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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/151.6 – Topologias de Rede
� Interligação completa – todos os nós estão ligados diretamente entre si
* Elevado desempenho* Atraso mínimo:
• Não existe encaminhamento entre nós* Dificuldade de expansão* Dispendiosa apenas se justifica, se:
• Nós forem dispositivos de conectividade• Redes com muito tráfego
Nó/Elemento de Rede
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Interligação parcial (malha incompleta) – apenas alguns nós estão ligados diretamente entre si
* Bom desempenho:• Nós com mais tráfego entre si continuam
ligados diretamente
* Mais utilizada que interligação completa:• Menor custo do que interligação completa
• Mais fácil expansão de rede
* Atraso de mensagens dependente de necessidade de passagem por nós intermédios, em virtude de:• Necessidade de encaminhamento de
mensagens entre nós, quando não ligados diretamente entre si
1.6 – Topologias de Rede
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Estrela - todos os nós ligados a um nó central
* Encaminhamento via nó central• Atraso máximo de um nó intermédio
* Facilmente expansível* Desempenho e fiabilidade limitados pelo
nó central (controlador):• Nó central mais complexo
– Encaminhador de mensagens– Exemplo: Switch => bom desempenho
• Nós periféricos mais simples– Não encaminham mensagens
1.6 – Topologias de Rede
Estrela com switch:Topologia hoje mais usada em LANs
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Árvore - conjunto de topologias em estrela ligadas entre si
* Características semelhantes à topologia em estrela
1.6 – Topologias de Rede
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Bus - todos os nós estão ligados a um meio de transmissão comum
* Baixo custo* Requer mecanismos de controlo de
acesso ao meio de Tx partilhado• Ex. CSMA (Carrier Sense Multiple Access)• Nós só podem transmitir mensagens
quando o meio de Tx estiver livre• Só pode transmitir um nó de cada vez
* Facilmente expansível* Cada nó monitoriza o bus e copia os
pacotes que lhe são destinados* Pacotes removidos nas terminações
do BusExemplo: Ethernet (bus físico)
1.6 – Topologias de Rede
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Anel - cada nó está ligado a outos dois nós (ponto-a-ponto)
* Nós c\ função de conectividade da rede:• Nós com função de encaminhador• Falha num nó e/ou quebra numa ligação
pode originar problemas em todo o anel• Inserção/remoção de um nó não é
imediata• Nós podem ter funções de repetidor
* Requer mecanismo de controlo de acesso ao meio, exemplo: token ring:• Token (testemunho) circula por todos os nós:
– Mensagens só podem ser transmitidas quando token passar por nó
• Confirmação de receção: – Recetor: modifica bit de ACKnowledge– Emissor: remove pacote por ele
transmitido, após volta completa
1.6 – Topologias de Rede
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Rede Local sem Fios (Wireless LAN)* Cumpre norma IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)
802.11 (camadas 1 & 2 do modelo OSI)* Configuração em Infra-Estrutura:
• Conjunto de células interligadas por um backbone (cabo)• 1 Célula Vários utilizadores móveis• Sobreposição de células possibilitar roaming c\ conectividade
Infra-estrutura(ex. Ethernet)
ServidorPonto deAcesso
Terminal Móvel
1.6 – Topologias de Rede
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Rede Local sem Fios (Wireless LAN)* Velocidades máximas de 11 Mbit/s (802.11b) ou 54 Mbit/s (802.11g)* Velocidades futuras: ~500 Mbit/s c\ múltiplas antenas (802.11n e
802.11ac) em meio de transmissão partilhado:* Controlo de acesso à rede rigoroso c\ protocolo CSMA/CA(Collision
Avoidance): Sinais rádio broadcast sujeitos a interferências e desfasamentos:
• Exemplo: em função de diferentes localizações e distâncias de terminais a Ponto de Acesso
– Após verificação que canal está livre (CSMA: Carrier Sense Multiple Acces) • Comunicar à rede (Ponto de Acesso) intenção de usar meio
de transmissão durante intervalo de tempo (time slot)• Necessário receber “ok” da rede para poder transmitir
* Utilização de frequências na banda 2.4 GHz* Potenciais aplicações:
• Locais públicos Ligações temporárias• Empresas Poupança de cablagem / Mobilidade• Particulares Comodismo / Mobilidade
1.6 – Topologias de Rede
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/151.7 – Tipos de Comutação
� Tipos de Comutação:
* Circuitos* Mensagens* Pacotes
Mesmo tipo, apenas distinguidos por tamanho de mensagem
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Comutação de circuitos (CS: Circuit Switch):* Necessário “conquistar” vários troços dedicados da rede, desde
o emissor ao recetor, até se estabelecer o circuito* Possibilidade de não transmissão por congestionamento
impossível estabelecer ligação dedicada (não existência de “linha livre”)• Ex. pico de tráfego da passagem de ano
* Após estabelecimento de ligação (circuito) não existem atrasos de propagação:• Rede não efetua processamento ou armazenamento da
informação que nela circula* Apropriado para aplicações de ritmo constante
• Exemplo: voz / telefone tradicional
1.7 – Tipos de Comutação
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Comutação de mensagens:* Não necessário estabelecimento de circuito, entre emissor e recetor* Sempre possível transmissão* Mensagens de diferentes aplicações e utilizadores partilham
recursos da rede (não usam ligações dedicadas): • Necessidade de processamento de mensagens em nós da rede
– Possibilidade de existência de atrasos em virtude de:• sobrecarga das filas de espera (buffers) dos comutadores• possibilidade de perdas de mensagens
* mensagens limitadas ao tamanho dos buffers* Exemplo: transmissão de serviços de dados não prioritários: e-mail
1.7 – Tipos de Comutação
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Comutação de pacotes (PS: Packet Switch):* Semelhante a comutação de mensagens* Mensagens divididas em pacotes (mensagens mais pequenas)* Processamento num nó da rede efetuado pacote-a-pacote* Possibilidade de intermediar mensagens de diferentes
aplicações* Redução dos atrasos de propagação* Redução das dimensões das filas de espera* Maior complexidade – necessidade de introdução de mais
informação de controlo (cabeçalhos dos pacotes)
1.7 – Tipos de Comutação
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
Tempo de transmissão
Comutação de mensagens / pacotes:
T
T1 T2 T3
Mensagem = 3k
= 6 + T seg.Pacote = 1k
Comutador com tempo de atraso T
D3 = 4 + T seg.
(paralelismo de tarefas)
velocidade = 1k/s
Fonte DestinoSwitch
Para simplificação: * Desprezar Cabeçalhos• Considerar T =T1=T2=T3
EfeitosOpostos
1.7 – Tipos de Comutação
D1 D2 D3
Dn – instante dechegada de pacote Pn
P1 P2 P3
P1 P2 P3
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/151.7 – Tipos de Comutação
Comutação de Circuitos:
Comutação de Pacotes/Mensagens:
Origem
Destino
Destino
Pacotes P1 e P2 c\ mesmo endereço Destinopodem efectuar percursos diferentes
OrigemComutador
Router
Dados efectuam sempre o mesmo percursoem circuito pré-estabelecido e dedicado para a comunicação
Cabeçalhoc\ EndereçoDestino
Dados
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Serviços Connection-oriented (com conexão):* Modelado a partir do sistema telefónico, ligação com 3 fases:
1) Estabelecimento, 2) Transferência de Dados, 3) Terminação* Todas as mensagens da mesma ligação com o mesmo percurso
• Garante ordem cronológica na chegada* Pode ser usado em Comutação de Circuitos e Pacotes/Mensagens* Apropriado para aplicações mais prioritárias
• Exemplo: transferência de dados por circuito virtual� Serviços Connectionless-oriented (sem conexão):
* Modelado a partir do sistema de correio postal* Comunicação a partir de mensagens independentes (Datagrama)
• Mesmo destino / percursos diferentes* Mensagens da mesma ligação podem não fazer o mesmo percurso
• Não garante ordem cronológica na chegada* Só pode ser usado em Comutação de Pacotes/Mensagens
• Exemplo: aplicações menos prioritárias, ex. ping (controlo rede)
1.8 – Tipos de Serviços
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/15
� Linha Comutada:* Circuito temporário e previamente estabelecido antes de se iniciar
comunicação* Ligação dedicada estabelecida apenas durante o intervalo de tempo
necessário para a transmissão de informação entre 2 entidades* Após terminação de ligação, os recursos ocupados são libertados* Apropriado para entidades geradoras de pouco tráfego
• Ex. utilizadores de serviço telefónico� Linha Alugada/Dedicada:
* Circuito permanente com ocupação permanente de recursos* Não necessário estabelecimento de chamada para iniciar transmissão
de dados* Maior segurança e disponibilidade de recursos* Apropriado para entidades geradoras de muito tráfego
• Ex. empresas* Linha Semi-Permanente - linha comutada que pode ser configurada
como linha permanente (alugada)
1.8 – Linha Comutada/Alugada (Comutação Circuitos)
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R&C+R&I 1 / ISTEC – 14/151.9 – Conceito de QoS
� Qualidade de Serviço:* A qualidade de um serviço é caracterizada pela sua fiabilidade,
avaliada pelos seguintes parâmetros:• Perdas de dados:
– Sobrecarga da rede– Encaminhamento incorreto
• Atrasos ou variações de atrasos (jitter) na receção de dados:– Sobrecarga da rede
• Ritmo de Transmissão* Rede deve satisfazer QoS (Quality of Service) acordado com
utilizador, usando os seguintes mecanismos:• Marcação e diferenciação de mensagens em função de diferentes
prioridades • Reserva de recursos e encaminhamento de mensagens em
função das diferentes prioridades• Sobredimensionamento da rede
QoS c\ + Prioridade => Menos Perdas Menos AtrasosRitmo necessário e constante