foi agrupar as funções de uma rede em sub-conjuntos designados por CAMADAS </li></ul>Totalidade de funções necessárias para uma correcta transmissão de dados Função ... Função1, 2 Função 5 Função 3, 4 Função ...
  17. 17. Normalização do equipamento e software Modelo OSI ( Open Systems Interconnection ) <ul><li>Norma criada pelo ISO </li></ul><ul><li>É um modelo para sistemas abertos com 7 camadas </li></ul><ul><li>Permite a comunicação entre aplicações ou processos situados em diferentes computadores </li></ul>1 – Ligação física 2 – Ligação de dados 3 – Rede 4 – Transporte 5 – Sessão 6 – Apresentação 7 – Aplicação 1 – Ligação física 2 – Ligação de dados 3 – Rede 4 – Transporte 5 – Sessão 6 – Apresentação 7 – Aplicação Meio físico de transmissão Utilizador Utilizador Canais virtuais
  18. 18. Modelo OSI Princípio aplicado a cada uma das 7 camadas <ul><li>Cada camada define um nível de abstracção diferente </li></ul><ul><li>Cada camadas desempenha funções bem definidas </li></ul><ul><li>As funções em cada camada devem ser escolhidas com o objectivo de definição de protocolos normalizados </li></ul><ul><li>Às camadas superiores são atribuídas funções de nível lógico mais elevado </li></ul><ul><li>Às camadas inferiores são atribuídas funções de menor abstracção, mais próximas das acções físicas </li></ul><ul><li>Uma camada presta serviço à camada superior, utilizando para isso serviços de nível inferior </li></ul><ul><li>As camadas não agem ou servem apenas como intermediárias . Cada qual tem funções a cumprir e só depois encaminha os dados </li></ul>Camada N+1 Camada N Camada N-1 Serviço de camada N
  19. 19. Modelo OSI Conceito de hierarquia <ul><li>É possível agrupar as camadas em dois conjuntos: </li></ul>Camadas superiores são auxiliares na comunicação. Limitam-se a fornecer valor acrescentado ao serviço prestado pela camada de transporte Camadas inferiores são responsáveis pela criação de uma infra-estrutura de comunicação fiável 1 – Ligação física 2 – Ligação de dados 3 – Rede 4 – Transporte 5 – Sessão 6 – Apresentação 7 – Aplicação Utilizador
  20. 20. Modelo OSI Camada 1 – camada ligação física <ul><li>Preocupa-se com a transmissão de bits através de um canal de comunicação </li></ul><ul><li>Não fornece garantias quanto à fiabilidade da transmissão </li></ul><ul><li>É onde se encontram definidas as características físicas/mecânicas (fichas, tomadas, cabos) e eléctricas (níveis de tensão/potência utilizados, duração do bit, ligar/desligar) da interface entre os dispositivos </li></ul>Exemplo de normas <ul><li>RS232 </li></ul><ul><li>RDIS </li></ul>
  21. 21. Modelo OSI Camada 2 – camada ligação de dados (ou lógica) <ul><li>Definição das regras utilizadas para enviar e receber informação através da camada física </li></ul><ul><li>Tem de assegurar uma ligação livre de erros </li></ul><ul><li>Codifica e empacota os dados em tramas </li></ul><ul><li>Métodos de acesso ao meio </li></ul><ul><li>Responsabilidade de detectar erros e controlo de erros </li></ul><ul><li>Controlo de fluxo de tramas: </li></ul><ul><ul><li>Ajustar velocidade de transmissão/recepção </li></ul></ul><ul><ul><li>Retransmissões </li></ul></ul><ul><ul><li>Confirmar recepção de tramas, anular tramas duplicadas </li></ul></ul>
  22. 22. Modelo OSI Camada 2 – camada ligação de dados (ou lógica) <ul><li>Esta camada encontra-se dividida em 2 sub-camadas: </li></ul><ul><ul><li>MAC – Medium Access Control </li></ul></ul><ul><ul><li>LLC – Logical Link Control </li></ul></ul>Exemplo de protocolos <ul><li>HDLC ( High Level Data Link Control ) </li></ul><ul><li>Driver Ethernet </li></ul><ul><li>Token Ring </li></ul>Sub-camada MAC Sub-camada LLC Camada 2
  23. 23. Modelo OSI Camada 3 – camada de rede <ul><li>Responsável pelo encaminhamento de pacotes e comutação </li></ul><ul><li>Gestão de problemas de congestionamento </li></ul><ul><li>Interligação de redes de tecnologias diferentes </li></ul>Exemplo de protocolos <ul><li>IP ( Internet Protocol ) </li></ul><ul><li>X.25 </li></ul><ul><li>IPX ( Internetwork Packet Exchange ) </li></ul>
  24. 24. Modelo OSI Camada 4 – camada de transporte <ul><li>Isola as camadas superiores das mudanças nas tecnologias de hardware </li></ul><ul><li>Responsável por complementar o serviço oferecido pela camada 3 </li></ul><ul><li>Tem como função básica receber dados da camada de sessão, parti-los em unidades mais pequenas e passá-los à camada de rede, assegurando que chegam correctamente ao seu destino: </li></ul><ul><ul><li>Controlo de alto nível: controlo de erros, prioridades e mecanismos de segurança sofisticados </li></ul></ul><ul><ul><li>Serviço de qualidade e precisão: ligações orientadas à ligação entre dois sistemas </li></ul></ul><ul><ul><li>Controlo de sequência de pacotes: caminho virtual seguro </li></ul></ul>Exemplo de protocolos <ul><li>TCP ( Internet Transmission Control Protocol ) </li></ul><ul><li>UDP ( Internet User Datagram Protocol ) </li></ul><ul><li>SPX ( Sequenced Packet Exchange ) </li></ul><ul><li>NetBIOS/NetBEUI </li></ul>
  25. 25. Modelo OSI Camada 5 – camada de sessão <ul><li>Transporta dados de forma ordinária como a camada de transporte, mas fornece também uma série de serviços mais avançados: </li></ul><ul><ul><li>Estabelecimento de sessões (ligações lógicas) : </li></ul></ul><ul><ul><li>Início de uma sessão => estabelecimento de uma ligação física; </li></ul></ul><ul><ul><li>Após quebra de ligação física, a ligação lógica pode ser retomada com uma nova ligação física; ou sem desfazer a ligação física esta pode suportar várias sessões distintas (ex.: conversa telefónica) </li></ul></ul><ul><ul><li>Sincronismo: esta camada fornece mecanismos de reconhecimento lógico; o facto da informação ser recebida não significa que esta tenha sido processada, ou correctamente processada, podendo ser necessário retransmitir </li></ul></ul><ul><ul><li>Gestão de diálogos: é necessário gerir quem transmite e a que instante pois convém que cada um dos intervenientes transmita de cada vez </li></ul></ul>
  26. 26. Modelo OSI Camada 6 – camada de apresentação <ul><li>Resolve diferenças no formato e apresentação de dados, i. e., faz a conversão de códigos </li></ul><ul><li>Para as máquinas se entenderem, esta camada define os dados de forma abstracta </li></ul><ul><li>Assim, os dados são transmitidos e recebidos na “linguagem” ASN.1 ( Abstract Syntax Notation ) </li></ul>
  27. 27. Modelo OSI Camada 7 – camada de aplicação <ul><li>Para esta camada ficou tudo o que de específico cada aplicação possa ter </li></ul><ul><li>Podemos ter tantos protocolos como tipos de aplicação </li></ul><ul><ul><li>POP3, SMTP ou IMAP para e-mail </li></ul></ul><ul><ul><li>FTP para transferência de ficheiros </li></ul></ul><ul><ul><li>... </li></ul></ul>
  28. 28. Modelo OSI Unidades de dados <ul><li>Quer os serviços, quer os protocolos levam à troca de dados </li></ul><ul><li>As camadas adjacentes trocam entre si SDU ( Service Data Units ) </li></ul><ul><li>As camadas homólogas trocam entre si PDU ( Protocol Data Units ) </li></ul><ul><li>Dado que a progressão da informação se faz de forma vertical, as PDU de uma camada (N+1) são passadas dentro de SDU da camada N, i. e., as unidades de dados de uma camada são encapsuladas dentro de dados da camada inferior </li></ul>SDU PDU Camada N+1 Camada N Camada N Física Lógica Rede Transporte Sessão Apresentação Aplicação
  29. 29. Cablagem estruturada Motivação – redes estruturadas <ul><li>As infra-estruturas de cablagem são usadas para a interligação de equipamento de rede </li></ul><ul><li>Nos edifícios e campus são normalmente implementados sistemas de cablagem normalizados, compostos por vários níveis hierárquicos que garantam o máximo de longevidade da instalação </li></ul><ul><li>Permite a correcta operação do equipamento e a gestão e expansão futura de uma rede </li></ul>
  30. 30. Cablagem estruturada Topologia física das redes <ul><li>Estrutura de ligação física dos cabos que interligam os diferentes dispositivos que formam a rede local de computadores </li></ul><ul><li>O tipo de topologia condiciona a instalação dos componentes da rede </li></ul>
  31. 31. Cablagem estruturada - topologia Ligação ponto a ponto <ul><li>Existem apenas dois dispositivos ligados entre si </li></ul>
  32. 32. Cablagem estruturada - topologia Ligação em BUS <ul><li>Todos os dispositivos da rede estão ligados a um único cabo – partilham o mesmo canal de transmissão </li></ul><ul><li>Existem também BUS duplos </li></ul><ul><li>Tem baixos custos, mas fraca fiabilidade </li></ul>Cabo principal do BUS
  33. 33. Cablagem estruturada - topologia Ligação em estrela <ul><li>Todos os dispositivos da rede estão ligados a um ponto central –concentrador ( hub ) ou comutador ( switch ) </li></ul><ul><li>Se o ponto central se avaria (muito improvável) toda a rede é afectada </li></ul><ul><li>Necessita grandes quantidades de cabo, mas é de grande fiabilidade </li></ul>Estrela distribuída Estrela
  34. 34. Cablagem estruturada - topologia Ligação em anel <ul><li>As permissões de uso do meio passam de um dispositivo para outro de forma circular, apesar da configuração física ser normalmente em estrela </li></ul><ul><li>Cada estação actua como um repetidor </li></ul><ul><li>O acesso ao meio é controlado por uma trama especial, testemunho ( token ), que circula pelas estações de acordo com um dado algoritmo </li></ul><ul><li>O anel pode ser simples ou duplo </li></ul><ul><li>Fraca fiabilidade </li></ul>
  35. 35. Cablagem estruturada - topologia Ligação em árvore <ul><li>Pequenos grupos ligados em estrela ou BUS a um concentrador que por sua vez está ligado em estrela ou BUS a outros concentradores em estrela ou BUS </li></ul><ul><li>Existem vários níveis hierárquicos </li></ul>

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