Redes de computadores - apostila do ciee

Redes de computadores - apostila do ciee

(Parte 3 de 5)

Programa CIEE de Educação a Distância

Atualmente a faixa de freqüência mais utilizada para redes é entre 2,4 a 2,5GHz, que não necessita de licença. Para minimizar a possibilidade de gerar interferências, aplicase uma baixa potência, menor que 1 watt, limitando a capacidade de transportar o sinal de 10 a 100 metros dependendo das paredes e demais obstáculos.

Placa de Rede Para conectar um computador ao cabo de rede foi criada uma interface chamada de Placa de Rede com a função de entender os dados vindos do computador e convertêlos em sinais para serem transportados pelo meio físico e também o processo inverso, entender os sinais vindos do meio físico e convertê-los em dados.

Controlando o fluxo de dados entre o computador e o meio físico.

Em termos mais técnicos, executa as funções de Controle de vínculo lógico e controle de acesso à mídia (função da camada 2 - Enlace do modelo OSI). Além da função de interface de dados a placa de rede informa a sua identificação na rede para distingui-la de todas as outras placas de rede.

Para isso, cada placa possui uma identificação física e fixa de 12 caracteres que não deve se repetir em nenhuma outra placa.

Cada fabricante recebe um código de 6 caracteres e os outros 6 restantes são utilizados seqüencialmente para que não haja duplicidade de identificação.

O organismo que fornece o código para o fabricante é o IEEE (Institute of Electrical and Eletronics Engineers). Esta identificação é utilizada como o endereço de destino na camada física, sendo conhecido como endereço MAC.

Por exemplo, se uma placa tiver o endereço MAC 0:A:0:0:07:F0 é fabricada pela Intel.

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A placa de rede antes de transmitir os dados, conversa através de um script préestabelecido para que ambas informem os seus parâmetros, como: • velocidade da transmissão de dados;

• tamanho máximo dos grupos de dados;

• intervalo de tempo entre o envio de porções de dados;

• tempo de espera para a confirmação ser enviada.

Para que as duas placas ajustem os seus parâmetros para uma melhor comunicação entre elas.

Configurações Como qualquer outro dispositivo que é conectado ao computador, a placa de rede deve ser configurada para identificar os seus recursos.

Existem placas que são configuradas fisicamente através de pequenas chaves ou jumpers e outras mais recentes em que a configuração é através de um programa.

Se o sistema operacional e a placa de rede tiverem suporte ao PnP (Plug and Play), então a configuração será automática. Os recursos que podem ser configurados são:

Interrupção: a placa de rede envia uma solicitação ao computador utilizando uma interrupção (IRQ). Cada dispositivo do computador deve utilizar uma IRQ diferente e a placa de rede normalmente utiliza a IRQ5 ou IRQ3, mas se elas já estiverem sendo utilizadas por outro dispositivo verificar qual está disponível entre a IRQ2 a IRQ15. É melhor que o IRQ seja o mesmo em todas as placas de rede da empresa. Porta E/S - Entrada/Saída: especifica um canal através do qual as informações fluem entre a placa de rede e a CPU. Normalmente utiliza-se a porta 300 a 30F ou 310 a 31F. Também é melhor que seja a mesma porta em todas as placas de rede da empresa.

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Endereço base de Memória: especifica o endereço de memória RAM do computador que será utilizada como uma área de buffer pela placa de rede. Normalmente é utilizado o endereço D8000, mas só deve ser configurado se a placa utilizar este recurso. DMA (Direct Memory Access): especifica o canal do DMA que será utilizado pela placa de rede para permitir o acesso direto dos dados diretamente na memória do computador, sem utilizar a CPU. Só deve ser configurado se a placa de rede implementar este recurso.

Conexão ao Computador

• Barramento: é instalado no barramento através de slots de conexão de dispositivos. Os principais são:

• ISA Industry Standard Architeture: foi o padrão inicial de barramento para a arquitetura PC e permitia o tráfego paralelo de 8 ou 16 bits. Atualmente existem PCs sem este barramento ISA.

• EISA Extended Standard Architetura: lançado em 1998, aumentou o barramento para 32 bits, mantendo a compatibilidade com a arquitetura ISA.

• PCI Peripheral Component Interconnect: é um barramento de 32 ou 64 bits utilizados na maioria dos computadores Pentium. Atende os requisitos para proporcionar a funcionalidade Plug and Play. O objetivo do Plug and Play é possibilitar mudanças na configuração de um PC sem a intervenção do usuário, sendo a instalação de qualquer dispositivo simples e a prova de erros.

• PC-Card: é um barramento de 32 bits que permite a conexão de dispositivos em formato de cartão de crédito. É muito utilizado em notebooks.

• Placa mãe a placa de rede é montado na placa-mãe do computador.

Normalmente, possui um jumper para desabilitar a função de rede, caso as funções disponibilizadas não atendam as necessidades do usuário.

Conexão ao Meio Físico • Para cabo coaxial fino utiliza o conector BNC

• Para cabo coaxial grosso utiliza o conector AUI

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• Para cabo UTP utiliza o conector RJ45 • Para Fibra ótica utiliza os conectores SC, ST e MT-RJ

• Para sem fio é disponibilizado com antena própria.

Cabeamento Estruturado Problema Quando instalamos uma rede local, o cabeamento é instalado de acordo com as necessidades atuais.

Mas com o tempo, são necessárias alterações, ou pelo aumento do número de estações ou mudança de estações de um lugar para outro. Em ambos os casos, é necessária a passagem de novos cabos, gerando problemas porque o caminho para a passagem dos cabos tem vários obstáculos, tais como condutores cheios ou de difícil acesso. Portanto o processo é demorado e sujeito a falhas, afetando inclusive as estações que aparentemente não estavam envolvidas na alteração.

Também, quando há a mudança física dos departamentos de uma empresa, o cabeamento deixado por um departamento não é aproveitado por outro, tendo que ser totalmente refeito.

Solução Para facilitar as alterações no cabeamento de uma rede local ou mesmo o reaproveitamento do cabeamento na instalação de uma nova rede local foram definidas as normas denominadas Sistema de Cabeamento Estruturado com os objetivos principais:

• Definir um sistema de cabos para atender tanto a rede de telefonia como a rede de dados; • Minimizar o custo da administração;

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• Simplificar a manutenção tanto para inclusão como para alteração do local físico das estações; • Permitir a fácil adaptação para uma nova rede local;

• Definir normas de instalação dos componentes para garantir os serviços.

O sistema de cabeamento estruturado define 4 elementos principais:

• Sala de Comunicação: é o local onde se concentram todos os cabos e os equipamentos de rede.

• Área de Trabalho: é o local onde é instalada a estação de rede e deve possuir o ponto de rede e de telefonia.

• Cabeamento Horizontal: é a ligação da sala de comunicação à Área de

Trabalho. • Cabeamento do Backbone: é a ligação entre salas de Comunicação

Na figura ao lado temos a visão perspectiva de dois ambientes com cabeamento estruturado.

Sala de Comunicação Consiste de um espaço físico onde são instalados os equipamentos de rede (hub, switch etc.), que devem ser instalados em racks (estrutura metálica para acomodar os equipamentos empilhados).

Também contém os patch-panel (também instalados em rack) que são painéis onde são ligados os cabos que vem das estações. A conexão do patch panels para o hub/switch é através de um patch cord (um pedaço de cabo flexível com um conector RJ45 em cada extremidade), de forma que em caso de desgaste pelo manuseio possa ser substituído facilmente, é recomendado que se tenham alguns cabos adicionais.

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Através do manuseio dos patch cord podemos alterar o lay-out lógico da rede, desconectando uma das extremidades do patch cord de uma porta do hub/switch e conectando-a em outra porta de outro hub/switch.

Cabeamento Horizontal Consiste dos três segmentos de cabo: o patch cord, o cabo horizontal e o cabo da estação.

O patch cord liga o patch panel ao equipamento de rede hub/switch. O tamanho máximo é de 5 metros.

O cabo horizontal de link liga o patch panel à tomada da Área de Trabalho e uma vez instalado não deve ser mais manuseado e todas as alterações devem ser efetuadas pelo manuseio dos cabos da estação e patch cord. O tamanho máximo é de 90 metros.

O cabo da estação é o que liga a tomada da Área de Trabalho à placa de rede. O tamanho máximo é de 5 metros.

Área de Trabalho É o espaço delimitado para a instalação da estação de rede e que permita a sua utilização por um usuário.

Para facilitar as alterações no lay-out, definimos uma malha de cabos que atenda uma quantidade de áreas de trabalho de acordo com o tamanho pré-estabelecido.

Exemplo: se tivermos um espaço de 900 metros quadrados e estabelecemos o tamanho de 9 metros quadrados para cada Área de Trabalho, a malha de cabos pode atender até 100 Áreas de Trabalho com uma tomada para telefonia e outra para rede, independente do lay-out.

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Cabeamento do Backbone Consiste de cabos para a ligação das Salas de Comunicação que podem estar em andares distintos de um prédio ou em um mesmo andar devido às limitações de comprimento dos cabos.

custo,mas se a distância for superior ou tiver ruído ou interferência a melhor solução

Quando a distância entre as Salas de Comunicação for menor que 100 metros e a passagem for isenta de ruídos e interferências utilizamos o cabo UTP por ser de menor é a fibra ótica.

Resumo Os principais cabos utilizados são: cabo coaxial, cabo par trançado, fibra ótica e sem fio (ondas eletromagnéticas).

A placa de rede local é a interface que converte os dados digitais do computador para sinais elétricos que são transportados pelo cabo. Pode ser instalada no barramento ISA, PCI, PC-Card ou vir montado na placa mãe do computador.

O Cabeamento Estruturado é uma série de procedimentos e normas para padronizar e garantir o sistema de cabos, tanto nas especificações técnicas dos componentes como a execução dos serviços de instalação nos testes de certificação.

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AULA 4 Introdução Se em poucas palavras e de uma maneira simples podemos dizer que uma rede é um conjunto de computadores que se comunicam entre si, então podemos imaginar que são necessários recursos que possibilitem esta comunicação.

Conteúdo da Aula

Equipamentos: • Estação de rede

• Servidor de rede

• Sistema Operacional

• Hub

• Repetidor

• Bridge (Ponte)

• Roteador

• Switch

• Gateway

Objetivos Conhecer os equipamentos que são utilizados em uma rede local.

Tanto os equipamentos como as estações, servidores e o sistema operacional de rede, como os equipamentos utilizados para estender a rede como os repetidores, pontes, roteadores e gateways.

Também veremos os equipamentos para a implementação de redes locais como o hub e o switch.

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Estação de Rede Atualmente, quase todos os computadores podem ser conectados a uma rede. A maioria das estações de rede são PCs desktop na sua configuração mais comum.

Embora o PC possa ser configurado para atender os requisitos de cada cliente, os fornecedores definem uma configuração padrão que atende uma grande maioria de clientes, o qual está disponível para pronta entrega nas grandes lojas e em anúncios de jornal. Esta configuração padrão também atende os requisitos para uma estação de rede para automação de escritório, naturalmente, esta configuração padrão tem que incluir a placa de rede.

O usuário deve configurar a estação conforme os requisitos dos aplicativos que irá utilizar, lembrando que o desempenho da estação dependerá também do desempenho dos demais recursos envolvidos na rede a que ela estiver conectada. Os notebooks se necessitarem de mobilidade interna no escritório devem utilizar as conexões sem fio.

Servidores Os servidores de redes são computadores dedicados a fornecer recursos para as estações. Apesar de um PC Desktop ter a capacidade de realizar a função de um servidor, ele não fornece a confiabilidade necessária para garantir o funcionamento da rede.

Um computador projetado para a função de servidor utiliza componentes com menor índice de erros, a memória utilizada no PC desktop apresenta um erro de acesso a cada 5 anos e a memória utilizada no servidor apresenta um erro de acesso a cada 80 anos.

As principais características de um servidor são: • Gabinete que permite expansão de disco (mínimo 6).

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• Arquitetura de multiprocessamento escalável: é configurado com uma CPU e conforme a necessidade de processamento permite a instalação de mais CPUs

• Alta disponibilidade com redundância dos dispositivos críticos: todos os dispositivos têm níveis baixíssimos de falha e os mais críticos estão em duplicidade de forma que na falha de um o outro assume.

• Ferramenta de diagnóstico e manutenção hot swap: é efetuado um diagnóstico constante da situação dos dispositivos, emitindo alarmes das possíveis falhas. Para a manutenção de alguns dispositivos não é necessário desligar o servidor, podemos trocar um disco com o servidor ligado.

Servidores Para ambientes de grande concentração de servidores como Data Center e de servidores WEB onde o espaço e a escalabilidade são muito importantes, podemos utilizar a tecnologia de servidores em 1U (aproximadamente 4 cm) para montagem em rack padrão.

Nesta solução consideramos que os discos de dados estarão em gabinete separado, e dois discos no servidor para o sistema operacional.

Sistema Operacional de Redes O sistema operacional foi desenvolvido para facilitar a comunicação entre o ser humano e o computador e para padronizar a interface entre os softwares, aplicativos e os dispositivos, permitindo que a troca de uma impressora não afetasse os softwares, ou seja, o software aplicativo emite o comando de impressão e passa os dados para o sistema operacional. Ele possui o driver (software que interpreta os comandos e converte os dados para o dispositivo) que manda o comando e os dados que são reconhecidos pela impressora. Quando se troca a impressora, apenas é necessária a instalação do novo driver.

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Para atender a requisição de rede, foi adicionado um software de rede denominado de Redirecionador no sistema operacional.

Quando o software aplicativo emite um comando para o sistema operacional, o redirecionador recebe o comando e verifica se o dispositivo está no computador, se estiver, simplesmente passa para o sistema operacional. Caso contrário, utiliza os serviços de comunicação para enviar o comando para o dispositivo remoto.

Hub Nas redes que utilizam o cabo UTP é necessário adotar um equipamento central denominado hub, que concentra todos os cabos UTPs, transformando uma topologia barramento lógico em uma estrela física.

O hub tem diversas portas onde são conectados os cabos vindos das estações e ao verificar que há algum problema na conexão de uma porta, esta é isolada de tal forma que não afeta as demais. A estação envia o sinal para o hub que o amplifica e propaga por todas as outras portas. A largura de banda é compartilhada por todas as portas. Se a largura de banda for de 10 Mbps, esta é dividida entre todas as estações, ou seja, todas transmitem a 10 Mbps, mas apenas uma pode transmitir por vez.

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