Padrões de Redes•Serviço de banco de dados: um banco de dados armazena as informações de forma...

Padrões de Redes

Prof. Marciano dos Santos Dionizio

Conceitos básicos de comunicação

• A comunicação é um processo de transferência e processamento de informações entre dois pontos por meio da voz, escrita, sinais visuais, etc.

• Nas redes de computadores, basicamente, pode - se dizer que a comunicação é constituída por:


• Informação: sinal digital ou analógico

• Transmissor: condicionamento para saída;

• Canal: é o meio de transmissão onde a informação passa com atrasos e atenuação;

• Receptor: condicionamento do sinal de entrada.


Informação Transmitida

Transmissor Canal Receptor Informação

recebida

Ruído

Atenuação

Transmissão Analógica

• É a transmissão de um sinal analógico por ondas eletromagnéticas ou elétricas constantes usadas no ar em cabos na transmissão de uma informação cuja variação é contínua em relação a um tempo.

• Essa transmissão pode variar conforme a amplitude, fase e frequência do sinal analógico.

Transmissão Analógica

• Na comunicação de dados, essa transmissão apresenta limitações pela largura da banda ou velocidade da comunicação por estar sujeito a interferência no sinal.

Transmissão Digital

• É a transmissão do sinal digital por meio de uma sequencia de pulsos com amplitude fixa geralmente representada pelos números 0 ou 1.

Modulação

• É o processo de enviar um dado com alteração das características do sinal.

• Existem vários tipos de modulação: BPSK,QPSK, OQPSK, 8PSK, GSM, etc.

Modulação

Codificação

• A codificação é um sistema utilizado por sistemas de sinais digitais no processo de conversão de sinais.

Degeneração de sinais

• Os sinais ao serem transmitidos podem sofrer degeneração ocasionado erros no processo de transmissão conhecidos como atenuação, distorção, ruído e interferência.

Atenuação

• É a perda da intensidade do sinal transmitido com a distância.

• À medida que um sinal vai percorrendo um caminho, o seu sinal elétrico vai perdendo força chegando ao destino com uma tensão menor não permitindo a identificação.

Atenuação

Distorção

• Alteração do sinal devido a problemas no sistema de transmissão;

Interferência

• É a contaminação do sinal por outros sinais com a mesma frequência do sinal transmitido.

• Essa degeneração é muito comum em sistemas de que utilizam o ar, como: redes sem fio.

Interferência

Ruído

• É um sinal aleatório gerado por um sistema interno ou externo que pode interferir ou impedir a comunicação.

Ruído

Multiplexação

• É uma técnica que otimiza a infraestrutura de uma rede permitindo que um único canal de comunicação seja compartilhado por vários outros simultaneamente.

• Existem basicamente duas técnicas de multiplexação:

FDM (Frequency Division Multiplexing)

• É a divisão da frequência total de transmissão por canal em vários subcanais em várias frequências.

• Essa técnica é utilizada em sistemas de portadora analógica.

FDM (Frequency Division Multiplexing)

TDM (Time Division Multiplexing)

• É a técnica mais adequada para a transmissão de sinais digitais dividindo em canais e subdivididos em espaços de tempo chamados de Frames ou quadros.

• Os Frames são subdivididos em slots que possuem um tamanho variável.

TDM (Time Division Multiplexing)

Transmissão de Sinais

• Para que haja uma transmissão de sinais entre dois dispositivos em uma via de comunicação são necessários elementos como modo de transmissão e sincronização entre esses dispositivos.

• Atualmente, a comunicação troca de informações ou transmissão de dados acontece por meio da transmissão e recepção dos dados ocorrendo de três formas: simplex, halfduplex e fullduplex de acordo com a ANSI e ITU-T.

Simplex

• É a comunicação é unidirecional, ou seja, obedece apenas a uma direção.

Halfduplex

• É uma comunicação bidirecional, o meio de comunicação sendo o mesmo, não é possível transmitir e receber ao mesmo tempo.

Fullduplex

• É a comunicação bidirecional transmitindo e recebendo os dados simultaneamente.

Transmissões Síncronas

• É a transmissão de informações de uma única vez em blocos determinado pelo sinal de clock de sincronismo.

• Isso significa dizer que essas informações não podem ser transmitidas a qualquer momento para emissor só no tempo certo determinado pelo relógio (clock) interno do receptor.


• A transmissão síncrona foi criada pela IBM e utiliza um protocolo chamado de SDLC (Synchronous Data Link Control) da chamada enlace do modelo OSI.

• A verificação dos erros é realizada por técnica de CRC, caso seja identificado no bloco, todo ele é transmitindo.


• Dentre as vantagens na adoção desse modelo é o suporte de mais informações em velocidades mais altas.

Transmissão Assíncrona

• Nessa transmissão não há um controle por nenhum mecanismo de sincronização pelo receptor.

• As informações são enviadas em sequência de um byte (conjunto de 8 bits) que contêm uma indicação de início e fim de cada agrupamento.

• Portanto, o emissor ao enviar um dado para o receptor, insere nele um padrão para a formação da sequência desse byte.

Conceito de Rede e seus Elementos

• O conceito de rede segundo Tanenbaum é: “um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema de comunicação (meios de transmissão e protocolos)”.


• Uma rede de computadores baseia-se nos princípios de uma rede de informações que, por meio de hardware e software, torna-se mais dinâmica para atender as suas necessidades de comunicação.

• Quando há uma comunicação entre os dispositivos de rede são chamados de nós, estações de trabalho ou ativos de rede.


• Portanto, para existir uma rede são necessários no mínimo dois dispositivos.

• Não existe um máximo de computadores, mas, a quantidade de computadores pode ser influenciada pela capacidade dos ativos como roteadores, switch, servidores e a topologia adotada.


• Basicamente existem dois tipos de redes de computadores:

Rede ponto a ponto;

Rede Cliente/Servidor.

Rede ponto a ponto

• Ponto a ponto os recursos são compartilhados pelas próprias máquinas, não existindo uma máquina central responsável por esse serviço chamado de Servidor.

• Qualquer máquina pertencendo a essa rede pode acessar os recursos sem a permissão de um administrador de rede.

Rede ponto a ponto

Rede ponto a ponto

• Nesse tipo de rede, o sistema realiza o gerenciamento da rede sendo o responsável pelo compartilhamento dos recursos, arquivos, impressoras e dispositivos de segurança.

• É muito utilizada em redes domésticas e redes sem fio a grande desvantagem é a falta de gerenciamento de serviços.

Rede Cliente/Servidor

• Cliente/Servidores: um ou mais servidores centralizam os serviços disponibilizados pela rede tais como e-mail e impressão.

• Um servidor ou provedor de serviços é uma máquina ou host central mais sofisticado que possui um sistema operacional responsável pelo gerenciamento dos usuários da rede.


• Cada servidor pode receber N usuários conforme a sua estrutura de hardware e software.

• O nome cliente é dado às maquinas que solicitam o serviço aos servidores.

Serviços de rede

• Serviços de rede são aplicações distribuídas e executadas em dois ou mais computadores conectados em rede.

• Esses serviços de rede permitem que os computadores executem as tarefas que vão desde e-mail ao acesso a páginas na Internet.

• Cada serviço de rede é composto por: cliente, servidor, protocolo e middleware.

Serviços de rede

• O protocolo é a regra de comunicação entre um cliente e um servidor.

• E, o middleware é o conjunto de sistema operacional e protocolos de rede que executam o serviço de envio e recebimento dos pedidos do cliente.

Exemplos de serviços de rede

• Serviço de arquivo: oferece o armazenamento e acesso às informações em um disco compartilhado.

• Serviço de impressão: gerencia e oferece serviços de impressão a seu clientes.

• Serviço de banco de dados: um banco de dados armazena as informações de forma ordenada oferecendo a busca, processamento conforme solicitado.

Dispositivos de redes

• Para o funcionamento de uma rede é necessário dispositivos para o transporte de dados e uma comunicação adequada entre os diversos equipamentos.

• Eles são identificados pelos nomes hub, switch, roteador, antena, cabos, entre outros.

Componentes Ativos

• Responsáveis pela comunicação adequada entre os diversos equipamentos de rede como as estações de trabalho.

• Exemplo: computadores, servidores, hub, switch, roteadores, etc.

Componentes Passivos

• Responsáveis pelo transporte dos dados através do meio físico.

• Exemplo: cabo UTP, cabo Coaxial, cabo de fibra óptica, antenas, etc.

Repetidor

• Tem a função de gerar novos sinais da rede para que os dados possam ser transmitidos em uma distância maior.

• Não é efetuado nenhum tratamento sobre o pacote.

Repetidor

Placa de Rede

• Conhecida também como NIC – Network Interface Card, a placa de rede é um dispositivo responsável pela conexão do computador à rede.

• Suas funções são a recepção e transmissão de dados na rede por um software chamado de driver da placa que interage com o sistema operacional.

• Toda placa de rede possui um endereço MAC que é único Para cada placa.

Placa de Rede

HUB

• É um equipamento que trabalha na camada 1 do modelo OSI repetindo, amplificando ou regenerando um sinal para toda a rede.

• Foi um dos primeiros equipamentos para implementar as redes na topologia estrela.

Switch

• É um equipamento semelhante a um hub mas trabalhando camada 2 do modelo OSI.

• Ele encaminha as informações apenas para o endereço de destino.

• Essa diferença é possível pela construção e armazenagem de uma tabela interna do endereços MAC Address.

Switch

• Essa características traz uma grande vantagem por aumentar o desempenho da rede ao enviar broadcast e, por consequência o envio de dados para toda a rede, apenas para o destino.

Switch

Roteador

• É um equipamento que encaminha pacotes de dados entre as redes de computadores atuando nas camadas 1,2,3 do modelo OSI.

• Sua função básica é fornecer um IP a um computador quando conectado a uma rede.

Roteador

• O roteador decide o melhor caminho para o tráfego da informação roteando os seus pacotes.

• Hoje em dia, podem ser encontrados nas residências em uma solução hibrida com modem de acesso a banda larga.

Roteador

Access Point – Ponto de acesso

• É um ponto de acesso responsável por gerenciar as conexões entre os usuários e a rede.

• Cada dispositivo pode gerenciar vários usuários na mesma rede e, sua área de cobertura é de 100 metros.

• Tem a finalidade também de interconectar redes cabeadas e as redes sem fio.

Access Point – Ponto de acesso

Modem

• É um dispositivo que converte uma onda analógica em um sinal digital e vice versa.

• Essa conversão é chamada de modulação, originando o nome MOdulador e DEModulador.

Tipos de Modem

• Há dois tipos de Modem:

Acesso Discado;

Acesso à Banda Larga.

Acesso Discado

• Essa tecnologia permite aos computadores se comunicam por meio da linha telefônica comum.

• Contudo, sua velocidade máxima alcançada é de 56 Kbps.

Acesso Discado

Placa de fax-modem

Modem de Banda Larga

• Permite a conexão à Internet por meio da tecnologia chamada de banda larga.

• A banda larga é caracterizada pela alta velocidade no tráfego de dados na internet para download e upload.

Modem de Banda Larga

Topologia de Redes

• Uma topologia de rede é a forma como os dispositivos estão conectados, à disposição dos computadores na rede, ou seja, o layout de uma rede.

• Para a escolha de uma topologia de rede devem ser considerados alguns fatores como: forma de gerenciamento da rede, tipo e capacidade dos equipamentos e a expansão da rede.

Topologia de Redes

• A conexão entre os computadores é realizada por meio de cabos ou dispositivos que os substituam em suas funções fornecendo a comunicação e compartilhamento de recursos.

Topologia de Redes

• A Topologia de Rede descreve como é o layout de uma Rede de Computadores através da qual há o tráfego de Informações e também como os dispositivos estão conectados.

• Há várias formas nas quais se pode organizar a interligação entre cada um dos nós (computadores) da rede.

Topologia de Redes

• Topologias podem ser descritas fisicamente e logicamente.

• A topologia física é a verdadeira aparência ou layout da rede, enquanto que a lógica descreve o fluxo dos dados através da rede.

• A topologia física descreve como os computadores se conectam fisicamente, ou seja, a parte da rede que pode ser tocada, como os cabos, os conectores, as placas de redes e outros equipamentos.

Topologia de Redes

• Talvez a topologia física mais usada nas médias e

grandes corporações, e até em pequenas (pela

diminuição dos custos) é a Estrela.

• O exemplo mais conhecido, mais amplamente

usado, e que será usado em parte, no estudo de

redes de alta velocidade é a topologia lógica

Ethernet.

Topologia de Redes

• De forma geral, nessa topologia, cada vez que

uma estação precisa transmitir uma

informação ela transmite para a rede inteira.

• Os vários nós pegam os dados e verificam,

pelos dados contidos no pacote, se aquela

informação é destinada a ele.

• Se não for ele ignora aqueles dados.

Tipo de Redes Físicas

Estrela

• A topologia em estrela utiliza cabos de par trançado e

um concentrador como ponto central da rede.

• O concentrador se encarrega de retransmitir todos os

dados para todas as estações, mas com a vantagem de

tornar mais fácil a localização dos problemas, já que se

um dos cabos, uma das portas do concentrador ou

uma das placas de rede estiver com problemas, apenas

o nó ligado ao componente defeituoso ficará fora da

rede.

Estrela

• Esta topologia se aplica apenas a pequenas redes, já

que os concentradores costumam ter apenas doze ou

vinte e quatro portas.

• Em redes maiores é utilizada a topologia de árvore,

onde temos vários concentradores interligados entre si

por comutadores ou roteadores.

• Todas as conexões partem de um ponto central

(concentrador), normalmente um hub ou switch.

Switch é o modelo mais utilizado atualmente.

Estrela

ANEL

• Na topologia em anel os dispositivos são conectados em série, formando um circuito fechado (anel).

• Os dados são transmitidos unidirecionalmente de nó em nó até atingir o seu destino.

• Uma mensagem enviada por uma estação passa por outras estações, através das retransmissões, até ser retirada pela estação destino ou pela estação fonte.

ANEL

• Os sinais sofrem menos distorção e atenuação no enlace entre as estações, pois há um repetidor em cada estação.

• Há um atraso de um ou mais bits em cada

estação para processamento de dados.

• Há uma queda na confiabilidade para um

grande número de estações.

ANEL

• A cada estação inserida, há um aumento de

retardo na rede.

• É possível usar anéis múltiplos para aumentar

a confiabilidade e o desempenho.

• Todos os computadores são conectados em

um anel.

ANEL

• É a topologia das redes Token Ring,

popularizadas pela IBM nos anos 80.

• Hoje, esse modelo é mais utilizado em

sistemas de automação industrial.

Barramento

• Rede em barramento é uma topologia de rede

em que todos os computadores são ligados

em um mesmo barramento físico de dados.

• Apesar dos dados não passarem por dentro de

cada um dos nós, apenas uma máquina pode

“escrever” no barramento num dado

momento.

Barramento

• Todas as outras “escutam” e recolhem para si os dados destinados a elas.

• Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão.

Barramento

• Essa topologia utiliza cabos coaxiais.

• Os computadores são conectados num

sistema linear de cabeamento em sequência.

• Esse arranjo era usado nas primeiras gerações

de redes ethernet.

Barramento

Árvore

• Topologia física baseada num estrutura hierárquica de várias rede e sub-redes.

• Existem um ou mais concentradores que ligam, cada rede local e existe outro concentrador que interliga todos os outros, esta topologia facilita a manutenção do sistema e permite, em caso de falhas, detectar com mais facilidade o problema.

• Cuidados adicionais devem ser tomados nas rede em árvore, pois cada ramificação significa que o sinal deverá se propagar por dois caminhos diferentes.

Árvore

• A menos que estes caminhos estejam

perfeitamente casados, os sinais terão

velocidades diferentes e refletirão os sinais de

diferente maneira.

• Em geral a topologia em árvore, vai trabalhar

com taxas de transmissão menores do que as

redes em estrela.

Árvore

Malha

• Nessa topologia os computadores são ligados por meio de vários cabos oferecendo confiabilidade e redundância.

Híbrida

• É a topologia mais utilizada em grandes redes.

• Assim, adequar-se a topologia de rede em função do ambiente, compensando os custos, expansibilidade, flexibilidade e funcionalidade de cada segmento de rede.

Híbrida

• Muitas vezes acontecem demandas imediatas de conexões e a empresa não dispõe de recursos, naquele momento, para a aquisição de produtos adequados para a montagem da rede.

• Nestes casos, o administrador de redes pode utilizar os equipamentos já disponíveis, considerando as vantagens e desvantagens das topologias utilizadas.

Híbrida

• A aquisição de concentradores ou comutadores pode não ser conveniente, pelo contrário até custosa.

• Talvez uma topologia em barramento seja uma solução mais adequada para aquele segmento físico de rede.

• Por definição, é a junção ente a rede com fio e a rede sem fio.

Híbrida

• Essa aplicação possibilita ainda que os notebooks e PDA’s imprimam arquivos nas impressoras locais e acessem documentos do servidor ou de outros computadores do grupo, para isso deverá ter a devida permissão, pois os acessos são protegidos por criptografia.

Híbrida

Abrangência das Redes

• Uma rede é uma conexão entre dois ou mais computadores permitindo a troca de informações, compartilhamento de arquivos, recursos e hardware.

• De origem militar, a rede de computadores foi desenvolvida por uma agência americana chamada ARPA.

Abrangência das Redes

• Durante a Guerra Fria, os Estados Unidos tinham uma preocupação com as bases, caso o Pentágono fosse atacado.

• Desta forma, surgiu a ARPANET e, no ano de 1969 houve a comunicação.

• Para classificação das redes foi considerada o tipo de conexão e a amplitude geográfica, sendo as principais.

LAN (Local Area Network)

• São redes locais, podendo ser em um único prédio, em uma universidade com até alguns quilômetros de extensão.

• Apresentam, em geral, um alto desempenho com velocidades variando de 10Mbps a 1Gbps.

• Essas redes são compostas por placa adaptadora de rede, driver da placa de rede, sistema operacional, cabos, equipamento de concentração e servidor.

LAN (Local Area Network)

MAN (Metropolitan Area Network)

• Essa rede tem uma abrangência de uma cidade ou de cidades próximas. Como exemplo, pode-se citar a televisão de TV a cabo.

• As empresas perceberam com a convergência da TV e Internet a necessidade de construírem a rede interligando a cidades representada pela imagem a seguir:

MAN (Metropolitan Area Network)

WAN ( Wide Area Network)

• Abrange uma grande área geográfica como um país ou continente.

• Normalmente, utilizam a infraestrutura das empresas de telecomunicações chamada de backbone.

• Um backbone é composto por inúmeros meios de comunicação, como linhas de transmissão de cabo de cobre, fibra ótica, enlaces de rádio e satélite.

WAN ( Wide Area Network)

Redes sem Fio

• Cada vez mais comuns, pela comodidade e pela mobilidade, as redes sem fio ou wireless estão se expandindo por todo lugar.

• Essa tecnologia usa ondas de radiofrequência para transmitir dados pelo ar eliminando a infraestrutura, viabilidade na instalação de cabos, redução de custos e, por abranger todo tipo de empresa independente do tamanho.

Redes sem Fio

• Todavia, apesar dessas vantagens sobre as redes cabeadas, as redes sem fio são suscetíveis a ataques de várias direções que podem variar de uma simples escuta a criação, modificação e destruição das mensagens.

• Vale ressaltar que as redes sem fio não possuem a centralização da infraestrutura, não permitindo dedicar um dispositivo a tarefas e funcionalidades básicas, por exemplo, de firewall, dificultando distinguir a confiabilidade de uma rede.

Tipos de rede sem fio

• Existem basicamente três tipos de redes sem fio:

Infravermelho;

Radiofrequência e;

Laser.

Infravermelho

• Caracteriza-se por equipamento de baixo custo, sem a necessidade de licença para operação.

• O alcance em visada vai de 5 a 30 metros permitindo de 5 a 15 usuários em uma rede pequena.

• Permite uma velocidade de transmissão de 155 Mbps.

• Exemplo: controle remoto, teclados e mouses.

Infravermelho

Radiofrequência

• Para transmissão do sinal utilizam micro-ondas para transmitir o sinal pelo ar.

• No Brasil, foram especificados 11 canais e uma frequência de 2,4Ghz.

• Exemplo Bluetooth e Wifi

Wireless

Bluetooth

Laser

• Através da Luz para a transmissão do sinal digital, os sistemas que utilizam essa tecnologia não necessitam de autorização para uso.

• A vantagem da utilização dessa tecnologia é a segurança, pois, é praticamente impossível de invadir.

VPN (Virtual Private Network)

• É uma rede que compartilha os meios de telecomunicação para transmissão de dados com garantia por criptografia e protocolos de tunelamento.

VPN (Virtual Private Network)

Redes domesticas

• São as redes que estão se desenvolvendo nas residências convergindo os aparelhos que se conectam a internet como: TV, geladeira, computadores.

• Essa tecnologia não está distante, interpretada por muitos como a casa inteligente, está a cada dia mais próxima da nossa realidade.

Redes domesticas

Visão Geral

• Cabos de cobre são usados em quase todas as redes locais.

• Estão disponíveis em diferentes tipos de cabos de cobre, cada tipo tem suas vantagens e desvantagens.

• Uma seleção cuidadosa de cabeamento é a chave para uma operação eficiente de redes.

• Haja visto que o cobre transporta informações usando corrente elétrica.

Visão Geral

• A fibra óptica é o meio mais freqüentemente usado para as transmissões ponto-a-ponto a grandes distâncias e com alta largura de banda necessárias para backbones das redes locais e em WANs.

• Usando um meio óptico, usa-se luz para transmitir dados através de uma fibra fina de vidro ou plástico.

• Os sinais elétricos fazem com que o transmissor de fibra óptica gere os sinais de luz que são enviados através da fibra.

Visão Geral

• O host receptor recebe os sinais de luz e os converte em sinais elétricos na extremidade mais distante da fibra.

• No entanto, não existe eletricidade no próprio cabo de fibra óptica.

• Aliás, o vidro usado no cabo de fibra óptica é um isolante muito bom.

Visão Geral

• A conectividade física permitiu um aumento na produtividade tornando possível o compartilhamento de impressoras, servidores e software.

• Os sistemas de redes tradicionais exigem que as estações de trabalho permaneçam estacionárias permitindo movimentação apenas dentro dos limites dos meios e da área de escritórios.

Visão Geral

• A apresentação de tecnologia sem fio elimina essas restrições e oferece uma portabilidade verdadeira ao mundo da computação.

• Atualmente, a tecnologia sem fio não fornece transferências a alta velocidade, segurança ou confiabilidade no tempo de atividade nas redes cabeadas.

• Portanto, a flexibilidade da tecnologia sem fio justifica o sacrifício.

Meios de cobre

• Especificação de cabos :

Banda Base x Banda Larga

• Base band ou banda base é uma transmissão em que o sinal utiliza toda a largura de banda do canal para uma única transmissão.

• Broad band ou banda larga é uma transmissão em que a largura de banda pode ser utilizada para varias transmissões em simultâneo(multiplexação).

Meios de cobre:

• Questionamentos que devem ser feitos antes de iniciar um projeto de redes :

• Quais são as velocidades para transmissão de dados que podem ser alcançadas quando se usa um determinado tipo de cabo?

Meios de cobre (cabos)

• Tipos mais comuns :

• Coaxial de 50 e 75 Ohms;

• Par Trançado(UTP, FTP e STP);

Cabos Coaxiais

• Os cabos coaxiais se dividem em :

• Cabo Coaxial fino (Thinnet) – 10 Base 2;

• Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet, 75 Ohms).

• Taxa de transmissão : de 10 a 50 Mbps (Thin Ethernet);

Cabo Coaxial fino (Thinnet) – 10 Base 2


• É um cabo fino usado no inicio das redes locais em topologia de barramento.

• Foi padronizado pela IEEE passando a ser chamado de 10Base2.

• É descrito como RG-58, com uma impedância de 50 Ohms.


• O tamanho máximo desse cabo é 185 metros, com 30 conexões distanciadas entre as estações de 0,5 metros no mínimo ou múltiplo desse valor.

• A velocidade máxima de transmissão é de 10 Mbps para transmissões digitais onde a informação é inserida diretamente no cabo.


• Para conectar a um computador é necessária a utilização de um conector chamado de BNC “T”.

• Comparado ao cabo coaxial grosso é mais maleável, fácil de instalar e possui maior imunidade a ruídos eletromagnéticos de baixa frequência.

• Com o desenvolvimento das topologias anel e estrela esse cabo passou a ser substituído pelos cabos UTP.


• Número máximo de segmentos : 5;

• Tamanho máximo total com repetidores : 925 Metros;

• Capacidade por segmento : 30 Hosts;

• Operava apenas em Half-Duplex;

• Mais sensível a ruídos, atenuação e latência.

Cabo coaxial grosso (Thick Ethernet) – 10 base 5


• Conhecido como cabo coaxial grosso ou 10 base 5, esse cabo foi utilizado em redes de computadores de industrias onde a distancia era superior a 200 metros ou havia interferência eletromagnética.

• Com uma impedância de 75 Ohms devido a dupla blindagem, esse cabo foi utilizado também na transmissão de voz e imagens analogicas e, em backbones devido ao alto custo das fibras ópticas.


• As principais características desse cabo são:

• Velocidade máxima de transmissão 10 Mbps;

• Alcance máximo do cabo 500 metros;

• Comporta no máximo 100 computadores no barramento com distância entre as estações de 2,5 metros ou múltiplos;


• Duas malhas e duas lâminas metálicas; • Maior resistência mecânica; • Trabalha em dois :caminhos : Transmissão

(Inbound), e Recepção (OutBound); • Primeiro cabo a transmitir a 100 Mbps (2

canais de 50Mbps).


• Era o cabo mais utilizado para a conexão de redes em ambientes industriais, devido a sua maior resistência mecânica e maior resistência á ruídos, atenuação, diafonia e latência.

BNC - Bayonet Neill and Concelman

• Conector BNC para cabos coaxiais (ponta de cabo).

BNC - Bayonet Neill and Concelman

• Conector BNC para cabos coaxiais (conector ponto-a-ponto).

Cabos UTP (Unshielded Twisted Pair )

• Cabos de rede de par trançado sem blindagem;

• É um meio de fio de quatro pares usado em uma variedade de redes;

• Cada um dos 8 fios individuais de cobre no cabo UTP é coberto por material isolante;


• Esse tipo de cabo usa apenas o efeito de cancelamento, produzido pelos pares de fios trançados para limitar a degradação do sinal causada por EMI e RFI.


• O cabo de par trançado não blindado tem muitas vantagens.

• Ele é fácil de ser instalado e mais barato que outros tipos de meios de rede.

• Aliás, o UTP custa menos por metro do que qualquer outro tipo de cabeamento de redes locais.


• Modelo de construção :


• Vantagens :

• Baixo custo;

• Fácil manutenção;

• Diâmetro reduzido;

• Utilizado em vários tipos de rede;

• Encontrado em quase todos os locais especializados em equipamentos de rede e/ou informática.


• Desvantagens :

• Muito mais propenso a ruídos externos e interferências externas EMI e RFI.

• Não tem muita resistência física (não se pode puxar demais o cabo).

• Mais susceptível á latência, diafonia, atenuação e ruídos;

• Distância máxima: 100 Metros.


• Existem cabos de CAT1 até CAT7. • Como os cabos cat 5 são suficientes tanto para

redes de 100 quanto de 1000 megabits, eles são os mais comuns e mais baratos;

• Geralmente custam em torno de 1 real o metro.

• Os cabos CAT5 (comuns atualmente) seguem um padrão um pouco mais restrito, por isso dê preferência a eles na hora de comprar.

Cabos STP (Shielded Twisted Pair)

• Os cabos STP (Shielded Twisted Pair) vão um pouco além, usando uma blindagem individual para cada par de cabos.

• Isso reduz o crosstalk e melhora a tolerância do cabo com relação à distância, o que pode ser usado em situações onde for necessário crimpar cabos fora do padrão, com mais de 100 metros:

Cabos STP (Shielded Twisted Pair)

Cabos FTP (Foiled Twisted Pair)

• Os cabos FTP (Foiled Twisted Pair) são os que utilizam a blindagem mais simples.

• Neles, uma fina folha de aço ou de liga de alumínio envolve todos os pares do cabo, protegendo-os contra interferências externas, mas sem fazer nada com relação ao crosstalk, ou seja, a interferência entre os pares de cabos:


• Esquema de construção :

Cabos STP e FTP

• O STP e FTP reduz o ruído elétrico dentro dos cabos;

• Os ruídos externos são também conhecidos como

– EMI(Interferência Eletromagnética);

–RFI(Interferência por Freqüência de Rádio);

• Reduz também a DIAFONIA ou CROSSTALK.

Cabos SSTP (Screened Shielded Twisted Pair)

• SSTP (Screened Shielded Twisted Pair), também chamados de SFTP (Screened Foiled Twisted Pair), que combinam a blindagem individual para cada par de cabos com uma segunda blindagem externa, envolvendo todos os pares, o que torna os cabos especialmente resistentes a interferências externas.

• Eles são mais adequados a ambientes com fortes fontes de interferências:

Cabos SSTP (Screened Shielded Twisted Pair)

Conector RJ 45 Blindado

• Para melhores resultados, os cabos blindados devem ser combinados com conectores RJ-45 blindados.

• Eles incluem uma proteção metálica que protege a parte destrançada do cabo que vai dentro do conector, evitando que ela se torne o elo mais fraco da cadeia;

Conector RJ 45 Blindado

• Quanto maior for o nível de interferência, mais vantajosa será a instalação de cabos blindados.

• Entretanto, em ambientes normais os cabos sem blindagem funcionam perfeitamente bem; justamente por isso os cabos blindados são pouco usados.

Conector RJ 45 Fêmea Blindado

Conector RJ 45 Macho Blindado

Cabo Solido x Flexível

• Existem também cabos de rede com fios sólidos e também cabos stranded (de várias fibras, também chamados de patch), onde os 8 fios internos são compostos por fios mais finos.

• Os cabos sólidos são os mais comuns e são os recomendados para uso geral, pois oferecem uma menor atenuação do sinal (cerca de 20% menos, considerando dois cabos de qualidade similar):


• A única vantagem dos cabos stranded é que o uso de múltiplos fios torna os cabos mais flexíveis, o que faz com que sejam muitas vezes preferidos para cabos de interconexão curtos (patch cords), usados para ligar os PCs à tomadas de parede ou ligar o switch ao patch panel.


• Dentro do padrão, os cabos de rede crimpados com cabos stranded não devem ter mais de 10 metros.

• Você pode usar um cabo sólido de até 90 metros até a tomada e um cabo stranded de mais 10 metros até o micro, mas não pode fazer um único cabo stranded de 100 metros.

Categorias de Cabos de Par trançado

• Categoria 1: Utilizado em instalações telefônicas, porém inadequado para transmissão de dados.

• Sem blindagem, apenas uma capa de plástico protegendo os fios de cobre, contém apenas 2 pares.


• Categoria 2: Outro tipo de cabo obsoleto. Permite transmissão de dados a até 2.5 megabits e era usado nas antigas redes Arcnet e thickNet (AUI).

• Sem blindagem, apenas uma capa de plástico protegendo os fios de cobre também apenas 2 pares de fios.


• Categoria 3: Era o cabo de par trançado sem blindagem mais usado em redes há uma década.

• Pode se estender por até 100 metros e permite transmissão de dados a até 10 Mbps.

• A principal diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos cabos de categoria 1 e 2 é o entrançamento dos pares de cabos.


• Enquanto nos cabos 1 e 2 não existe um padrão definido.

• Cada par de cabos tem um número diferente de tranças por metro, o que atenua as interferências entre os pares de cabos.

• Praticamente não existe a possibilidade de dois pares de cabos terem exatamente a mesma disposição de tranças.

• A partir do cabo CAT3 começou-se a utilizar os cabos com 4 pares de fios.


• Categoria 4: Cabos com uma qualidade um pouco melhor que os cabos de categoria 3.

• Este tipo de cabo foi muito usado em redes Token Ring de 16 megabits.

• Em teoria podem ser usados também em redes Ethernet de 100 megabits, mas na prática isso é incomum, simplesmente porque estes cabos não são mais fabricados


• Categoria 5: Este é o tipo de cabo de par trançado usado atualmente, que existe tanto em versão blindada quanto em versão sem blindagem, a mais comum.

• A grande vantagem sobre esta categoria de cabo sobre as anteriores é a taxa de transferência: eles podem ser usados tanto em redes de 100 megabits, quanto em redes de 1 gigabit


• Categoria 6: Utiliza cabos de 4 pares, semelhantes aos cabos de categoria 5.

• Este padrão está completamente estabelecido, e o objetivo é usa-lo nas redes Gigabit Ethernet.

• A diferença entre o o CAT5 e o CAT6 é a qualidade.


• Categoria 7: Os cabos cat 7 também utilizam 4 pares de fios, porém utilizam conectores mais sofisticados e são muito mais caros.

• Tanto a frequência máxima suportada, quanto a atenuação de sinal são melhores que nos cabos categoria 6.

• Está em desenvolvimento um padrão de 10 Gigabit Ethernet que utilizará cabos de categoria 6 e 7.

Por que o cabo UTP, o STP e o FTP são trançados?

• Os cabos de categoria 3 (assim como os de categoria 4 e 5) possuem pelo menos 24 tranças por metro e por isso são muito mais resistentes a ruídos externos.

• O trançamento faz o chamado cancelamento dos campo magnéticos gerados pelos pares.

• Quando um par envia e outro recebe, os campo magnéticos positivos e negativos se anulam com as tranças do cabo.

Diafonia ou Crosstalk

• A diafonia ocorre quando um sinal transmitido em um fio interfere ou até mesmo corrompe o sinal que está sendo transmitido no fio adjacente.

• Fisicamente falando, isto ocorre porque quando um dado está sendo transmitido em um fio, ele gera um campo eletromagnético ao seu redor, e um fio posicionado dentro deste campo eletromagnético funciona como uma antena, capturando o sinal e, assim, modificando o sinal que estava sendo transmitido por este fio.

Como a diafonia interfere no desempenho da rede ?

• A diafonia oriunda do meio físico (cabos) que embaralham o fluxo de sinais elétricos dentro do meio físico.

Ruído

• O ruído é caracterizado pela interferência de meios externos á rede, ou seja podem ser oriundos de geradores (interferência eletromagnética EMI, fios elétricos etc..) ou pode ainda ser de gerado por fontes de rádio frequência RFI.

Lembrete

• Sempre que forem lançados cabos de rede deve-se tomar muito cuidado com os fatores externos que podem comprometer o desempenho da rede.

• O ruído é causado por fontes externas, a diafonia ou crosstalk é causada por meios internos (cabos despadronizados, crimpagem incorreta, emendas, entre outros....

O que pode causar interferência eletromagnética em uma rede ?

• Fontes de Luz Fluorescente;

• Motores Elétricos;

• Motores de combustão;

• Fontes de energia elétrica;

• Fontes Magnéticas (eletroímãs)

• Antenas de TV, AM/FM e telefonia.

• Indutância Elétrica;

• Fontes de Raios X;

• Fontes de Raios Gama;

• Fontes de Raios Ultravioleta.

O que pode ser feito para evitar estes problemas?

• Evitar ao máximo expor cabos de rede ás fontes eletromagnéticas;

• Se necessário expor, usar cabos blindados se necessário.

• Sempre, identifique as canaletas que se encontram os cabos de rede;

• Alertar as demais pessoas (eletricistas) sobre o problema do ruído e como evitá-lo;

• Sempre supervisionar o trabalho de lançamento de cabos;

Latência

• A latência pode ser dita como o atraso na troca de mensagens de ida e volta, ou seja, tanto o envio como a confirmação do recebimento do pacote tem de ser semelhantes) quando ocorre uma diferença entre ambos, podemos dizer que está ocorrendo a LATÊNCIA.

Latência

• As causas de latência ou atraso em uma rede podem ser várias :

• Placa de rede defeituosa;

• Segmento de cabo muito longo;

• Cabo de má qualidade;

• Excesso de ruídos externos;

• Diafonia;

• Concentrador (HUB ou SWITCH) com porta defeituosa.

Latência

• Quando ocorre muita latência na rede, ocorre também colisões de pacotes, devido a solicitação de reenvio por parte dos hosts.

Interferência por meios da luz

• Lâmpadas fluorescente também geram interferência nas redes, deve-se observar quando for feito um cabeamento para não passar perto de lâmpadas.

Características

• Hoje existem vários tipos de comunicações espalhadas pelo mundo, e para atendê-las a fibra ótica possui dois tipos principais de cabo: Monomodo e Multimodo.

• O tipo Monomodo é usado para sinais de grandes distâncias, possui um manuseio difícil e exige muita técnica, além do seu custo elevado. Utilizado para comunicações com redes locais, o sistema Multimodo tem diâmetro maior e assim, é possível transitar mais de um sinal através de lasers e LEDs.

• Assim como em todo produto existem pontos positivos e negativos, e situações benéficas para o uso desse ou daquele determinado produto ou serviço, a fibra ótica não foge dessa realidade.

• Veja algumas das vantagens e desvantagens dessa tecnologia:

Vantagens

• Dimensões Reduzidas;

• Capacidade para transportar grandes quantidades de informação (Um par de fibras ópticas, cujo diâmetro pode ser comparado com o de um fio de cabelo, pode transmitir 2.5 milhões ou mais de chamadas telefônicas ao mesmo tempo. Um cabo de cobre com a mesma capacidade teria um diâmetro da ordem de 6 m!);

Vantagens

• Imunidade às interferências eletromagnéticas;

• Matéria-prima muito abundante;

• Segurança no sinal;

• Facilidade na instalação;

• Menos deterioração com o tempo comparando com os fios de cobre.

Desvantagens

• Custo elevado instalação; • Fragilidade das fibras ópticas sem

encapsulamento; • Dificuldade para ramificações (Uma rede ponto a

ponto seria mais viável, caso contrário as conexões tipo “T” sofrem com perdas muito elevadas de dados);

• Impossibilidade de alimentação remota dos repetidores;

• Falta de padronização dos componentes ópticos.

Tipos de fibra ótica

• As fibras ópticas podem ser basicamente de dois modos:

• Monomodo:

• Multimodo:

Monomodo

• Permite o uso de apenas um sinal de luz pela fibra;

• Tem núcleo de 8 a 9 μm e casca de 125 μm;

• Alcance limitado de 4km para cabeamento estruturado;

• Dimensões menores que os outros tipos de fibras;

• Maior banda passante por ter menor dispersão;

• Utiliza comprimentos de ondas de 1.310 ou 1550 nm;

• Geralmente é usado laser como fonte de geração de sinal.

Multimodo

• Tipo mais comum em cabeamentos primários inter e intra edifícios;

• Tem núcleo de 50 ou 62,5 μm (equivale à milésima parte do milímetro) e casca de 125μm;

• Permite o uso de fontes luminosas de baixa ocorrência tais como LEDs (mais baratas);

• Alcance limitado de 2km para cabeamento estruturado;

• Diâmetros grandes facilitam o acoplamento de fontes luminosas e requerem pouca precisão nos conectores;

• Muito usado para curtas distâncias pelo preço e facilidade de implementação pois a longa distância tem muita perda.

• E podendo ter características como:

• OPGW: Função original dos cabos de para raio, exercer blindagem contra DA diretas nos condutores fase, além de suportar o feixe de FO.

• ADSS: Função original dos cabos ADSS ou dielétricos, utilizar um cabo com características isolantes em pequenos lances, além de suportar o feixe de FO.

• A principal diferença na comparação de um cabo de fibra óptica e um de par trançado é a velocidade da transferência das informações e a ausência de interferências eletromagnéticas.

• Existem pesquisadores e especialistas em transferência de dados que conseguiram enviar 100 Tb por segundo através de fibra óptica.

• O fator mais preocupante dos cabos de par trançado é a interferência eletromagnética, que em ambientes industriais são de grandes quantidades.

• Meios Ópticos:

• Teoria de Raios de Luz:

• Reflexão Interna Total:

• O núcleo da fibra deve ter um índice de refração maior que o material que o envolve (reflete de volta para a fibra)

Duas fibras de vidro que simulam uma conexão full-duplex:

• Dispositivos de Transmissão:

• O emissor converte os sinais elétricos em impulsos de luz.

• Fontes de luz:

• Laser - produz um feixe fino e intenso de luz infravermelha.

• Utilizado com fibras monomodo e cobre grandes distâncias.

• Diodo Emissor de Luz (LED) - produz luz infravermelha.

• Utilizados com fibras multimodo em Redes Locais.

• Conectores para Fibra Óptica:

• Subscriver Connector (SC): normalmente usado em fibras multimodo;

• Straight Tip (ST): normalmente utilizado em fibras monomodo;

• Instalação, Cuidados e Testes:

• Fibra muito esticada – causa rachaduras no núcleo.


• Dobrar a fibra com curva muito fechada – altera a reflexão interna.


• Emenda de fibra – altera a reflexão interna.


• Acabamentos das faces de fibra – reduz a luminosidade do sinal de luz.


• Emenda de dois cabos com tamanhos diferentes – reduz a luminosidade do sinal de luz.

Padrões de Redes•Serviço de banco de dados: um banco de dados armazena as informações de forma...

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