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Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Apresentação em tema: "Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238"— Transcrição da apresentação:

1 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238
Redes de Computadores Tecnologias, topologias, Endereçamento de hardware e Frames Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

2 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238
Introdução Comunicação Ponto a Ponto um meio físico para cada par de computadores modelo adotado pelas primeiras redes Canais compartilhados de Comunicação início dos anos 70 LANs meio compartilhado entre vários computadores Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

3 Pacotes, Frames e Detecção de Erros
Pacotes: pequenos blocos de dados enviados individualmente pelo sistema de rede. Por que? coordenação na transmissão entre emissor e receptor. acesso compartilhado de vários computadores à rede. Frames: “pacote” especifico para uma determinada tecnologia de rede (frame ethernet, frame ATM) Detecção de Erros Bits de Paridade Checksum Cyclic Redundancy Check Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

4 Tecnologias e Topologias de Redes
Tecnologias: como computadores enviam pacotes pela rede. (ethernet, token ring, FDDI, ATM, LocalTalk) Topologias: distribuição física e lógica dos computadores em uma determinada rede. (barramento, estrela, anel) Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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6 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238
Tecnologia Ethernet Hoje a mais utilizada balanço entre velocidade, custo e facilidade de instalação. aceitação no mercado de computadores e existência de bom suporte. Padrão definido pelo IEEE. A que topologia pertence ? Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Ethernet - Barramento Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Ethernet - Estrela Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Ethernet - Mista Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

10 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238
Cabeamento Ethernet Quatro tipos de cabos mais usados hoje: 10Base5 : coaxial grosso (thick ethernet) 10Base2 : coaxial fino (thin ethernet) 10BaseT (UTP) : par trançado 10BaseFL : fibra óptica ambientes com interferência 2 km de distância 100 Mbps Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

11 1 - Tecnologia Token Ring
Passagem de Token padrão de bits que difere de um frame normal de dados. Apenas um computador transmite por vez. Quando um token chega, o computador o retira do anel e transmite o dado (frame). O frame continua pelo anel até voltar a origem. Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Tecnologia Token Ring O nó gerador “reconhece” (Acknowledge) o frame. Tempo de “viagem” do token: 1 mseg ! Token é pequeno controlado pelo hardware do anel. IBM Token Ring: 16 MBps. Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Exemplo - Token Ring Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Token Ring Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Token Ring MAU (MultiStation Access Unit) - IBM 8228 10 portas 8 p/ nós 2 p/ encadeamento (RI - Ring In; RO - Ring Out) Max. 260 nós Até 33 MAU’s Comprimento anel: Rede com uma MAU e 3 nós. Cada nó dista 100 metros da MAU Comprim. Anel = 600 m Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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FDDI Fiber Distributed Data Interface 100 Mbps. 500 estações / 200 km de extensão. Timed-token: cada estação tem garantido um tempo de acesso a rede (no startup) Fibra óptica Contém duas fibras (uma é backup) Rede “self-healing” Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Exemplo - FDDI Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

18 Como funciona: Ethernet
Não há uma “central” de coordenação. Xerox - início anos 70 ( Bob Metcalf) Ethernet: 10Mbps Fast Ethernet: 100Mbps. Pode haver colisão. Como controlar ? Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

19 Fluxo de dados na Ethernet
Comprimento máximo da ethernet: 2500 m distância max. percorrida por 64 bits (10Mbps) sem colisão Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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CSMA Carrier Sense with Multiple Access esquema de coordenação distribuída Atividade elétrica no cabo determina status. Se nenhum computador envia frames: não há portadora (carrier). Se algum computador transmite: há portadora. Se não há portadora, a placa transmite um frame! Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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CSMA Se há uma portadora, a placa espera p/ enviar seu frame. Tecnicamente: Verificar a presença de uma portadora chama-se: carrier sense ! Usar a presença de sinal para transmissão por vários computadores: Carrier Sense with Multiple Access Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Colisão O que acontece se, na ausência de portadora, dois computadores decidem transmitir simultaneamente? Colisão (interferência) ! Qual o mecanismo de Recuperação ? CSMA/CD CD: Colision Detection (and BackOff) Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

23 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238
Tratando a colisão Ao sentir a colisão (alteração anormal na voltagem, pela placa), o computador espera. Mas se ambos computadores esperarem o mesmo tempo para retransmitir: nova colisão ! Usar um delay de no máximo d. Selecionar um valor randômico! Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

24 Evitar colisões múltiplas
Se houver nova colisão, duplica-se o tempo de delay ! Binary exponential Backoff : ato de dobrar o tempo de delay a cada colisão Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

25 2 - Endereçamento de Hardware e Frames
Meio físico compartilhado por muitos computadores. Sinal chega a vários, além daquele a qual é especificamente destinado. Como identificar este computador específico? Frames ! Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Endereçamento físico Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

27 Formato de Endereços Físicos
Estáticos: pré-estabelecido pelo fabricante. Configuráveis: manual, na EPROM. Dinâmicos Endereço determinado quando a estação é ligada. Pode tentar valores aleatórios até encontrar algum que não seja usado por outro computador na rede. Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Frames Permitem a identificação do conteúdo do dado a ser transmitido. Composto por “campos” Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Frame Ethernet Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Tipos de Frames Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Erros de Transmissão Raios, variações na corrente elétrica, interferências eletro-magnéticas, etc. Alteram o valor do dado. Interpretação errada. Mecanismos de verificação de erros Paridade CheckSum CRC Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

32 Verificando a Paridade
Bit de paridade Paridade Par: O transmissor configura o bit de paridade para 0 ou 1 de forma que o nro total de bits 1 (incluindo o próprio bit de paridade) seja par o bit de parid. para é 1. Paridade Ímpar: análoga. Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

33 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238
CheckSum Dados são tratados como uma seqüência de inteiros sobre os quais é calculada uma soma. Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

34 Limitações do CheckSum
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35 CRC - Cyclic Redundancy Check
Implementado em Hardware registrador de deslocamento + porta Xor melhor que checksum Cada bit muda dramaticamente o resultado final. Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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3 - Conectividade. Estendendo uma LAN Repetidores (Repeaters) Pontes (Bridges) Switches Roteadores (Routers) Gateways Hubs Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Repetidores “Pega” um sinal e o repete ! Não apenas amplifica, tenta também regenerá-lo (eliminando ruídos) Corresponde a camada 1 do modelo ISO Camada Física Não tem a mínima noção da idéia de Frame o sinal é elétrico portadora Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Bridges Mais inteligente que um repetidor Camada 2 (Data Link) do modelo ISO Entende o formato do Frame, portanto, é específica para uma determinada tecnologia Pode tomar decisões inteligentes Filtra Frames Reduz tráfego na rede Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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45 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238
Filtragem de Frames Bridge possui CPU, memória e duas placas de rede. Aprendizado adaptativo. (spanning tree algorithm) “Observa” a rede em modo promíscuo (aceita para análise todos os frames que chegam a ela). Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Uso de bridge - 1 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Uso de bridge - 2 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Um “ciclo” de Bridges Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Hubs Inicialmente: um concentrador de fiação Hubs mais modernos stack (pilhas de hubs): max 10 (IBM) SNMP (Simple Network Management Protocol) gerenciamento remoto do hub Portas “bufferizadas”: armazena frames filtragem de pacotes: descarta frames ruins agem como repetidores Cada né detém uma porção da largura de banda total da capacidade de transmissão do HUB ! Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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HUB Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Switches Tem a aparência de um hub HUB: age como um longo fio compartilhado SWITCH: simula uma rede com várias bridges! Permite comunicação em paralelo aumentam performance da rede agem também como um filtro qd um pacote chega, lê o header e o repassa ao segmento destino ( Funcionam na camada 2 e 3 (Layer 3 Switches) Cada nó tem a capacidade total de transmissão do Switch Store-Forward Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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55 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238
Layer 3 Switching Incorpora características de roteadores Opera no nível 3 (redes) do modelo ISO/OSI Opera de modo idêntico a um roteador, mas tem otimização por hardware (tao rápido quanto um switch nível 2) Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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Roteadores Transfere dados de uma rede para outra (que podem ser fisicamente diferentes - frames diferentes) Camada 3 (Redes) do modelo ISO. Inteligente: tenta encontrar a melhor rota para o pacote. Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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59 Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238
Gateways PC: manipulam dados em formato ASCII IBM Mainframes: formato EBCDIC Conversão exige uma completa re-estruturação dos dados. Gateway: dispositivo que atua em qualquer camada do modelo ISO/OSI para vencer “diferenças” entre redes. Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238

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61 Dispositivos de Conexão
Dispositivo Camada OSI Performance Sofisticação Repeater Física Rápida Baixa Bridge Data Link Rápida Também Baixa Switch Data Link Rápida Complexa Roteador Network Média Complexa Gateway Qualquer Devagar Muito Complexa Administração e Gerenciamento de Redes - SCE 238


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