Aula 9 conceitos gerais de Rede

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  • 1. Fundamento de Redes de Computadores Aula 9 Rede de Computadores
  • 2. Notas da Aula✔ Avaliação dia 13 de Junho✔ Hoje tem laboratório para entregar na próxima semana. Fundamentos de Redes de Computadores 2/45
  • 3. Parâmetros Importantes de uma RedeParâmetros importantes para comparação de tecnologia de redes● Custo● Retardo de Transferênica● Capacidade de transmissão● Confiabilidade● Modularidade● Compatibilidade/Interoperabilidade● Sensibilidade Tecnológica Fundamentos de Redes de Computadores 3/45
  • 4. CustoDividido entre: − Custo da interface de rede para os computadores − Custo do meio de comunicação ● Custo de implantação ● Aluguel de linhas (WAN) − Custo de equipamentos de interconexão − Custo de operação − Custo de manutenção Fundamentos de Redes de Computadores 4/45
  • 5. Retardo de TransferênciaRetardo de acesso + retardo de transmissão● Retardo de acesso − Tempo que uma estação espera, a partir do momento em que uma mensagem está pronta para ser transmitida, até o momento em que ela consegue transmitir com sucesso − Muitas vezes é necessário esperar que o meio de comunicação “desocupe” para poder transmitir uma mensagem● Retardo de transmissão −Intervalo de tempo decorrido desde o início da transmissão de uma mensagem até o momento em que a mensagem chega ao destino −Exemplo: ● Redes locais: baixo tempo de transmissão ●Links de satélite: alto tempo de tranmissão Fundamentos de Redes de Computadores 5/45
  • 6. Capacidade de transmissão● bps - bits por segundo● capacidade, em bps, suportado por um meio Fundamentos de Redes de Computadores 6/45
  • 7. ConfiabilidadePode ser avaliada em: − Tolerância a falhas ● Indica se é possível operar mesmo com a presença de falhas − Tempo médio entre falhas ● MTBF - Medium Time Between Failures ● Medido geralmente em horas ● Relacionado à ● confiabilidade de componentes ● redundância Tempo médio para reparo − ● MTTR - Medium Time To Repair Fundamentos de Redes de Computadores 7/45
  • 8. Modularidade● Grau de alteração de desempenho e funcionalidade que um sistema (rede) pode sofrer● Benefícios ● Facilidade para modificação ● Facilidade para crescimento ● Facilidade de uso de um conjunto de componentes básicos Fundamentos de Redes de Computadores 8/45
  • 9. Compatibilidade / Interoperabilidade Capacidade que o sistema (rede) possui para seligar a dispositivos de vários fabricantes − a nível de hardware − a nível de software Fundamentos de Redes de Computadores 9/45
  • 10. Sensibilidade Tecnológica● Relacionada à evolução da tecnologia● Capacidade de suportar − Maior capacidade de transmissão − Suporte a novas aplicações − Suporte a novos padrões − Novos meios de transmissão● Não deve ser vulnerável à novas tecnologias● Quanto mais vulnerável à novas tecnologias mais sensível tecnologicamente Fundamentos de Redes de Computadores 10/45
  • 11. Linhas de comunicaçãoTipos de ligação física● Ligação Ponto a ponto − A ligação permite a presença de apenas dois pontos de comunicação● Ligação Multiponto − A ligação permite a presença de vários pontos de comunicação Fundamentos de Redes de Computadores 11/45
  • 12. Linhas de comunicaçãoFomas de utilização da linha● Simplex − O enlace é utilizado apenas em um dos sentidos de transmissão● Half-duplex − O enlace é utilizado nos dois sentidos de transmissão, porém apenas um por vez● Full-duplex O enlace é utilizado nos dois possíveis sentidos de − transmissão Fundamentos de Redes de Computadores 12/45
  • 13. TopologiasFundamentos de Redes de Computadores 13/45
  • 14. Topologias comuns em LANs e WANsMultiponto − BarramentoPonto a Ponto − Estrela − Anel − Árvore − Totalmente Ligada (completa) − Parcialmente Ligada (irregular) Fundamentos de Redes de Computadores 14/45
  • 15. TopologiasA topologia pode ser analisada sob dois aspectos● Topologia física − Define o arranjo topológico físico, − De acordo a forma que os enlaces físicos estão dispostos● Topologia lógica − Define o arranjo topológico lógico − De acordo com o comportamento do arranjo dos enlaces Fundamentos de Redes de Computadores 15/45
  • 16. Topologia: BarramentoExemplos● Topologia física de uma rede Ethernet com cabo coaxial (10Base2)● Topologia física de um canal de radio AM● Topologia lógica de rede Ethernet baseada em HUBs Fundamentos de Redes de Computadores 16/45
  • 17. Topologia: EstrelaExemplo● Topologia física de um Mainfraime com terminais● Topologia física de uma rede Ethernet com 1 HUB e computadores● Topologia física de uma rede Ethernet com 1 Switch e computadores● Topologia lógica de uma rede Ethernet com 1 Switch e computadores Fundamentos de Redes de Computadores 17/45
  • 18. Topologia: ÁrvoreExemplo● Topologia física de uma rede composta pelo cascateamento de HUBs e Switchs Fundamentos de Redes de Computadores 18/45
  • 19. Topologia: AnelExemplo● Topologia física de uma rede Token Ring Fundamentos de Redes de Computadores 19/45
  • 20. Topologia: Totalmente Ligada (completa) Fundamentos de Redes de Computadores 20/45
  • 21. Topologia: Parcialmente Ligada (irregular)Exemplo● Rede WAN Fundamentos de Redes de Computadores 21/45
  • 22. Endereçamento de mensagensMensagem Unicast − Quando a mensagem é destinada a um único e identificado destinatárioMensagem Broadcast − Quando a mensagem é destinada a todos os elementos − Neste caso é gerada uma única mensagem pelo emissor que é destinada a todos os elementosMensagem Multicast − Quando a mensagem é destinada a um subconjunto selecionado de elementos − Neste caso é gerada uma única mensagem pelo emissor que é destinada aos elementos do grupo Multicast. Fundamentos de Redes de Computadores 22/45
  • 23. Transmissão de InformaçãoTransmissão de informação − Realizada através da passagem de sinais através dos meios físicos de comunicação − Algumas questões tecnológicas como: ● Propriedades físicas do meio de transmissão ● Características dos sinais transmitidos ... influenciam na construção e projeto de redes Fundamentos de Redes de Computadores 23/45
  • 24. Processo de ComunicaçãoTransmissão de informação de um ponto a outro através de uma sucessão de passos(a) Geração da informação (na origem)(b) Descrição da informação por um conjunto de símbolos (na origem)(c) Codificação destes símbolos em uma forma propícia à transmissão em um meio físico (na origem)(d) Transmissão destes símbolos codificados (da origem ao destino)(e) Decodificação e reprodução dos símbolos (no destino)(f) Recriação da informação transmitida (no destino) Fundamentos de Redes de Computadores 24/45
  • 25. Processo de ComunicaçãoExemplos:(1) Uma receita de bolo a ser transmitida de uma pessoa para outra por telefone(2) Aceite de uma proposta comercial a ser transmitida por FAX(3) Transmissão de um jogo de futebol pelo radio AM(4) Um documento eletrônico a ser transmitido para outra pessoa via rede Fundamentos de Redes de Computadores 25/45
  • 26. Informação x SinalComunicação − Ato de transmitir informações − Pode ocorrer degradação da informação em todos os passos do processo de comunicaçãoNa transmissão de uma informação − É necessário a existência de uma linguagem que permita descrever a informação através de símbolos compreensíveis às partes envolvidas − Exemplo de linguagens ● linguagem verbal (português) ● linguagem pascal (programação digital) Fundamentos de Redes de Computadores 26/45
  • 27. Informação x SinalSistemas de comunicação − Se utilizam de sinais (ondas eletromagnéticas) que trafegam através de meios físicosSinais − Ondas que se propagam através de algum meio físico ● Meios físicos: ar, cabo metálico, cabo óticoInformação x Sinal − Informação ● Representa a ideia ou dados que os parceiros da comunicação cria, manipula e processa − Sinal ● Materialização específica destas informações utilizada no momento da transmissão Fundamentos de Redes de Computadores 27/45
  • 28. Spectrum de Freqüência Fundamentos de Redes de Computadores 28/45
  • 29. Sinal Analógico x DigitalDe forma genérica● Sinal analógico − Apresenta uma variação contínua● Sinal digital − Apresenta uma variação discreta (abrupta) do sinal discreta − Variação pode ocorrer somente em momentos pré- determinados − Geralmente em dois níveis, representando valores lógicos “0” e “1’ (ou Verdadeiro e Falso) Fundamentos de Redes de Computadores 29/45
  • 30. Sinal Analógico x DigitalTodo sinal analógico pode ser transmitido por um sinal digitalExemplo: − Um sinal de analógico pode ser amostrado (observado periodicamente), quantizado e o resultado desta quantização codificado em um sinal digital Fundamentos de Redes de Computadores 30/45
  • 31. Sinal Analógico x DigitalNíveis de amostragem:1 bits 2 níveis digital2 bits 4 níveis “dibit”3 bits 8 níveis “tribit”n bits 2n níveis Fundamentos de Redes de Computadores 31/45
  • 32. Sinal Analógico x DigitalPonto de sinalização − ou ponto de amostragemIntervalo de sinalização (T) − ou intervalo/período de amostrágem Fundamentos de Redes de Computadores 32/45
  • 33. Sinal Analógico x DigitalBaund − Número de intervalos de sinalização por segundo − Se a cada intervalo de sinalização o nível de sinal é codificado com N bits então: ● 1 baund = N bps − Ou, se a cada intervalo de sinalização o nível de sinal é codificado com L níveis então: ● 1 baund = log2 L bps − Portanto ● Taxa de baund (baund rate) pode não ser igual a taxa de bits por segundo (bps) Fundamentos de Redes de Computadores 33/45
  • 34. Sinal Analógico x DigitalTodo sinal digital pode ser transmitido por um sinal analógicoExemplo − Um sinal digital pode ser transformado em um sinal analógico − alterando-se a amplitude (AM - Amplitude Modulada) Fundamentos de Redes de Computadores 34/45
  • 35. Sinal Analógico x DigitalTodo sinal digital pode ser transmitido por um sinal analógicoExemplo − Um sinal digital pode ser transformado em um sinal analógico alterando-se a amplitude (AM - Amplitude Modulada) Fundamentos de Redes de Computadores 35/45
  • 36. Sinal Analógico x DigitalExemplo Um sinal digital pode ser transformado em um sinal − analógico alterando-se a frequência (FM - Frequência Modulada) Fundamentos de Redes de Computadores 36/45
  • 37. Banda Passante - SinalNo século XIX, Jean Fourier provou que qualquer sinal periódico pode ser considerado como uma soma (geralmente infinita) de senos e cossenos de diversas frequências. A esta soma da-se o nome de “Série de Fourrier”.Banda passante de um sinal − Intervalo de frequências que compõe este sinal.Largura de banda de um sinal − Tamanho de sua banda passante − Diferença entre a maior e menor frequência Fundamentos de Redes de Computadores 37/45
  • 38. Banda Passante – Meio FísicoBanda passante de um meio físico − Faixa de frequências que permanece preservada pelo meio físico Fundamentos de Redes de Computadores 38/45
  • 39. Taxa de transmissão máxima de um canalA taxa de transmissão máxima de um canal é afetada: − pela largura de banda do canal − pelos ruídos − pela atenuação − por ecos Fundamentos de Redes de Computadores 39/45
  • 40. Taxa de transmissão máxima de um canalTeorema de NyquistEm 1928 Nyquist formulou uma equação que define a taxa de transmissão máxima para um canal de banda passante limitada e imune a ruídos.Se um sinal é transmitido através de um canal de largura de banda W Hz, o sinal resultante da filtragem pode ser completamente reconstituído pelo receptor através da amostragem do sinal transmitido a uma frequência igual a no mínimo 2W vezes por segundo.Hz - Hertz - Unidade de frequência - ciclos por segundo Fundamentos de Redes de Computadores 40/45
  • 41. Taxa de transmissão máxima de um canalBanda Passante● Para sinais digitais, isso corresponde a dizer que o número de transições de nível de amplitude não pode ser maior que 2 W vezes por segundo.● Ou seja, através de um canal de largura de banda W Hz pode-se transmitir um sinal digital de no máximo 2W baunds na ausência de ruído.● A capacidade C do canal na ausência de ruído é dada por:C = 2 W baundsC = 2 W log2 L bps (sendo L o número de níveis) Fundamentos de Redes de Computadores 41/45
  • 42. Taxa de transmissão máxima de um canalRuídos − Interferência de sinais externos indesejáveis no meio de comunicação durante uma transmissão. − Sinal recebido = Sinal trasmitido + distorções causadas pelo próprio meio físico + distorções causadas por ruído − O ruído é um dos maiores limitantes do desempenho de sistemas de comunicação − Razão sinal-ruído ● Medida da quantidade de ruído presente em uma transmissão ● Relação entre potência do sinal e potência do ruído: ● S/R (S:sinal; R:ruído) Fundamentos de Redes de Computadores 42/45
  • 43. Taxa de transmissão máxima de um canalRuídos − Decibel ● Unidade de medida que corresponde a 10 log10 X − Medida de ruído ● Sinal / Ruído ● Normalmente a unidade utilizada para a medida de ruído é o decibel (dB) ● Exemplo: ● Valor 10 equivale a 10 decibeis ● Valor 100 equivale a 20 decibeis ● Valor 1000 equivale a 1000 decibeis Fundamentos de Redes de Computadores 43/45
  • 44. Taxa de transmissão máxima de um canalAtenuação A potência de um sinal cai com a distância em − qualquer meio físicoEco Em linhas de transmissão causam efeitos similares − ao ruído Fundamentos de Redes de Computadores 44/45
  • 45. Exercício para Entregar na Próxima Aula1.Compare a tecnologia Fast-ethernet e ATM para o uso em uma corporação em relação aos seguintes parâmetros: a)Custo b)Retardo de Transferência c)Capacidade de transmissão d)Confiabilidade e)Modularidade f)Compatibilidade/Interoperabilidade g)Sensibilidade Tecnológica2. Pensando nos passos da comunicação dado em aula onde pode ocorrer degradação da comunicação? Dê exemplos.3. Cite exemplos informação codificada de forma analógica. a) Cite exemplos de informação codificada de forma digital. b) É possível transmitir uma informação codificada de forma analógica através de um sinal digital? c) É possível transmitir uma informação codificada de forma digital através de um sinal analógico?4. Seja um sinal com 8 níveis (L) de amostragem. a) Seja também um canal de largura de banda (W) 3.000 Hz. b) Qual a capacidade máxima teórica de transmissão deste canal?5. Fundamentos de Redes de Computadores 45/45