Baixado 23 vezes
Mais conteúdo relacionado
![[Antero Jesus] Principais Protocolos de Rede](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/principaisprotocolosderede-181122161754-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
Aula 1
- 1. Redes de computadores Por:Henrique Quirino Silva Aula 01- Conceitos Básicos • LANs • Ethernet • Token Ring • Modelo OSI
- 2. O que sãoredes? ◉ Conjunto de dois ou mais dispositivos (nós) que usam um conjunto de regras em comum para compartilhar recursos (hardware, dados, mensagens) ◉ Exemplos de rede • Rede local de um domícilio • Rede telefônica • Internet ◉ Exemplos de dispositivos (ou nós) • Computadores • Impressoras • Switches • Roteadores
- 3. Endereçamento ◉ Cada dispositivotem uma identificação única, ou seja, um endereço ◉ Os endereços se comunicarão via rede, por meio dos protocolos de transmissão ◉ Na Internet, endereços utilizados são IP, do protocolo TCP/IP
- 4. Protocolo ◉ Protocolos definemas regras de construção de um pacote, criando uma linguagem comum entre diferentes máquinas, que inclui: • Endereços • Correções de erros • Regras de reconstrução de pacotes • Controle de fluxo
- 5. Serviços de rede ◉Conjunto de operações implementadas por um protocolo ◉ Cada serviço pode ser usado por diferentes aplicações ◉ Uma aplicação também pode usar vários serviços • Ex. Browser de internet ◉ Serviços orientados à conexão • Estabelece conexão prévia à transmissão dos dados • Gera uma comunicação de dados confiável • Possibilita correção de erros e controle de fluxo • Gera overhead na comunicação ◉ Serviços sem conexão • Envia dados sem conhecimento prévio • Mais rápido • Menos confiável, pois não há garantia de entrega
- 6. Meios ◉ Ambiente físicousado para conectar os nós de uma rede. ◉ Meios físicos são variados: • Cabo coaxial • Cabo par trançado • Fibra óptica • Ondas de rádio • Infravermelho • Outros meios
- 7. Classificação das redes •Por área geográfica • Por topologia da rede
- 8. Classificação por área ◉LAN (Local Area Network) • Permite a conexão de equipamentos em uma pequena região (até 5‐10km) • Encontrada em lares e escritórios de empresas ◉ MAN (Metropolitan Area Network) • Área de abrangência pouco maior que as LANs • Considere uma empresa na mesma cidade, com várias sedes ◉ WAN (Wide Area Network) • Geograficamente distribuída • Altos custos de comunicação • Velocidades menores
- 9. Classificação por área Outrasredes ◉ SAN (Storage Area Network) • Rede exclusiva para armazenamento de dados. ◉ GAN (Global Area Network) • Coleções de redes de longa distância ao longo do Globo.
- 10.
- 11. Classificação por topologia ◉Barramento • Computadores compartilham cabo único • Dados são recebidos por todos, mas só a máquina de destino aceita • Somente 1 computador por vez pode transmitir dados • Se houver ruptura no cabo, toda rede é afetada • Está em desuso, com popularização da Ethernet/estrela.
- 12. Classificação por topologia ◉Anel • Estações conectadas por um único cabo, em forma de círculo. • Conceito de Token para transmissão • Falha em um computador impacta toda rede
- 13. Classificação por topologia ◉Malha • Utiliza vários segmentos de cabos • Oferece redundância e confiabilidade • Dispendiosa • Geralmente utilizada em conjunto com outras topologias
- 14. Classificação por topologia ◉Estrela • Topologia mais comum na atualidade • Utilizam hubs e switches para intercomunicação • Falha em um cabo não paralisa toda rede • Ponto único de falha: Switch ou Hub
- 15. Formas de transmissão ◉Simples • Ocorre em apenas uma direção. • Exemplo: TV Aberta. ◉ Half-Duplex • Ocorre em ambas as direções, mas um evento de cada vez • Exemplo: Rádio amador. ◉ Full Duplex • Recepção e envio ocorrem simultaneamente • Exemplo: TV a cabo
- 16. Colisões ◉ Ocorrem quandodois ou mais computadores enviam dados ao mesmo tempo • Ocorre somente em half-duplex. ◉ CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) • Dispositivos são avisados da colisão e aguardam tempo aleatório para retransmitir • Não efetivo em redes muito longas ( a detecção é feita pela estação que irá transmitir) ◉ CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) • Manda um “aviso” de transmissão • Mais eficaz, porém aumenta o tráfego na rede
- 17. ◉ Prioridade dedemanda • Surgiu com as redes Fast Ethernet. • Padrão IEEE 802.12. • Se dois computadores enviam pedidos ao mesmo tempo, o switch atenderá primeiro o pedido com maior prioridade. • Se a prioridade é idêntica, são servidos com alternância. Colisões
- 18.
- 19. • Usados nasredes com topologia de barramento • Baixo custo, alta flexibilidade • Utiliza conectores BNC • Necessita terminador na rede Cabeamento - Coaxial
- 20. • Tecnologia maiscomum na atualidade • Pode ser blindado (STP) ou não (UTP) • Tamanho máximo: 100 metros • Cat 5 – certificada para 100 Mbps / Cat 5e – 1 Gbps • Conector: RJ45 Cabeamento – Par Trançado
- 21. ◉ Tecnologia maiscara, mas atinge maiores distâncias ◉ Fibra monomodo • Caminho único do feixe de laser • Usada para comunicação de longa distância • Mais difícil conexão – núcleo da fibra é mais fino ◉ Fibra multimodo • Diversos caminhos para o feixe • Usada para distâncias mais curtas • A fibra é mais cara, mas a implementação é mais barata • Núcleo maior permite uso de lasers mais baratos • Conectores mais confiáveis e baratos Cabeamento – Fibra Óptica
- 22. Cabeamento – FibraÓptica
- 23.
- 24. ◉ Padronização deprotocolos e padrões pela ISO para Interconexão de sistemas abertos ◉ Sistema aberto, não vinculado a hardware ◉ Sozinho não define arquitetura da rede (Não diz como fazer, apenas o que fazer) ◉ Divisão em 7 camadas • “Dividir para conquistar” • Estabelece uma interface bem definida entre as camadas • Vantagens: • Implementação independente das camadas; • Reutilização de código; • Adaptabilidade. Modelo OSI
- 25. ◉ Camadas parceirasse comunicam por um objeto chamado entidade da camada ◉ Entidade pode ser elemento de hardware ou de software ◉ Entidade significa: Capacidade de comunicação • Ex: Protocolo IP, roteador, etc ◉ Comunicação entre camadas verticais: Serviços ◉ Comunicação entre camadas horizontais: Protocolos Camadas - Comunicação
- 26.
- 27. Camadas OSI Camada ExemplosFuncionalidades Aplicação E‐mail, Web, ftp, etc Aplicações Apresentação Encriptação e compressão de dados Sessão Controlar as sessões Transporte TCP/UDP Conectividade virtual ponto a ponto Rede IP, X.25 Roteamento Enlace Ethernet, PPP, ATM Comunicação com correção de erros Física Transmissão do sinal
- 28. Camada Física ◉ Fluxode bits pelo meio físico ◉ Totalmente orientada a HW e trata dos aspectos do link físico entre dois computadores ◉ Define, dentre outras coisas: • Técnica de transmissão dos dados (half duplex, etc) • Pinagem do conector • Níveis do sinal elétrico • Como estabelecer e cancelar a conexão ◉ Não trata: • Significado do que está sendo transmitido • Erros de transmissão
- 29. Camada de enlace ◉Detecta e corrige os erros de transmissão da camada física ◉ Controle de Fluxo ◉ Delimitação de quadros ◉ Bits são organizados em frames, com frame check sequence • FCS – Controle de erros (CRC, etc) ◉ Fornece ao nível de rede 3 tipos de serviços: • Sem conexão e sem reconhecimento: Demora na transmissão é pior que perda de dados (Ex. Voz) • Sem conexão com reconhecimento: Mais confiável – frames incorretos são descartados e retransmitidos • Orientado à conexão: Garante entrega dos quadros na ordem correta e “error free” à camada de rede ◉ Subcamadas MAC (acesso ao meio) e LLC (interface com as demais camadas e controle de erros e de fluxo)
- 30. Camada de rede ◉Transparência com relação às camadas inferiores ◉ Função: Transporte de pacotes ◉ Comunicação se torna ponto a ponto • Nos níveis anteriores, comunicação era apenas com o próximo nó ◉ Funções principais • Endereçamento • Roteamento • Tradução de endereços lógicos em físicos (enlace) • Controle de congestionamento ◉ Normalmente não orientado à conexão, mas pode existir o contrário • Ex. Protocolo X.25
- 31. Camada de transporte ◉Principal função: garantir confiabilidade dos dados ◉ Particionamento da mensagem em segmentos ◉ Garante a comunicação entre os hosts • Reconhece o recebimento de pacotes • Controle de fluxo • Sequenciamento e retransmissão de pacotes • Pode ser orientado ou não à conexão
- 32. Camada de sessão ◉Conexão entre duas aplicações que residem em computadores diferentes ◉ Gerenciamento do “diálogo” entre essas máquinas ◉ Pontos de sincronização • Ex. Transmissão de um arquivo muito grande ou envio de mensagens de correio ◉ Atividade – cada ponto de sincronização é uma unidade de diálogo. Cada grupo de unidades é uma atividade ◉ Estabelece direitos de atividades prioritárias (acessos de administrador, por exemplo)
- 33. Camada de apresentação ◉Um grande “tradutor” ◉ Define formato para trocas de mensagens ◉ Funções principais • Tradução de protocolos • Conversão de padrões (ASCII, ANSI, etc) • Criptografia • Compressão de dados
- 34. Camada de aplicação ◉“Janela” onde as aplicações conversam com a rede ◉ Identificação dos parceiros na comunicação ◉ Determinação dos níveis de serviço aceitáveis • Retardo, tempo máximo de espera, taxa de erro tolerável ◉ Segurança de acesso e integridade dos dados
- 35. Relacionamento entre camadas ◉Comunicação virtual entre pares de camadas ◉ Pacotes são encapsulados da camada mais alta até a mais baixa, adicionando informações em cada camada ◉ O processo se repete até a camada física, onde os dados são enviados ◉ No host de destino, acontece o procedimento inverso
- 36. PDU ◉ Protocol DataUnit ◉ É a informação transmitida como uma unidade em uma rede, que pode transportar informações de controle ou dados ◉ Conforme a camada do modelo OSI, tem diferentes nomes: • Camada física – bit • Camada de enlace – frame (quadro) • Camada de rede – packet (pacote) • Camada de transporte – segmento • Demais – dados
- 37.
- 38. Redes Ethernet ◉ Camada2 do modelo OSI ◉ Utilizada em pequenas e grandes redes ◉ Padronizado pela IEEE – especificação 802.3 ◉ Velocidade: 10/100 Mbps e 1/10 Gbps ◉ Pode utilizar tanto cabos coaxiais quanto pares trançados ◉ Frames com tamanhos variando entre 64 e 1518 bytes. 18 bytes são usados pelo próprio frame.
- 39. ◉ Topologia lógica:barramento ◉ Uso de CSMA/CD em half duplex ◉ Camada MAC faz encapsulamento e transmissão dos frames ◉ Pacotes enviados a toda a rede ◉ MTU – Maximum transfer Unit – delimita o tamanho máximo do frame Redes Ethernet - Características
- 40. Redes Ethernet -Frame ◉ Preamble: seqüência de bytes para sincronizar comunicação ◉ SOF – Start of frame: delimitador ◉ Endereços: usam os MACs das placas ◉ Type: Indica o tipo, para formatos opcionais ◉ Dados: Dados propriamente ditos ◉ FCS: Checagem de CRC ◉ Tamanho do frame: 64 (mín.) ou 1518 (máx) bytes • Jumbo Frames: Não aceito pela ISO 802.3, permite até 9000 bytes
- 41. Padrões Ethernet –10Mbps ◉ 10BaseT • Sistema de sinalização – barramento (normalmente se configura estrela ‐ hub) • Cabo par trançado UTP ou STP • Nós finais da rede: Os computadores • Segmento máximo: 100 metros
- 42. Padrões Ethernet –10Mbps ◉ 10Base2 • Cabo coaxial fino • Segmento máximo: 185 metros • Comprimento mínimo: 0,50 metros entre estações • Máximo de 30 computadores por segmento • Máximo de 5 segmentos interligados por 4 repeaters • Performance melhora caso se divida os segmentos (bridges)
- 43. Padrões Ethernet –10Mbps ◉ 10Base5 • Cabo coaxial grosso • Segmento máximo: 500 metros • Máximo de 100 nós (computadores e repetidores) por segmento • Máximo de 5 segmentos interligados por 4 repeaters • Comum utilização de coaxiais finos e grossos na mesma rede (Tv a Cabo)
- 44. Padrões Ethernet –10Mbps ◉ 10BaseFL • Cabo coaxial grosso • Fibra óptica • Vantagem: Grande comprimento • Desvantagem: Custo • Segmento máximo: 2 km
- 45. Fast Ethernet –100Mbps ◉ Mantém formato do frame, MTU e mecanismos MAC ◉ Capacidade de operação full duplex • Aumento de velocidade e eliminação de colisões ◉ 100BaseTX ou FX (Fast Ethernet) • TX: Cabos par trançado cat 5 ○ São usados apenas 2 pares (Pinos 1e2; 3e6) • FX: Fibra ótica multimodo • Extensão do padrão original 10BaseT (CSMA/CD) • Full Duplex (802.3x) – somente switches ◉ Topologia física em estrela
- 46. Gigabit Ethernet ◉ Norma:Operação full duplex, com switches ◉ Com half duplex: • Carrier extension para que o frame atinja tamanho mínimo de 512 bytes; ou • Frame bursting: envia múltiplos pequenos frames até o limite de 1500 bytes, sem controle CSMA/CD entre frames ◉ Utiliza fibra ótica ou par trançado ◉ Cabos UTP mínimos de categoria 5 • Cat 5e ou 6 são recomendados ◉ Velocidade 1 Gbps ◉ Usado para grandes backbones, no início
- 47. Padrões Gigabit Ethernet ◉1000‐BaseT • Utiliza os 4 pares do cabo UTP • Auto negociação é requerida • Padrão bastante sensível ao cabeamento • Cabos cat 5 de baixa qualidade geram erros de conexão ◉ 1000‐BaseTX • Utiliza apenas 2 pares do cabo UTP • Exige UTP Cat 6 • Menos sucesso comercial (mais caro e a exigência cat.6)
- 48. Padrões Gigabit Ethernet ◉1000‐BaseCX • Padrão inicial do GbE • Utiliza cabos STP • Distância máxima: 25m ◉ 1000‐BaseLX • Fibra ótica com laser de comprimento de onda longo • Especificação: 5km; Na prática: até 10 ou 20 km • Funciona também na fibra multimodo: 550m ◉ 1000‐BaseSX • Fibra ótica multimodo com comprimento de onda curto • Especificaçao: 220m; Prática: até 550m • Popular para ligação intra‐edifício em largas corporações
- 49. 10G Ethernet ◉ Suportaapenas full duplex • Não suporta half duplex e nem CSMA/CD ◉ Conexões apenas com switches • Hubs e pontes não são usados ◉ Cabos UTP mínimos de categoria 6 • Categoria 6a recomendada ◉ Velocidade 10 Gbps ◉ Usado para backbones de corporações ◉ Utiliza fibra ótica ou cabos UTP/STP
- 50. Padrões 10G Ethernet ◉10GBASE‐T • Cabos par trançado UTP ou STP • Distância: 100m • Autonegociação também presente ◉ 10GBASE‐SR • Fibra ótica multimodo(Short Range) • Distância típica: até 85m ◉ 10GBASE‐LR • Fibra ótica monomodo (Long Range) • Distâncias típicas: 10 a 25 km
- 51. Auto Negociação ◉ Altacomplexidade por várias taxas de dados e configurações de duplex diferentes ◉ Utilizados em cabos de par trançado (fibra ótica não suporta) ◉ Assim que o link for detectado, o processo começa ◉ É negociada sempre a melhor combinação velocidade/duplex possível
- 52.
- 53. Redes Token Ring ◉Criada pela IBM nos anos 80 ◉ Características • Topologia em anel estrela (anel lógico em que o anel físico está no HUB) • Método de acesso baseado na passagem do Token • Cabo par trançado UTP ou STP (specs IBM) • Taxa de Transferência de 4 e 16 Mbit
- 54. Redes Token Ring ◉Funcionamento • Token percorre a rede até que uma estação se apodera • Apenas a máquina que detém o token pode transmitir • O frame percorre o anel até a máquina de destino e o retorno à máquina de origem com o status • Máquina de origem então libera o Token • Só há um Token por anel e ele só percorre a rede em uma direção (horário ou anti‐horário) • Monitoração ou beaconing: Feito pelo primeiro computador que fica online, assegura entrega dos frames e existência de apenas um token na rede
- 55. Redes Token Ring ◉Cabeamento • IBM 1,2 e 3 • MSAU = Hubs da tecnologia • Conectores de interface de mídia para cabos tipo 1 e 2 • RJ‐45 para tipo 3 • Fibra ótica também é utilizada (maiores custo e alcance) ◉ Utilização bastante restrita atualmente • Gerenciamento mais oneroso • Congestionamento das pontes • Velocidade inferior aos principais concorrentes.