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Redes de Computadores António Manuel Ricarte. Introdução Uma rede é um conjunto de sistemas ou objectos ligados entre si. Rede de computadores: Composta.

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1 Redes de Computadores António Manuel Ricarte

2 Introdução Uma rede é um conjunto de sistemas ou objectos ligados entre si. Rede de computadores: Composta por dois ou mais computadores ligados entre si de modo a poderem partilhar recursos, dados e programas. Esta ligação pode ser efectuada através de: Fio de cobre Fibra óptica Ou mesmo sem fios (wireless) Por ondas de rádio Infravermelhos Satélite AISE – Redes de computadores (Pag.2)

3 Classificação quanto ao tamanho LAN (Local Area Network) Localizada dentro do mesmo espaço físico, por exemplo um prédio. MAN (Metropolitan Area Network) É normalmente um conjunto de várias Lans ligadas através de modems ou routers, distribuídas por um espaço físico mais vasto como por exemplo uma cidade. WAN (Wide Area Network) Rede que engloba uma vasta área geográfica que pode ultrapassar a fronteira dos países. Exemplo: Internet ou redes de multinacionais. AISE – Redes de computadores (Pag.3)

4 Arquitecturas de redes Arquitectura Centralizada Dados e programas centralizados no servidor Terminais passivos (estúpidos) Sem processador nem disco rígido Arquitectura Cliente / Servidor Só os dados estão centralizados no servidor Os programas estão instalados em cada um dos Pcs Os terminais são computadores normais. Máquinas mais poderosas servem como servidores de serviços (impressão, arquivos, banco de dados, etc.) Trabalho dividido: parte no servidor e parte no cliente Permite economia (em relação à utilização de um mainframe) sem grande perda de recursos AISE – Redes de computadores (Pag.4)

5 Arquitecturas de redes Arquitectura Ponto a Ponto (Peer-to-Peer) Todas as máquinas têm as mesmas capacidades e responsabilidades Mais simples e baratas Não necessita de um administrador dedicado Ideais para simples compartilhamento de recursos, cada utilizador é que decide quais os ficheiros ou periféricos que quer partilhar Não mantém a performance sob grande demanda Ideal para pequenos grupos (até +-10 utilizadores) Apresenta problemas de segurança: Quem pode acessar este recurso? AISE – Redes de computadores (Pag.5)

6 Outros tipos de Redes Redes sem fio (wireless) Rádio-freqüência (2.4GHz a 5GHz) Wi-Fi – Wireless Fidelity (IEEE x) Comunicação entre computadores Access points Grande preocupação com segurança Ideal para espaços abertos, pois tem grandes problemas com obstaculos (ex.:Paredes) Bluetooth (IEEE ) Não oferece suporte nativo aos protocolos TCP/IP Mais utilizada (e indicada) para conexão entre dispositivos e PDAs Categoria A (+- 10mt), Categoria B(+-100mts) AISE – Redes de computadores (Pag.6)

7 Transmissão de dados Simplex Transmissão numa só direcção (unidireccional), nunca no sentido contrário Sistema muito económico Exemplos: Leitores de cartões Alarmes de fogo ou fumo AISE – Redes de computadores (Pag.7) A Tx B Rx

8 Transmissão de dados Half-Duplex Transmissão nos dois sentidos mas não simultaneamente Somente um dos lados pode transmitir tendo o outro que esperar que a linha fique livre Exemplos: Rádios da banda do cidadão Serviços de emergência Modems AISE – Redes de computadores (Pag.8) A Tx B Rx A Tx B Rx

9 Transmissão de dados Full-Duplex Comunicação simultânea nos dois sentidos Exemplos: Linha telefónica Adsl AISE – Redes de computadores (Pag.9) A Tx B Rx

10 Topologias físicas Barramento As estações compartilham o mesmo cabo Se um nó cair, a rede inteira cai Anel Semelhante a Barramento, formando um laço fechado Se um nó cair, a rede inteira cai Mais eficiente e mais cara Estrela Estações independentes, conectadas a um equipamento central O ponto fraco é o equipamento central AISE – Redes de computadores (Pag.10)

11 Topologias físicas AISE – Redes de computadores (Pag.11) Mesh Wireless Backbone

12 Topologias lógicas A topologia lógica da rede, determina como os dados são transmitidos através da rede. Não existe necessariamente uma ligação entre a topologia física e lógica; podemos ter uma estrela física e um barramento lógico, por exemplo. Existem três topologias lógicas de rede: Ethernet, Token Ring e Arcnet. Como a topologia lógica determina diretamente o modo de funcionamento da placa de rede, esta será específica para um tipo de rede. Não é possível usar placas Token Ring em Redes Ethernet, ou placas Ethernet em Redes Arcnet, por exemplo. AISE – Redes de computadores (Pag.12)

13 Topologias lógicas Arcnet É a topologia mais antiga, já não se usa. Existe desde a decada de 70 Transmite apenas a 2,5 mbps É possível usar cabos coaxiais de até 600 metros, ou cabos UTP de até 120 metros. Muitos dos conceitos usados nas redes Arcnet foram usados para estabelecer os padrões actuais de rede AISE – Redes de computadores (Pag.13)

14 Topologias lógicas Token Ring Desenvolvida pela IBM Apenas uma máquina pode enviar pacotes de cada vez (token) Mais eficiente quando há um grande volume de dados, por evitar colisões Custo mais elevado Topologia lógica de anel Transmissão está limitada a 16 mbps Ethernet Consórcio entre a DEC, Intel e Xerox Topologia lógica de barramento Utiliza topologias físicas de estrela ou de barramento A mais usada na actualidade Equipamento mas barato AISE – Redes de computadores (Pag.14)

15 Topologias lógicas Token Ring – Explicação do funcionamento Um pacote chamado Token circula pela rede, sendo transmitido de estação para estação. Quando uma estação precisa transmitir dados, ela espera até que o pacote de Token chegue e, em seguida, começa a transmitir os seus dados. Na transmissão de dados em redes Token, ao invés de serem irradiados para toda a rede, os pacotes são transmitidos de estação para estação (daí a topologia lógica de anel). Quando os dados chegam à estação de destino, ela faz uma cópia dos dados para sí, porém, continua a transmissão dos dados. A estação emissora continuará a enviar pacotes, até que o primeiro pacote enviado dê uma volta completa no anel lógico e volte para ela. Quando isto acontece, a estação pára de transmitir e envia o pacote de Token para o computador seguinte, voltando a transmitir apenas quando receber novamente o Token. AISE – Redes de computadores (Pag.15)

16 Topologias lógicas Ethernet – Explicação do funcionamento – Ethernet (Parte 1) AISE – Redes de computadores (Pag.16) Quando uma estação precisar transmitir dados, ela irradiará o sinal para toda a rede. Todas as demais estações ouvirão a transmissão, mas apenas a placa de rede que tiver o endereço indicado no pacote de dados receberá os dados. As demais estações simplesmente ignorarão a transmissão. Como apenas uma estação pode falar de cada vez, antes de transmitir dados a estação irá ouvir o cabo. Se perceber que nenhuma estação está a transmitir, enviará seu pacote, caso contrário, esperará até que o cabo esteja livre. Este processo é chamado de Carrier Sense ou sensor mensageiro.

17 Topologias lógicas – Ethernet (Parte 2) AISE – Redes de computadores (Pag.17) Mas, caso duas estações ouçam o cabo ao mesmo tempo, ambas perceberão que o cabo está livre e acabarão por enviar os seus pacotes ao mesmo tempo. Teremos então uma colisão de dados. Dois pacotes a serem enviados ao mesmo tempo geram um sinal eléctrico mais forte, que pode ser facilmente percebido pelas placas de rede. A primeira estação que perceber esta colisão irradiará para toda a rede um sinal especial de alta frequência que cancelará todos os outros sinais que estejam a circular através do cabo e alertará as demais placas que ocorreu uma colisão.

18 Topologias lógicas – Ethernet (Parte 3) AISE – Redes de computadores (Pag.18) Sendo avisadas de que a colisão ocorreu, as duas placas faladoras esperarão um número aleatório de milissegundos antes de tentarem transmitir novamente. Este processo é chamado de TBEB truncated exponencial backof. Apesar de as placas poderem fazer até 16 tentativas antes de desistirem, normalmente os dados são transmitidos no máximo na 3º tentativa. Veja que apesar de não causarem perda ou corrupção de dados, as colisões causam uma grande perda de tempo, resultando na diminuição do desempenho da rede. Quanto maior for o número de estações, maior será a quantidade de colisões e menor será o desempenho da rede. Por isso existe o limite de 30 PC por segmento numa rede de cabo coaxial, e é recomendável usar bridges para diminuir o tráfego na rede caso estejamos a usar topologia em estrela, com vários hubs interligados (e muitas estações). Outro factor que contribui para as colisões é o comprimento do cabo. Quanto maior for o cabo (isso tanto para cabos de par trançado quanto coaxial) mais fraco chegará o sinal e será mais difícil para a placa de rede escutar o cabo antes de enviar seus pacotes, sendo maior a possibilidade de erro. Usar poucas estações por segmento e usar cabos mais curtos do que a distância máxima permitida, reduzem o número de colisões e aumentam o desempenho da rede. O ideal no caso de uma rede com mais de 20 ou 30 PC, é dividir a rede em dois ou mais segmentos usando bridges, pois isto servirá para dividir o tráfego na rede. Veja que todo este controle é feito pelas placas de rede Ethernet. Não tem nada a ver com o sistema operacional de rede ou com os protocolos de rede usados.

19 Modelo OSI Para normalizar a corrente de informação em diferentes máquinas numa rede foi criado um modelo pela ISSO (International Standards Organization) a que foi dado o nome OSI Modelo abstrato que relaciona funções e serviços de comunicação em sete camadas Cada camada oferece serviços à camada superior Uma camada N conversa com seu par no outro lado, através do protocolo da camada N 1984 OSI – Open Systems Interconnection

20 Modelo OSI Define os aspectos mecânicos e eléctricos da transferência de dados Transmissão de dados eléctricos na forma de bits ( PDU da camada física )PDU = Protocolo Data Unit Unidade de Dados de Protocolo Meio de transmissão Eléctrico Óptico Sinais através de ondas electromagnéticas Define dispositivos típicos para tratamento de sinais, tais com transceivers ou conversores de mídia, modems, repetidores (HUBs) AISE – Redes de computadores (Pag.20) Camada de transporte Camada de sessão Camada de apresentação Camada de rede Camada de Aplicação Camada de enlace Camada Física

21 Modelo OSI Camada de enlace ou de ligação de dados É a camada responsável pela correcta transmissão de dados através da camada física. Assegura que os dados chegam correctamente ao destino. Relacionada com: Transmissão de Quadros ( PDU da camada de enlace ) Converte um canal de transmissão físico não confiável em um canal confiável Enquadramento Endereçamento Físico de Controle de Acesso ao Meio ( MAC ) Detecção e recuperação de erros Controle de fluxo AISE – Redes de computadores (Pag.21) Camada de transporte Camada de sessão Camada de apresentação Camada de rede Camada de Aplicação Camada de enlace Camada Física

22 Modelo OSI Fornece os endereços para os dados, escolhendo o melhor caminho entre o transmissor e o receptor Nesta camada trabalha o protocolo IP Transmissão de Pacotes (PDU da camada de Rede) Endereçamento Sequenciamento Roteamento Determinação do melhor caminho de um pacote através da sub-rede controle e prevenção de congestionamento conversão e compatibilização de protocolos e esquemas de endereçamento AISE – Redes de computadores (Pag.22) Camada de transporte Camada de sessão Camada de apresentação Camada de rede Camada de Aplicação Camada de enlace Camada Física

23 Modelo OSI Assegura que todos os dados são enviados para o receptor na devida ordem. Nesta camada opera o protocolo TCP Transmissão de Segmentos (PDU da camada de Transporte) Comunicação fim-a-fim Provê comunicação transparente e confiável entre pontos finais Multiplexação a nível de aplicações Tratamento de retardo e espera de pacotes de dados Controle da retransmissão de dados AISE – Redes de computadores (Pag.23) Camada de transporte Camada de sessão Camada de apresentação Camada de rede Camada de Aplicação Camada de enlace Camada Física

24 Modelo OSI Gere o correcto funcionamento da sessão estabelecida entre duas máquinas Estabelecimento de conexão entre dois computadores Sincronismo Tipo de comunicação ( Duplex ou Full-Duplex ) Marcação dos dados transmitido AISE – Redes de computadores (Pag.24) Camada de transporte Camada de sessão Camada de apresentação Camada de rede Camada de Aplicação Camada de enlace Camada Física

25 Modelo OSI Fornece conversões de formatação ou códigos, preservando o conteúdo da informação enquanto soluciona problemas de sintaxe Formato dos dados ( Codificação e Descodificação ) Compressão de textos Criptografia Conversão de códigos ( EBCDIC x ASCII ) AISE – Redes de computadores (Pag.25) Camada de transporte Camada de sessão Camada de apresentação Camada de rede Camada de Aplicação Camada de enlace Camada Física

26 Modelo OSI Fornece serviços directamente às aplicações Transferência de arquivos Serviço de correio Emulação de terminais Gerenciamento de redes Banco de dados Interface do modelo OSI com os processos do(s) usuário(s) AISE – Redes de computadores (Pag.26) Camada de transporte Camada de sessão Camada de apresentação Camada de rede Camada de Aplicação Camada de enlace Camada Física

27 Componentes de uma rede Meio Físico Coaxial Blindado, oferece maior protecção contra interferências Cabo longo (200 e 500 metros) Utilizado na topologia barramento Mais caro Par trançado (UTP) Mais vulnerável a interferências Cabo curto (100 metros) Utilizado na topologia estrela Mais flexível Mais barato e de fácil instalação AISE – Redes de computadores (Pag.27) Cabos

28 Cabos Fibra ótica Maior velocidade Isolamento elétrico e eletromagnético Cabo longo Alta taxa de transferência Instalação e manutenção muito caras Cabeamento estruturado Infra-estrutura flexível, suportando voz, dados e multimídia Soluções independentes de cabeamento Suportar as exigências de performance dos múltiplos sistemas Blocos de montagem responsáveis pela flexibilidade, confiabilidade e diminuição de tempo de indisponibilidade da rede, em caso de manutenção ou mudança de projeto AISE – Redes de computadores (Pag.28)

29 Equipamentos Concentrador (Hub) Centraliza a conexão de diversos equipamentos num mesmo segmento da rede, ligando-os através de uma topologia estrela Envia o pacote a todos os pontos conectados a ele. Quando uma estação transmite, as outras escutam Mais barato Comutador (Switch) Conecta máquinas de diferentes segmentos de rede Retransmite o pacote apenas para a máquina-destino Permite transmissões simultâneas (conversas em paralelo) Diminui o número de colisões no segmento da rede Roteador (Router) Conecta rede diferentes Capaz de traçar a melhor rota para um determinado pacote Normalmente utilizado para conectar um prédio à rede da empresa, ou a empresa toda à Internet Mais caro AISE – Redes de computadores (Pag.29)

30 Comandos de Diagnóstico Ping Envia um sinal para um computador remoto de modo a escutar o seu eco. Retoma valores como: Se o computador está visível ao não na rede Se todos os pacotes de informação foram entregues Qual o tempo que demorou a ligação Pode usar-se as seguintes formas Ping IP (Ex.: Ping ) Ping site (Ex.:Ping Tracert O comando não só envia pacotes para a máquina remota como permite saber por onde os pacotes viajaram até chegar lá. Quanto menos locais (endereços IP) até chegar ao destino melhor Normalmente conta um máximo de 30 saltos (hoops) Ipconfig Permite saber qual é o estado de cada adaptador de rede instalado (e activado) O comando sem nenhum parâmetro limita-se a apresentar os principais endereços atribuídos a cada adaptador de rede Ipconfig /all fornece mais informações como os endereços MAC AISE – Redes de computadores (Pag.30)

31 Comandos de Diagnóstico Pathping É uma combinação entre o ping e o tracert Permite verificar os movimentos até um determinado site e mostra as estatisticas dos pacotesSe todos os pacotes de informação foram entregues Disponivel no Windows 2000 e XP Nbtstat Ferramenta de diagnóstico que mostra informação sobre ligações TCP/IP que usam o NetBios Nbtstat – a «nome do computador» mostra a tabela de nomes do computador remoto Nbtstat –n mostar o nome NetBios do computador local. Arp Permite resolver IPs duplicados na rede Desta forma podemos identificar IPs repetidos e quais os computadores que os tem. AISE – Redes de computadores (Pag.31)

32 Comandos de Diagnóstico NetStat Permite verificar qual é o protocolo que está a ser utilizado para a comunicação, qual a porta de ligação e a situação da ligação. Netstat –a mostra ligações TCP e UDP Netstat –e mostra o número de pacotes que foram enviados e recebidos pela placa de rede, bem como os erros que ocorreram no envio ou recepção de dados, anulações e pacotes unicast (pacotes que viajam num só sentido) Ftp (File Transfer Protocol) Aceder a um servidor de FTP Comandos: Ls – lista o conteudo de um directório Cd – muda de directório Pwd – mostra qual é a directoria que estamos no servidor Lcd – mostra e altera qual é a directoria que estamos no computador local Put – permite enviar informação para o servidor (Ex.: Put «ficheiro local» «ficheiro» Get – permite fazer o download de dados do servidor para o nosso computador (Ex. Get «nome do ficheiro» Nbtstat –n mostar o nome NetBios do computador local. Nslookup Permite transformar o nome de um dominio no seu número de IP Type=mx – atribuí a responsabilidade do servidor de aqueledomínio Domain = «nome dominio»coloca o nome do dominio actual no nome introduzido no comando Rety = X – especifica o número de tentativas em segundos.. AISE – Redes de computadores (Pag.32)


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