1 1

CONECTIVIDADE

TIPOS DE CONEXO DE REDES

Prof. Luiz Maia www.luizmaia.com.br

2 2

CONECTIVIDADE

HISTRICO

3 3

CONECTIVIDADE

4 4

CONECTIVIDADE

HISTRICO O primeiro experimento conhecido de conexo de computadores

em rede foi feito em 1965, nos Estados Unidos, por obra de dois cientistas: Lawrence Roberts e Thomas Merril.

A experincia foi realizada por meio de uma linha telefnica discada de baixa velocidade, fazendo a conexo entre dois centros de pesquisa em Massachusetts e na Califrnia.

Em 1969, um projeto da Agncia Norte Americana Advanced Research and Projects Agency (ARPA) criou a rede ARPANET, que inicialmente era formada por 4 localidades

Na dcada de 70, aps estudos realizados, criou-se a arquitetura TCP/IP que mais tarde se integrou a rede ARPANET formando a Internet.

5 5

CONECTIVIDADE

At a dcada anterior os computadores eram mquinas gigantescas que processavam informaes por meio da leitura de cartes ou fitas magnticas. No havia interao entre o usurio e a maquina.

A partir de 1970, com o desenvolvimento dos minicomputadores de 32 bits, os grandes fabricantes, como IBM, HP e Digital, j comeavam a planejar solues com o objetivo de distribuir o poder de processamento dos mainframes e assim facilitar o acesso s informaes.

O sistema operacional Unix, desenvolvido em 1969 que se popularizou na dcada de 80, era um sistema portvel e modular, capaz de rodar em vrios computadores e evoluir junto com o hardware. Os sistemas operacionais da poca eram escritos em Assembler, linguagem especifica para a plataforma de hardware. O Unix foi escrito quase totalmente em C, uma linguagem de alto nvel.

HISTRICO

6 6

CONECTIVIDADE

HISTRICO

Com o desenvolvimento da arquitetura TCP/IP, da Internet, do sistema operacional Unix, dos computadores de pequeno porte com processamento descentralizado, criou-se a necessidade de desenvolver tambm tecnologias e meios de transmisso capazes de realizar o acesso a essas redes.

7 7

CONECTIVIDADE

PROTOCOLOS

8 8

CONECTIVIDADE

PROTOCOLOS Na comunicao de dados e na interligao em rede,

protocolo um padro que especifica o formato de dados e as regras a serem seguidas. Sem protocolos, uma rede no funciona. Um protocolo especifica como um programa deve preparar os dados para serem enviados para o estado seguinte do processo de comunicao.

uma regra, um padro, uma linguagem para permitir a comunicao entre as mquinas.

9 9

CONECTIVIDADE

Protocolos de Enlace de Dados A camada de enlace de dados responsvel pelo

controle da transmisso dos dados pelos enlaces entre os ns da rede, ou seja, realiza o controle da comunicao n a n.

A finalidade do protocolo transferir blocos de dados, sem erros, entre dois dispositivos conectados a um mesmo enlace fsico.

ROUTER 1 ROUTER 2 ROUTER 3 ROUTER 4

REDE

ENLACE ENLACE ENLACE

10 10

CONECTIVIDADE

CONEXO LOCAL

11 11

CONECTIVIDADE

Conexo Local

As conexes em Redes Locais (Local Area Networks - LANs), podem ser caracterizadas como sendo uma rede que permite a interconexo de equipamentos de comunicao de dados numa pequena regio, onde as distncias entre os equipamentos estejam por volta de 100m.

Outras caractersticas tpicas encontradas e comumente associadas a rede locais so: alta taxas de transmisso (de 10Mbps a 1 Gbps) e baixas taxas de erro (de 10-8 a 10-11), alm de ser de propriedade privada em geral.

12 12

CONECTIVIDADE

rea de Abrangncia LAN (Local Area Network): Pequeno nmero de

computadores em reas restritas (pequenas distncias entre eles) Redes Locais

MAN (Metropolitan Area Network): Mdio nmero de computadores em reas de grande porte (cidades) Redes Metropolitanas

WAN (Wide Area Network): Grande nmero de computadores em reas envolvendo vrias cidades e/ou pases Redes de Amplo Alcance

13 13

CONECTIVIDADE

rea de Abrangncia

14 14

CONECTIVIDADE

Vantagens Compartilhando arquivos: Atravs de redes locais possvel

compartilhar informaes (arquivos e diretrios) com outros computadores interligados na rede.

Compartilhando recursos: Isso significa que voc pode configurar certos recursos do computador (como um drive, uma impressora, cd-rom, etc...) para que todos os computadores na rede possam acess-los.

Compartilhando programas: Algumas vezes, melhor colocar programas que todos usam em um disco compartilhado, em vez de manter cpias separadas deles no computador de cada um.

Compartilhamento de Conexo: Tem o objetivo de realizar o compartilhamento de acesso a Internet, por exemplo, atravs de uma rede local.

15 15

CONECTIVIDADE

Exemplo

16 16

CONECTIVIDADE

17 17

CONECTIVIDADE

Padres de Conexo Local IEEE 802

18 18

CONECTIVIDADE

IEEE 802.2 Tambm chamado de LLC (Logical Link Control

Controle Lgico para Conexo), este protocolo roda em cima das demais especificaes do (IEEE 802.3, IEEE 802.5, etc) determinando a metade superior da camada de Conexo de Dados (Data Link) \ Enlace.

Desta forma, o IEEE 802.2 providencia uma barreira que separa os mecanismos envolvidos com o meio fsico da camada de Rede (Network), controlando o fluxo de dados e a deteco e correo de possveis erros de transmisso.

Resumindo, este protocolo que ir fazer a interface entre os protocolos de camada fsica e a camada de rede.

19 19

CONECTIVIDADE

IEEE 802.3 o padro tradicional das redes LANs com acesso fsico

que suporta velocidade de 10Mbps (Ethernet), 100Mbps (FastEthernet 802.3u) e 1Gbps (GigaBitEthernet 802.3z).

Utiliza o conceito de deteco de coliso, chamado CSMA/CD, onde todos os computadores compartilham o mesmo meio e somente um mquina pode transmitir de cada vez, sendo que se duas transmitirem ao mesmo tempo ocorrer a coliso.

Utiliza os padres 10base5 (Cabo coaxial grosso), 10base2 (Cabo coaxial fino), 10baseF (fibra ptica), 100baseT, e outros.

20 20

CONECTIVIDADE

Mtodo de acesso CSMA/CD

21 21

CONECTIVIDADE

IEEE 802.3

22 22

CONECTIVIDADE

IEEE 802.3

Cdigo do fornecedor Nmero de srie

24 bits 24 bits

00AA00.2CFACA

Endereos MAC - Exemplos de cdigos de fornecedores: 00-00-0C Cisco 00-00-1B Novell 00-00-1D Cabletron 00-AA-00 Intel 00-80-48 Compex

23 23

CONECTIVIDADE

IEEE 802.5 Utilizam o mtodo de passagem de basto, as redes

802.5 e Token Ring so chamadas de determinsticas, j que possvel calcular o tempo necessrio para que a informao flua de um n at outro.

Essas redes tambm possuem alguns mecanismos para a resoluo de erros que as redes do tipo Ethernet no possuem, alm de evitar colises.

Usado em topologia do tipo anel.

24 24

CONECTIVIDADE

IEEE 802.11 Padro Ethernet Sem Fio / Wireless / WLan / Wi-Fi

Tambm utiliza o 802.2 para camada de acesso ao nvel lgico

(LLC)

Utiliza autenticao para verificar se uma estao est autorizada a se comunicar com outra estao em uma dada rea de cobertura ou entre um AP (Access Point) e cada estao.

O mtodo de criptografia conhecido como WEP (Wireless Equivalent Privacy) ou WPA (Wi-Fi Protected Access), que se destina a fornecer s redes sem fio o mesmo nvel de segurana das redes convencionais.

Utiliza Mtodo de acesso CSMA/CA - Antes de transmitir efetivamente um pacote, a estao avisa sobre a transmisso e em quanto tempo a mesma ir realizar a tarefa, evitando colises e retransmisses.

25 25

CONECTIVIDADE

IEEE 802.11 PADRO TAXA DE

BITS ALCANCE FREQUNCIA COMPATIBILIDADE CUSTO

802.11a 54Mbps 25m a 100m

5GHz Incompatvel com o 802.11b e 802.11g

Alto

802.11b 11Mbps 100m a 150m

2.4GHz Adoo generalizada.

Mais Baixo de todos

802.11g 108Mbps 100m a 150m

2.4GHz Compatibilidade com o 802.11b a 11Mbit/s

Baixo

802.11 n 300Mbps (MIMO)

400m 2.4GHz ou 5GHz

Compatvel com os demais, dependendo da frequncia

Mdio

26 26

CONECTIVIDADE

IEEE 802.11n

27 27

CONECTIVIDADE

IEEE 802.11

28 28

CONECTIVIDADE

IEEE 802.11

29 29

CONECTIVIDADE

IEEE 802.11 Intervalo de Freqncia 2.4 GHz muito propenso a interferncias devido a alta

penetrao WLAN Telefones sem fio Dispositivos Bluetooth 5 GHz implica em menos interferncia mas, Alta taxa de absoro (chuva, prdios, pessoas) Clulas menores

30 30

CONECTIVIDADE

IEEE 802.11

31 31

CONECTIVIDADE IEEE 802.11

32 32

CONECTIVIDADE

IEEE 802.15 Tambm conhecido como

Redes Pan (pessoal area network)

Bluetooth

Dimetro inferior a 10m

Substituio de cabos (mouse, teclado, fones)

Frequncia: 2,45 GHz

Velocidade de 1Mbps

33 33

CONECTIVIDADE

IEEE 802.16 Tambm conhecido como padro WiMax

Caractersticas Principais:

No h necessidade de Visada Alto Alcance (pode atingir 50 Km) Altas Velocidades (pode atingir 75 MBps)

Em fase de implantao no Brasil. Utilizar,

principalmente a faixa de frequncia de 3,5GHz.

A Embratel adquiriu licenas em todo o Brasil e j est operando em vrias regies desde Maro de 2008.

34 34

CONECTIVIDADE IEEE 802.16

35 35

CONECTIVIDADE

Padres IEEE sem fio

36 36

CONECTIVIDADE

CONEXO DISCADA

37 37

CONECTIVIDADE

CONEXO DISCADA Conexo por linha discada ou dial up, um tipo de acesso

Internet no qual uma pessoa usa um modem e uma linha telefnica para se conectar a um n de uma rede de computadores do ISP (Internet Service Provider Provedor de Servios de Internet).

A partir desse momento, o ISP encarrega-se de fazer o roteamento para a Internet.

O dial-up geralmente usa os protocolos PPP e TCP/IP e acesso atravs de conexo assncrona entre a residncia e o ISP.

Pode utilizar dois protocolos para fazer autenticao: PAP e CHAP.

Este tipo de acesso perde adeptos devido massificao de acessos de banda larga, como o xDSL, ISDN e as ligaes por cabo.

38 38

CONECTIVIDADE

39 39

CONECTIVIDADE

Autenticao PAP Utilizando o protocolo PAP (Password Autentication

Protocol) o cliente se autentica enviando um nome de usurio e uma senha, que opcionalmente pode estar encriptada, a qual comparada com a base de senhas secretas do servidor.

Esta tcnica vulnervel contra intrusos que tenham condies de verificar todo o trfego corrente na linha serial, e consigam capturar um usurio vlido e a sua senha, ou contra tentativas de ``adivinhao'' de senhas atravs do mtodo de tentativas e erros.

40 40

CONECTIVIDADE

Autenticao CHAP O protocolo CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol)

um mtodo de autenticao que envia uma representao da senha do usurio, em vez da prpria senha.

Com o CHAP, o servidor de acesso remoto (RAS) envia um desafio ao cliente de acesso remoto.

O cliente de acesso remoto utiliza um algoritmo de hash para calcular um resultado usando a senha informada pelo usurio.

O cliente de acesso remoto envia o resultado para o RAS.

O RAS que tambm tem acesso ao resultado hash da senha do usurio, realiza o mesmo clculo usando o algoritmo de hash e compara o resultado com o enviado pelo cliente.

Se os resultados corresponderem, as credenciais do cliente de acesso remoto sero consideradas autnticas.

41 41

CONECTIVIDADE

TARIFAO DIAL-UP

Tarifa normal: Tarifao por pulsos (atualmente por minutos), da mesma forma que feita a tarifao de uma ligao de voz

Tarifa Plana: Tarifao nica mensal, podendo utilizar o servio a qualquer hora e pagando um valor nico.

42 42

CONECTIVIDADE

CONEXO REMOTA

43 43

CONECTIVIDADE

CONEXO REMOTA a integrao de redes locais instaladas em locais fisicamente

distantes e tambm a possibilidade de integrao de computadores localizados distante da rede de modo a operarem como se estivessem localmente conectados mesma.

Tipos de Acesso Remoto Um computador estabelece uma conexo remota em uma rede atravs de um modem para uma conexo do tipo dial-up ou de uma conexo com a Internet para VPNs Um computador fica passivo enquanto um outro toma controle completamente atravs de ligao direta ou pela Internet

44 44

CONECTIVIDADE

Acesso Remoto

45 45

CONECTIVIDADE

Acesso Remoto

46 46

CONECTIVIDADE

1) Qual a funo da deteco de coliso em uma rede de computadores? 2) Em um endereo MAC quantos e quais bytes compe a identificao do fabricante? 3) Que(ais) tipo(s) de comunicao utiliza a mesma frequncia de telefone sem fio? justifique. 4) Qual protocolo passvel de sniffers CHAP ou PAP? justifique.

47 47

CONECTIVIDADE

CONEXO DEDICADA

48 48

CONECTIVIDADE

Conexo Dedicada Acesso Dedicado Internet (ADI) permite

interconectar uma rede - tipicamente a rede LAN de uma organizao - Internet e transportar rapidamente informao crtica e vital para sua empresa para qualquer ponto com uma largura de banda determinada e de maneira exclusiva.

Permite maiores velocidades se comparada a conexo discada, maior qualidade e oferece maior segurana no transporte das informaes

Pode ser utilizada para realizar conexes entre empresas alm de acesso a Internet

49 49

CONECTIVIDADE

PPP

50 50

CONECTIVIDADE

PROTOCOLO PPP PPP (Point-to-Point Protocol)

Protocolo que atua na camada 2 (enlace) do modelo OSI

Protocolo orientado a caracter (8bits) Os demais so orientados a

bits

um protocolo para transmisso de pacotes atravs de linhas seriais ponto a ponto.

A conexo entre os pontos deve prover operao full-duplex e os pacotes so entregues em ordem.

51 51

CONECTIVIDADE

PROTOCOLO PPP

O PPP no define nenhum tipo de endereamento, pois existe apenas um receptor em cada conexo

utilizado para transportar protocolos de camadas superiores, por exemplo IP, IPX, Apple Talk, etc.

Atua em conjunto com outros protocolos como CHAP / PAP (protocolos de autenticao) e LCP (controlar a conexo)

Exemplo: Conexo a Internet via linha discada (assncrona)

52 52

CONECTIVIDADE

PPP x TCP/IP

CABEALHO PPP DADOS

CABEALHO

IP

DADOS

CABEALHO TCP DADOS

Camada 4 Transportes

Camada 3 Rede

Camada 2 Enlace

53 53

CONECTIVIDADE

PPP

Roteador 2

DSU/CSU

Servidor 2 Windows NT

DSU/CSU

Roteador 1

Servidor 1 Windows NT

132.147.160.81

132.147.160.80

44.0.0.1

44.0.0.2

54 54

CONECTIVIDADE

PPP

Roteador

Servidor Windows NT

Default Gateway 200.247.9.2

200.247.9.2

200.247.9.1

192.168.1.2

Default Gateway 192.168.1.1

PPP Sncrono

Internet

192.168.1.1

55 55

CONECTIVIDADE

Dedicadas x Estatsticas

roteador

roteador roteador

Circuito Dedicado

roteador

56 56

CONECTIVIDADE

ISDN

57 57

CONECTIVIDADE

ISDN Integrated Service Digital Network (ISDN) ou Rede

Digital de Servios Integrados (RDSI)

Funo: Substituir a rede telefnica convencional analgica por uma rede digital capaz de transportar voz, dados e vdeo.

BRI: Basic Rate Interface

PRI: Primary Rate Interface

58 58

CONECTIVIDADE

ISDN BRI 2B + D = 140Kbps

2 canais de 64Kbps (B) para voz, dados e vdeo

1 canal de 16Kbps (D) para sinalizao

O usurio poder:

Fazer um ligao telefnica simultnea ao acesso Internet de 64Kbps

Fazer duas ligaes simultneas

Acessar a Internet a 128Kbps

Etc.

59 59

CONECTIVIDADE

ISDN BRI

60 60

CONECTIVIDADE

ISDN PRI 30B + D = 2048Kbps

30 canais de 64Kbps (B) para voz, dados ou vdeo

1 canal de 64Kbps (D) para sinalizao

Obs.

Padro E1 = 30 canais B (Brasil, Europa)

Padro T1 = 23 canais B (Japo, USA, Canad)

Utilizado em conexes de centrais, Pabxs, backbones, links dedicados, etc.

61 61

CONECTIVIDADE

ADSL

62 62

CONECTIVIDADE

ADSL A tecnologia ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line - Linha Digital Assimtrica de Assinante) opera com transmisses assimtricas (bandas/taxas de transmisso diferentes) a velocidade upstream (sentido assinante/rede) de 512Kbps 1,5Mbps e downstream (sentido do provedor internet/assinante) que variam de 1,5 8 Mbps.

Provedor Internet

Upstream - 64 640Kb/s

Downstream - 1,5 8Mb/s

63 63

CONECTIVIDADE

ADSL

DSLAM

Switch Rede

Telefnica

Internet

Central Telefnica

ADSL modem

Filtro

Par Metlico Distncia mxima

5,4km

Assinante

64 64

CONECTIVIDADE

ADSL ADSL FULL RATE ADSL G-LITE

65 65

CONECTIVIDADE

Qual a faixa de frequncia do sinal ADSL?

0 30,2 129,4 163,9 1.104 f (KHz)

Bits/ tom

descida subida

Discrete Multi-Tone 256 tons de portadoras Cada tom transporta um sinal QAM Largura de banda de cada Tom = 4 Khz Largura de guarda de cada Tom= 0,3125 Khz Freq. Mx. = 256 * 4,3125 = 1.104 Khz

66 66

CONECTIVIDADE

ADSL

Transmission - TP1

End to End TCP-IP Section - TP4

Customer Premises

Service Provider

Loop POTS Splitter

Central Office

ATU-R Modem

No possvel exibir esta imagem no momento.

ATM Data Network

Network Element Manager

B-RAS Gateway

DSLAM

PPP Authentication Section - TP3 ADSL Service - TP2

* B-RAS: servidor de acesso remoto banda larga

67 67

CONECTIVIDADE

xDSL

68 68

CONECTIVIDADE

69 69

CONECTIVIDADE

Satlite

70 70

CONECTIVIDADE

Satlites Indicado para locais onde a chegada dos demais meios

de aceso no vivel, pois trata-se da soluo mais cara existente.

Os Sistemas Satlite so constitudos de duas partes bem definidas: Segmento Espacial (Satlite) e Segmento Terrestre (Estaes Terrenas).

Freqncias utilizadas: faixa de 5MHz (banda C - antenas maiores), 12MHz (banda Ku antenas menores) e outras.

71 71

CONECTIVIDADE

Satlite

72 72

CONECTIVIDADE

Satlite

73 73

CONECTIVIDADE

Acesso via Rdio

74 74

CONECTIVIDADE

Sistemas Rdio Utiliza ondas eletromagnticas entre Transmissor e

receptor. Exemplos: Wireless e Redes Celulares

Em redes LAN`s, temos o padro IEEE 802.11 (a,b ou g) j estudado, utilizado j em grande escala

Em rede WANs, alm do padro ainda em fase de estudos IEEE 802.20 para conexes de alta velocidade (ponto multiponto), temos vrios solues ponto a ponto utilizadas para conexes de rede dedicadas

75 75

CONECTIVIDADE

Sistemas Rdio Ponto a Ponto: ligao de dois pontos atravs de

um par de freqncias (ida e volta), nas faixas de 400 MHz, 900 MHz, 8,5 GHz, 15 GHz, 18 GHz, 23 GHz e 38 GHz (FDD), ou de uma nica freqncia, na faixa de 2,4 GHz (TDD).

Ponto Multiponto: ligao de um ponto a vrios pontos atravs de um par de freqncias (ida e volta), nas faixas de 400 MHz e 2 GHz. Ser utilizado no padro IEEE 802.20 (somente o conceito de multiponto, pois a freqncias a serem utilizadas sero outras)

76 76

CONECTIVIDADE

Sistemas Rdio

Acess Point de uma rede IEEE 802.11 (ponto-multiponto)

77 77

CONECTIVIDADE

Sistemas Rdio

Antenas Ponto a Ponto para Conexes WAN

78 78

CONECTIVIDADE

Acesso via Fibra ptica

79 79

CONECTIVIDADE

Fibra ptica A transmisso da informao feita atravs de sinais luminosos

infravermelho ou visvel

As fibras pticas so imunes a interferncias eletromagnticas, rudos eltricos e sofrem menos atenuaes

Devido a estas caractersticas, as fibras possuem grandes capacidades de transmisso de sinais (altas velocidades) e atingem grandes distncias

Tambm podem ser utilizadas em redes WANs e LAN`s (10BaseFL, 100baseFX, 1000BaseSX, 1000BaseLX)

80 80

CONECTIVIDADE

PLC

81 81

CONECTIVIDADE

PLC Power Line Communications

Utiliza a rede eltrica das empresas de transmisso de

energia eltrica

Utiliza a faixa frequncias entre 1,6MHz e 30 MHz.

Os dispositivos atualmente disponveis permitem capacidades de at 100Mbps.

Acessem: http://www.cemig.com.br/plc/faq.asp

82 82

CONECTIVIDADE

PLC NO MUNDO

83 83

CONECTIVIDADE

TOPOLOGIA PLC

84 84

CONECTIVIDADE

Outras discusses:

Conexo permanente ou temporria Servios orientados a conexo Backbone Half-duplex, full-duplex

85 85

CONECTIVIDADE

REVISO 1) Em conexes xDsl o que mais rpido enviar um arquivo ou assistir a um vdeo? Justifique. 2) Quais as principais dificuldades encontradas na tecnologia PLC no contexto Brasil? 3) Quais os motivos que levaram o Adsl a substituir o ISDN nas residncias? 4) O que so e quais as diferenas entre Servios Orientados Conexo e Servios Sem Conexo? 5) Cite dois exemplos de aplicaes para as quais apropriado um servio orientado conexo. Agora, cite dois exemplos para os quais mais apropriado um servio sem conexo. 6) Explique o que uma comunicao simplex, half-duplex e full-duplex. 7) Explique o mtodo de controle de coliso CSMA/CD. 8) Diferencie Conexo Temporria e Conexo Permanente.

TIPOS DE CONEXO DE REDESHISTRICOSlide Number 3 HISTRICO HISTRICOHISTRICOPROTOCOLOSPROTOCOLOSProtocolos de Enlace de DadosCONEXO LOCALConexo Localrea de Abrangnciarea de AbrangnciaVantagensExemploSlide Number 16Padres de Conexo LocalIEEE 802IEEE 802.2IEEE 802.3Mtodo de acesso CSMA/CDIEEE 802.3IEEE 802.3IEEE 802.5IEEE 802.11IEEE 802.11IEEE 802.11nIEEE 802.11IEEE 802.11IEEE 802.11IEEE 802.11IEEE 802.11IEEE 802.15IEEE 802.16IEEE 802.16Padres IEEE sem fioCONEXO DISCADACONEXO DISCADASlide Number 38Autenticao PAPAutenticao CHAPTARIFAO DIAL-UPCONEXO REMOTACONEXO REMOTAAcesso Remoto Acesso RemotoSlide Number 46CONEXO DEDICADAConexo DedicadaPPPPROTOCOLO PPPPROTOCOLO PPPPPP x TCP/IPPPPPPPDedicadas x EstatsticasISDNISDNISDN BRIISDN BRIISDN PRIADSLSlide Number 62ADSLADSLSlide Number 65ADSLxDSLSlide Number 68SatliteSatlitesSatliteSatliteAcesso via RdioSistemas RdioSistemas RdioSistemas RdioSistemas RdioAcesso via Fibra pticaFibra pticaPLCPLCPLC NO MUNDOTOPOLOGIA PLCSlide Number 84Slide Number 85