Instalação e Configuração de S.O de Redes

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1 Instalação e Configuração de S.O de Redes

2 Introdução Em seu nível mais elementar, uma rede consiste em dois computadores conectados um ao outro por um cabo para que possam compartilhar dados. Todas as redes, não importa o quanto sejam sofisticadas, derivam desse sistema simples. Tal idéia representou uma grande conquista nas comunicações.

3 Introdução As redes surgiram da necessidade de compartilhar dados em tempo hábil. Os computadores pessoais são ferramentas de trabalho ótimas para produzir dados, gráficos e outros tipos de informação, mas não possibilitam que você compartilhe rapidamente os dados que criou.

4 Introdução Um conjunto de computadores e outros dispositivos conectados juntos chama-se REDE, assim como o conceito de computadores compartilhando os recursos. Um computador conectado a outros pode compartilhar os dados dos outros computadores, impressoras e outros dispositivos.

5 Os computadores que fazem parte de uma rede podem compartilhar:
Dados Mensagens Gráficos Impressoras Aparelhos de fax Modems Outros recursos de Hardware

6 Classificação As redes começaram pequenas, com até dez computadores conectados a uma impressora. A tecnologia limitou o tamanho da rede, incluindo o número de computadores conectados, assim como a distância física que poderia ser abrangida pela rede.

7 Classificação Exemplo:
no início dos anos 80, o método mais comum de cabeamento possibilitaria cerca de 30 usuários em uma extensão máxima de cabo de pouco mais de 180 metros. Esse tipo de rede deveria estar em um único andar de um prédio ou em uma empresa pequena.

8 Classificação Atualmente, para empresas muito pequenas, essa configuração ainda é adequada. Esse tipo de rede, dentro de uma área limitada, chama-se rede local (LAN). A medida que o alcance geográfico da rede aumenta com a conexão de usuários em cidades ou estados diferentes, a LAN torna-se uma rede de longa distância (MAN, WAN).

9 Podemos então classificar as redes locais em três tipos:
LAN - Local Area Network (Abrangência no espaço físico de um ou mais prédios). MAN - Metropolitan Area Network (Abrangência no espaço físico de uma cidade). WAN - Wide Area Network (Abrangência no espaço de vários municípios ou países).

10 Benefícios As redes possibilitam que várias pessoas compartilhem tanto dados como periféricos simultaneamente. Se várias pessoas precisam usar uma impressora, todas podem utilizar a impressora disponível na rede.

11 Benefícios Antes de existir as redes, as pessoas que queriam compartilhar informações estavam limitadas a: Contar as informações uma para outras (comunicação oral). Escrever memorandos Colocar a informação em um disquete, levá-lo fisicamente para outro computador e, depois, copiar os dados naquele computador.

12 Benefícios As redes podem reduzir a necessidade de comunicação escrita e tornar disponíveis praticamente todos os tipos de dados para todos os usuários que deles precisarem.

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Componentes da rede Elementos de Hardware Elementos de Software Estações de Trabalho/Servidores Protocolos Topologias Placas e Cabos Dispositivos de Conexão Padrões de Transmissão

14 Servidores A maior parte das redes possui um servidor dedicado.
Um servidor dedicado é aquele que funciona apenas como servidor e não é utilizado como estação de trabalho ou cliente.

15 Servidores Os servidores são “dedicados” porque são otimizados para processar rapidamente as requisições dos clientes da rede e para garantir a segurança dos arquivos e pastas. As redes baseadas em servidor tornaram-se o modelo padrão para a comunicação de rede.

16 Servidores especializados
Conforme o tamanho e o tráfego das redes aumentam, mais de um servidor na rede é necessário. A distribuição de tarefas entre vários servidores garante que cada tarefa seja desempenhada da maneira mais eficiente possível.

17 Servidores de Arquivos e Impressão
Os servidores de arquivo e impressão gerenciam o acesso do usuário e a utilização dos recursos de arquivos e impressora. Os servidores de arquivos e impressão destinam-se ao armazenamento de arquivos e de dados.

18 Servidores de Aplicativos
Com um servidor de arquivo e impressão, os dados ou o arquivo são carregados para o computador que fez a requisição. Com um servidor de aplicativo, o banco de dados fica no servidor e apenas os resultados requeridos são carregados no computador que fez a requisição. Os servidores de correio gerenciam mensagens entre os usuários da rede.

19 Servidores de Fax Os servidores de Fax gerenciam o tráfego de fax para dentro e para fora da rede, compartilhando uma o mais placas de fax modem.

20 Servidores de Comunicação
Os servidores de comunicação manipulam o fluxo de dados e as mensagens de correio eletrônico entre a própria rede do servidor e outras redes

21 Peer To Peer (Ponto a Ponto)
Em uma rede par-a-par, não existem servidores dedicados ou hierarquia entre os computadores. Todos os computadores são iguais e, portanto chamados pares. Normalmente cada computador funciona tanto como cliente quanto como servidor, e nenhum deles é designado para ser um administrador responsável por toda rede. O usuário determina quais os dados são compartilhados.

22 Medidas da largura de banda
Descreve a capacidade da rede Unidade: bits por segundo

23 Analogias para largura de banda

24 Analogias para largura de banda

25 Protocolos - Conceito Protocolos são regras e procedimentos para comunicação. Por exemplo, diplomatas de uma país aderem ao protocolo para se orientarem na interação com diplomatas de outros países. A utilização das regras de comunicação aplica-se da mesma maneira no ambiente de computadores.

26 Protocolos - Conceito Quando diversos computadores estão interligados em rede, as regras e procedimentos técnicos que administram sua comunicação e interação são chamados de protocolos.

27 Protocolos - Funcionamento
Toda a operação técnica de transmissão de dados através da rede precisa ser dividida em etapas sistemáticas distintas. A cada etapa, ocorrem certas ações que não podem ocorrer em nenhuma outra etapa. Cada etapa tem suas próprias regras e procedimentos, ou Protocolos. As etapas devem ser realizadas em uma ordem consistente, que seja igual em todos os computadores da rede.

28 Relação Modelo TCP/IP X OSI

29 Tipos de Protocolos IPX/SPX NetBEUI TCP/IP ______
É o protocolo utilizado para possibilitar a conexão do seu computador com servidores de rede Novell.

30 NetBEUI É um protocolo rápido e eficiente.
As vantagens do NetBEUI são a sua velocidade de transferência de dados na mídia da rede e sua compatibilidade com todas as redes baseadas em Microsoft. A maior desvantagem é que ele se limita às redes baseadas em Microsoft.

31 TCP/IP Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo Internet (TCP/IP) Tornou-se o protocolo padrão utilizado para interoperabilidade entre muitos tipos diferentes de computadores. Essa interoperabilidade é uma das vantagens principais do TCP/IP.

32 TCP/IP Quase todas as redes suportam o TCP/IP como protocolo. O TCP/IP também suporta e é normalmente utilizado como o protocolo de interconexão de rede. Devido á sua popularidade, o TCP/IP tornou-se o verdadeiro padrão para interconexão de rede.

33 Topologias de Rede Topologias de rede define a forma como as estações (Computadores) estão fisicamente distribuída A topologia física é a descrição da rota utilizada pelos cabos da rede para interligar os nós.

34 Topologia em Estrela Na topologia de estrela, os computadores são conectados por segmentos de cabo a um componente centralizado chamado Hub. Os sinais são transmitidos a partir do computador que está enviando através do hub até os computadores na rede.

35 Topologia em Estrela Esta topologia iniciou-se nos primórdios da computação, com os computadores conectados a um computador centralizado. Caracterizada por apresentar a figura de um ponto centralizador, o responsável pelo roteamento das informações.

36 Topologia em Estrela Neste tipo de rede as informações são transmitidas de um ponto, tendo que passar obrigatoriamente pelo computador servidor. Todos os ponto desta rede participam do processo centralização de informações assim como de distribuição de trabalhos.

37 Topologia em Estrela

38 Topologia em Anel A topologia de anel conecta os computadores em um único círculo de cabos. Não há extremidades terminadas. Os sinais viajam pela volta em uma direção e passam através de cada computador. Ao contrário da topologia de barramento passiva, cada computador atua como um repetidor para amplificar o sinal e enviá-lo para o seguinte.

39 Topologia em Anel Como o sinal passa através de todos os computadores, a falha em um computador pode ter impacto sobre toda rede. Elimina a figura de um ponto centralizador, o responsável pelo roteamento das informações. Neste tipo de rede as informações são transmitidas de um ponto a outro da rede até alcançar o ponto destinatário.

40 Topologia em Anel Todos os pontos desta rede participam do processo de transmissão de uma informação. Se houver a quebra de um dos pontos a rede é interrompida.

41 Topologia em Anel

42 Topologia em Barra A topologia de barramento também é conhecida como barramento linear. Este é o método mais simples e comum de conectar os computadores em rede. Consiste em um único cabo, chamado tronco (e também backbone ou segmento), que conecta todos os computadores da rede em uma linha única.

43 Topologia em Barra Permite o maior número de terminais ligados a rede, e todos os terminais são ligados a um cabo principal. Deste modo uma informação poderá ser enviada para um terminal ou para todos simultaneamente. Os pontos da rede não participam do processo de transmissão de dados.

44 Topologia em Barra

45 Token Ring O método de acesso de token ring ( passagem de permissão) utiliza um método circular para determinar qual estação tem permissão para transmitir. O token ring opera em topologia em anel e garante que todas as estações da rede tenham chance de transmitir dados. Ele alcança esse objetivo utilizando um padrão especial de bit conhecido como token ou permissão.

46 Token Ring Em uma rede token ring, o computador pacientemente monitora a rede até que ele note um padrão especial de bits denominado permissão. Ao ver a transmissão ele envia um pacote de dados.

47 Token Ring Este pacote de dados viaja pelo anel e o destinatário recebe na passagem. Quando o pacote retornar ao transmissor ele passa o token para a próxima estação. Este processo se repete infinitamente. Os tempos necessários são medidos em frações de segundos.

48 Fluxo de Dados O fluxo de dados em uma rede de comunicação pode ser realizada de três formas: SIMPLEX: o fluxo de dados ocorre em uma única direção, é mais utilizada pelas emissoras de TV e rádio; HALF - DUPLEX: o fluxo de dados ocorre em ambas as direções, porém em uma direção de cada vez; FULL - DUPLEX: o fluxo de dados ocorre em ambas as direções, mas neste caso o fluxo é simultâneo. Este modo tem como características a alta vazão de dados, utilização contínua de dados, com isso diminui o tempo de resposta.

49 Redes de Computadores

50 Cabeamento Os cabos talvez correspondam a 50% do fracasso ou do sucesso da instalação de uma rede. Muitos dos problemas encontrados nas redes são identificados como causados pela má instalação ou montagem dos cabos. Um cabo bem feito contará pontos no restante da rede, e em caso de dúvidas com algum cabo o melhor é não utilizá-lo.

51 Cabeamento Entre as ferramentas necessárias para lidar com os cabos, temos: Alicate de grimpar para conectores BNC e RJ45; Ferro de solda, ferramentas diversas; Para testes dos cabos contamos com equipamentos que medem com precisão o seu bom funcionamento. Para cada tipo de cabo existem vários tipos de testadores.

52 Cabo Coaxial Em certa época, cabo coaxial era o tipo de cabeamento de rede mais amplamente utilizado. É composto de um condutor interno circundando por um material isolante e por uma malha de blindagem. Devido às suas características, suporta taxas de transmissão mais altas, alcançando tipicamente 10 megabits por segundo em distância de ordem de 1KM.

53 Cabo Coaxial O cabo coaxial tem uma imunidade a ruído bem melhor que o par traçado, mas seu custo é mais elevado. Adapta-se a qualquer topologia.

54 Cabo de Par Trançado É constituído de dois fios enrolados em espiral.
As taxas de transmissão neste tipo de meio podem chegar a até alguns poucos megabits por segundo, dependendo da distância entre os extremos, técnica de transmissão e qualidade do cabo. O par traçado é bastante susceptível a ruídos e interferência, mas é o meio que tem menor custo por comprimento. A ligação de nós é extremamente simples, reduzindo ainda mais o custo da utilização.

55 Fibra Óptica Uma fibra óptica consiste de um filamento de silícia, através do qual é transmitido um sinal luminoso que transporta a informação de forma codificada. A fibra óptica é imune à interferência eletromagnética. O cabo de fibra óptica é apropriado para transmissão de dados a grande velocidade e alta capacidade, devido a ausência de atenuação e à pureza do sinal. É o mais caro de todos, atinge taxas de quase centenas de Gbps, transmitindo dados, voz e imagem.

56 Equipamentos de Rede

57 Repetidores

58 Hub Hubs são dispositivos utilizados para conectar os equipamentos que compõem uma LAN.

59 Hub As conexões da rede são concentradas (também chamado concentrador) onde cada equipamento fica um segmento próprio. O gerenciamento da rede é favorecido e a solução de problemas facilitada, uma vez que o defeito fica isolado no segmento de rede.

60 Hub Cada hub pode receber vários micros.
Os hubs mais comuns possuem 4, 8, 16 e 32 portas (Pode-se fazer a conexão entre hubs para aumentar a capacidade final).

61 Hub

62 Repetidores São equipamentos utilizados quando se deseja repetir o sinal enviado por um equipamento quando a distância a ser percorrida é maior do que o recomendado (180Mts). Ele realiza uma ampliação no sinal já fraco dando nova força para que chegue ao ponto de destino.

63 Bridges (Pontes) Conectam múltiplas LANs como por exemplo a LAN da contabilidade com a LAN do departamento de Marketing. Isto divide o tráfego na rede, pois as informações transitam de um lado para outro apenas quando for necessário.

64 Bridges (Pontes)

65 Switch (Chaveador) Podemos considerar o switch um "hub inteligente". Fisicamente ele é bem parecido com o hub, porém logicamente ele realmente opera a rede em forma de estrela. Os pacotes de dados são enviados diretamente para o destino, sem serem replicados para todas as máquinas.

66 Switch (Chaveador) Além de aumentar o desempenho da rede, isso gera uma segurança maior. Várias transmissões podem ser efetuadas por vez, desde que tenham origem e destino diferentes.

67 Roteadores Faz o papel de direcionador, garantindo que os pacotes de mensagens sejam dirigidos a endereços certos na rede.

68 Roteadores

69 Roteadores Interconectam segmentos de rede ou redes inteiras;
Passam os pacotes de dados baseados nas informações do protocolo da rede ou camada 3; Tomam decisões lógicas para a determinação do melhor caminho (roteamento) e depois direcionam os pacotes para a porta de saída ou segmento apropriado (switching - de camada 3).

70 Tecnologia Ethernet é a mais conhecida dentre as atualmente utilizadas e está no mercado há mais tempo; redução dos preços e uma relativa alta velocidade de transmissão de dados fomentaram sua ampla utilização; pode ser utilizada com topologia barramento (Coaxial) ou Estrela (Par trançado com HUB ou Switch).

71 Ethernet Neste tipo de rede, cada PC monitora o tráfego na rede e se nada detectar, eles transmitem as informações. Se dois clientes transmitirem informações ao mesmo tempo, eles são alertados sobre à colisão, param a transmissão e esperam um período de tempo aleatório para cada um antes de tentar novamente.

72 Ethernet A medida que o número de estações aumentam, aumentam também o número de colisões.

73 Redes orientadas à conexão e não orientadas à conexão
Uma rede orientada à conexão é aquela na qual não existe inicialmente nenhuma conexão lógica entre duas estações de trabalho. De modo a prover a comunicação entre computadores e terminais, neste caso, deve-se primeiro executar o estabelecimento da conexão, o qual é denominado de negociação (handshake). Uma vez estabelecida a conexão,o estado de transferências de dados é alcançado; os dados do usuário são trocados combase em um protocolo pré-estabelecido. Após a transferência dos dados a conexão é terminada.

74 Redes Orientadas a Conexão:
Proporcionam cuidados com os dados dos usuários; Necessitam reconhecimento de que a conexão foi estabelecida; Mantém conhecimento de todas as conexões; Para garantir que os dados não sejam perdidos, existem funcionalidades ( controle de fluxo, recuperação de erros, etc. ) que causam uma sobrecarga considerável no canal;

75 Redes Sem Conexão: Partem diretamente da condição inativa para o modo de transferência; Não existem fases de reconhecimento de conexão; Não existe controle de fluxo; Não existe recuperação de erros; São implementados ao nível de aplicação;

76 Endereçamento MAC

77 Identificadores MAC Distinguir os diferentes computadores ligados ao meio; Sem o endereço MAC, teríamos um conjunto de computadores sem nome na LAN.

78 Endereços MAC e placas de rede
Endereço físico (MAC) - forma exclusiva de identificar um computador Está localizado na placa de rede É atribuído pelo fabricante do hardware antes de sair da fábrica É programado em um chip na própria placa São gravados em números hexadecimais nos seguintes formatos 0000.0c c

79 Como a placa de rede utiliza endereços MAC
Redes Ethernet e IEEE são broadcast Broadcasts são ouvidos por todos no meio e respondidos apenas pela placa de rede com endereço coincidente Comunicação entre nós se dá usando endereço MAC Quadros carregam o endereço MAC do destino A placa de rede em cada dispositivo verifica se o seu endereço MAC corresponde ao endereço físico do pacote de dados

80 Limitações do endereço MAC
Endereçamento contínuo (simples) não possui estrutura.

81 Sistemas de segmentação
Aumento do número de redes; Crescimento exagerado das redes, leva a segmentação (endereços de redes distintos) Comunicação de redes isoladas através da Internet (corporações). Aumento do tráfego Aumento da largura de banda Controla fluxo (segmentação)

82 Segmentação ... Expansão das redes LANs, Mans, Wans; ( a medida que a população aumenta) Ex: sistema rodoviário: aumentar limite de velocidade ou número de pistas; sinais de trânsito.

83 Comunicação Comunicação entre redes: expansão de companhias;
compartilhar informações; acesso a recursos distribuídos; Dispositivos de Internetworking Camada 3 Provedores de serviço

84 Comunicação Internet - rede que interliga várias sub-redes. Conhecida também como a rede das redes, rede publica.

85 Determinação do caminho
Roteamento ocorre em camada 3 e permite a avaliação dos vários caminhos disponíveis para a escolha do melhor. Utilizam informações da topologia da rede Serve para a escolha do próximo salto; Informações úteis para a escolha do melhor caminho: densidade do tráfego, velocidade do link, número de saltos...

86 Determinação do caminho
Ex: retorno para casa na hora do rush; Mapa x Conhecimento na hora do Rush Um endereço de rede possui uma parte para endereço de rede e outra para endereço de host.

87 Endereçamento IP Pacote IP - dividido em cabeçalho e dados. O cabeçalho é utilizado para fins de endereçamento (e outras informações de controle) e os dados são as informações recebidas das camadas superiores; Endereços IP - 32 bits que mostram o endereço de rede e o endereço do host.

88 Endereçamento IP A representação é feita através de 4 grupos de 8 bits cada, chamada notação decimal com pontos; Solicitação de Endereço IP Provedor Registro.br ARIN.NET INTERNIC

89 Chamado de notação decimal por ponto

90 Endereço IP Binário de 32 bits;
Para facilitar a compreensão se representa em formato decimal dividido em octetos que são separados por pontos (notação decimal com pontos). Origem contém o endereço IP do dispositivo que envia o pacote. O campo de destino contém o endereço IP do dispositivo que recebe o pacote.

91 Endereço IP Sistema de numeração binário: sinais de representação;
bits mais significativos; bits menos significativos; converter:

92 Classes de endereçamento

93 Classes de endereçamento

94 Classes de endereçamento
Classe A primeiro bit é sempre “0”; Varia de 0 a ; 8 bits para rede e 24 para hosts; hosts endereçáveis.

95 Classes de endereçamento
Classe B dois primeiros bits são sempre “10”; Varia de 128 a 191; 16 bits para rede e 16 para hosts; redes endereçáveis; hosts endereçáveis.

96 Classes de endereçamento
Classe C três primeiros bits são sempre “110”; Varia de 192 a 223; 24 bits para rede e 8 para hosts; redes endereçáveis; 254 hosts endereçáveis.

97 Redes e broadcasts Endereços de rede são representados com todos os bits “0” no campo de hosts. Ex: Roteadores utilizam endereços de rede para as funções de roteamento.

98 Redes e broadcasts Como comunicar com todos os hosts da rede?
Endereçar todos? Separar com hífen? Endereços de broadcast - que tem todos os bits do campo de host representados com “1 Um broadcast acontece quando uma origem envia dados a todos os dispositivos em uma rede.

99 Sub-redes O principal motivo para se usar sub-redes é reduzir o tamanho de um domínio de broadcast.

100 Sub-redes Crescimento exponencial do número de hosts conectados a Internet; Segmentar grandes domínios de broadcast - reduzir domínio de broadcast Evitar endereços IP sem uso; Redes privativas de empresas e corporações - maior flexibilidade

101 Sub-redes: como fazer Usando bits do campo de hosts para representar uma sub-rede;

102 Sub-redes: como fazer Número mínimo de bits a ser emprestado é 2, e o número mínimo de bits que devem restar para endereçamento de hosts também deve ser 2.

103 Máscara de sub-rede ... Informa para os dispositivos da rede qual parte identifica a rede e qual parte identifica o host; É representada com toda a parte de rede e sub-rede com bits “1” e toda a parte de endereçamento de host com bits “0”;

104 Operações booleanas OR é como a adição
AND é como a multiplicação: 0 AND 0 = 0, 0 AND 1 = 0, 1 AND 0 = 0, 1 AND 1 = 1 OR é como a adição 0 OR 0 = 0, 0 OR 1 = 1, 1 OR 0 = 1, 1 OR 1 = 1 NOT é negação, altera “0” para “1”, e “1” para “0”.

105 Função AND em redes IP Roteadores executam determinação de melhor caminho baseados nos endereços de rede; Como determinar um endereço de rede/sub-rede? Analisando cabeçalho do pacote IP?

106 Função AND em redes IP O roteador faz um AND lógico do endereço de destino com sua máscara de rede;

107 Criando Sub-redes Emprestando bits do campo de Host
Deixe pelo menos 2 bits para endereçamento dos hosts. Para quê?

108 Exemplos

109 Exemplos

110 Hosts e redes utilizáveis
Ambos os casos obedecem a fórmula 2n - 2 “-2” quer dizer que o endereço de mais baixa ordem é sempre utilizado para endereçamento da rede e o de mais alta ordem para o endereçamento de broadcast.

111 Hosts e redes utilizáveis
Exemplos Quantos bits são tomados emprestados (qual é o tamanho do campo da sub- rede) para uma rede de classe B usando- se uma máscara de sub-rede ? Quantas sub-redes possíveis existem com um campo de sub-rede de 4 bits?

112 Operação booleana AND

113 Qual o endereço da sub-rede para o host do item anterior?
De qual sub-rede o endereço faz parte quando se usa a máscara ? dica: 97 = binário Qual o endereço da sub-rede para o host do item anterior?

114 Esquemas hosts/redes Desprezar primeira e última redes em virtude de endereços de rede e broadcast; Desprezar primeiro e último endereços de cada sub-rede; Com isso, podemos dizer que subnetworking acarreta uma perda considerável de endereços.

115 Esquemas hosts/redes

116 Endereços privativos Não são roteados para a Internet;
Servem para interligar redes sem conexão à Internet; Usados quando existe NAT (Network Address Translation) ou servidores PROXY; Ex: bancos com conexão com caixas automáticos.

117 Endereços privativos