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1 Introdução Tecnologias de LAN e topologias de rede.

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1 1 Introdução Tecnologias de LAN e topologias de rede

2 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 2 Introdução A maioria das redes de computadores são locais. E são projetadas para compartilhar um meio comum de comunicação de dados.

3 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 3 Introdução Comunicação direta: ponto a ponto: – Também conhecido como rede de malha (mesh network). – Tem três propriedades interessantes: Pode usar hardware diferentes para cada transmissão; Tem acesso exclusivo sobre o canal; Apresentam um modo seguro para transf. de dados.

4 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 4 Rede ponto a ponto Conexões independentes ponto a ponto:

5 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 5 Rede ponto a ponto Desvantagem: – O número de conexões ou pares de fios, cresce exponencialmente: Conexões diretas necessárias = (N 2 -N)/2, onde N é o n. De computadores.

6 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 6 Padrões No final dos anos 60 e início dos anos 70, foram inventadas as chamadas rede locais para substituir as caras redes ponto a ponto. Essa tecnologia permitia que diversos computadores compartilhassem um meio de comunicação para conexões locais. Se tornou uma tecnologia popular: baixo custo.

7 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 7 Padronização A tecnologia das LANs só foi possível se desenvolver graças aos princípios de referência apresentada abaixo: – O princípio da localidade temporal de referência - diz que um computador tenderá a se comunicar com o mesmo conjunto de computadores; – O princípio da localidade física de referência - diz que os computadores próximos tendem a se comunicar mais uns com os outros.

8 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 8 Topologias de LAN As LANs utilizam diferentes tecnologias e elas são classificadas em termos de topologias. Existem três grandes categorias ou topologias utilizadas na tecnologia LAN: Estrela; Anel; Barramento.

9 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 9 Topologias de uma LAN Topologia de estrela. – Todos os computadores se prendem a um computador central.

10 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 10 Topologias de uma LAN Topologia em anel – São projetados para formar um loop fechado; – Um cabo conecta a um computador ao outro, depois outro cabo conecta o último computador ao computador seguinte.

11 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 11 Topologias de uma LAN Consiste em um único cabo longo ao qual os computadores se acoplam. Qualquer computador pode se comunicar com qualquer outro computador. É necessário uma coordenação.

12 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 12 Topologias de uma LAN Cada topologia tem vantagens e desvantagens: As topologias em anel têm a facilidade para coordenarem o acesso, porém um cabo cortado derrubaria toda a rede; Uma topologia baseada em estrela não tem a fragilidade de um cabo cortado; A topologia em barramento têm a mesma desvantagem de uma rede em anel, porém exige menos fios que uma estrela.

13 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 13 Exemplo de rede de Barramento O padrão Ethernet foi inventado pela corporação Xerox no início dos anos 70. Com apoio da Digital Equipament e da Intel, formaram um padrão chamado DIX Ethernet. A IEEE controla os padrões Ethernet.

14 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 14 Padrões Ethernet Versões atuais operam em três diferentes larguras de banda: – 10mbit/s (padrão original); – 100mbit/s (Fast Ethernet); – 1gbits/s (Gigabit Ethernet).

15 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 15 Exemplo de rede de Barramento Funcionamento: – O acesso é compartilhado, mas apenas um computador pode transmitir em um dado instante no meio, enquanto que os demais computadores deverão a vez para ter acesso; – Nesta topologia, múltiplos computadores podem estar conectados ao barramento.

16 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 16 O uso da técnica CSMA Detecção de portadora em redes de acesso múltiplo. O CSMA - Carry Sense on Multi-Access Networks - é o mecanismo usado para coordenar a transmissão numa rede Ethernet. O padrão Ethernet não tem uma central capaz de coordenar os acessos de cada computador no meio. Ao invés disso, cada computador participa de um esquema chamado CSMA para ter o acesso no meio. A idéia é simples. Antes de falar, cada computador verifica se já existe algum sinal no cabo (meio), se houver, significa que o meio está em uso e portanto ele deve aguardar.

17 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 17 CSMA/CD A técnica CSMA apenas detecta se o meio já está em uso, e evita que se interrompa uma comunicação em andamento por outro computador. O que ocorre se dois computadores decidem transmitir no mesmo instante?

18 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 18 CSMA/CD O padrão Ethernet especifica também uma técnica para detectar colisões - (collision detection - CD). Colisões são na verdade interferências que ocorrem quando dois computadores estão transmitindo ao mesmo tempo. A técnica CSMA/CD também permite recuperar a transmissão de dados.

19 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 19 CSMA/CD Na ocorrência de uma interferência, cada computador aguarda até que o meio fique silencioso para iniciar novamente a transmissão. Cada computador espera um intervalo de tempo aleatório entre 0 e D para iniciar. Se as colisões continuarem, o intervalo de tempo aumentará na proporção exponencial binário. Ex: 2D,4D,8D... Está técnica de atraso é também chamada de Backoff.

20 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 20 LANs sem fio As LANs (Ethernet) sem fios utilizam uma técnica variante chamada CSMA/CA. Operam em 900mhz com taxa de transmissão de 2mbs. O funcionamento é diferente porque: – Um computador não pode presumir que uma ausência de sinal signifique que o canal está livre; – O sinal é de baixa potência e pode sofrer bloqueio de sinal.

21 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 21 Colisão em redes sem fio Computador 1 pode enviar um pacote para o computador 2, mas o computador 3 não pode ouvir e portanto poderia tentar enviar algo para o computador 2 também.

22 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 22 CSMA/CA As LANs sem fio utilizam um esquema diferentes chamado CSMA/CA - Carry Senser Multiple Access with Collision Avoidance. – Consiste em transmitir um pequeno pacote de controle ao receptor. Sua confirmação assegura que o transmissor poderá transmitir para o outro computador; – Mesmo que dois computadores comecem a transmitir, cada um, um pacote de controle simultaneamente, o CSMA/CA permitirá que o receptor detecte os sinais como uma interferência ou colisão, nesse caso, ambos os transmissores ficarão sem resposta e aguardarão um tempo aleatório antes de tentar iniciar novamente suas transmissões.

23 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 23 Exemplo rede em anel O modelo IBM Token Ring: – Cada computador tem um cabo que interliga ao outro computador. As conexões formam um circulo fechado; – Tem um esquema especial de coordenação chamado token para dar acesso ao meio; – Somente um computador por vez te acesso ao meio, mas de forma justa.

24 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 24 Exemplo rede em anel O token é um padrão diferentes de bits que o hardware gera automaticamente e passa de computador para outro computador de forma única; Um computador só tem direito de transmitir dados quando tiver o token; Os erros podem ser verificados pela comparação dos bits recebidos e transmitidos no anel.

25 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 25 Exemplo de redes em anel Anel FDDI. – Utiliza dois cabos de fibra de vidros; – Tem redundâncias as falhas.

26 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 26 Exemplo de redes em estrela Inventadas pelas companias telefonicas, as redes ATMs permitem altas taxas de transmissão de dados. O elemento principal desta tecnologia é o switch ATM que permite interconectar diversos computadores.

27 Professor: Arlindo Tadayuki Noji Instituto de Ensino Superior Fucapi - CESF 27 Exemplo de redes em estrela Uma conexão com um computador consistem em um par de fios de fibra de vidro. Atingem velocidades de pelo menos 155 Mbps.


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