Introdução a Redes de Computadores

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Descrição das camadas do modelo OSI e TCP

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Introdução a Redes de Computadores

  1. 1. C urso de Rede Ponto-a-Ponto Copyright, 2000 - 2003 © GMP DICA Consulte o manual sempre que houver dúvidas GMP ®
  2. 2. Abertura <ul><li>O objetivo deste curso: </li></ul><ul><ul><li>o aluno será capaz de montar uma Rede de computadores </li></ul></ul><ul><ul><li>receberá conteúdo teórico necessário para montar Redes de computadores </li></ul></ul><ul><ul><li>na prática terá contato com os materiais e ferramentas de confecção dos cabeamentos </li></ul></ul><ul><ul><li>a técnica poderá ser implementada em pequenas empresas com até 50 estações </li></ul></ul>
  3. 3. Abertura <ul><li>O objetivo deste curso: </li></ul><ul><ul><li>primeira aula : apresentação dos slides </li></ul></ul><ul><ul><li>segunda aula : confecção dos cabeamentos </li></ul></ul><ul><ul><li>terceira aula : cabeamentos e apresentação do vídeo sobre a configuração do Windows </li></ul></ul><ul><ul><li>quarta aula : instalação do NIC e configuração do Windows </li></ul></ul>
  4. 4. Atenção! <ul><li>é importante o entendimento teórico! </li></ul><ul><li>lembre-se, o técnico tomará as decisões na confecção de pequenas Redes! </li></ul>
  5. 5. A HISTÓRIA DAS REDES <ul><li>A técnica de compartilhar recursos entre computadores nas empresas, só foi possível com a chegada dos microcomputadores. </li></ul><ul><li>Mas o conceito em si, foi observado bem antes. </li></ul>
  6. 6. O QUE É UMA REDE <ul><li>U ma rede é, basicamente, dois ou mais computadores interligados por um cabo, trocando informações e compartilhando recursos. </li></ul>
  7. 7. Computadores em rede compartilhando recursos RECURSOS Data
  8. 8. TIPOS DE REDE <ul><li>LAN (Local Area Network) - originou-se de uma descrição de tamanho - elas cobrem uma área pequena e pertencem normalmente a uma única organização. </li></ul><ul><li>WAN (Wide Area Network) - uma WAN pode interligar redes entre dois edifícios vizinhos bem como em dois continentes diferentes. Será uma interligação de duas ou mais redes locais ( LAN ). </li></ul>
  9. 9. ARQUITETURA DE REDE PONTO-A-PONTO <ul><li>Todos os computadores conectados à rede são iguais na hierarquia. Compartilham recursos entre si. </li></ul>Data
  10. 10. ARQUITETURA DE REDE CLIENTE-SERVIDOR <ul><li>Todos os computadores conectados à rede são gerenciados por um servidor, que possui softwares gerencidores com recursos de monitoramento e administração. </li></ul>
  11. 11. REDE PONTO-A-PONTO COM WINDOWS 95/98 REDE CLIENTE-SERVIDOR Data Server
  12. 12. TOPOLOGIA DE REDE <ul><li>Topologia de Rede é o termo técnico utilizado para o modo como uma rede é instalada, é o mapa de uma rede. </li></ul><ul><li>A topologia física descreve por onde os cabos passam e onde as estações, roteadores, etc. se localizam. </li></ul><ul><li>A topologia lógica refere-se aos percursos das mensagens entre os usuários da rede. </li></ul>
  13. 13. DETALHES TÉCNICOS <ul><li>Para cada topologia existe um tipo de protocolo de acesso ao meio adequado. O protocolo de comunicação é composto de dispositivos de hardware e de software que cuidam da comunicação, isto é, existe um método de tratamento dos dados que transitam pela rede, tudo dentro de um padrão de comunicação que segue o modelo internacional OSI (Open Systems Interconnection) </li></ul>
  14. 14. MODELO OSI (sete camadas) Cabeamento <ul><li>Física </li></ul><ul><li> Link de Dados </li></ul><ul><li>Rede </li></ul><ul><li>Transporte </li></ul><ul><li>Sessão </li></ul><ul><li>Apresentação </li></ul><ul><li>Aplicação </li></ul>Dados sinal elétrico Aplicativos Dados bits <ul><li>Aplicação </li></ul><ul><li>Física </li></ul><ul><li>Link de Dados </li></ul><ul><li>Rede </li></ul><ul><li>Transporte </li></ul><ul><li>Sessão </li></ul><ul><li>Apresentação </li></ul>
  15. 15. <ul><li>O propósito da camada física é entregar dados de um computador para outro. Especificamente, a camada física traduz os bits de dados em um formato adequado para transmissão, ou receber uma transmissão e traduz novamente em bits. </li></ul><ul><li>Elétrica : que voltagem e correntes são utilizadas. </li></ul><ul><li>Mecânica : a forma e tamanho físico dos conectores </li></ul><ul><li>Funcional : o significado de um pino no conector e a voltagem neste pino. </li></ul><ul><li>Procedimentos : a seguência de mudanças funcionais que indicam a ocorrência de eventos. </li></ul><ul><li>A camada de Física </li></ul>
  16. 16. <ul><li>A camada de link de dados é principalmente responsável por ocultar das camadas acima dela os feios detalhes da camada física. Isto significa que problemas com erros de transmissão de dados são detectados e corrigidos por esta camada. Esta camada vê os dados em frames(grupos de bits). </li></ul><ul><li>A camada de Link de Dados </li></ul>
  17. 17. <ul><li>A camada de rede é responsável por funções tais como direcionar os dados entre os endereços, controlar o fluxo de dados, e montar os frames que chegam em blocos de dados e segmentar blocos de dados para serem enviados em frames. Esta camada assegura que as mensagens são enviadas e recebidas inteiramente. </li></ul><ul><li>A camada de Rede </li></ul>
  18. 18. <ul><li>A camada de transporte tem três funções principais que suportam a transferência transparente de dados para e da camada sessão: </li></ul><ul><ul><li>estabelecer a conexão do tipo e qualidade corretos em termos de velocidade e confiabilidade </li></ul></ul><ul><ul><li>iniciar a transferência e gerenciar os dados a serem enviados </li></ul></ul><ul><ul><li>liberar a conexão </li></ul></ul><ul><li>A camada de Transporte </li></ul>
  19. 19. <ul><li>A camada de sessão determina que PC fala com que PC, controla a transferência de dados e trata a recuperação de erros. Ela também pode manipular várias funções de gerenciamento, tais como contabilidade. </li></ul><ul><li>A camada de Sessão </li></ul>
  20. 20. <ul><li>A camada de apresentação manipula a sintaxe (as regras que governam o formato dos dados). Funções como codificar e decodificar conjuntos de caracteres e selecionar as regras a serem utilizadas são responsabilidade desta camada. </li></ul><ul><li>A camada de Apresentação </li></ul>
  21. 21. <ul><li>A camada final, chamada de aplicação, não lida com os aplicativos! Seu propósito é fornecer serviços de comunicação aos aplicativos. Ela estabelece e controla o ambiente no qual os aplicativos podem conseguir que as coisas sejam feitas. </li></ul><ul><li>A camada de Aplicação </li></ul>
  22. 22. Conjunto de protocolos TCP/IP SPX, NetBIOS, DECnet, TCP/IP, AppleTalk Sistema Operacional de Rede Hardware e Software: Ethernet, Tolen Ring, ARCNET PhoneNET Rede Shells de Rede Utilitário de conversão de dados LAN - Software Compatível Correio Eletrônico, Processador de Texto, Base de Dados <ul><li>Física </li></ul><ul><li>Link de Dados </li></ul><ul><li>Rede </li></ul><ul><li>Transporte </li></ul><ul><li>Sessão </li></ul><ul><li>Apresentação </li></ul>Aplicativo de Rede Aplicativo de Software <ul><li>Aplicação </li></ul>
  23. 23. <ul><li>Para as camadas Link de Dados e Meios Físicos, existem três modelos que estão mais em uso: </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>Ethernet </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Token Ring </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>ArcNET </li></ul></ul></ul></ul>Link de Dados e Meios Físicos
  24. 24. <ul><li>A Ethernet padrão usa o protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) </li></ul><ul><ul><li>CS (Carrier Sense): significa que sempre que um computador quiser enviar uma mensagem pelo cabo da rede, ele primeiro vai ouvi-lo para saber se alguém mais já enviou uma mensagem. Se ele não ouvir nenhuma outra mensagem no cabo, o computador pressupõe que esteja livre para enviar a sua mensagem. </li></ul></ul><ul><ul><li>MA (multiple Access): significa que não existe nada que possa evitar que dois ou mais computadores tentem enviar uma mensagem ao mesmo tempo. O Carrier Sense verifica se algum computador está enviando mensagem e espera que o tráfego fique livre. </li></ul></ul><ul><ul><li>CD (collision Detection): significa que depois que a placa adaptadora envia uma mensagem na rede, ela verifica atentamente para ver se colidiu com outros dados na rede. </li></ul></ul>Ethernet
  25. 25. <ul><li>Como na maioria das redes Ethernet, várias estações podem tentar transmitir dados a qualquer hora. À medida que o número de usuários cresce, cresce também a probalidade de transmissões simultâneas. As colisões destroem os dados e são um indicador de que não há largura de banda compartilhada disponível para suportar a demanda geral de rede. Após cada colisão, a rede reinicializa, forçando os nós relevantes a retransmitirem posteriomente. Ou seja , transmissão em qualquer direção, mas não em ambas simultaneamente - tende a operar a apenas 40 a 60% do potencial de 10 Mbps, devidos às colisões. </li></ul>Ethernet
  26. 26. <ul><li>A topologia física da rede é a maneira como os cabos serão colocados. Existem três topologias físicas fundamentais: barramento, anel e estrela. </li></ul><ul><ul><li>BARRAMENTO : Neste tipo de topologia, todas as estações de trabalho estão conectadas a um cabo central. O cabo é do tipo coaxial, no primeiro e no último conector do barramento é utilizado um terminador. </li></ul></ul><ul><ul><li>Na topologia em forma de ESTRELA , cada estação de trabalho está conectada diretamente a um dispositivo central chamado HUB, utilizando cabos par trançado. </li></ul></ul><ul><ul><li>A topologia em ANEL é muito parecida com a barramento, exceto que não existe fim da linha; o último nó da linha está conectado ao primeiro, formando um anel. </li></ul></ul>Topologia Física Ethernet
  27. 27. Topologia Barramento Conector T Terminadores Cabo Coaxial
  28. 28. Topologia Estrela HUB Par Trançado
  29. 29. Topologia Anel Conector T Cabo Coaxial
  30. 30. <ul><li>As placas de rede têm vários nomes: placas de interface de rede(NIC-Network Interface Card), adaptadores de rede, placas LAN, placas de interface ou placas de rede. </li></ul><ul><li>Ela irá determinar o método de acesso ao meio e também a velocidade de transmissão e tamanho dos pacotes de dados. </li></ul><ul><li>Possui os conectores BNC, RJ ou DB </li></ul><ul><ul><li>BNC: utiliza cabos coaxial. </li></ul></ul><ul><ul><li>RJ45: utiliza par trançado. </li></ul></ul><ul><ul><li>DB: conector de 9, 15 ou 25 pinos pouco utilizado. </li></ul></ul>Adaptador de Rede(NIC)
  31. 31. <ul><li>A maioria das placas de rede devem ser configuradas antes de serem instaladas. Esta é provavelmente a parte mais confusa da instalação de uma rede e é também a mais problemática se você não fizer corretamente. </li></ul><ul><li>Existem cinco configurações possíveis em uma placa de rede: </li></ul><ul><ul><li>Endereço IRQ </li></ul></ul><ul><ul><li>Canal de entrada e saída (I/O) </li></ul></ul><ul><ul><li>Canal DMA </li></ul></ul><ul><ul><li>Endereço de memória </li></ul></ul><ul><ul><li>Node Address (Endereço de Nó) </li></ul></ul>Adaptador de Rede(NIC) continuação
  32. 32. <ul><li>IRQ significa Interrupt ReQuest(Solicitação de interrupção) e é o meio pelo qual um dispositivo como um drive de CD-ROM ou uma placa FAX-MODEM chamam o processador. </li></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 0: Timer interno do computador </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 1: Teclado </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 2: Não utilizado </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 3: porta serial COM2 </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 4: porta serial COM1 </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 5: porta paralela LPT2 </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 6: acionador de disco flexível </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 7: porta paralela LPT1 </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 8: relógio interno </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 9-13: normalmente disponível </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 14: disco rígido </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>IRQ 15: normalmente disponível </li></ul></ul></ul></ul>Endereços IRQ
  33. 33. <ul><li>A porta I/O (Input/Output) é a maneira padrão pela qual o microprocessador se comunica com dispositivos de entrada/saída como portas seriais, controladores de disco e placas de rede e a maioria das placas de interface. </li></ul><ul><li>O endereço da porta I/O é normalmente um número de três dígitos, expresso em hexadecimal, por exemplo 300h ou 320h. </li></ul>Porta I/O
  34. 34. <ul><li>A maioria das placas envia ou recebe um único bit (um “1” ou um “0”) de cada vez. Embora isto pareça um tanto estranho, pense num pedaço de fio ligando duas placas; tudo o que pode fazer é aumentar ou diminuir a voltagem nele. </li></ul><ul><li>Sinais elétricos são transmitidos de um lado ao outro(ou outros) do fio à velocidade da luz(aproximadamente 300.000 Km/s). Isto significa que um comprimento de rede comum de mais ou menos 1,6 Km de cabo, uma mudança de voltagem leva aproximadamente 5 microsegundos para ir de um lado ao outro. </li></ul>Sinais elétricos
  35. 35. <ul><li>A taxa à qual você pode mudar a voltagem em um dado pedaço de fio depende do seu material e de sua construção. Um único fio de cobre é eletricamente muito diferente de um cabo de liga de cobre multifio trançado. Vários efeitos tais como a resistência ( a tendência do cabo a se opor ao fluxo de eletricidade) e a impedância (parecida com a resistência, embora venha à tona quando o sinal elétrico está mudando, e não quando ele é constante) limitam a velocidade e a distância a que os sinais elétricos podem ser enviados. </li></ul><ul><li>Um sistema de comunicação simples poderia dizer que para indicar um “1”, os sinais elétricos devem ir da ausência de voltagem para um potencial negativo de -3 volts. </li></ul>Sinais continuação
  36. 36. <ul><li>A velocidade a que você pode enviar o sinal depende de como ele é distorcido ao ser enviado pelo fio. A boa e rápida transição de 0 a -3 volts, que ocorre de um lado do cabo, pode se transformar em transições confusas e lentas do outro lado. Isto é devido a uma combinação de ruídos e das características do cabo. Ruído é adição de sinais elétricos ao sinal que está carregando dados. </li></ul>Sinais continuação
  37. 37. <ul><li>A oscilação da tensão em um circuito expressa por formula matemática, define que ao variar a tensão, o circuito apresenta uma impedância à variação da tensão. O elemento indutor do circuito é o responsável por esta característica. Quando a corrente for contínua não é verificada a impedância. </li></ul>Impedância  R I L
  38. 38. <ul><li>Resistência elétrica é a capacidade que os materiais teêm em opor-se a passagem da corrente elétrica. </li></ul><ul><li>R= comprimento x resistividade </li></ul><ul><li>área de secção transversal </li></ul>Resistência
  39. 39. <ul><li>O sistema operacional da rede ou mesmo as placas de rede podem ser trocados em poucas horas ou dias. mas a mudança no cabeamento requer semanas de trabalho. A seleção e instalação dos cabos são passos importantes no projeto de uma rede. </li></ul><ul><li>Nem todos os fios são cabos, e nem todos os cabos são iguais. Qualquer fio pode ser um condutor, mas em sistemas elétricos é necessário dois fios para formar um circuito completo. Quando dois ou mais fios são combinados de forma a obedecer a determinados padrões, chamamos conjunto de cabos. </li></ul>CABEAMENTO
  40. 40. <ul><li>Cabo Ethernet fino (tipo RG-58, também chamado de 10BASE2). Cabo coaxiais consistem em uma camada externa isolante, um condutor externo(normalmente fio trançado), outra camada isolante e um condutor central, tem a espessura de um lápis. É muito fácil de manusear, as conexões são feitas com conectores T. </li></ul>Cabo Coaxial Máximo =185 m Mínimo =0,50 m Conector T Terminador
  41. 41. <ul><li>Utilizado em redes Ethernet 10BASET e consiste em pares de cabos enrolados em em torno do outro. Trançar os cabos em pares aumenta a imunidade à interferência externa(ruído) e reduz a degradação do sinal. </li></ul><ul><li>Cabo Par Trançado normalmente chamado de UTP(Par Trançado Não Blindado), é muito fácil de instalar e baixo custo. Suporta até 100 Mbps de taxa de transmissão de dados. </li></ul><ul><li>Conexões para pares trançados incluem os conectores RJ-45 , RJ-11 e DB-9 </li></ul>Cabo Par Trançado (UTP)
  42. 42. Cabo Par Trançado (UTP) Mínimo = 2,5 m HUB Máximo = 100 m

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