Informática Industrial N8INF

Apresentação em tema: "Informática Industrial N8INF"— Transcrição da apresentação:

1 Informática Industrial N8INF
Prof. Dr. Cesar da Costa 3.a Aula: Modelo de Referencia e Elementos de Rede

2 Modelo de Referência OSI (Open Systems Interconnection
Modelo baseado na proposta desenvolvida pela ISO (International Standards Organization). Foi criado para tratar do problema da incompatibilidade entre as redes de computadores e da impossibilidade delas se comunicarem entre as diferentes tecnologias.

3 O modelo de referência OSI foi lançado em 1984.
Ele oferecia aos fabricantes um conjunto de padrões, dividido em 7 camadas. Que garantiam maior compatibilidade e interoperabilidade entre os vários tipos de tecnologias de rede, criados por várias empresas de todo o mundo.

4 O modelo OSI é dividido em 7 camadas
O modelo OSI é dividido em 7 camadas. Veja a seguir o número e o nome de cada camada.

5 Na verdade o modelo OSI é usado somente para fins didáticos, pois ele divide o funcionamento das redes em várias partes para facilitar o entendimento de quem ainda está apreendendo o funcionamento das redes. A idéia é diminuir a complexidade facilitando o aprendizado. As camadas do modelo OSI podem ser divididas em três grupos: Aplicação, Transporte e Rede.

6 Modelo de Referência OSI
Aplicação Transporte Rede

7 Modelo de Referência OSI
As camadas de rede se preocupam com a transmissão e recepção de dados através da rede e, portanto, são camadas de baixo nível. Rede

8 Modelo de Referência OSI
A camada de transporte é responsável por pegar os dados recebidos pela rede e repassá-los para as camadas de aplicação de uma forma compreensível, isto é, ela pega os pacotes de dados e transforma-os em dados quase prontos para serem usado pela aplicação. Transporte

9 Modelo de Referência OSI
As camadas de aplicação, que são camadas de alto nível, colocam o dado recebido em um padrão que seja compreensível pelo programa (aplicação) que fará uso desse dado. Aplicação

10 Quadros x Pacotes Um quadro é um conjunto de dados enviado através da rede, de forma mais bruta, ou melhor dizendo, de mais baixo nível. Dados Pacotes Quadros Dentro de um quadro encontramos informações de endereçamento físico, como, por exemplo, o endereço real (MAC) de uma placa de rede. Um quadro está associado às camadas mais baixas do modelo OSI (Níveis 1 e 2).

11 Quadros x Pacotes Um pacote é um conjunto de dados, criado pela camada 3 de rede. Dados Pacotes Quadros Na recepção: - A camada 3 de rede transforma os quadros recebidos das camadas 1 e 2, em pacotes, que são enviados a camada 4 de transporte. Na transmissão: - A camada 3 de rede transforma os pacotes recebidos da camada 4 de transporte, em quadros, e os envia para as camadas 1 e 2.

12 Quadros e Pacotes Quadro: conjunto de dados enviado através da rede (baixo nível) Endereçamento físico (Exemplo: MAC) Nível 1 e 2 do modelo OSI Pacote: informação proveniente de vários quadros (nível mais alto) Endereçamento virtual (Exemplo: IP) Nível 3 e 4 do modelo OSI

13 Modelo de Referência OSI
Cada camada OSI tem um conjunto de funções, que ela deve executar para que os dados trafeguem de uma origem a um destino em uma rede. Veremos as explicações de cada uma das camadas do modelo OSI e suas funções, partindo do princípio de que temos dois hosts, A e B, e que o host A está transmitindo dados para o host B.

14 Modelo de Referência OSI

15 Camada 7 Nome : Aplicação Função:
Esta camada contém uma série de protocolos que são comumente necessários, como transferência de arquivos, o correio eletrônico e pesquisa de diretórios. Protocolos: SMTP HTTP FTP Telnet

16 Camada 6 Nome : Apresentação, também chamada de Tradução. Função:
Compatibiliza a formatação e sintaxe dos dados transmitidos e recebidos. Converte o formato do dado recebido pela camada de Aplicação em um formato comum a ser usado na transmissão de dados. Funções Principais: Formatação (ASCII e EBCDIC) Criptografia Compactação

17 Camada 5 Nome : Sessão. Função:
Estabelece , gerencia e termina as sessões de comunicação através da rede, entre duas máquinas. Permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação. Nesta sessão, essas aplicações definem como será feita a transmissão de dados e coloca a marcação nos dados. È responsável pela sincronização do fluxo de dados, de modo que um arquivo continue a ser transmitido do ponto onde houve a interrupção no caso de queda da conexão. Exemplo: Recebimento de 50%, 100%, parcial ou integral.

18 Camada 4 Nome : Transporte. Função:
Garante a confiabilidade dos dados transferidos, estabelecendo circuitos virtuais. No transmissor: É o responsável por pegar os dados enviados pela camada de sessão (5) e dividi-los em pacotes, que serão transmitidos pela camada de rede. No receptor: È o responsável por pegar os pacotes recebidos da camada de rede e remontar o dado original para enviá-lo à camada de sessão (5). Inclui controle de fluxo, ou seja, coloca os pacotes recebidos em ordem.

19 Camada 4 Qualidade de serviços.
Detecção e correção de erros , tipicamente enviando para o transmissor uma informação de reconhecimento (ACKNOWLEDGE), informando que o pacote foi recebido com sucesso. Qualidade de serviços. Estabelece e encerra conexões pela rede, assim como controla o fluxo para que um host rápido não sobrecarregue um mais lento.

20 Camada 4 A camada de transporte separa as camadas de níveis de Aplicação (Camadas 7, 6 e 5) das Camadas de Rede (Camadas 3, 2 e 1).. As camadas 7, 6 e 5 estão preocupadas com os dados contidos nos pacotes de dados, para serem enviados ou recebidos pelo programa de Aplicação responsável pelos dados. As Camadas 3, 2 e 1 estão preocupadas com a maneira com que os dados serão transmitidos ou recebidos pela rede, mais especificamente com os quadros transmitidos pela rede.

21 Camada 4 Camada 4

22 Camada 3 Nome : Rede. Função:
Fornece o endereçamento hierárquico (IP) para os dispositivos que utilizam a rede. Converte o endereço lógico em endereço físico. È responsável pelo tratamento de pacotes, determinando a rota que os pacotes irão seguir para atingir o destino, baseado em fatores como condições de tráfego e prioridades.

23 Camada 2 Nome : Enlace. Função: Controla o aceso ao meio físico.
Pega os pacotes de dados recebidos da Camada Rede e os transforma em quadros, que serão transmitidos, adicionando informações como endereço MAC da placa de rede de origem, o endereço MAC da placa de rede de destino, os dados em sí e o CRC (Cyclical Redundancy Check).

24 Camada 2 Nome : Enlace. Define o protocolo de acesso a rede:
Ethernet (Padrão IEEE802.3) - não-determinística, também conhecido como CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Token Pass (Padrão IEEE802.5) – determinística,passagem de bastão. Serviços disponíveis nesta camada: ADSL, Frame Relay, X.25 e ATM.

25 Padrão IEEE 802 IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) criou uma série de padrões de protocolos; IEEE 802 é a série mais importante: conjunto de protocolos usados no acesso à rede; Três camadas que equivalem as duas primeiras do modelo OSI: Camada 2 do modelo OSI é dividida em duas: • Controle do Link Lógico (LLC - Logic Link Control) • Controle de Acesso ao meio (MAC - Media Access Control)

26 Camada dos Protocolos IEEE 802

27 Modelo de protocolo usado por dispositivos que usam o protocolo IEEE 802

28 Padrões IEEE

29 IEEE (Ethernet) Detecção de Colisão CSMA/MD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection): Todos os dispositivos no mesmo cabo; Só pode enviar dados quando cabo está livre; Em caso de colisão, dispositivos esperam tempo aleatório antes de reenviar; Mais amplamente usados em redes locais; Velocidade: 10Mbps, 100Mbps e 1Gbps.

30 IEEE 802.5 (TokenRing) Redes com topologia em anel;
Token (ficha) é um pacote especial, que circula no anel de dispositivo em dispositivo; Só quem está com o token pode transmitir, colocando seus dados dentro do quadro de dados; A ficha circula até chegar ao seu destino O dado é descarregado; O Token fica livre para receber outro dado.

31 IEEE 802.5 (TokenRing) Redes com topologia em anel;
Token (ficha) é um pacote especial, que circula no anel de dispositivo em dispositivo; Só quem está com o token pode transmitir, colocando seus dados dentro do quadro de dados; A ficha circula até chegar ao seu destino O dado é descarregado; O Token fica livre para receber outro dado.

32 Camada 1 Nome : Física. Função:
Transmite os sinais elétricos ou ópticos que representam as informações. Pega os quadros enviados pela camada de Enlace e os transforma em sinais compatíveis com o meio onde os dados deverão ser transmitidos. Trata da transmissão de bits brutos através de um canal de comunicação. Define especificações elétricas, mecânicas, funcionais, etc. Padrões físicos: RS-232C, RS-485, padrão Ethernet e USB.

33 Padrão RS232C RS-232 (também conhecido por EIA RS-232C ou V.24) é um padrão de protocolo para troca serial de dados binários entre um DTE (terminal de dados - Data Terminal equipment) e um DCE (comunicador de dados - Data Communication equipment). Era comumente usado nas portas seriais dos CLPs.

34 Padrão RS485 A comunicação RS485 funciona em modo diferencial. Ou seja, a diferença entre as tensões na linha dirão se o mestre está transmitindo 1 ou 0. Este tipo de comunicação alcança grandes distâncias de cabo. Podemos chegar até 1200m de cabo estando a mesma funcionando a 9600 bps. Conforme o baud-rate aumenta, o tamanho do cabo diminui. Este meio utiliza a estrutura mestre-escravo onde há uma máquina que faz a pergunta e os escravos respondem de acordo com o frame que chegar, estiver com o mesmo endereço ajustado no escravo. O cabo de comunicação RS 485 é composto de dois fios, sendo um destes chamado de A e o outro de B.

35 Padrão RS485

36 LARGURA DE BANDA A largura de banda (bandwidth) é a capacidade de transmissão que um determinado meio de transmissão possui. Em meios analógicos a largura de banda é definida em MHz (frequência). Em sistemas digitais a definição é em quantidade de bits por segundo (bps). Por exemplo: Ethernet 10/100 Mbps.

37 LARGURA DE BANDA A largura de banda pode ser: Compartilhada Comutada
Na largura de banda compartilhada (shared bandwidth) cada equipamento transmite quando tiver necessidade e somente um por vez poderá utilizar a largura da banda.

38 LARGURA DE BANDA Na largura de banda comutada (switched bandwidth) um equipamento central (topologia estrela) oferece a possibilidade de conexão entre vários pares de usuários, controlando dessa maneira a largura de banda dedicada para cada porta de conexão.

39 LARGURA DE BANDA A largura de banda ou taxa de transmissão é um fator importante para que se defina qual tipo de padronização de rede deverá ser utilizado em um determinado projeto. O valor real da taxa de transmissão de um sistema de dados nunca é o valor da largura de banda. O valor real da taxa de transmissão é chamada de THROUGHPUT.

40 BANDA BASE x BANDA LARGA
Banda base – Meio de comunicação digital, que permite a transmissão de apenas uma única portadora (frequência). Banda larga – Meio de comunicação analógica, onde há divisão em canais para a transmissão de dados, voz e vídeo. Em um único meio é possível transmitir várias portadoras (frequências).

41 Conceito de: Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex
Podemos caracterizar a forma como os dispositivos trocam informações como: Simplex: comunicação numa só direção; Half-Duplex: comunicação nos dois sentidos, porém não simultânea; Full-Duplex: comunicação nos dois sentidos simultânea .

42 Elementos de Rede Modulos de Rede Repetidor Hub’s Transceivers(Conversores) Bridge Switch Roteador / Gateway

43 Tipo de conexão, UTP, STP, F.O, AUI e Coaxial.
Placa de Rede Tipo de conexão, UTP, STP, F.O, AUI e Coaxial. Velocidades de comunicação. Tipo de Barramento. Ambiente Operacional

44 Elementos de Rede: Modem
Modem: Modulador e Demodulador Permite a interconexão de computadores (ou outros dispositivos) a longas distâncias. Basicamente, o modem modula o sinal a ser transmitido para uma freqüência adequada ao meio de transmissão, de forma a obter o melhor desempenho. Atualmente um uso muito comum para modems é na conexão para “banda larga” 44

45 Elementos de Rede: Repetidor
Um repetidor essencialmente é um dispositivo que amplifica um determinado sinal, possibilitando sua transmissão a longas distâncias. Em redes LAN, por exemplo, a distância máxima entre segmentos, usando cabos UTP, é padronizada em 100 metros. Com um repetidor podemos ampliar essa distância. 45 45

46 Transceivers (Conversor)
Quando utiliza-se os transceivers ou conversores, as características técnicas dos meios de transmissão devem ser respeitadas. 46 46

47 Bridge Lan1 Lan2 01-32-AA-00-2E-54 01-32-AA-03-3E-1A 21-2C-EA-04-AA-3E
21-2C-EA-5A-EE-00 Lan1 01-32-AA-00-2E-54 01-32-AA-03-3E-1A Lan2 21-2C-EA-04-AA-3E 21-2C-EA-5A-EE-00

48 Switch O switch é uma evolução dos hubs e bridges, ele possui barramentos internos comutáveis que permitem chavear Backbones, tornando-o no momento dedicado a dois nós que podem assim usufruir de toda capacidade do meio físico existente.

49 Switch Em outras palavras, o switch permite a troca de mensagens entre várias estações ao mesmo tempo, desta forma estações podem obter para si taxas efetivas de transmissão bem maiores do que as observadas anteriormente nos hubs.

50 Switch O switch é um equipamento que permite a formação do backbone , arquitetura que nos dias de hoje, se encontra em evidência. Essas características fazem dele hoje a resposta tecnológica mais procurada para responder às crescentes demandas das atuais aplicações em redes.

51 Switch

52 Roteador O roteador é um equipamento responsável pela interligação das redes LAN (redes locais) uma as outras. Responsável por qual rota ou destino um determinado pacote deve seguir.

53 Roteador

54 Roteador Este equipamento atua nas camadas 1,2 e 3 do modelo ISO/OSI. Através de uma série de regras como: rotas estáticas inseridas no roteador, rotas dinâmicas aprendidas através de protocolos de roteamento usado entre roteadores .

55 Aplicações de Roteadores