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AdministraAdministraçção de Empresasão de Empresas22ºº PerPerííodoodo
InformInformáática Aplicadatica Aplicada
REDES DE COMPUTADORESREDES DE COMPUTADORES
LAN e WAN: LAN e WAN: Topologias e EquipamentosTopologias e Equipamentos
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INTRODUINTRODUÇÇÃOÃO
Este trabalho tem como objetivos:Este trabalho tem como objetivos:
•• definir uma rede local definir uma rede local -- LANLAN
•• definir uma rede aberta definir uma rede aberta -- WANWAN
•• descrever os principais componentes de uma rede e descrever os principais componentes de uma rede e os equipamentos que a constituemos equipamentos que a constituem
•• dar perspectivas de uso de LAN / WAN em dar perspectivas de uso de LAN / WAN em telecomunicatelecomunicaçções e sua integraões e sua integraçção com cabeamento ão com cabeamento e sistemas sem fioe sistemas sem fio
Introdução
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LAN
O QUE O QUE ÉÉ UMA REDE LOCAL UMA REDE LOCAL -- LAN ?LAN ?
“É“É uma rede, limitada uma rede, limitada em uma em uma áárea rea
geogrgeográáfica, na qual fica, na qual computadores e computadores e
outros equipamentos outros equipamentos são conectados são conectados atravatravéés de um s de um
cabeamento comum.cabeamento comum.””Hub
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LAN
PARA QUÊ SÃO USADAS AS LANs ?PARA QUÊ SÃO USADAS AS LANs ?
As LANs permitem aos As LANs permitem aos usuusuáários compartilhar rios compartilhar informainformaçções e recursos: ões e recursos:
•• arquivos e backuparquivos e backup
•• ee--mailmail
•• impressorasimpressoras
•• bancos de dadosbancos de dados
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LAN
COMPONENTES DIVERSOS DE UMA LANCOMPONENTES DIVERSOS DE UMA LAN
Servidor
Impressora em rede
Cabeamento de rede
Usuários
Placas de rede
Sistema Operacional
de Rede
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LAN
TOPOLOGIAS DE REDETOPOLOGIAS DE REDE
ANEL ESTRELA
BARRAMENTO
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LAN
COMO AS INFORMACOMO AS INFORMAÇÇÕES TRAFEGAM ÕES TRAFEGAM NA REDENA REDE
•• as informaas informaçções são colocadas em ões são colocadas em ““pacotespacotes””;;
•• pacotes são como envelopes que levam as pacotes são como envelopes que levam as informainformaçções atões atéé o destinato destinatáário;rio;
•• o formato do pacote o formato do pacote éé definido pelo protocolo de definido pelo protocolo de rede.rede.
Endereço de origemEndereço de destino
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MODELO ISO / OSIMODELO ISO / OSILAN
Layer 1 Físico
Interface entre o software de rede e os softwares de aplicação do usuário.
Representação de dados.
Tabela de endereçamento e segurança.
Controle da transmissão de ponta a ponta.
Estabelece conexão lógica cuidando do tráfego e roteamento (p.ex., routers, routing switches)
Responsável pelo acesso lógico ao ambiente físico da rede (por exemplo bridges, switches)
Cabos, conectores, fios, repetidores (hubs), etc. (aspectos mecânicos, elétricos e físicos)
Layer 2 Enlace
Layer 3 Rede
Layer 4 Transporte
Layer 5 Sessão
Layer 6 Apresentação
Layer 7 Aplicação
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LAN
Rede Ethernet• Barramento lógico, estrela ou
barramento físico• Usa CSMA/CD• 10 Mbps de banda
compartilhada• UTP, coaxial ou fibra ótica• IEEE 802.3 standard• Tecnologia de rede mais
comum atualmente
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Rede Fast Ethernet
• Como a Ethernet, exceto:– 100 Mbps– UTP, STP, ou fibra
• IEEE 802.3u standard• Está se tornando o “novo
padrão” de tecnologia atéo PC
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Rede Giga EthernetLAN
• Fácil migração, sem interrupção e com baixo custo
• Escalabilidade para altas performances;
• Próxima geração de tecnologia de backbone baseada em frames.
Compatível
Inalterado
Inalterado
Fast EthernetFast Ethernet Gigabit EthernetGigabit Ethernet
CSMA/CD MAC
Gerenciamento
Aplicações
Fibra SM(1000BASE-SX)
Twinax(1000BASE-CX)
Twisted Pair(1000BASE-T)
Fibra MM(1000BASE-LX)Meio a
escolher
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ATM (Asynchronous Transfer Mode)LAN
Data PayloadHeader
5 bytes
53 bytes
48 bytes
ATM Cell• 25 Mbps, 155 Mbps, ou 622 Mbps
• Baseado em células– célula de 53 bytes
• conexão negociada – conexões ponta a
ponta– circuitos virtuais
• baseado em Switch• capacidade dedicada
ATM Switch
to64 bytes 1518 bytes
Frame Switch
Ethernet Frame
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Ethernet
Token Ring
FDDI
Fast Ethernet
Gigabit Ethernet
10 Mbps
4 or 16 Mbps
100 Mbps
100 Mbps
1 Gbps
Maioria das instalações de LANs
Locações com mainframes IBM
Locações que necessitam alta segurança
Workstations requerendo mais que 10 Mbps; backbone
Backbone
baixo
baixo
alto
médio
Coax, STP, UTP, fibra
STP, UTP, fibra (entre hubs)
Fibra, CDDI-copper
STP, UTP, fibra
fibra
Velocidade Aplicado em Custo Meio físico
alto
ATM 25 Mbps-622 Mbps+
Backbone alto Fibra
Tecnologias de LANLAN
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LAN
EQUIPAMENTOS DE REDE -REPETIDORES (HUBs)
Repetidor
A
B“A” transmite
para “B”
Todas as estações recebem a informação
• Estende as LANs e o máximo comprimento do cabeamento
• O sinal é recebido em todas as portas
• Repete e regenera os sinais de uma porta para a seguinte
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LAN
O que faz o HUB
Rede Local - LAN
Hub
ServidorWorkstations dos usuários
• HUB é um equipamento que concentra em um barramento ativo todas as ligações de cabos das estações, impressoras e do servidor.
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Evolução
Server
Server
Hub
Server
Workstations dos usuários
Workstations dos usuários
Workstations dos usuários
• Antes dos hubs:– Inicialmente as estações usavam
transceivers e cabos AUI– Depois as estações foram
ligadas em cadeia– Isto dificultou o troubleshooting
• Com os hubs:– As estações são conectadas
centralmente, o que facilita a manutenção e o troubleshoot
LAN
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HUBs pré-configuradosLAN
PortasLEDs
Usuário
• Hubs pré-configurados são constituídos de:– Número fixo de portas– Suporte a um único tipo de LAN
• (por exemplo Ethernet ou Token Ring; não os dois)– LEDs para mostrar se o hub está trabalhando, e quais
portas
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LAN
HUBs modulares• Hubs modulares são
constituídos de:– Chassis com backplane e
slots para módulos.– Suporte a um único tipo
de LAN• (por exemplo Ethernet ou
Token Ring; não os dois)– LEDs para mostrar se o
hub está trabalhando, e quais portas
Módulo
SlotsChassis
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Modulares versus pré-configuradosLAN
Standalone• Vantagens do HUB pré-configurado:
– o cliente gasta conforme a rede cresce– pode ser Standalone ou stackable– pode ser gerenciado como uma peça
única• Vantagens do HUB Modular :
– flexível e expansível– vários tipos de LAN podem ser
suportadas (com o uso de módulos de roteamento/bridge)
– aplicável em grandes corporações– capacidade de gerenciamento
avançado
Stackable
Modular
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EQUIPAMENTOS DE REDE - BRIDGESBRIDGES
Segmento A
Segmento B
A B
Bridge
“A” transmite para “B”
Usuários neste lado da bridge não recebem as
informações
• Segmenta o tráfego e reduz congestionamentos
• Mantém o tráfego local no no locallocal.
• Pode conectar tipos de LAN similares.
• Atualmente não são utilizadas.
LAN
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Marketing Tesouraria
Switch
RH Vendas
• Switches são bridges de alta velocidade com muitas portas
• São independentes de protocolos
• Podem conectar tipos de LAN similares
• Têm grande densidade de portas e um baixo custo.
EQUIPAMENTOS DE REDE - SWITCHESSWITCHES
LAN
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Segmento A Segmento B
Switch
Segmento C Segmento D A
B
“A”transmite para “B”
Conexão com largura de banda cheia• Pode ser baseado em frames ou
em células (ATM)• Acréscimo significativo de
performance• Baixo custo e fácil de usar• Desktop ou backbone• Tráfego baseado no Layer 2• Conexão dedicada por porta• Protege o investimento em placas
de rede, sistema operacional e treinamento de pessoal.
SWITCHLAN
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LAN
TIPOS DE SWITCH
Hubs
Segment Switching Desktop Switching
Backbone Switching
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LAN
SWITCHES E REDES VIRTUAIS -VLANs
TopologiaVLAN1: A, D, E
VLAN2: B, C, F, G
FF
GG
CCBBAA DD
EE
Switch
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Prof. Sérgio Rodrigues 25
LAN
VLANs - PORQUE SÃO IMPORTANTES
AA
DDEEBridge
Interna
FF
GGCC
BB
VLAN 1
VLAN 2
BridgeInterna
Router
Switch
• Separa os domínios de Broadcast por VLAN.
• O roteador é necessário para o tráfego entre VLANs.
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Prof. Sérgio Rodrigues 26
EQUIPAMENTOS DE REDE - ROTEADORESROTEADORES
A B
C D
Router 1 ??
Router 2 Router 3
“A” transmite para “D”
O roteador encaminha os pacotes usando rotas conforme
disponibilidade, economia e outros parâmetros• Realiza a conexão entre
tipos de LANs similares/diferentes
• Uso em LAN ou WAN• Mais caros e complexos
que os switches• Dependente de
Protocolo
WAN
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Prof. Sérgio Rodrigues 27
Router 1
Router 2
Network Z
Network XStation A
A1
B1
A2
B2
Header
Data
Token Ring frame
Header
Data
Ethernet frame
Header
Data
Ethernet frame
A1 3A
3A
6D
A2 B1
6D B2
TO FROM
TO FROM
TO FROM
COMO OS ROTEADORES TRABALHAMWAN
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Prof. Sérgio Rodrigues 28
EQUIPAMENTOS DE REDE - SWITCHES SWITCHES ROTEADORESROTEADORES Marketing Financeiro
RH Vendas
Switch
Switch
RoutingSwitch Router
WAN
• Inteligência de um roteador com a performance de um switch
• Usado no lugar do roteador para controlar o tráfego de LAN no backbone
• Otimizado quando apenas com tráfego IP
• Usado em LAN apenas (não em WAN)
LAN / WAN
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Prof. Sérgio Rodrigues 29
LAN / WAN
REDE TÍPICASInternet
• SOHO (pequenas redes)
• WORKGROUP (número pequeno de usuários, geralmente de um grupo de trabalho).
• DEPARTAMENTAL (conjunto de workgroups) Marketing
Shows e exibições
StudioMarketing
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Prof. Sérgio Rodrigues 30
LAN / WAN
REDE TÍPICAS
Marketing
Finance
R&D
WANRouter
• BACKBONE (interconexão de LANs)
• ACESSO REMOTO (conexão de escritórios remotos através da WAN)
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REDE TÍPICAS LAN / WAN
• CORPORATIVA (interconexão de LANs, locais e remotas)
Matriz
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REDES SEM FIO LAN / WAN
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REDE LOCAL SEM FIO (WIRELESS LAN)LAN / WAN
É uma rede onde os diversos computadores trocam informações entre si através de ondas de rádio.
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Prof. Sérgio Rodrigues 34
Dados importantes sobre WIRELESSDados importantes sobre WIRELESS !• A antena interna é do tipo multidirecional.
• A taxa de transmissão é de 2 Mbps.
• A bridge pode ser colocada numa mesa, num rack padrão 19”, ou fixado diretamente na parede.
• A frequência de transmissão é de 2,4 GHz (microondas), com tecnologia Spread Spectrum de sequência direta.
• Esta faixa de Esta faixa de frequênciafrequência não necessita de licennão necessita de licençça de a de operaoperaçção !!ão !!
LAN / WAN
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Prof. Sérgio Rodrigues 35
LAN / WAN
ÁÁrea de cobertura da Rede Interna Wireless LANrea de cobertura da Rede Interna Wireless LAN(Raio de a(Raio de açção)ão)
Ambiente Características Distância (m)
Escritório aberto Sem divisórias 200-250
Escritório semi-aberto
Divisórias meia-altura 50-70
Escritório fechado
Paredes deconcreto
Paredes
Concreto reforçado
30-40
menos de 10
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Prof. Sérgio Rodrigues 36
LAN / WAN
LINK EXTERNO (WIRELESS WAN)
2,4 GHz
2 Mbps
atatéé 10 km 10 km aproximadamenteaproximadamente
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Prof. Sérgio Rodrigues 37
Dados importantes sobre Links externosDados importantes sobre Links externos !• A antena externa é do tipo direcional.
• A ligação externa exige visada direta.
• Para transmissão de dados (exclusivamente) a freqüência de transmissão é de 2,4 GHz, com tecnologia Spread Spectrum de sequência direta, com taxa de transmissão de 2 Mbps.
• Esta faixa de Esta faixa de frequênciafrequência não necessita de licennão necessita de licençça de a de operaoperaçção !!ão !!
•• Com a tecnologia Voz/Fax sobre IP (Com a tecnologia Voz/Fax sobre IP (VoIPVoIP) pode ser ) pode ser utilizado o link para transmissão telefônica.utilizado o link para transmissão telefônica.
LAN / WAN
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Prof. Sérgio Rodrigues 38
Baseado e adaptado de artigos e apresentações da Bay Networks, Cabletron,
Micom, Lucent e Lantronix.