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Redes de computadores
Tipologia: Trabalhos
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Não perca as partes importantes!
República de Angola Universidade Metodista de Angola
Nome: João Joaquim Xavier da Cruz Abreu Nº.Proc: 10571 Sala: U- Turno: Noite Turma: A Curso: Eng. Informatica
Professor(a)
-Luanda-
Tipos:
UTP- não blindado:
STP - blindado:
Constituição:
O par trançado é constituído de um par de fios de cobre trançados, que pode ser blindado por uma capa metálica, denominado de STP (Shielded Twisted Pair), ou não blindado, denominado de UTP (Unshielded Twisted Pair).
Vantagens:
Baixo custo; Forte resistência à interferências no STP; Largamente utilizado;Conexões baratas.
Desvantagens: Podem ter transmissão tanto analógica como digital, é a sua susceptibilidade às interferências e a ruídos; Sistemas de baixa frequências
Cabo Coaxial:
Consiste em um condutor de cobre central, uma camada de isolamento flexível, uma blindagem com uma malha metálica e uma cobertura externa.
Ainda hoje existem vários tipos de cabos coaxiais, cada um com as suas características específicas.
Constituição: Cabo Coaxial Fino Material: Cobre Resistência de 50 Ohm Velocidade: até 10 Mbps Frequência de 2 GHz Utilização: Cabeamento Horizontal
Vantagens:
Melhores para transmissão em alta frequência; Atenuação mais baixa;
Desvantagens:
Mau - contacto nos conectores. Cabo rígido – difícil manipulação. Problema da topologia (barramento). Custo /metro maior do que o par trancado
Multimodo: Primeiro tipo de fibra óptica que surgiu o núcleo e o revestimento estão claramente definidos.
O núcleo é formado por um único tipo de material, tendo então índice de refracção constante, e diâmetro variável.
Os raios de luz reflectem no revestimento em vários ângulos, resultando em comprimentos de caminhos diferentes param o sinal.
Banda: até 35 Mhz.km
Núcleo: entre 50 e 400 mm
Atenuação: maior que 5 dB/km
Gradual A interface entre o núcleo e o revestimento é alterada para propiciar índices de refração diferentes dentro do núcleo e do revestimento.
Os sinais luminosos viajam no eixo do cabo encontrando uma grande refracção, tendo uma velocidade de transmissão baixa.
Os raios que viajam na mesma direção do cabo têm um índice de refracção menor e são propagados mais rapidamente.
Banda: até 500 Mhz.km
Núcleo: entre 125 e 50 mm
Atenuação: 3 dB/km
Monomodo: Diâmetro de núcleo diminuto. Índice núcleo/revestimento permite que apenas um modo seja propagado através da fibra.
A emissão de sinais em fibras do tipo monomodo só é possível com a utilização de laser. O equipamento como um todo é mais caro que o dos sistemas multímodo. Possui grande emprego em sistemas telefónicos.
Banda: até 100 GHz.km
Núcleo: 8 micrómetros (μm)
Atenuação: entre 0,2 dB/km e 0,7 dB/km
Meios Não-Guiados:
Laser
Wi-Fi (IEEE 802.11)
Laser: Um laser é um dispositivo que emite luz (radiação electromagnética) através de um processo de amplificação óptica baseado na emissão estimulada de fotões.
O termo "laser" originou-se como um acrónimo para Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação.
A luz laser emitida é notável pelo seualto grau de coerência espacial e temporal, inatingível usando outras tecnologias.
Desvantagens: A transmissão está sempre sujeita a interrupções por receber interferências climáticas (chuvas, nevoeiros). É adequado à longas distância, e necessita de visada direta;
É um circuito que coloca na saída o sinal que se encontra em uma de suas entradas, se esta for acessada por meio de variáveis de selecção.
Multiplexar significa multiplicar ou aumentar a comunicação, através de um endereçamento; aleatório, sequencial ou temporal feito pelas variáveis de selecção.
Tem como propósito a redução do número de circuitos integrados do tipo portas lógicas que satisfazem uma função simplesmente substituindo-os por multiplexadores (MUX).
Funcionamento:
As entradas de dados são designadas por D 0 a Dn , pois nelas são colocadas informações “0” ou “1”. Em função das entradas de selecção ou endereçamento A 0 a Am, é colocada na saída a informação de uma das entradas de dados.
A quantidade de entradas que podem ser seleccionadas, para ocupar a saída depende do número de pinos existentes relativos as variáveis de selecção, ou seja:
No. De Variáveis de Entrada = 2 No. De variáveis de selecção
As variáveis de selecção, portanto, têm como finalidade seleccionar qual das entradas será colocada na saída.
FDM (Frequency Division Multiplexing) TDM (Time Division Multiplexing) SDM (Space Division Multiplexing)
FDM (Frequency Division Multiplexing)
Consiste na multiplexagem por divisão da mesma frequência. Técnica conhecida
pela obtenção de múltiplos canais de transmissão de um único cabo de distribuição.
Um canal é dividido em fatias, onde cada fatia é atribuída a um utilizador. Esta
multiplexagem é utilizada em sinais de comunicação analógicos.
TDM (Time Division Multiplexing )
A multiplexagem por divisão no tempo consiste na partilha do tempo de
transmissão de um canal por várias fontes de informação. O canal é atribuído
inteiramente a todos os utilizadores, cada utilizador tem acesso pleno de largura de
banda do canal, só que em tempos distintos.
Nos sistemas ópticos actuais, esta multiplexagem é feita no domínio eléctrico,
através de processamento electrónico. Isto significa que para juntar num mesmo canal
fontes com ritmos muito elevados ou muitas fontes com ritmos mais baixos,
necessitamos de uma velocidade de processamento muito elevada.
Topologia física descreve o layout atual da mídia de transmissão da rede de computadores.
Tipos de Topologias Fisicas:
Topologia em barramento (rede LAN): todos os elementos da rede se interligam a um barramento principal (bus).
Topologia em estrela (rede LAN e WAN ): todos os elementos da rede se
interligam a um ponto central (hub).
Topologia em anel (rede LAN e WAN): todos os elementos da rede estão
ligados em série, ou seja, a entrada de um se liga na saída do outro (também
chamada de topologia token ring).
Topologia totalmente interligada (rede WAN ): todos os elementos da
rede se interligam entre si (full-meshed).
Topologia híbrida : Às vezes uma topologia pode utilizar princípios de outras
duas topologias resultando numa topologia híbrida (topologia em estrela e
barramento, resultando numa topologia em árvore ou híbrida)
A topologia lógica define como os computdores se comunicam através da
topologia física. Alguns autores definem a topologia lógica como o método de acesso ao
meio físico ou meio de transmissão.
Existem dois tipos básicos de topologias lógicos:
Topologia de mídia compartilhada (shared media) Topologia baseada em token (token-based)
Baseadas em Token
A topologia lógica baseada em token funciona usando um token (bastão) para
prover o acesso a uma mídia física. Imagine um token sendo uma mensagem entregue
de um computador para outro de uma rede em anel.
A mensagem contém o computador de origem e destino, o tempo de
transmissão que o computador de origem dispõe, etc.. Em redes baseadas em token,
existe um token que viaja ao redor da rede.
Quando um computador necessita transmitir pacotes, ele retira o token do meio
físico, anexa informação ao pacote que está sendo transmitido e o envia de volta ao
meio físico. À medida que o token viaja pela rede, cada computador examina o token.
Quando o pacote chega ao computador de destino, aquele computador copia a
informação e devolve o token ao meio físico para ele continuar sua jornada até ele
voltar ao computador de origem. Quando o transmissor recebe o token de volta, ele
retira o token do meio físico e envia de volta um token vazio para ser usado pelo
próximo computador.
As redes baseadas em token não possuem o mesmo problema de colisões que as
redes baseadas na Ethernet possuem, por causa da necessidade de possuir o token
(permissão para transmitir) para poder se comunicar. Entretanto, um problema que
ocorre com as redes baseadas em token é a latência. Como cada máquina tem que
esperar ela poder usar o token, existe seguidamente um delay até que a comunicação de
fato ocorra.
Redes baseadas em token são tipicamente configuradas na topologia física em
anel porque o token necessita ser entregue de volta para a máquina originadora do
pacote para ele ser substituído. A topologia física em anel facilita este requisito.
Exemplos de topologias na rede WAN
A seguir representamos uma topologia de uma rede WAN tradicional, topologia
em estrela.Observe na topologia que o centro da rede é o Datacenter. A rede WAN é
representada por uma nuvem (que pela indicação é uma VPN Managed – Virtual Private
Network gerenciada, que poderia utilizar a tecnologia de rede WAN MPLS (que
estudaremos num próximo capítulo do curso de redes WAN).
Entre a nuvem e os diversos sites temos uma linha que representa o meio físico,
ou meio de acesso, utilizado para interligar fisicamente a rede WAN à rede LAN, nos
diversos sites da organização (site é o local físico onde está a infra-estrutura de redes de
computadores locais de uma organização, seja matriz ou filiais).
Observe que a forma como a rede se interliga logicamente é determinada pela
tecnologia de rede WAN adotada pela operadora de telecomunicações e pode diferir da
topologia física.
Topologia física de uma rede WAN em estrela (centro no Datacenter)
Abaixo temos alguns exemplos típicos de topologias de rede LAN (rede local de
computadores) com acesso à Internet. Rede LAN doméstica (serviço xDSL/Cable
Modem)
Funcionamento
O CSMA/CD identifica quando a mídia está disponível (idle time) para a transmissão. Neste momento a transmissão é iniciada. O mecanismo CD ( Collision
Detection ou em português detecção de colisão ) ao mesmo tempo obriga que os nós escutem a rede enquanto emitem dados, razão pela qual o CSMA/CD é também conhecido por (LWT) “Listen While Talk“ traduzido como "escute enquanto fala".
Se o mesmo detecta uma colisão, toda transmissão é interrompida e é emitido um sinal (“jam” de 48 bits) para anunciar que ocorreu uma colisão. Para evitar colisões sucessivas o nó espera um período aleatório e volta a tentar transmitir.
Como o CD tem a capacidade de “ouvir” enquanto “fala”, o mesmo compara se a amplitude do sinal recebido é a mesma do sinal enviado. Desta forma, quando se ouve algo diferente do que foi dito, é identificada uma colisão.
Colisões são consideradas um problema, ou um erro de transmissão, apenas quando ocorrem mais de 16 vezes consecutivas, ou seja, se um determinado nó tenta retransmitir um mesmo frame mais de 16 vezes, resultando sempre em uma colisão, então tal transmissão é cancelada passa a ser considerada um grande problema.
O padrão IEEE 802.5 descreve o protocolo de acesso ao meio Token Ring e suas ligações físicas. Em uma rede Token Ring as estações estão fisicamente conectadas a um concentrador, ou MAU - Multiple Access Unit. Do ponto de vista lógico, as estações estão conectadas em anel. Cada estação tem seu próprio hardware de transmissão e recepção, sendo que é utilizado o código Manchester Diferencial para converter dados binários em sinais elétricos que são transmitidos a 1, 4, ou 16 Mbps, as velocidades padrão adotadas pelo IEEE. Entretanto o padrão não prescreve qual o tipo de cabo a ser utilizado.
Em implementações de redes da IBM, é recomendada a utilização do cabo de par trançado blindado ou STP, porem também pode ser utilizado o par trançado não blindado ou UTP. Como os dispositivos em uma rede Token Ring estão conectados em um anel, um dispositivo não pode transmitir na hora em que desejar ou num momento em que não existam dados no cabeamento, e sim, devido ao método de acesso ao meio, devem esperar uma permissão. Esta permissão é dada na forma de um token , um token é uma sequência especial de bits que, quando capturada, ou detectada, por um dispositivo no anel permite que o dispositivo transmita seus dados. Quando o dispositivo termina sua transmissão, ele libera o token de forma que este possa ser capturado por outros dispositivos. Usaremos a topologia em Anel para espelhar o funcionamento da tecnologia Token Ring…
Descrição da Topologia em Anel:
Vantagens de utilização de redes Token Ring:
Alta taxa de through put : todos os dispositivos têm sua vez. Isto elimina a contenção e também as colisões, e permite que redes Token Ring alcancem uma alta taxa de utilização sem que haja uma degradação na performance, mesmo em anéis com muitos dispositivos transmitindo. Acesso determinístico : todos os dispositivos em um anel têm garantida uma oportunidade de transmitir. Esta característica dá permissão de acesso ao anel pelos dispositivos em espaços regulares.
