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REDES DE COMPUTADORES

Prof. Esp. Fabiano Taguchi

fabianotaguchi@gmail.comhttp://fabianotaguchi.wordpress.com

COMUTAÇÃO DE PACOTES

CIRCUITO VIRTUAL

• Faz o roteamento de pacotes através de um número de CV;• É necessário manter as informações sobre os estados do

pacote;• É orientado a conexão;• Se existir falha em um enlace o CV se desfaz.

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COMUTAÇÃO DE PACOTES

CIRCUITO VIRTUAL

COMUTAÇÃO DE PACOTES

DATAGRAMA

• Roteia pacotes através do endereço de destino;• Cada pacote é tratado de forma independente;• Pacotes carregam o endereço completo e podem chegar

fora de ordem;• Não mantém informações de estado e não orientada a

conexão.

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COMUTAÇÃO DE PACOTES

DATAGRAMA

PROPAGAÇÃO

A velocidade de propagação é medida em m/s(metros por segundo), representa a velocidade comque o sinal carrega as informações. Estapropriedade é definida como a razão entre o espaçopercorrido pelo tempo decorrido para percorrê-lo.

Em sinais de telecomunicações, temos velocidadesextremamente elevadas, porém quando a quantidade deinformação é elevada, esse tempo é considerável.

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TAXAS DE SINALIZAÇÃO

É media em Hertz, essa propriedade indica afrequência máxima de alterações de estado nosinal que se propaga por um meio físico semdistorções.

Essa propriedade está diretamente associada ao meio físico, e só pode ser alterada com o meio físico.

TAXAS DE TRANSFERÊNCIA

Medida em bits por segundos (bps), esta propriedadeé a mais importante do meio físico. A taxa detransferência não está somente ligada ao meio físico,mas também a taxa de sinalização.

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PERDAS E ATRASOS

Os pacotes são enfileirados nos buffers do roteadorquando a taxa de chegada de pacotes excede acapacidade do enlace de saída.

FONTE DE ATRASOS

1. Processamento de nó2. Enfileiramento3. Transmissão4. Propagação

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VAZÃO

Fornece medições de atraso da fonte atécada um dos roteadores ao longo do caminho até odestino.

TRACEROUTE

Taxa pela qual os bits são transferidos entre otransmissor e o receptor. Esta unidade é dada embits/unidade de tempo.

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AULA 05

Normas e convenções de redePadrões de comunicaçãoComponentes físicosModelo OSI

Normas e convenções

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PADRONIZAÇÃO

IEEE

GRUPO DESCRIÇÃO

IEEE 802.1 Tecnologias de interoperabilidade de redes

IEEE 802.2 Descreve o controle do enlace lógico

IEEE 802.3 Descreve a rede local Ethernet e suas variantes

IEEE 802.6 Descreve as redes metropolitanas

IEEE 802.7 Descreve as especificações de banda larga

IEEE 803.8 Descreve especificações para fibra óptica

PADRONIZAÇÃO

IEEE

GRUPO DESCRIÇÃO

IEEE 802.9 Determina especificação para redes integradas de multisserviço (voz, dados e imagem)

IEEE 802.10 Define especificações para segurança de redes

IEEE 802.11 Descreve redes locais sem fio

IEEE 802.14 Descreve serviços IP multimídia sobre TV a cabo

IEEE 802.16 Descreve redes metropolitanas sem fio com WiMax

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PADRONIZAÇÃO

ANSI

É a representante da ISO em território norteamericano, uma de suas maiores contribuições foi acriação do padrão FDDI (Fiber Distributed DataInterface).

PADRONIZAÇÃO

ISO

A maior organização de padronização do mundo, aISO desenvolve e estabelece padrões em diversasáreas do desenvolvimento tecnológico. A maiorcontribuição da ISO foi o modelo de referência OSI.

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PADRONIZAÇÃO

ITU-T

Antes chamada de CCITT, sua sede é na Suíça e éintegrante da Organização das Nações Unidas (ONU).Possui 14 grupos de estudos para diversas áreas. Édividido em 03 departamentos: Telecomunicações,radiocomunicação e indústria.

Padrões de comunicação

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PADRÕES DE COMUNICAÇÃO

Muitos e importantes padrões LAN têm evoluídodesde o início dos anos 80, conduzidos pela IEEE eANSI, os padrões LAN sofreram evoluções:

• Ethernet;• 10Base2;• 10Base5.....

ETHERNET

No final da década de 60, a Universidade do Hawaidesenvolveu uma WAN, chamada ALOHA, esse é oprincípio do padrão Ethernet. Por início o padrãoEthernet trafegava dados sob a forma de pacoteschamados frames.

A partir do padrão Ethernet, outros padrões foram instituídos.

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10BASE2

Este padrão transmitia a 10 Mbps e cada segmentode rede podia ter em média 185 metros. Nestepadrão era utilizado o cabo coaxial fino e conectoresBNC. Suas principais características:

• Topologia em barramento;• Números máximo de segmentos de 05 e 30 estações;• Comprimento máximo do barramento de 925 metros.

10BASE5

Este padrão transmitia a 10 Mbps e cada segmentode rede podia ter no máximo 500 metros. Nestepadrão era utilizado o cabo coaxial grosso. Suasprincipais características:

• Topologia barramento e transmissão em banda larga;• Utilização de transceiver que conecta a estação a barra;• Número máximo de segmentos era de 05 com

comprimento máximo da barra de 500 metros.

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10BASET

Em 1990, começou-se a utilizar o cabo par trançado(UTP e STP), este padrão possuía características de:

• Transmissão a 10 Mbps;• Início da utilização de topologia em estrela;• Comprimento máximo entre no central e estação de

100 metros.

10BASEF

O padrão 10BASEF faz uso de fibra óptica, essepadrão faz uso da topologia em estrela, e possui trêsdivisões:

• Segmento de 1000 a até 2000 metros e 1024estações;

• Fiber Backbone -> Segmento de 2000 metros e1024 estações.

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FAST ETHERNET

Este padrão surge no mercado devido a 3COM,atualmente é o protocolo de rede mais usado emLAN, o Fast Ethernet tem uma velocidade de 100Mbps. Como características:

• Faz uso do cabeamento UTP ou STP;• Velocidade maior que o padrão 10BASET.

GIGA ETHERNET

Também denominado de Fast Ethernet, esteprotocolo de comunicação atua em velocidade deGbps. Características:

• Uso de fibras ópticas;• Uso de switches Ethernet.

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TOKEN RING

Este padrão foi desenvolvido para conectar estaçõesem ambientes de grande porte. Este padrão usa umconceito de fichas, onde é possível controlar oacesso a cada nó. Cada estação possui uma fichavazia, que se torna ocupada quando recebe umquadro. Características deste protocolo:

• Topologia em estrela;• Cabeamento UTP limitado a 72 nós.

Componentes físicos (rede)

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PLACA ADAPTADORA DE REDE

Componente mais importante da estação de trabalho,sua função é enviar dados e receber. O ponto decompatibilidade de uma placa de rede é obarramento. Outra questão importante é o suportepara o meio de transmissão da rede.

Cada placa de rede tem um endereço físico, composto de 12 dígitos, que limitam a 70 trilhões de placas.

HUB

Dispositivos usados para conectar os equipamentosque compõem uma LAN. Em cada entrada do hub épossível conectar uma estação. O hub precisa“escutar” a rede primeiro para saber se alguém estáusando-a, se estiver livre, então a informação étransmitida.

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HUB

Server

Server

Hub

Server

Workstations dos usuários

Workstations dos usuários

Workstations dos usuários

SWITCH

Componente utilizado para conectar segmentos derede locais. Um switch diferentemente do hub devepermitir que estações em segmentos separadostransmitam simultaneamente, pois ele comutacaminhos dedicados.

Switches podem ser usados para alargamento de bandas, onde possuem um reservatório que pode ser

distribuído em suas portas, visando adequar necessidades.

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SWITCH

REPETIDORES

Um cabeamento possui limitações? Essas limitaçõespodem ser tratadas com repetidores, pois repetemum determinado sinal de transmissão, permitindoque sua rede se estenda muito mais do quenormalmente poderia.

Repetidores não podem ser considerados dispositivos de interconectividades, apenas um recurso para estender.

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REPETIDORES

BRIDGE

Capaz de segmentar uma rede em sub-redes, ouconverter diferentes padrões de LAN em um só. Umabridge deve filtrar as mensagens que sãoendereçadas, armazenar as mensagens quando otráfego for muito grande e funcionar como umaestação repetidora.

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BRIDGE

Segmento A

Segmento B

A

“A” transmite para “B”

Usuários neste lado da bridge não recebem as informações

Bridge

ROTEADORES

Equipamento responsável pela interligação entre LANque possuem funções que decidem qual caminho ainformação irá percorrer para chegar ao destino,além de encaminhar os pacotes ao seu destino final.

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GATEWAY

Atuam na interligação de redes distintas, isto é,permitem a comunicação entre redes comarquiteturas diferentes. Os gateways redirecionam otráfego de redes de arquiteturas diferentes,resolvendo problemas de tamanho de pacotes,endereçamento, forma e controle de acesso.

Exercícios

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EXERCÍCIOS

01 – Faça comentários sobre três componentes quedevem estar presentes em um projeto de cabeamentoestruturado.

02 – Suponha uma rede implementada com topologiaem barra, usando cabo coaxial fino, conectores BNC,com velocidade de transferência de 10 Mbps e comlimitação de comprimento dos seus segmentos de até500 metros. Dentro do Padrão Ethernet IEEE 802.3,em que especificação essa rede estaria enquadrada?

EXERCÍCIOS

03 – Qual a diferença entre serviço orientado àconexão e serviço não orientado à conexão?

04 – Cite dois problemas que ocorrem quando não seusa cabeamento estruturado.

05 – Qual a função do patch panel?

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EXERCÍCIOS

06 – Comentar os motivos para se utilizar ocabeamento estruturado em um projeto deimplantação de redes locais.

07 – Qual o tipo de cabeamento (ou comunicaçãowireless) seria mais ideal para as situações descritasa seguir.• Conectar as agências de um banco em uma cidade.• Conectar prédios de uma rua a um provedor próximo.• Conectar estações em um laboratório de informática.• Conectar dois micros.

Modelo OSI

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MODELO OSI

Na década de 70 os sistemas eram proprietários,então necessitava-se de “sistemas abertos” e redesque se comunicassem com redes de outrosfabricantes.

1974 -> IBM cria a SNA (Arquitetura de rede de Sistemas)

Outros fabricantes começaram a desenvolver produtos para comunicação com hardwares IBM

MODELO OSI

• Baseado em uma proposta desenvolvida pela ISO;• Permite o padrão para interconectar redes;• Usado tanto em redes LAN como maiores;• Composta por 7 camadas.• Não especifica os protocolos de cada camada;• Apenas indica as funções de cada camada;• Não garante a compatibilidade entre sistemas.

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BENEFÍCIOS – MODELO OSI

• Menor complexidade;• Interfaces padronizadas;• Interoperabilidade entre fabricantes• Engenharia modular;• Tecnologia interoperável.

MODELO OSI

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Camada física – Modelo OSI

CAMADA FÍSICA

• UNIDADE = Bit.

• FUNÇÃO = Permitir a transmissão de bits pela redesem preocupação com agrupamento ou significado.

Nesta camada não são tratados erros de transmissão.

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CAMADA FÍSICA

Esta camada trata da transmissão de bits através docanal de comunicação, fornecendo características:

• Mecânicas;• Elétricas;• Funcionais;• Procedurais.

CAMADA FÍSICA

Cada meio físico tem como propriedades:

• Atraso;• Custo;• Instalação;• Manutenção.

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CAMADA FÍSICA

• Largura de banda = Número de bits que podemser transmitidos sobre a rede em um determinadoperíodo de tempo;

• Latência = Quanto tempo uma mensagem levapara ser transferida de um lado para outro darede.

ELEMENTOS

• Repetidor RecebeConformaAmplificaRetransmite

• Hub

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CAMADA FÍSICA

A camada física ainda define:

• Comunicação será simplex, half ou full duplex;• Quantos pinos tem o conector utilizado;• Qual o tipo e quais os limites do cabo.

Camada de enlace – Modelo OSI

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CAMADA DE ENLACE

• UNIDADE = Quadros.

• FUNÇÃO = Detectar e corrigir erros que possamvir a ocorrer na camada física, provendo umacomunicação eficiente.

A camada de enlace converte uma transmissão não confiável em um canal confiável.

CAMADA DE ENLACE

• Camada de enlace pode oferecer diversas classes de serviços para a camada de rede;

• Controle de fluxo• Em LAN, a camada de enlace é subdividida em 2

subcamadas:MAC – Medium Access ControlLLC – Logic Link Control

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SERVIÇOS

• Enquadramento (Cabeçalho e final);• Entrega confiável;• Controle de fluxo;• Detecção de erros;• Correção de erros;• Controle de acesso ao meio;

ENQUADRAMENTOCONTAGEM DE CARACTERES

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ENQUADRAMENTOFLAGS INICIAIS E FINAIS

IMPLEMENTAÇÃO

A camada de enlace é implementada por cada umdos nós de uma rede. A implementação ocorre:

• Placas de rede;• Cartão PCMCIA;• Cartão 802.11 (Wi-Fi).

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COMUNICAÇÃO

ENDEREÇAMENTO

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PROTOCOLO ARP

ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL

Este protocolo faz a tradução de endereços IP paraendereços MAC. Cada nó possui uma tabela ARP,esta tabela possui:

• TTL (Time to live);• IP;• MAC.

PROTOCOLO ARP

• Plug and play;• É soft state.

•

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PROTOCOLO ARP

FUNCIONAMENTO ARP

1. A precisa enviar um datagrama para B, porém oMAC da máquina B não está na tabela;

2. A então difunde um pacote de solicitação ARPpara o endereço IP da máquina B;

3. A máquina B ou outro nó pode responder com oendereço MAC de B.

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ELEMENTOS

• BRIDGEFiltragem e repasse

• SWITCHEndereço MAC de destino para encaminhar quadros

TABELA DE COMUTAÇÃO

MÁQUINA C ENVIANDO QUADRO PARA D

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TABELA DE COMUTAÇÃO

Comutadores são dispositivos do tipo armazena erepassa, por vez esses comutadores armazenam atabela de comutação:

• Implementam filtragem;• Usam algoritmos de aprendizagem.

TABELA DE ROTEAMENTO

Roteadores são utilizados na próxima camada, acamada de rede. Por vez, os roteadoresimplementam as tabelas de roteamento:

• Implementam algoritmos de roteamento;• Dispositivos do tipo armazena e passa também.

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COMUTADOR X ROTEADOR