Redes - Aula 1o

Redes Aula1

ConceitosBsicosLANs,Ethernet,TokenringeModeloOSI

Prof. Rodrigo Coutinho [email protected] 1

Oquesoredes?

Conjuntodedoisoumaisdispositivos(ns)queusamumconjuntoderegrasemcomumparacompartilharrecursos(hardware,dados,mensagens)

Exemplosderedey Redelocaldeumdomcilioy Redetelefnicay Internet

Exemplosdedispositivos(ouns)y Computadoresy Impressorasy Switchesy Roteadores


Endereamento

Cadadispositivotemumaidentificaonica,ouseja,umendereo

Osendereossecomunicaroviarede,pormeiodosprotocolosdetransmisso

NaInternet,endereosutilizadossoIP,doprotocoloTCP/IP


Protocolo

Protocolosdefinemasregrasdeconstruodeumpacote,criandoumalinguagemcomumentrediferentesmquinas,queinclui: Endereos Correesdeerros Regrasdereconstruodepacotes Controledefluxo


Serviosderede

Conjuntodeoperaesimplementadasporumprotocolo Cadaserviopodeserusadopordiferentesaplicaes Umaaplicaotambmpodeusarvriosserviosy Ex.Browserdeinternet

Serviosorientadosconexoy Estabelececonexoprviatransmissodosdadosy Geraumacomunicaodedadosconfively Possibilitacorreodeerrosecontroledefluxoy Geraoverheadnacomunicao

Serviossemconexoy Enviadadossemconhecimentoprvioy Maisrpidoy Menosconfivel,poisnohgarantiadeentrega


Meios

Ambientefsicousadoparaconectarosnsdeumarede

Meiosfsicossovariados: Cabocoaxial Cabopartranado Fibraptica Ondasderdio Infravermelho Outrosmeios


Classificaodasredes

Porreageogrfica Portopologiadarede


Classificaoporrea

LAN(LocalArea Network)y Permiteaconexodeequipamentosemumapequenaregio(at510km)y Encontradaemlareseescritriosdeempresas

MAN(Metropolitan Area Network)y readeabrangnciapoucomaiorqueasLANsy Considereumaempresanamesmacidade,comvriassedes

WAN(Wide Area Network)y Geograficamentedistribuday Altoscustosdecomunicaoy Velocidadesmenores


Classificaoporrea

Outrasredes: SAN(StorageAreaNetwork) redeexclusivaparaarmazenamentodedados

GAN(GlobalAreaNetwork) ColeesderedesdelongadistnciaaolongodoGlobo


Classificaoporrea


Classificaoportopologia Barramento

Computadorescompartilhamcabonico Dadossorecebidosportodos,massamquinadedestinoaceita Somente1computadorporvezpodetransmitirdados Sehouverrupturanocabo,todaredeafetada Estemdesuso,compopularizaodaEthernet/estrela


Classificaoportopologia

Anel Estaesconectadasporumnicocabo,emformadecrculo ConceitodeTokenparatransmisso Falhaemumcomputadorimpactatodarede


Classificaoportopologia Malha

Utilizavriossegmentosdecabos Ofereceredundnciaeconfiabilidade Dispendiosa Geralmenteutilizadaemconjuntocomoutrastopologias


Classificaoportopologia Estrela

Topologiamaiscomumnaatualidade Utilizamhubseswitchesparaintercomunicao Falhaemumcabonoparalisatodarede Pontonicodefalha:SwitchouHub


Formasdetransmisso

Simplexy Ocorreemapenasumadireoy Ex.TVAberta

HalfDuplexy Ocorreemambasasdirees,masumeventodecadavezy Ex.Rdioamador

FullDuplexy Recepoeenvioocorremsimultaneamentey Ex.tvacabo


Colises

Ocorremquandodoisoumaiscomputadoresenviamdadosaomesmotempoy Ocorremsomenteemhalfduplex

CSMA/CD(CarrierSense Multiple Access/CollisionDetection)y Dispositivossoavisadosdacolisoeaguardamtempoaleatriopararetransmitiry Noefetivoemredesmuitolongas(adetecofeitapelaestaoqueirtransmitir)

CSMA/CA(CarrierSense Multiple Access/CollisionAvoidance)y Mandaumavisodetransmissoy Maiseficaz,pormaumentaotrfegonarede


Colises

Prioridadededemanda SurgiucomasredesFastEthernet PadroIEEE802.12 Sedoiscomputadoresenviampedidosaomesmotempo,oswitchatenderprimeiroopedidocommaiorprioridade

Seaprioridadeidntica,soservidoscomalternncia


Cabeamento Coaxial

Usadosnasredescomtopologiadebarramento Baixocusto,altaflexibilidade UtilizaconectoresBNC Necessitaterminadornarede


Cabeamento Partranado

Tecnologiamaiscomumnaatualidade Podeserblindado(STP)ouno(UTP) Tamanhomximo:100metros Cat5 certificadapara100Mbps/Cat5e 1Gbps Conector:RJ45


Cabeamento Fibra

Tecnologiamaiscara,masatingemaioresdistncias Fibramonomodoy Caminhonicodofeixedelasery Usadaparacomunicaodelongadistnciay Maisdifcilconexo ncleodafibramaisfino

Fibramultimodoy Diversoscaminhosparaofeixey Usadaparadistnciasmaiscurtasy Afibramaiscara,masaimplementaomaisbaratay Ncleomaiorpermiteusodelasersmaisbaratosy Conectoresmaisconfiveisebaratos


Cabeamento Fibra


ModeloOSI

PadronizaodeprotocolosepadrespelaISOparaInterconexodesistemasabertos

Sistemaaberto,novinculadoahardwareSozinhonodefinearquiteturadarede(Nodizcomofazer,apenasoquefazer)

Divisoem7camadasy Dividirparaconquistary Estabeleceumainterfacebemdefinidaentreascamadasy Vantagens:Implementaoindependentedascamadas;Reutilizaodecdigo;Adaptabilidade


Camadas comunicao

Camadasparceirassecomunicamporumobjetochamadoentidadedacamada

Entidadepodeserelementodehardwareoudesoftware

Entidadesignifica:Capacidadedecomunicaoy Ex:ProtocoloIP,roteador,etc

Comunicaoentrecamadasverticais:ServiosComunicaoentrecamadashorizontais:Protocolos


Camadas


CamadasOSI


Camada Exemplos Funcionalidades

Aplicao Email, Web,ftp,etc Aplicaes

Apresentao Encriptao ecompressodedados

Sesso Controlaras sesses

Transporte TCP/UDP Conectividadevirtualpontoaponto

Rede IP,X.25 Roteamento

Enlace Ethernet,PPP,ATM Comunicaocomcorreodeerros

Fsica Transmisso dosinal

Camadafsica

Fluxodebitspelomeiofsico TotalmenteorientadaaHWetratadosaspectosdo

linkfsicoentredoiscomputadores Define,dentreoutrascoisas:y Tcnicadetransmissodosdados(halfduplex,etc)y Pinagemdoconectory Nveisdosinaleltricoy Comoestabelecerecancelaraconexo

Notrata:y Significadodoqueestsendotransmitidoy Errosdetransmisso


Camadadeenlace

Detectaecorrigeoserrosdetransmissodacamadafsica ControledeFluxo Delimitaodequadros Bitssoorganizadosemframes,comframecheck sequencey FCS Controledeerros(CRC,etc)

Forneceaonvelderede3tiposdeservios:y Semconexoesemreconhecimento:Demoranatransmissopior

queperdadedados(Ex.Voz)y Semconexocomreconhecimento:Maisconfivel framesincorretos

sodescartadoseretransmitidosy Orientadoconexo:Garanteentregadosquadrosnaordemcorretae

error freecamadaderede SubcamadasMAC(acessoaomeio)eLLC(interfacecomasdemais

camadasecontroledeerrosedefluxo)


Camadaderede

Transparnciacomrelaoscamadasinferiores Funo:Transportedepacotes Comunicaosetornapontoapontoy Nosnveisanteriores,comunicaoeraapenascomoprximon

Funesprincipaisy Endereamentoy Roteamentoy Traduodeendereoslgicosemfsicos(enlace)y Controledecongestionamento

Normalmentenoorientadoconexo,maspodeexistirocontrrioy Ex.ProtocoloX.25


Camadadetransporte

Principalfuno:garantirconfiabilidadedosdados

Particionamento damensagememsegmentos

Garanteacomunicaoentreoshosts Reconheceorecebimentodepacotes Controledefluxo Sequenciamento eretransmissodepacotes Podeserorientadoounoconexo


Camadadesesso

Conexoentreduasaplicaesqueresidememcomputadoresdiferentes

Gerenciamentododilogoentreessasmquinas Pontosdesincronizaoy Ex.Transmissodeumarquivomuitograndeouenviodemensagensdecorreio

Atividade cadapontodesincronizaoumaunidadededilogo.Cadagrupodeunidadesumaatividade

Estabelecedireitosdeatividadesprioritrias(acessosdeadministrador,porexemplo)


Camadadeapresentao

Umgrandetradutor Defineformatoparatrocasdemensagens Funesprincipais

Traduodeprotocolos Conversodepadres(ASCII,ANSI,etc) Criptografia Compressodedados


Camadadeaplicao

Janelaondeasaplicaesconversamcomarede

Identificaodosparceirosnacomunicao Determinaodosnveisdeservioaceitveis Retardo,tempomximodeespera,taxadeerrotolervel

Seguranadeacessoeintegridadedosdados


Relacionamentoentrecamadas Comunicaovirtualentreparesdecamadas Pacotessoencapsuladosdacamadamaisaltaatamais

baixa,adicionandoinformaesemcadacamada

Oprocessoserepeteatacamadafsica,ondeosdadossoenviados

Nohostdedestino,aconteceoprocedimentoinverso


PDU

ProtocolDataUnit ainformaotransmitidacomoumaunidadeemumarede,

quepodetransportarinformaesdecontroleoudados

ConformeacamadadomodeloOSI,temdiferentesnomes: Camadafsica bit Camadadeenlace frame(quadro) Camadaderede packet(pacote) Camadadetransporte segmento Demais dados


RedesEthernet

Camada2domodeloOSIUtilizadaempequenasegrandesredesPadronizadopelaIEEE especificao802.3Velocidade:10/100Mbps e1/10GbpsPodeutilizartantocaboscoaxiaisquantoparestranados

Framescomtamanhosvariandoentre64e1518bytes.18bytessousadospeloprprioframe


RedesEthernet Caractersticas

Topologialgica:barramento UsodeCSMA/CDemhalfduplex CamadaMACfazencapsulamentoetransmissodosframes

Pacotesenviadosatodaarede MTU MaximumtransferUnit delimitaotamanhomximodoframe


RedesEthernet Frame

Preamble:seqnciadebytesparasincronizarcomunicao SOF Startofframe:delimitador Endereos:usamosMACsdasplacas Type:Indicaotipo,paraformatosopcionais Dados:Dadospropriamenteditos FCS:ChecagemdeCRC Tamanhodoframe:64(mn.)ou1518(mx)bytes

JumboFrames:NoaceitopelaISO802.3,permiteat9000bytes


PadresEthernet10Mbps

10BaseT Sistemadesinalizao barramento(normalmenteseconfiguraestrela hub)

CabopartranadoUTPouSTP Nsfinaisdarede:Oscomputadores Segmentomximo:100metros



10Base2y Cabocoaxialfinoy Segmentomximo:185metrosy Comprimentomnimo:0,50metrosentreestaesyMximode30computadoresporsegmentoyMximode5segmentosinterligadospor4repeaters

y Performancemelhoracasosedividaossegmentos(bridges)



10Base5 Cabocoaxialgrosso Segmentomximo:500metros Mximode100ns(computadoreserepetidores)porsegmento

Mximode5segmentosinterligadospor4repeaters

Comumutilizaodecoaxiaisfinosegrossosnamesmarede(TvaCabo)



10BaseFL Fibraptica Vantagem:Grandecomprimento Desvantagem:Custo Segmentomximo:2km


FastEthernet100Mbps

Mantmformatodoframe,MTUemecanismosMAC

Capacidadedeoperaofull duplexy Aumentodevelocidadeeeliminaodecolises

100BaseTXouFX(Fast Ethernet)y TX:Cabospartranadocat 5 Sousadosapenas2pares(Pinos1e2;3e6)y FX:Fibraticamultimodoy Extensodopadrooriginal10BaseT(CSMA/CD)y Full Duplex(802.3x) somenteswitches

TopologiafsicaemestrelaProf. Rodrigo Coutinho

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GigabitEthernet Norma:Operaofull duplex,comswitches Comhalf duplex:y Carrierextension paraqueoframeatinjatamanhomnimode512bytes;ouy Framebursting:enviamltiplospequenosframesatolimitede1500bytes,semcontroleCSMA/CDentreframes

Utilizafibraticaoupartranado CabosUTPmnimosdecategoria5y Cat 5eou6sorecomendados

Velocidade1Gbps Usadoparagrandesbackbones,noincio


PadresGigabitEthernet

1000BaseTy Utilizaos4paresdocaboUTPy Autonegociaorequeriday Padrobastantesensvelaocabeamentoy Caboscat5debaixaqualidadegeramerrosdeconexo

1000BaseTXy Utilizaapenas2paresdocaboUTPy ExigeUTPCat6y Menossucessocomercial(maiscaroeaexignciacat.6)


PadresGigabitEthernet

1000BaseCXy PadroinicialdoGbEy UtilizacabosSTPy Distnciamxima:25m

1000BaseLXy Fibraticacomlaserdecomprimentodeondalongoy Especificao:5km;Naprtica:at10ou20kmy Funcionatambmnafibramultimodo:550m

1000BaseSXy Fibraticamultimodocomcomprimentodeondacurtoy Especificaao:220m;Prtica:at550my Popularparaligaointraedifcioemlargascorporaes


10GEthernet

Suportaapenasfullduplexy NosuportahalfduplexenemCSMA/CD

Conexesapenascomswitchesy Hubsepontesnosousados

CabosUTPmnimosdecategoria6y Categoria6arecomendada

Velocidade10GbpsUsadoparabackbonesdecorporaesUtilizafibraticaoucabosUTP/STP


Padres10GEthernet

10GBASETy CabospartranadoUTPouSTPy Distncia:100my Autonegociao tambmpresente

10GBASESRy Fibraticamultimodo(ShortRange)y Distnciatpica:at85m

10GBASELRy Fibraticamonomodo (Long Range)y Distnciastpicas:10a25km


Autonegociao

Altacomplexidadeporvriastaxasdedadoseconfiguraesdeduplexdiferentes

Utilizadosemcabosdepartranado(fibraticanosuporta)

Assimqueolinkfordetectado,oprocessocomea

negociadasempreamelhorcombinaovelocidade/duplexpossvel


RedesTokenRing

CriadapelaIBMnosanos80 Caractersticas

Topologiaemanelestrela(anellgicoemqueoanelfsicoestnoHUB)

MtododeacessobaseadonapassagemdoToken CabopartranadoUTPouSTP(specsIBM) TaxadeTransfernciade4e16Mbit


RedesTokenRing

Funcionamentoy Token percorrearedeatqueumaestaoseapoderay Apenasamquinaquedetmotoken podetransmitiry Oframepercorreoanelatamquinadedestinoeoretornomquinadeorigemcomostatusy MquinadeorigementoliberaoTokeny ShumToken poraneleelespercorrearedeemumadireo(horrioouantihorrio)y Monitoraooubeaconing:Feitopeloprimeirocomputadorqueficaonline,asseguraentregadosframeseexistnciadeapenasumtoken narede


RedesTokenRing

Cabeamentoy IBM1,2e3y MSAU=Hubsdatecnologiay Conectoresdeinterfacedemdiaparacabostipo1e2y RJ45paratipo3y Fibraticatambmutilizada(maiorescustoealcance)

Utilizaobastanterestritaatualmentey Gerenciamentomaisonerosoy Congestionamentodaspontesy Velocidadeinferioraosprincipaisconcorrentes


Exerccios Aula1 Cabeamento

(Susep/06 Esaf)71 Analiseasseguintesafirmaesrelacionadassespecificaesquedefinemascaractersticasfuncionais,mecnicaseeltricaspararedelocalEthernet.

I.Umaredelocal10Base2euma10Base5utilizam,respectivamente,cabocoaxialgrossoefino.

II.Umaredelocal10BaseTutilizacabocoaxialfinocomconectorBNC,oucabocoaxialgrosso.

III.Umaredelocal10BaseTutilizacaboscategorias3,4e5comconectoresRJ45.

IV.Umaredelocal100BaseTXutilizacabotranado,categoria5,econectoresRJ45.

Opoquecontmtodasasafirmaesverdadeiras. a)IeIIb)IIeIII c)IIIeIVd)IeIII e)IIeIV


Exerccios Aula1 Topologia

(Pref.Vitria/07 CESPE)51.Umarededecomputadorespodetertopologiaemmalha,estrela,barramentoouanel,podendo,ainda,assumirformashbridas.Emredescomtopologiaemestrela,cadamquinadiretamenteligadaacadaumadasoutrasmquinasdarede.

(STF/08 Cespe)82.Atopologiadeumarededecomputadoresindicacomoasestaesnaredesointerconectadas.Emumatopologiaemanel,aredetipicamentecontmrepetidoresinterligadosporenlacesfsicospontoaponto,formandoumanel,cadarepetidorparticipaemdoisenlaceseosdadoscirculamnoanel.

(TJPA/2006 Cespe)NasredeslocaisusandoopadroIEEE802.5(voltadopararedesdotipotoken ring),empregaseomecanismoconhecidocomobinary exponential backoff paratratarcolisesentrediferentesestaesquetentemcompetirsimultaneamentepeloacessoaomeiocompartilhado,damesmaformacomoocorrenaEthernet.


Exerccios Aula1 Ethernet (FUB/2008 Cespe)80Asredesethernet,definidasnopadroIEEE802.3nopossuem

mecanismosdedetecodecoliso.

(FUB/2008 Cespe)81Oendereodeumainterfacederedeethernet,denominadoendereoMAC(mediumaccesscontrol),possui32bits.

(ABIN/2004 Cespe)94.Oempregodeconcentradoresdecabeamento(hubs)emredeethernetcomcabeamento10baseTpermitemudaralocalizaofsicadeestaesdaredeedetectarquebrasdecabosdeformamaissimplesquenasredescomcabeamento10base2ou10base5.

(Cohab/2004 Cespe)OpadroIEEE802.3defineumconjuntodetecnologiaspararedeslocais(LAN)conhecidaspelotermogenricoethernet.Essasredestmcomocaractersticaautilizaodeumprotocolodeacessoaomeiosemcontenoecomcontroledetransmissopelaemissodetokens.


Exerccios Aula1 QuadroEthernet

(TCU/2008 Cespe) 135 Ao avaliar a camada fsica de um dos segmentosda rede da organizao, o analista identificou as seguintes caractersticas:o mtodo de acesso ao meio CSMA/CD, o meio de transmisso cabode par tranado com fios de cobre e a transmisso de quadros apresentaum prembulo, indicador de incio de quadro, endereos, tamanho eseqncia de validao. Nesse situao, possvel que a rede daorganizao seja do tipo Eth ernet IEEE 802.3.

(STF/2008 Cespe) 87 Nas redes que adotam o padro IEEE 802.3, atcnica de controle de acesso ao meio denominase CSMA/CD. Os dadosso transmitidos em quadros (frames) MAC, que contm, entre outrasinformaes, um prembulo para sincronizao e endereos da origem edo destino do quadro.


Exerccios Aula1 Gigabit

(Pref.RioBranco/2007 Cespe)87.OgigabitEthernetpermitetaxasdetransmissonaordemde1Gbps.Poressemotivo,opadrogigabitEthernetnopodeserutilizadosobrecabosUTP.

88Opadro1000BaseLXdefinidoparafibrasmonomodo. (STJ/2004 Cespe)Noformatodoquadrogigabitethernet,o

campodeextenso(extentionfield)possuitamanhoinvarianteprfixadoquepermitegarantirumamnimaduraodetransmissodoquadro,oquenecessrioparaaoperaoemmodohalfduplexa1.000Mbps.


Exerccios Aula1 OSI (TSE/2006 Cespe)JulgueosseguintesitensreferentesaomodeloOSIdaISO. IUmaentidadepodesecomunicarcomentidadesemcamadasacimaouabaixonomesmo

sistema.Umaentidadeimplementaprotocolosquepossibilitamacomunicaocomoutrasentidadesnamesmacamadaemdiferentessistemas.

IIAcamadadeenlaceprovatransfernciaconfiveldedadosentresistemasconectadosviamltiplosenlaces.Protocolosnessacamadapodemgarantirasincronizaoeadetecodeerros,masnoocontroledefluxo.

IIIAcamadaderedeprovumacomunicaoqueindependedastecnologiasdechaveamentoedetransmissousadas.Protocolosnacamadaderedenopodemserresponsveisporestabelecer,mantereencerrarconexes.

IVAcamadadetransportepossibilitaacomunicaoconfivelparaatrocadedadosentreprocessosemdiferentessistemas.Otamanhoeacomplexidadedeumprotocolodetransportedependemdosserviosdacamadaderede.

VAcamadadeapresentaodefineasintaxeusadaentreentidadesdeaplicaoepossibilitaaseleoemodificaodarepresentaousada.Essacamadaresolvediferenasnosformatoserepresentaesdosdados.

Aquantidadedeitenscertosiguala A1.B2.C3.D4.


Redes - Aula 1O que so redes?EndereamentoProtocoloServios de redeMeiosClassificao das redesClassificao por reaClassificao por reaClassificao por reaClassificao por topologiaClassificao por topologiaClassificao por topologiaClassificao por topologiaFormas de transmissoColisesColisesCabeamento - CoaxialCabeamento Par tranadoCabeamento FibraCabeamento FibraModelo OSICamadas - comunicaoCamadasCamadas OSICamada fsicaCamada de enlaceCamada de redeCamada de transporteCamada de sessoCamada de apresentaoCamada de aplicaoRelacionamento entre camadasPDURedes EthernetRedes Ethernet - CaractersticasRedes Ethernet - FramePadres Ethernet 10 MbpsPadres Ethernet 10 MbpsPadres Ethernet 10 MbpsPadres Ethernet 10 MbpsFast Ethernet 100 MbpsGigabit EthernetPadres Gigabit EthernetPadres Gigabit Ethernet10G EthernetPadres 10G EthernetAutonegociaoRedes Token RingRedes Token RingRedes Token RingExerccios Aula 1 - CabeamentoExerccios Aula 1 - TopologiaExerccios Aula 1 - EthernetExerccios Aula 1 Quadro EthernetExerccios Aula 1 - GigabitExerccios Aula 1 - OSI

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