REDES DE COMPUTADORES LAN e WAN Topologias e

REDES DE COMPUTADORES LAN e WAN: Topologias e Equipamentos Prof. Sérgio Alves

Introdução INTRODUÇÃO Este trabalho tem como objetivos: • definir uma rede local - LAN • definir uma rede aberta - WAN • descrever os principais componentes de uma rede e os equipamentos que a constituem • dar perspectivas de uso de LAN / WAN em telecomunicações e sua integração com cabeamento e sistemas sem fio Prof. Sérgio Alves

LAN O QUE É UMA REDE LOCAL - LAN ? “É uma rede, limitada em uma área geográfica, na qual computadores e outros equipamentos são conectados através de um cabeamento comum. ” Prof. Sérgio Alves Hub

LAN PARA QUÊ SÃO USADAS AS LANs ? As LANs permitem aos usuários compartilhar informações e recursos: • arquivos e backup • e-mail • impressoras • bancos de dados Prof. Sérgio Alves

LAN COMPONENTES DIVERSOS DE UMA LAN Placas de rede Impressora em rede Cabeamento de rede Usuários Prof. Sérgio Alves Servidor Sistema Operacional de Rede

LAN TOPOLOGIAS DE REDE ANEL ESTRELA BARRAMENTO Prof. Sérgio Alves

LAN COMO AS INFORMAÇÕES TRAFEGAM NA REDE • as informações são colocadas em “pacotes”; • pacotes são como envelopes que levam as informações até o destinatário; • o formato do pacote é definido pelo protocolo de rede. Endereço de origem Prof. Sérgio Alves Endereço de destino

LAN MODELO ISO / OSI Layer 7 Aplicação Interface entre o software de rede e os softwares de aplicação do usuário. Layer 6 Apresentação Representação de dados. Layer 5 Sessão Tabela de endereçamento e segurança. Layer 4 Transporte Controle da transmissão de ponta a ponta. Layer 3 Rede Estabelece conexão lógica cuidando do tráfego e roteamento (p. ex. , routers, routing switches) Layer 2 Enlace Responsável pelo acesso lógico ao ambiente físico da rede (por exemplo bridges, switches) Layer 1 Físico Cabos, conectores, fios, repetidores (hubs), etc. (aspectos mecânicos, elétricos e físicos) Prof. Sérgio Alves

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 Prof. Sérgio Alves

Rede Fast Ethernet • Como a Ethernet, exceto: – 100 Mbps – UTP, STP, ou fibra • IEEE 802. 3 u standard • Está se tornando o “novo padrão” de tecnologia até o PC Prof. Sérgio Alves

LAN Rede Giga Ethernet • Fácil migração, sem interrupção e com baixo custo Fast Ethernet • Escalabilidade para altas performances; Próxima geração de tecnologia de backbone baseada em frames. Inalterado Aplicações Inalterado Gerenciamento Compatível CSMA/CD MAC Meio a escolher Prof. Sérgio Alves • Gigabit Ethernet Fibra MM (1000 BASE-LX) Twisted Pair (1000 BASE-T) Fibra SM (1000 BASE-SX) Twinax (1000 BASE-CX)

LAN ATM (Asynchronous Transfer Mode) • • 25 Mbps, 155 Mbps, ou 622 Mbps Baseado em células ATM Cell ATM Switch 5 bytes – célula de 53 bytes • 53 bytes 48 bytes Header Data Payload conexão negociada – conexões ponta a ponta – circuitos virtuais • baseado em Switch • capacidade dedicada Prof. Sérgio Alves Frame Switch Ethernet Frame 64 bytes to 1518 bytes

LAN Tecnologias de LAN Velocidade Aplicado em Custo Meio físico Ethernet 10 Mbps Maioria das instalações de LANs baixo Coax, STP, UTP, fibra Fast Ethernet 100 Mbps Workstations requerendo mais que 10 Mbps; backbone médio STP, UTP, fibra Gigabit Ethernet 1 Gbps Backbone alto fibra Token Ring 4 or 16 Mbps Locações com mainframes IBM baixo STP, UTP, fibra (entre hubs) FDDI 100 Mbps Locações que necessitam alta segurança alto Fibra, CDDIcopper ATM 25 Mbps 622 Mbps+ Backbone alto Fibra Prof. Sérgio Alves

LAN EQUIPAMENTOS DE REDE - Todas as estações recebem a informação REPETIDORES (HUBs) • 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 Prof. Sérgio Alves Repetidor B A “A” transmite para “B”

LAN O que faz o HUB • HUB é um equipamento que concentra em um barramento ativo todas as ligações de cabos das estações, impressoras e do servidor. Hub Rede Local - LAN Workstations dos usuários Prof. Sérgio Alves Servidor

LAN Evolução • Antes dos hubs: Workstations dos usuários Server – Inicialmente as estações usavam transceivers e cabos AUI – Depois as estações foram ligadas em cadeia – Isto dificultou o troubleshooting Workstations dos usuários Server Hub • Com os hubs: – As estações são conectadas centralmente, o que facilita a manutenção e o troubleshoot Workstations dos usuários Prof. Sérgio Alves Server

LAN HUBs pré-configurados • 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 LEDs Usuário Prof. Sérgio Alves Portas

LAN HUBs modulares • Hubs modulares são Módulo 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) Chassis Prof. Sérgio Alves – LEDs para mostrar se o Slots hub está trabalhando, e quais portas

LAN Modulares versus pré-configurados • Vantagens do HUB pré-configurado: – o cliente gasta conforme a rede cresce – pode ser Standalone ou stackable – pode ser gerenciado como uma peça Standalone única • Vantagens do HUB Modular : Stackable – 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 Modular Prof. Sérgio Alves

LAN EQUIPAMENTOS DE REDE - BRIDGES Usuários neste lado da bridge não recebem as informações • Segmenta o tráfego e reduz congestionamentos • Mantém o tráfego local no local • Pode conectar tipos de LAN similares. A • Atualmente não são utilizadas. Prof. Sérgio Alves Segmento A Bridge Segmento B B “A” transmite para “B”

LAN EQUIPAMENTOS DE REDE - SWITCHES • 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. Prof. Sérgio Alves Marketing Tesouraria Switch RH Vendas

LAN SWITCH • Pode ser baseado em frames ou • • • Conexão com largura de banda cheia em células (ATM) B Acréscimo significativo de performance Segmento A Segmento B Baixo custo e fácil de usar Switch Desktop ou backbone Tráfego baseado no Layer 2 Conexão dedicada porta Segmento C Segmento D A Protege o investimento em placas “A” de rede, sistema operacional e transmite treinamento de pessoal. para “B” Prof. Sérgio Alves

LAN TIPOS DE SWITCH Hubs Segment Switching Desktop Switching Backbone Switching Prof. Sérgio Alves

LAN SWITCHES E REDES VIRTUAIS VLANs Topologia A VLAN 1: A, D, E B C D VLAN 2: B, C, F, G Switch E Prof. Sérgio Alves F G

LAN VLANs - PORQUE SÃO IMPORTANTES Switch • Separa os domínios de Broadcast por VLAN. A • O roteador é necessário D Bridge Interna para o tráfego entre VLANs. VLAN 1 E Router C B F Prof. Sérgio Alves VLAN 2 Bridge Interna G

WAN EQUIPAMENTOS DE REDE - ROTEADORES • Realiza a conexão entre tipos de LANs similares/diferentes • Uso em LAN ou WAN • Mais caros e complexos que os switches • Dependente de Protocolo Prof. Sérgio Alves O roteador encaminha os pacotes usando rotas conforme disponibilidade, economia e outros parâmetros A B Router 1 ? ? Router 2 C Router 3 D “A” transmite para “D”

WAN COMO OS ROTEADORES TRABALHAM Station A 3 A Network X TO FRO M A 1 3 A Heade r Data Token Ring frame A 1 Router 1 TO A 2 B 1 FRO M B 1 Heade r Data Ethernet frame Router 2 6 D Prof. Sérgio Alves A 2 B 2 TO FRO M 6 D B 2 Network Z Heade r Data Ethernet frame

EQUIPAMENTOS DE REDE - SWITCHES ROTEADORES LAN / WAN Marketing Financeiro • 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) Prof. Sérgio Alves WAN Switch Routing Switch Router Switch RH Vendas

LAN / WAN REDE TÍPICAS Internet • SOHO (pequenas redes) • WORKGROUP (número pequeno de usuários, geralmente de um grupo de trabalho). Studio Marketing • DEPARTAMENTAL (conjunto de workgroups) Shows e exibições Marketing Prof. Sérgio Alves

LAN / WAN REDE TÍPICAS • BACKBONE (interconexão de Marketing LANs) • ACESSO REMOTO (conexão de WAN Router Finance escritórios remotos através da WAN) Prof. Sérgio Alves R&D

REDE TÍPICAS LAN / WAN • CORPORATIVA (interconexão de LANs, locais e remotas) Matriz Prof. Sérgio Alves

REDES SEM FIO Prof. Sérgio Alves LAN / WAN

LAN / WAN REDE LOCAL SEM FIO (WIRELESS LAN) É uma rede onde os diversos computadores trocam informações entre si através de ondas de rádio. Prof. Sérgio Alves

LAN!/ WAN Dados 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 frequência não necessita de licença de operação !! Prof. Sérgio Alves

LAN / WAN Área de cobertura da Rede Interna Wireless LAN (Raio de ação) Ambiente Características Distância (m) Escritório aberto Sem divisórias 200 -250 Escritório semi-aberto Divisórias meia-altura 50 -70 Escritório fechado Paredes 30 -40 Paredes de concreto Concreto reforçado menos de 10 Prof. Sérgio Alves

LAN / WAN LINK EXTERNO (WIRELESS WAN) 2, 4 GHz 2 Mbps até 10 km aproximadamente Prof. Sérgio Alves

LAN / WAN Dados 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 frequência não necessita de licença de operação !! • Com a tecnologia Voz/Fax sobre IP (Vo. IP) pode ser utilizado o link para transmissão telefônica. Prof. Sérgio Alves

Baseado e adaptado de artigos e apresentações da Bay Networks, Cabletron, Micom, Lucent e Lantronix. Prof. Sérgio Alves sralves 3@hotmail. com