F.S

1. Fundamentos de redes de
Computadores
Redes, topologia e meios físicos de transmissão
Escola Profissional da Serra da Estrela
Curso vocacional de Operador de Informática
Trabalho realizado por:
Flávio Simões nº10
Disciplina: IM redes de Computadores

2. Resumo
 Livro-texto
 Redes de computadores: Das LANs, MANs e WANs ás redes ATM – Soares,
Lemos e Colcher – Editora Campos
 Livro de apoio
 Redes de computadores – Tanenbaum
 Material de apoio
 Artigos e atualidades

3. Objetivos e exemplos
 Objetivos de uma rede
 Partilhar recursos
 Trocar informação
Exemplos de redes
Telefone fixo
Telemóvel
Radiofusão
Televisão
Redes de computadores

4. Definições
 Rede de comunicação
 Conjunto de módulos processadores, capazes de trocar informações e
partilhar recursos ligados por um sistema de comunicação.
Sistema de comunicação
 Arranjo topológico ligando módulos processadores através de enlaces físicos e de um
conjunto de regras para organizar a comunicação (protocolos)

5. Parâmetros de Comparação
 Retardado de transferência
 Tempo gasto entre o pedido e a entrega da mensagem
 Confiabilidade
 Medida em tempo medio entre falhas (MTBF), tolerância a falhas, tempo
médio de reparo (MTTR) e tempo de reconfiguração entre falhas
 Modularidade
 Grau de alteração de desempenho da rede sem alterar o projeto original.

6. Parâmetros de Comparação
 Custo
 Desempenho
 Intimamente relacionada a custo
 Compatibilidade
 Ou interoperabilidade
 Sensibilidade tecnológica
 Capacidade da rede suportar todas as aplicações para qual foi reparada, e
além.

7. Classificação quanto ao alcance
 LANs
 Local Área Network - rede local
 Distancia entre os módulos processadores estão desde alguns metros a alguns
quilómetros
 Em geral não passam por vias publicas
 Tipo mais comum
 Exemplo: Redes domesticas
 MANs
 Metrpolitan Area Network – rede metropolitana
 Distancia são maiores que as LANs
 Abrangem uma ou algumas cidades
 Vários meios de transição

8. Classificação quanto ao alcance
 WANs
 Wide-Area- Network – rede geograficamente distribuída
 Distancias abrangem um país, um continente ou todo o mundo
 Vários meios de transmissão
 E a Internet?
 A internet é uma “rede de redes”
 Ninguém esta diretamente conectado a ela.
 Reunião de milhões de redes

9. Topologia
 Disposição logica de elementos
 No caso de uma rede, refere-se á forma como os enlaces físicos e os nós
de comutação estão organizados, determinando os caminhos físicos
existentes e utilizáveis entre qualquer pares de estações conectadas e
essa rede

10. Classificação quanto ao enlace
 Ponto- a- ponto
 Ligação dois-a-dois.
 Vários nós interligados entre si
 Tipo mais comum
 Multiponto
 Vários nós ligados simultaneamente ao mesmo enlace
 Adotado em algumas topologias

11. Classificação quanto ao uso
 Simplex
 O enlace é utilizado apenas em um dos dois possíveis sentidos de transmissão
 Exemplo: fibra ótica
 Half-duplex
 O enlace é utilizado nos dois sentidos de transmissão – um de cada vez.
 Full-duplex
 O enlace é utilizado nos dois sentidos de transmissão simultaneamente. O
enlace pode ser formado por dois pares de fios (cada um em um sentido), ou
usando faixas de frequências diferentes

12. Topologia em barra
 Barra ou barramento
 Todos os nós ligam-se ao mesmo meio de transmissão – multiponto
 O sinal gerado por uma estação propagasse ao longo da barra em todas as
direções
 Cda nó tem um endereço na barra. Quando uma estação conectada
reconhece o endereço da mensagem, ela a aceita. Caso contrario,
despreza-a

13. Topologia em barra
 Ligações ao meio geram descontinuidade de impedância e causam
reflexões. O transcetor deve ter uma alta impedância para o cabo, para
que a sua ligação altere o mínimo possível as características de
transmissão. Devido a isto, algumas necessidades:
 Transcetor localizado perto do cabo
 Necessidade de terminadores (casadores de impedância) nas pontas para
impedir a reflexão

14. Topologia em barra
 Estações ligadas por um caminho fechado.
 Pode ser bidirecional, mas é mais comum o unidirecional.
 O controle pode ser centralizado ou distribuído.
 O sinal sai de um nó pelo anel.
 Em cada nó o sinal é regenerado e retransmitido
 Cada nó tem o seu endereço que ao ser reconhecido por um nó, aceita a
mensagem e a trata
 Interrupção no anel corta a comunicação
 Exemplo: Token Ring (IBM)

15. Topologia em estrela
 Nós ligamos a um comutador central (hub, switch, etc).
 Administração centralizada
 Ligação ponto-a-ponto (nó-concentrador).
 Não precisa de roteamento
 Falha no comutador para a rede
 Exemplo: Ethernet

16. Meios físicos de transmissão
 Com cabeamento
1. Cabo coaxial
2. Cabo par trançado
3. Fibra ótica
4. Rede elétrica (PLC)
 Sem cabeamento
1. Infravermelho
2. Bluetooth
3. Wi-Fi
4. WiMAX
5. 3G
6. Radio
7. Microondas (via satélite)

17. Meios físicos – com cabeamento
1. Cabo coaxial
 Condutor cilíndrico interno com tubo metálico em torno, e separados por
material dielétrico
 Condutor interno de cobre
 Tubo metálico: blindagem eletrostática
 Material dielétrico: ar seco ou plástico.
 Uso em distribuição de sinal de televisão (TV a Cabo)
 Telefonia de longa distancia
 Redes locais de curta distancia

18. Meios físicos – com cabeamento
1. Cabo coaxial
 Vantagens
 Suporta taxas de transmissão maiores do que o par trançado para a mesma
distancia
 Desvantagens
 Mau-contacto nos conectores
 Cabo rígido – difícil manipulação
 Problema da topologia (barramento)
 Custo/metro maior que o par traçado.
 Hoje em dia
 Uso muito limitado em redes.

19. Meios físicos – com cabeamento
 2. Par trançado
 Dois fios de cobre enrolados em espiral
 Vários pares dentro de um cabo
 Objetivo: reduzir ruido e manter consoante as propriedades elétricas ao longo de
toda a extensão
 Melhor desempenho que um par em paralelo para distancias grandes.
 Transmissão pode ser analógica ou digital
 Taxa de transmissão – ate gigabits/s
 Depende da:
 Distancia, técnica de transmissão, qualidade do cabo, diâmetro, comprimento das tranças, etc

20. Meios físicos – com cabeamento
 2. Par trançado
 Tipos
 UTP – não blindado
 STP – blindado
 Malha metálica – minimiza o ruido externo
 Vantagens
 Meio de transmissão de menor custo por comprimento
 Ligação ao meio simples e barata.

21. Meios físicos – com cabeamento
 2. Par trançado
 Desvantagens
 Suscetível a ruídos.
 Gerada por interferência eletromagnética (motores, geladeiras, quadros de luz,
lâmpadas fluorescentes, etc.).
 Minimizada com blindagem.
 Classificação quanto a taxa de transmissão suportada:
 CAT 3 –ate 10 Mbps
 CAT 5 – ate 100 Mbps
 CAT 5e e 6 – ate 1 Gbps
 CAT 7 – até 1 Gbps

22. Meios físicos – com cabeamento
 2. Par trançado
 Normas:
 Padrões para o cabeamento de edifícios
 T568A e T568B – padrão para condutores máquina – concentrador
 T568A – ordem dos fios: branco laranja, laranja, branco verde, azul, branco
azul. Verde, branco marrom, marrom.
 T568B – ordem dos fios: branco verde, verde, branco, laranja, azul, branco
azul, laranja, branco marrom, marrom,
 Crossover – padrão para condutores máquina – maquina.
 T568A numa ponta, T568B na outra.

23. Meios físicos – com cabeamento
3. Fibra ótica
 Cabo composto por filamentos de sílica (matéria-prima do vidro) ou
plástico.
 Leves e finos
 Sinal ótico, gerado por pulsos de laser ou LEDs
 Características:
 Altíssimas taxas de transmissão – 1 Tbps em laboratório (100 vezes o Gigabit
Ethernet).
 Isolamento elétrico completo entre transmissor e recetor.
 Atenuação não depende da frequência
 Imune a interferências eletromagnéticas.

24. Meios físicos – com cabeamento
3. Fibra ótica
 Como funciona
 Um feixe de luz é lançado numa ponta da fibra, e pelas características óticas do meio
(fibra), esse feixe percorre a fibra por meio de reflexões sucessivas até a outra ponta.
 Tipos
 Multimodo
 Sem amplificações
 Pode ser comum ou gradual . Diferentes níveis de refração – possibilitam a reflexão do
feixe.
 100 Mbps a 10 Km de distancia
 Redes locais

25. Meios físicos – com cabeamento
 3. Fibra ótica
 Tipos:
 Monomodo
 1 Gbps a 100 Km de distancia
 Uso de laser
 Redes de longa distancia
 Tipo de fontes luminosas:
 LEDs – mais barato, taxas de transmissão menores, maior tempo de vida,
menor alcance.
 Laser – mais caro, taxas de transmissão maiores, menor tempo de vida, maior
alcance.

26. Meios físicos – com cabeamento
4. Rede elétrica (PLC)
 Transmissão de dados via rede elétrica
 Tecnologia – existe desde os anos de 1920 – aperfeiçoada recentemente para
transmissão de dados.
 Vantagens:
 Alcance muito amplo – via rede elétrica
 Altas taxas de transmissão
 Desvantagens:
 Questoes de regulamentação junto ao órgão competente.
 Gera interferência em outros aparelhos que usem radiofrequência
 Em rede elétrica com muito ruido, desempenho ruim
 Half-duplex, com banda partilhada.

27. Meios físicos – sem cabeamento
 Diversos padrões para comunicação sem fio:
 IEEE 802.11 – redes wireless
 IEEE 802.15.1 – Bluetooth
 IEEE 802.16 – WiMax
 IEEE 802.20 – 3G

28. Meios físicos – sem cabeamento
2. Radiofrequência
 Espectro eletromagnético
 Intervalo completo da radiação eletromagnética que contém desde as ondas
de radio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, raios ultravioleta, rios X, até
a radiação gama.
 Administração do espectro é feita em cada país por um órgão competente
 Em Portugal – ANACOM

29. Meios físicos – sem cabeamento
1. Infravermelho
 Padrão IrDA comunicação sem-fio via infravermelho.
 Taxas de até 4 Mbps
 Baixo alcance (até 4,5m)
 É preciso que o recetor tenha visão do transmissor – sem obstáculos
 Transmissão half-duplex
 Usado em controles remotos e dispositivos simples
 Hoje em dia está sendo substituído pelo Bluetooth

30. Meios físicos – sem cabeamento
2. Bluetooth (IEEE 802.15.1)
 Especificação para redes pessoais sem fio
 Uso de uma frequência de radio de curto alcance, globalmente não licenciada e
segura
 Baixa taxa de transmissão e baixo custo
 Conexão simples
 Exemplos em uso: Celulares e fones de ouvido sem-fio, micros, mouses e
teclados, dispositivos e recetores GPS, controles de videogame, modems sem-
fio, etc.
 Taxa de 1 Mbps (v.1.2) a 53-480 Mbps (v.3.0)

31. Meios físicos – sem cabeamento
3. Wi-fi (IEEE 802.11)
 Transmissão de dados ocorre na faixa de ondas de Radio
 Uso de uma das faixas ISM (não licenciada)
 902 a 928 Mhz /2,4 a 2,48 Ghz / 5,72 a 5,85 Ghz.
 Rede estorturada em células, onde o recetor deve receber o sinal do
transmissor (hotspot)
 Transmissão em todas as direções (omnidirecional), salvo o uso de uma
antena direcional.

32. Meios físicos – sem cabeamento
 3. Wi-fi (IEEE 802.11)
 Alguns padrões adotados
 IEEE 802.11a – 5 Ghz, 54 Mbps
 IEEE 802.11b – 2,4 Ghz, 11 Mbps
 IEEE 802.11g – 2,4 Ghz, 54 Mbps
 IEEE 802.11n (em estudo) – 2,4 e 5 Ghz, até 300 Mbps
 IEEE 802.11s – redes mesh (em malha)
 Problemas com obstáculos (vidro, água, paredes)
 Refletem ou absorvem parcialmente o sinal, diminuindo o seu alcance.
 Custo cada vez mais baixo – popularização da rede sem-fio