Ivanethe Carvalho Rocha
Topologia define a estrutura da
rede. Existem duas partes na definição da topologia, a topologia física, que é o layout atual do fio (meio) e a topologia lógica, que define como os meios são acessados pelos hosts. As topologias físicas que são comumente usadas são barramento, anel, estrela, estrela estendida, hierárquica e rede.
Uma topologia de barramento usa um único segmento de backbone (comprimento do cabo) ao qual todos os hosts se conectam diretamente. Uma topologia em anel conecta um host ao próximo e o último host ao primeiro. Isso cria um anel físico do cabo. Uma topologia em estrela conecta todos os cabos ao ponto central de concentração. Esse ponto é normalmente um hub ou switch. Uma topologia em estrela estendida usa a topologia em estrela para ser criada. Ela une as estrelas individuais vinculando os hubs/switches. Isso estenderá o comprimento e o tamanho da rede.
Uma topologia hierárquica é criada similar a uma estrela estendida mas em vez de unir os hubs/switches, o sistema é vinculado a um computador que controla o tráfego na topologia. Uma topologia de rede é usada quando não pode haver nenhuma interrupção nas comunicações, por exemplo os sistemas de controle de uma usina de energia nuclear.
A topologia lógica de uma rede é a forma como os hosts se comunicam através dos meios. Os dois tipos mais comuns de topologias lógicas são broadcast e passagem de token. A topologia de broadcast simplesmente significa que cada host envia seus dados a todos os outros hosts no meio da rede. As estações não seguem nenhuma ordem para usar a rede, a primeira a solicitar é a atendida. Essa é a maneira como a Ethernet funciona e você aprenderá muito mais sobre isso mais adiante no semestre. O segundo tipo é a passagem de token. A passagem de token controla o acesso à rede passando um token eletrônico seqüencialmente para cada host. Quando um host recebe o token, significa que o host pode enviar dados na rede. Se o host não tiver dados a serem enviados, ele vai passar o token ao próximo host e o processo se repetirá.
Os dispositivos que se conectam diretamente a um segmento de rede são chamados de hosts. Esses hosts incluem computadores, clientes e servidores, impressoras, scanners e muitos outros dispositivos do usuário. Esses dispositivos fornecem aos usuários conexão à rede, com a qual os usuários compartilham, criam e obtêm as informações. Os dispositivos de host podem existir sem uma rede, porém, sem a rede as capacidades do host são muito limitadas
Os símbolos dos meios variam. Por exemplo: o símbolo da Ethernet é normalmente uma linha reta com linhas perpendiculares se projetando a partir dela, o símbolo da rede token-ring é um círculo com hosts conectados a ele e para uma FDDI, o símbolo é formado por dois círculos concêntricos com dispositivos conectados a eles. A função básica dos meios é carregar um fluxo de informações, na forma de bits e bytes, através de uma LAN. A não ser pelas LANs sem fio (que usam a atmosfera ou o espaço como meio) e as novas PANs (personal area networks, que usam o corpo humano como meio!), os meios de rede limitam os sinais de rede a um fio, cabo ou fibra. Os meios de rede são considerados componentes da camada 1 das LANs
Redes de computador ou outros dispositivos podem utilizar vários tipos de meios diferentes. Cada meio tem vantagens e desvantagens, o que é uma vantagem para um meio (custo da categoria 5) pode ser uma desvantagem para outro (custo da fibra óptica). Algumas das vantagens e desvantagens são: Comprimento do cabo Custo Facilidade de instalação Número total de dispositivos nos meios O cabo coaxial, a fibra óptica e até mesmo o espaço livre podem transportar sinais de rede, no entanto, o principal meio que você vai estudar nesta aula é chamado de cabo de par trançado não blindado Categoria 5 (CAT 5 UTP).
A placa de rede, ocupa a camada 2, a camada de enlace de dados, do modelo OSI. Em termos de aparência, uma placa de rede é uma placa de circuito impresso que se encaixa no slot de expansão de um barramento em uma placa mãe do computador ou em um dispositivo periférico. É também chamada de placa de rede ou adaptador derede. Em laptops/notebooks as placas de rede são normalmente do tamanho de uma placa PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association). Sua função é adaptar o dispositivo de host ao meio da rede.
Adaptador de rede Intel PRO 1000GT/ENet PCI RJ45
Adaptador de rede 10/100 Mbps
Adaptador de Rede Wireless
Adaptador Wireless Usb Edimax 7318 Usg- 54mbps
As placas de rede são consideradas dispositivos da camada 2 porque cada placa de rede em todo o mundo transporta um código exclusivo, chamado de um endereço Media Access Control (MAC). Esse endereço é usado para controlar as comunicações de dados do host na rede. Você depois vai aprender mais sobre o endereço MAC.
Existem muitos tipos de meios e cada um tem suas vantagens e desvantagens. Uma das desvantagens do tipo de cabo usado primeiro (CAT5 UTP) é o comprimento. O comprimento máximo do cabo UTP em uma rede, é de 100 metros (aproximadamente 333 pés). Se precisarmos estender a rede além desse limite, devemos adicionar um dispositivo à rede. Esse dispositivo é chamado de repetidor. O termo repetidor vem da época do início da comunicação visual, quando um homem situado em uma colina repetia o sinal que havia acabado de receber da pessoa na colina à sua esquerda, para comunicar o sinal à pessoa na colina à sua direita. Também vem das comunicações telegráficas, telefônicas, por microondas e ópticas, todas elas usam os repetidores para fortalecer seus sinais em longas distâncias, para que não acabem se enfraquecendo ou dissipando.
A finalidade de um repetidor é gerar os sinais da rede novamente e os retemporizar no nível do bit para que eles trafeguem em uma distância maior nos meios. Fique atento à Regra dos repetidores de cinco também conhecida como Regra 5-4-3, ao estender os segmentos da LAN. Essa regra afirma que você pode conectar cinco segmentos de rede ponto a ponto usando quatro repetidores, mas apenas três segmentos podem ter hosts (computadores).
Os repetidores são dispositivos de porta única de "entrada" e porta única de "saída". Os repetidores são classificados como dispositivos da camada 1, no modelo OSI, porque eles atuam apenas no nível do bit e não consideram nenhuma outra informação.
A finalidade de um hub é gerar os sinais da rede novamente e os retemporizar. Isso é feito no nível de bit para um grande número de hosts (por exemplo, 4, 8 ou mesmo 24) usando um processo conhecido como concentração. A definição é muito similar a dos repetidores, por essa razão um hub é também conhecido como repetidor multiportas. A diferença é o número de cabos que se conectam ao dispositivo. Os motivos para se usar os hubs é criar um ponto de conexão central para os meios de cabeamento e aumentar a confiabilidade da rede. Aumenta-se a confiabilidade da rede permitindo qualquer cabo único a falhar sem afetar toda a rede. Isso difere da topologia de barramento onde, se houver uma falha no cabo, toda a rede será afetada. Os hubs são considerados dispositivos da camada 1 porque apenas geram novamente o sinal e o transmite para suas portas (conexões da rede).
Outra classificação é se os hubs são inteligentes ou burros. Os hubs inteligentes têm portas do console, o que significa que podem ser programados para gerenciar o tráfego da rede. Os hubs burros simplesmente aceitam um sinal da rede de entrada e o repete em todas as portas sem a habilidade de realizar qualquer gerenciamento.
Uma bridge é um dispositivo da camada 2 projetada para conectar dois segmentos da LAN. A finalidade de uma bridge é filtrar o tráfego em uma LAN, para manter local o tráfego local e, ainda assim, permitir a conectividade com outras partes (segmentos) da LAN para o tráfego para elas direcionado. Como a bridge sabe qual tráfego é local e qual não é? A resposta é a mesma que o serviço postal usa quando perguntado como sabe qual correspondência é local. Ele olha o endereço local. Cada dispositivo de rede tem um endereço MAC exclusivo na placa de rede, a bridge mantém registros dos endereços MAC que estão em cada lado da bridge e toma essas decisões com base nesse endereço MAC.
Um switch é um dispositivo da camada 2 assim como a bridge. Na verdade, um switch é chamado de bridge multiporta, assim como um hub é chamado de repetidor multiporta. A diferença entre o hub e o switch é que os switches tomam as decisões com base nos endereços MAC e os hubs não tomam nenhuma decisão. Devido às decisões que os switches tomam, eles tornam uma LAN muito mais eficiente. Eles fazem isso "comutando" os dados apenas pela porta à qual o host apropriado está conectado. Ao contrário, um hub enviará os dados por todas as portas para que todos os hosts tenham que ver e processar (aceitar ou rejeitar) todos os dados.
A finalidade de um switch é concentrar a conectividade, ao mesmo tempo tornando a transmissão de dados mais eficiente. Por hora, pense no switch como algo capaz de combinar a conectividade de um hub com a regulamentação do tráfego de uma bridge em cada porta. Ele comuta os pacotes das portas de entrada (interfaces) para as portas de saída, enquanto fornece a cada porta a largura de banda completa (a velocidade da transmissão de dados no backbone da rede). Você vai aprender mais sobre isso depois.
O roteador é o primeiro dispositivo com o qual você vai trabalhar que se encontra na camada de rede OSI, conhecida como camada 3. Trabalhar na camada 3 permite que o roteador tome decisões com base em grupos de endereços de rede (Classes) ao invés de endereços MAC individuais, como é feito na camada 2. Os roteadores podem também conectar diferentes tecnologias da camada 2, como Ethernet, Token-ring e FDDI (Fiber Distributed Data Interface). No entanto, devido à sua habilidade de rotear pacotes baseados nas informações da camada 3, os roteadores se tornaram o backbone da Internet, executando o protocolo IP.
A finalidade de um roteador é examinar os pacotes de entrada (dados da camada 3), escolher o melhor caminho para eles através da rede e depois comutar os pacotes para a porta de saída apropriada. Os roteadores são os dispositivos de controle de tráfego mais importantes nas grandes redes. Eles permitem que praticamente qualquer tipo de computador se comunique com qualquer outro computador em qualquer parte do mundo! Enquanto executam essas funções básicas, os roteadores também podem executar muitas outras tarefas que são abordadas nos capítulos mais adiante.
O termo segmento identifica os meios da camada 1 que são o caminho comum para a transmissão de dados em uma LAN. Existe um comprimento máximo para a transmissão de dados para cada tipo de meio. Cada vez que um dispositivo eletrônico for usado para estender o comprimento ou gerenciar dados nos meios, um novo segmento será criado. Algumas pessoas referem-se aos segmentos pelo termo, fios, embora o "fio" seja uma fibra óptica, um meio sem fio ou um fio de cobre. A função dos diferentes segmentos de uma rede é agir como LANs locais eficientes que são parte de uma rede maior.