Gestão de Redes e Sistemas Distribuídos Teresa Maria Vazão Julho 2005 Conceitos fundamentais Evolução das Redes (parte 1) IST/INESC-ID Contactos: IST/Tagus-Park.

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1 Gestão de Redes e Sistemas Distribuídos Teresa Maria Vazão Julho 2005 Conceitos fundamentais Evolução das Redes (parte 1) IST/INESC-ID Contactos: IST/Tagus-Park Email: teresa.vazao@tagus.ist.utl.pt Tel: 214233242

2 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos ???? 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

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4 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos Interligação de equipamentos no, ou perto do, corpo humano Evolução das redes – tipos de Redes Redes de Área Alargada Redes de Área Metropolitana Redes de Área Local Redes de Área Pessoal 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... Estruturação

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6 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos 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

7 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos 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 UTP Cabos sem blindagem S/UTP Cabos com blindagem colectiva Evolução das redes – sistemas de cablagem

8 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos 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 Evolução das redes – sistemas de cablagem

9 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos 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 Baínha Revestimento primário Evolução das redes – sistemas de cablagem

10 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos Parâmetros de classificação NomeDescrição Largura de BandaQuantidade de informação transmitida por unidade de tempo. AtenuaçãoDesvanecimento do sinal ao longo da travessia Perdas de retornoPerdas que ocorrem por reflexão,devido a descontinuidades. Atraso de propagaçãoAtraso que depende da distância e da velocidade de propagação. Evolução das redes – sistemas de cablagem

11 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos Classificação dos cabos ParâmetroCat3Cat4Cat5Cat5eCat6Cat7 Largura de Banda [MHz]1620100 250600 Atenuação Máxima [dB]13,110,224 3654,1 Perdas de retorno [dB]n.d. 81088,7 Atraso de propagação1 ms 548 ns 546 ns501 ns Evolução das redes – sistemas de cablagem

12 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos ClasseAplicações AAplicações de voz e outras de baixa frequência BAplicações de dados de baixo débito CAplicações de dados de débito médio DAplicações de dados de alto débito E FAplicações de dados de muito alto débito ÓpticasAplicações com necessidade de débito acima das capacidades do cobre Classificação das aplicações Evolução das redes – sistemas de cablagem

13 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos Classes e distâncias suportadas pelos cabos ClasseCat3Cat4Cat5Cat5eCat6Cat7 A2 Km3 Km B500 m600 m700 m n.d. C100 m150 m160 m n.d. D 100 m n.d. E 100 mn.d. F 100 m Evolução das redes – sistemas de cablagem

14 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos 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 Evolução das redes – sistemas de cablagem

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16 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos Redes Locais .  Normas para redes locais especificam camadas Físicas e Lógicas e definem mecanismos de acesso ao meio.  Ethernet 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 RING  Token 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

17 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos 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

18 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos 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

19 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos 10 Mb/s Ethernet – cablagem Evolução das redes – EthernetNome Tipo de cabo Max Segmento Nós por segmento 10Base2 Cabo coaxial fino 200m30 10Base5 Cabo coaxial grosso 500m100 10BaseTUTP/STP100m1024 10BaseF Fibra óptica 2000m1024 Débito/Custo x Base y Tipo de meio físico Débito Transmissão em banda de base

20 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos Meio partilhado Ethernet 10Base2  Topologia em barramento  Cabo coaxial  Conectores BNC 10 Mb/s Ethernet – topologias Evolução das redes – Ethernet Ethernet 10BaseT  Topologia em árvore  Par entrançado (UTP, S/UTP ou STP)  Conectores ISO 8877 de baixo custo e elevada fiabilidade Meio partilhado

21 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos Evolução das redes – Ethernet 10 Mb/s Ethernet – avaliação VantagensDesvantagens Infra-estrutura barataInfra-estrutura pode-se tornar cara Reduzido preço do caboDébito baixo (para as necessidade de hoje) Fácil de montarMaior nº de colisões com alto volume de tráfego Fácil de expandirEficiência reduzida com alto volume de tráfego

22 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos WLAN WLAN 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 Evolução das redes – Ethernet

23 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos Modo estruturado  Terminais móveis com interfaces 802.11  Pontos de Acesso fazem a ligação à rede infra-estrurada.  Topologia em árvore WiFi – topologias Evolução das redes – Ethernet Modo ad-hoc  Nós com interfaces 802.11  Nós são simultâneamente terminais móveis e encaminhadores.  Topologia variável, de elevado dinamismo.

24 TMV - 2005 Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos Resumo da aula Tecnologias de rede  Tipos de rede  Cablagem  Evolução das Redes Locais  Tecnologia Ethernet  Outras...