1-introducao_redes-topologias.pdf

Introdução a redes
Introdução a redes
de computadores
de computadores
de computadores
de computadores
André Proto
André Proto
UNESP
UNESP -
- São José do Rio Preto
São José do Rio Preto
______________________________
______________________________
andre.proto@sjrp.unesp.br

O que será abordado
O que será abordado
•
• O que é uma rede
O que é uma rede
•
• Transmissão de dados em meios físicos
Transmissão de dados em meios físicos
•
• Tipos de transmissão
Tipos de transmissão
•
• Tipos de transmissão
•
• Classificação das redes
Classificação das redes
•
• Topologias de redes
Topologias de redes
2
André Proto

O que é uma rede
O que é uma rede

O que é uma rede
O que é uma rede
•
• Segundo
Segundo Andrew S.
Andrew S. Tanenbaum
Tanenbaum, uma rede
, uma rede
de computadores é:
de computadores é:
–
– “Conjunto de computadores autônomos
“Conjunto de computadores autônomos
Conjunto de computadores autônomos
Conjunto de computadores autônomos
interconectados por uma única tecnologia”
interconectados por uma única tecnologia”
•
• Mas existem outros tipos de rede:
Mas existem outros tipos de rede:
–
– Telefonia
Telefonia
–
– Controles
Controles
Controles
Controles
–
– Sensores
Sensores 4
André Proto

O que é uma rede
O que é uma rede
•
• Por que usamos redes?
Por que usamos redes?
–
– Aplicações comerciais
Aplicações comerciais
•
• Compartilhamento de recursos (scanners,
Compartilhamento de recursos (scanners,
p ( ,
p ( ,
impressoras e outros equipamentos)
impressoras e outros equipamentos)
•
• Ligação lógica de locais fisicamente separados
Ligação lógica de locais fisicamente separados
•
• Comércio eletrônico
Comércio eletrônico
•
• Comunicação em geral (e
Comunicação em geral (e-
-mails,
mails, instant
instant messaging
messaging,
,
g (
g ( g g
g g
etc
etc)
)
5
André Proto

O que é uma rede
O que é uma rede
•
• Por que usamos redes?
Por que usamos redes?
–
– Aplicações domésticas
Aplicações domésticas
•
• Acesso a informações remotas
Acesso a informações remotas
•
• Comunicação entre pessoas
Comunicação entre pessoas
•
• Comunicação entre pessoas
Comunicação entre pessoas
•
• Entretenimento interativo
Entretenimento interativo
•
•
–
– Atualmente
Atualmente
C
C
•
• Carros
Carros
•
• Casas
Casas
dú i
dú i
•
• Indústrias
Indústrias
•
• Corpo (BAN)
Corpo (BAN)
6
André Proto

O que é uma rede
O que é uma rede
7
André Proto

O que é uma rede
O que é uma rede
8
André Proto

O que é uma rede
O que é uma rede
9
André Proto

O que é uma rede
O que é uma rede
•
• Conceitos importantes, não confundir:
Conceitos importantes, não confundir:
–
– A Internet é uma rede?
A Internet é uma rede?
•
• Não.
Não.
•
• É uma rede de redes!
É uma rede de redes!
–
– A World
A World Wide
Wide Web é uma rede?
Web é uma rede?
A World
A World Wide
Wide Web é uma rede?
Web é uma rede?
•
• Não.
Não.
•
• É um sistema distribuído que funciona na Internet
É um sistema distribuído que funciona na Internet
•
• É um sistema distribuído que funciona na Internet.
É um sistema distribuído que funciona na Internet.
–
– Existe apenas um tipo de rede?
Existe apenas um tipo de rede?
Nã
Nã
•
• Não.
Não.
•
• Mas estudaremos a fundo as
Mas estudaremos a fundo as LANs
LANs.
. 10
André Proto

Transmissão de dados em meios
físicos
físicos

físicos
físicos
•
• É essencial para quem trabalha com
É essencial para quem trabalha com
cabeamento ter conhecimento sobre:
cabeamento ter conhecimento sobre:
–
– Conceitos de redes
Conceitos de redes
Conceitos de redes
Conceitos de redes
–
– Conceitos de sinais
Conceitos de sinais
C it d ã d i i
C it d ã d i i
–
– Conceitos de propagação de sinais
Conceitos de propagação de sinais
–
– Conceitos sobre os meios
Conceitos sobre os meios
12
André Proto

físicos
físicos
•
• Sinal
Sinal
É uma seqüência de estados em um sistema de
–
– É uma seqüência de estados em um sistema de
comunicação que codifica uma mensagem
comunicação que codifica uma mensagem
N l t t d i l d
N l t t d i l d
–
– Normalmente entendemos um sinal como sendo
Normalmente entendemos um sinal como sendo
a propagação de uma onda
a propagação de uma onda
•
• Onda
Onda
–
– É a manifestação de um fenômeno físico a
É a manifestação de um fenômeno físico a
partir de uma fonte de energia (fonte
perturbadora) em um meio
perturbadora) em um meio 13
André Proto

físicos
físicos
14
André Proto

físicos
físicos
•
• Meio
Meio
–
– É aquilo que pode ser perturbado e
É aquilo que pode ser perturbado e
conseqüentemente consegue transmitir o sinal
conseqüentemente consegue transmitir o sinal
q g
q g
Logo:
Logo:
–
– Logo:
Logo:
•
• Não necessariamente é um cabo
Não necessariamente é um cabo
O t it i i é i
O t it i i é i
•
• O ar transmite sinais e é um meio
O ar transmite sinais e é um meio
•
• O vácuo é um exemplo que não transmite sinais,
O vácuo é um exemplo que não transmite sinais,
logo não é um meio
logo não é um meio
logo, não é um meio
logo, não é um meio
15
André Proto

físicos
físicos
•
• Os dois principais tipos de sinais são:
Os dois principais tipos de sinais são:
–
– Analógico:
Analógico: podem assumir qualquer valor real
podem assumir qualquer valor real
16
André Proto

físicos
físicos
•
• Os dois principais tipos de sinais são:
Os dois principais tipos de sinais são:
–
– Digital:
Digital: só podem assumir valores discretos e
só podem assumir valores discretos e
enumeráveis, dentro de um conjunto limitado
enumeráveis, dentro de um conjunto limitado
, j
, j
de valores possíveis
de valores possíveis
17
André Proto

físicos
físicos
Mensagem original
Decodificação
Codificação
18
André Proto

físicos
físicos
•
• Fios
Fios
–
– Normalmente o termo se refere a um fio
Normalmente o termo se refere a um fio
comum, de cobre ou metálico
comum, de cobre ou metálico
,
,
–
– É um termo genérico
É um termo genérico
•
• Cabos
Cabos
–
– Normalmente o termo considera alguma
Normalmente o termo considera alguma
tecnologia, como por exemplo,
tecnologia, como por exemplo, cabo coaxial
cabo coaxial
•
• Um cabo UTP é composto de 4 pares de fios
Um cabo UTP é composto de 4 pares de fios 19
André Proto

•
• Existem três tipos básicos de transmissão:
Existem três tipos básicos de transmissão:
Simplex:
Simplex: ocorre em apenas um sentido
ocorre em apenas um sentido
–
– Simplex:
Simplex: ocorre em apenas um sentido
ocorre em apenas um sentido
–
– Half
Half Duplex:
Duplex: ocorre nos dois sentidos, mas não
ocorre nos dois sentidos, mas não
simultaneamente
simultaneamente
–
– Full
Full Duplex:
Duplex: ocorre nos dois sentidos,
ocorre nos dois sentidos,
Full
Full Duplex:
Duplex: ocorre nos dois sentidos,
ocorre nos dois sentidos,
simultaneamente
simultaneamente 20
André Proto

Simplex
Half Duplex
Full Duplex
p
21
André Proto

•
• Não existe ao certo uma taxonomia oficial
Não existe ao certo uma taxonomia oficial
para classificação de redes
para classificação de redes
•
• O que se usa para classificar são:
O que se usa para classificar são:
–
– Tecnologia de transmissão
Tecnologia de transmissão
Dif ã (b d i )
Dif ã (b d i )
•
• Difusão (broadcasting)
Difusão (broadcasting)
•
• Ponto a ponto (
Ponto a ponto (unicasting
unicasting)
)
–
– Escala
Escala
•
• As classificações mais conhecias são as
As classificações mais conhecias são as
ç
ç
LANs
LANs,
, MANs
MANs e
e WANs
WANs 23
André Proto

•
• Uma tabela que pode auxiliar mas não é um padrão é
Uma tabela que pode auxiliar mas não é um padrão é
mostrada a seguir
mostrada a seguir
Distância entre os
processadores
Processadores
localizados no mesmo
1 m metro quadrado
10 m Sala
100 m Prédio LAN
PAN
100 m Prédio
1 km Campus
10 km Cidade
LAN
MAN
100 km País
1000 km Continente
10.000 km Planeta
WAN
Internet
Internet
24
André Proto

•
• LAN (Local
LAN (Local Area
Area Network)
Network)
–
– São redes privadas com até alguns km de
São redes privadas com até alguns km de
extensão
extensão
–
– Usadas para conectar computadores pessoais e
Usadas para conectar computadores pessoais e
estações de trabalho instituições
–
– Três características as distinguem dos outros
Três características as distinguem dos outros
tipos de rede:
tipos de rede:
tipos de rede:
tipos de rede:
•
• Tamanho (restrito)
Tamanho (restrito)
Tecnologia de transmissão (normalmente cabo)
•
• Tecnologia de transmissão (normalmente cabo)
•
• Topologia (normalmente barramento)
Topologia (normalmente barramento) 25
André Proto

•
• MANs
MANs (
(Metropolitan
Metropolitan Area
Area Network)
Network)
–
– Abrangência de uma cidade
Abrangência de uma cidade
–
– As
As MANs
MANs surgiram com as operadoras de TV a
surgiram com as operadoras de TV a
As
As MANs
MANs surgiram com as operadoras de TV a
surgiram com as operadoras de TV a
cabo, que passaram a fornecer Internet
cabo, que passaram a fornecer Internet
26
André Proto

•
• WANs
WANs (
(Wide
Wide Area
Area Network)
Network)
–
– Grande área geográfica (país)
Grande área geográfica (país)
–
– Hosts (usuários) + Rede (operadora de telefonia
Hosts (usuários) + Rede (operadora de telefonia
ou provedor de Internet)
ou provedor de Internet)
As
As WANs
WANs utilizam diversos meios de
utilizam diversos meios de
–
– As
As WANs
WANs utilizam diversos meios de
utilizam diversos meios de
transmissão:
transmissão:
•
• Cabos de cobre
Cabos de cobre
•
• Cabos de cobre
Cabos de cobre
•
• Fibra óptica
Fibra óptica
E l d ádi
E l d ádi
•
• Enlaces de rádio
Enlaces de rádio
–
– Os
Os roteadores
roteadores tem papel fundamental
tem papel fundamental
27
André Proto

28
André Proto

Topologias de rede
Topologias de rede

Topologias de rede
Topologias de rede
•
• Topologia de rede é a forma como os
Topologia de rede é a forma como os
computadores são ligados em uma rede
computadores são ligados em uma rede
co putado es são gados e u a ede
co putado es são gados e u a ede
–
– Layout da rede
Layout da rede
A t l i d fí i ( l t) ló i
A t l i d fí i ( l t) ló i
–
– A topologia pode ser física (o layout) ou lógica
A topologia pode ser física (o layout) ou lógica
(relacionada aos protocolos, fluxos de
(relacionada aos protocolos, fluxos de
i f õ )
i f õ )
informações)
informações)
•
• Existem diversas topologias:
Existem diversas topologias:
Barramento
Barramento Estrela estendida
Estrela estendida
Anel
Anel Hierárquica
Hierárquica
Anel
Anel Hierárquica
Hierárquica
Estrela
Estrela Malha
Malha 30
André Proto

Topologias de rede
Topologias de rede
•
• Barramento
Barramento
Todos os computadores são ligados em um
–
– Todos os computadores são ligados em um
mesmo barramento físico de dados
mesmo barramento físico de dados
Ob i d d
Ob i d d
–
– Obs.: apenas um transmite em dado momento
Obs.: apenas um transmite em dado momento
•
• Existem as chamadas
Existem as chamadas colisões
colisões
31
André Proto

Topologias de rede
Topologias de rede
•
• Anel
Anel
•
• Anel
Anel
–
– Os computadores são ligados em série
Os computadores são ligados em série
formando um circuito fechado
formando um circuito fechado
–
– A mensagem é transmitida de um nó para outro
A mensagem é transmitida de um nó para outro
até atingir o destino
até atingir o destino
–
– Obs.: topologia física relacionada com a lógica
Obs.: topologia física relacionada com a lógica
p g g
p g g
•
• Protocolos de rede em anel (Ex.:
Protocolos de rede em anel (Ex.: token
token-
-ring
ring)
)
32
André Proto

Topologias de rede
Topologias de rede
•
• Estrela
Estrela
•
• Estrela
Estrela
–
– Existe um ponto central na rede (concentrador)
Existe um ponto central na rede (concentrador)
–
– O concentrador retransmite os dados para os
O concentrador retransmite os dados para os
nós
nós
–
– Mais fácil encontrar erros (apenas 1 nó pára)
Mais fácil encontrar erros (apenas 1 nó pára)
33
André Proto

Topologias de rede
Topologias de rede
•
• Estrela estendida
Estrela estendida
•
• Estrela estendida
Estrela estendida
–
– É uma espécie de estrela de estrelas
É uma espécie de estrela de estrelas
34
André Proto

Topologias de rede
Topologias de rede
•
• Hierárquica
Hierárquica
–
– Topologia é composta em níveis
Topologia é composta em níveis
–
– Torna mais fácil a administração
Torna mais fácil a administração
35
André Proto

Topologias de rede
Topologias de rede
•
• Malha
Malha
–
– Cada nó é conectado com todos os outros nós
Cada nó é conectado com todos os outros nós
–
– Redundância de conectividade
Redundância de conectividade
–
– Alto custo
Alto custo
36
André Proto

Introdução a protocolos

•
• O que é um protocolo?
O que é um protocolo?
–
– é uma convenção ou padrão que controla e
é uma convenção ou padrão que controla e
possibilita uma conexão, comunicação ou
possibilita uma conexão, comunicação ou
p , ç
p , ç
transferência de dados entre dois sistemas
transferência de dados entre dois sistemas
computacionais (
computacionais (Wikipedia
Wikipedia).
).
p (
p ( p
p )
)
André Proto 38

•
• A simples ligação elétrica entre os vários
A simples ligação elétrica entre os vários
computadores não garante a comunicação
entre os mesmos.
entre os mesmos.
i i id d d
i i id d d
•
• Para que isso ocorra existe a necessidade de
Para que isso ocorra existe a necessidade de
se definir um protocolo para a comunicação
entre máquinas distintas.
André Proto 39

•
• A simples ligação elétrica entre os vários
A simples ligação elétrica entre os vários
entre os mesmos.
entre os mesmos.
i i id d d
i i id d d
•
• Para que isso ocorra existe a necessidade de
Para que isso ocorra existe a necessidade de
André Proto 40

•
• Isso significa definir um padrão organizado
Isso significa definir um padrão organizado
para o estabelecimento de uma conversa.
para o estabelecimento de uma conversa.
•
• Vários protocolos são propostos
Vários protocolos são propostos
l f
l f
constantemente. Eles tem em comum o fato
constantemente. Eles tem em comum o fato
de que são classificados em camadas para
de que são classificados em camadas para
facilitar o entendimento e implementação.
facilitar o entendimento e implementação.
André Proto 41

•
• Exemplo de protocolos
Exemplo de protocolos
–
– Língua de um país, início de uma conversa, etc.
Língua de um país, início de uma conversa, etc.
–
– Em redes:
Em redes: HTTP, SMTP, FTP, TCP, UDP, IP,
HTTP, SMTP, FTP, TCP, UDP, IP,
Em redes:
Em redes: HTTP, SMTP, FTP, TCP, UDP, IP,
HTTP, SMTP, FTP, TCP, UDP, IP,
Ethernet, etc.
Ethernet, etc.
•
• Modelo de referência: RM
Modelo de referência: RM-
-OSI da ISO
OSI da ISO
(
(Reference
Reference Model
Model of
of Open Systems
Open Systems
Interconnection
Interconnection)
)
)
)
André Proto 42

•
• Veremos na aula que vem sobre o modelo
Veremos na aula que vem sobre o modelo
de referência OSI, fundamental para
entender a pilha de protocolos TCP/IP.
p p
p p
André Proto 43

•
• Veremos na
Veremos na próxima aula sobre
próxima aula sobre o modelo
o modelo
p p
p p
André Proto 44

André Proto
André Proto
Laboratório ACME! de Pesquisa em Segurança de Redes
Laboratório ACME! de Pesquisa em Segurança de Redes
UNESP
UNESP -
- Universidade Estadual Paulista
Universidade Estadual Paulista
Campus de São José do Rio Preto
Campus de São José do Rio Preto
André Proto 45

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