gestão de redes e sistemas distribuídos

Gestão de Redes e Sistemas DistribuídosGestão de Redes e Sistemas Distribuídos

Teresa Maria Vazão

Julho 2005

Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais Evolução das Redes Evolução das Redes (parte 1)(parte 1)

IST/INESC-ID

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TMV - 2005Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

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Sumário

Módulo I: Conceitos fundamentais• Evolução das redes

• Tipos de Redes• Sistemas de Cablagem• Panorâmica geral de evolução das Redes Locais• Ethernet

• Modelos de estruturação da gestão• Arquitectura genérica dum Sistema de Gestão• Gestão de infra-estruturas de comunicação


Interligação de equipamentos no, ou perto do, corpo humano

Evolução das redes – tipos de Redes

Redes de Área

Alargada

Redes de Área

Metropolitana

Redesde ÁreaLocal

Redesde ÁreaPessoal

Interligação de equipamentos num edíficio ou conjunto de edifícios próximos

Interligação de LANs situadas em diversos pontos duma cidade

Redes dispersas num país, continente, etc...

WAN

MANMAN

LAN

LAN

LAN

LAN

Estruturação


Cabos simples• Dois ou mais condutores de cobre envolvidos por material isolante.

• Diafonia - Acoplamento capacitivo entre os condutores paralelos.• Limita a capacidade de transmissão

• Limita a distância.

• Utilização:•Ligação entre equipamentos, com distâncias curtas e débitos reduzidos (centenas de Kb/s)

Sinal eléctrico

Terra de sinal (referência eléctrica comum)

Evolução das redes – sistemas de cablagem


• Pares de cobre, com isolamento individual, são enrolados em torno de si próprios.• Redução da Interferência Electromagnética (EMI)

• As interferências afectam de igual forma os dois pares de cabos, dada a sua proximidade.

• Redução do Nível de Radiação Electromagnética (EMR• Os sinais variam em direcções opostas (em termos magnéticos e espaciais), pelo que a radiação emitida por cada condutor é anulada pela do outro.

• Blindagem:• A redução de EMI e EMR pode ser reforçada utilizando blindagem individual em cada par, ou no conjunto dos dois.

• Utilização:• Redes de voz nos edifícios e nos acessos de assinante das redes dos operadores telefónicos, sistemas de cablagem para transmissão de dados nos edifícios.

Cabos de par entrançado

UTPCabos sem blindagem

S/UTPCabos com blindagem colectiva



•Condutor metálico instalado de forma concêntrica, relativamente a uma blindagem exterior envolvente, de malha metálica; separados por material isolante.

• Forma permite • Limitação das perdas existentes, mesmo com frequências elevadas

• Utilização:. Redes de distribuição de TV, redes de operadores telefónico (até alguns Kms), redes locais (a 10Mb/s até centenas de metros).

Cabo coaxial

Blindagem



• Transporte de informação através da codificação dum feixe de luz, ao invés dum sinal eléctrico.

• Capacidade de transmissão muito superior à dos meios e transmissão eléctricos.• Composição:

• Núcleo central em vidro de sílicio.• Rodeado duma baínha, também de silício, mas com índice de refracção inferior ao do núcleo.• Exterior da baínha é envolvido por um revestimento protector.

•Utilização:•Ambientes sujeitos a fortes campos electromagnéticos, ambientes que tenham de ser mais seguros.

Fibra óptica

Núcleo

BaínhaRevestimento primário



Classes e distâncias suportadas pelos cabos

Classe Cat3 Cat4 Cat5 Cat5e Cat6 Cat7

A 2 Km 3 Km 3 Km 3 Km 3 Km 3 Km

B 500 m 600 m 700 m 700 m n.d. n.d.

C 100 m 150 m 160 m 160 m n.d. n.d.

D 100 m 100 m n.d. n.d.

E 100 m n.d.

F 100 m



• Fibra multimodo • Dimensão do núcleo = 50 / 60.5 µm; diâmetro exterior da baínha = 125 µm.• Dispersão modal: a relação entre a dimensão do núcleo e o c.d.o provoca a dispersão do sinal injectado em múltiplos feixes.

• Estes chegam ao receptor em diferentes instantes, causando dispersão temporal e reduzindo o débito máximo suportado.

•Utilização• Facilitam o processo de ligação entre equipamentos, sendo utilizadas para débitos e distâncias inferiores.

•Fibra monomodo• Dimensão do núcleo = 3 / 10 µm; diâmetro exterior da baínha = 125 µm.• A reduzida dimensão do núcleo faz com que a transmissão não seja (praticamente) afectada pela dispersão modal.

• Utilização• Débitos elevados, coberturas de muito grandes distâncias (intercontinentais requerem elementos activos para regeneração e amplificação do sinal)

Tipos de fibras



Redes Locais Normas para redes locais especificam camadas Físicas e Lógicas e definem

mecanismos de acesso ao meio..

EthernetEthernet• Normalizada pelo IEEE em 802.3 (anos 80)• Acesso ao meio pelo mecanismo CMSA/CD (Carrier Sense Multiple

Access/Colision Detection), com backoff exponencial.• De 10Mb/s até 1Gb/s, nas versões mais recentes

Token RINGToken RING• Normalizada pela IBM• Acesso ao meio por passagem de testemunho (token) no anel.• 16 Mb/s

Token Bus• Normalizado pela General Motors para uso em ambientes industriais.• Acesso ao meio por passagem de testemunho (token), com topologia em

barramento.

Evolução das redes – panorâmica de evolução


Redes Locais

Estima-se que 95% do tráfego da Internet se inicie ou termine num adaptador Ethernet. Dispositivos sem fios podem aumentar ainda mais esta percentagem”

http://www.intel.com/technology/comms/cn10022.htm

Tecnologia Complexidade Fiabilidade Justiça Divulgação Evolução

Ethernet Baixa Elevada Média Muito elevada Permamente

Token Ring Elevada Baixa Elevada Reduzida Muito reduzida

Token Bus Elevada Elevada Elevada Muito reduzida Muito reduzida

Evolução das redes – panorâmica de evolução


•EthernetEthernet• Débito de 10Mb/s• Cabo coaxial, par-entrançado ou fibra.• Solução partilhada e comutada (dependendo do meio físico).• Comunicação Half-Duplex

•Fast EthernetFast Ethernet• Débito de 100 Mb/s• Par-entrançado (Cat5) UTP ou STP, ou fibra.• Possibilidade de suporte de comunicação Full-Duplex

•Gigabit EthernetGigabit Ethernet• Débito de 1 Gb/s• Par-entrançado (Cat5e) ou fibra.• Suporte de comunicação Half-Duplex ou Full-Duplex• Solução partilhada

•Limitação associada à atenuação do sinal e atraso de propagação•Solução comutada

• Limitação associada à atenuação do sinal

Ethernet - tipos

Evolução das redes – Ethernet


10 Mb/s Ethernet – cablagem


NomeNome Tipo de Tipo de cabocabo

Max Max SegmentoSegmento

Nós por Nós por segmentsegmentoo10Base210Base2 Cabo coaxial Cabo coaxial finofino 200m200m 3030

10Base510Base5 Cabo coaxial Cabo coaxial grossogrosso 500m500m 100100

10Base10BaseTT

UTP/STPUTP/STP 100m100m 10241024

10BaseF10BaseF Fibra ópticaFibra óptica 2000m2000m 10241024

Débit

o/C

ust

o

x Base y

Tipo de meio físico

DébitoTransmissão em banda de base


Meio partilhado

Ethernet 10Base2

Topologia em barramento

Cabo coaxial

Conectores BNC

10 Mb/s Ethernet – topologias


Ethernet

Posto de trabalho

Servidor

Posto de trabalho

Printer

Ethernet 10BaseT

Topologia em árvore

Par entrançado (UTP, S/UTP ou STP)

Conectores ISO 8877 de baixo custo e elevada fiabilidade

Meio partilhado

Posto de Trabalho Posto de TrabalhoServidor

Impressora

CISCOSYSTEMS Hub

Comutador



10 Mb/s Ethernet – avaliação

Vantagens Desvantagens

Infra-estrutura barata Infra-estrutura pode-se tornar cara

Reduzido preço do cabo Débito baixo (para as necessidade de hoje)

Fácil de montar Maior nº de colisões com alto volume de tráfego

Fácil de expandir Eficiência reduzida com alto volume de tráfego


• WLANWLAN• Solução normalizada pelo IEEE em 802.11• Débito de 11Mb/s e 54Mb/S• Características semelhantes às das redes 802.3

• Operações internas• Formato das tramas• Controlo de acesso ao meio

• Meio físico partilhado• Confirmação do nível físico (por causa dos erros do meio)• Transmissão inicial a 1Mb/s no nível MAC (/para garantir que todas as estações conseguem receber)

• Débito útil muito inferior ao referido na norma.• Comunicação

•Modo estruturado versus modo ad-hoc• Point Coordination Function (PCF): Polling realizado pelo AP• Distributed Coordination Function (DCF): semelhante à Ethernet

WiFi - tipos



Modo estruturado

Terminais móveis com interfaces 802.11

Pontos de Acesso fazem a ligação à rede infra-estrurada.

Topologia em árvore Laptop computer

Laptop computer Laptop computer

AP

Router

Switch

AP

Laptop computer

WiFi – topologias


Modo ad-hoc

Nós com interfaces 802.11

Nós são simultâneamente terminais móveis e encaminhadores.

Topologia variável, de elevado dinamismo.

Laptop computer

Laptop computer

Laptop computer


Resumo da aula

• Tecnologias de rede Tipos de rede Cablagem Evolução das Redes Locais Tecnologia Ethernet Outras...

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