Treinamento em Redes de Automação Petrobras Parte 1

Treinamento em Redes de Automação Petrobras Parte 1

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Interrupção (report by exception):

Neste modo de comunicação a estação remota monitora os seus valores de entrada e quando detecta alterações significativas, ou valores que ultrapassem os limites definidos, iniciam a comunicação com a estação central e a conseqüente transferência de dados.

O sistema está implementado de modo a permitir a detecção de erros e recuperação de colisões. Antes de iniciar a transmissão, a estação remota verifica se o meio de transmissão está a ser utilizado por outra estação, aguardando, se tal suceder, um tempo aleatório antes de efetuar nova tentativa de transmissão.

Em caso de colisões excessivas em que o sistema é gravemente afetado, a estação remota cancela a transmissão aguardando que a estação central proceda a leitura dos seus valores através de polling.

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Exercícios

1. Descreva como funciona o controle de acesso ao meio do tipo polling. 2. O que é determinismo?

de transmissão.
colisão iniciam imediatamente uma nova transmissão.
colisão (collision detection).

3. Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) referente ao método de acesso CSMA/CD. ( ) Neste método há um gerenciador de informações que controla cada iniciação ( ) Após detectada uma colisão na rede, as estações responsáveis por esta ( ) O acrônimo “CD” no nome deste método de acesso significa detecção de

4. (Provei 2002) O processo de controle e monitoramento de sistemas complexos envolvendo e interligando diversas áreas de uma planta industrial deve ser monitorado e supervisionado a partir de uma estação central. Um sistema SCADA deve então ser instalado, e, por razões de segurança, uma mensagem de alarme deve ser exibida na tela de supervisão imediatamente após a detecção de qualquer falha no processo, para que o operador da estação central possa executar prontamente a ação de controle apropriada. Assinale a opção que descreve um modo de comunicação viável ao sistema SCADA nessa situação, do ponto de vista técnico e econômico.

( A ) Comunicação por polling ou mestre/escravo, por meio de linha dial up. ( B ) Comunicação por polling ou mestre escravo, por meio de link de rádio. ( C ) Comunicação por polling ou mestre/escravo, por meio de cabos. ( D ) Comunicação por interrupção, por meio de linha dial up. ( E ) Comunicação por interrupção, por meio de link de rádio.

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5 Protocolos de Comunicação

Protocolos de comunicação são convenções ou regras utilizadas por um programa ou sistema operacional para a comunicação entre dois ou mais pontos.

Para integrar em rede a diversidade de computadores ou outros dispositivos microprocessados gerados pela filosofia de sistemas abertos, foram criados padrões de camadas para os protocolos.

Existem protocolos proprietários e abertos. Protocolo proprietário é aquele cuja tecnologia é propriedade de uma companhia específica, onde não se pode fazer muita coisa a não ser com autorização desta companhia. Já com protocolo aberto, o acesso à especificação é completo e disponível a um preço acessível ou mesmo por preço nenhum. Em outras palavras: pode-se usá-la ou desenvolver produtos que a usam com baixo custo.

Modelo ISO/OSI Origem:

O modelo OSI (Open System Interconnect) foi criado em 1977 pela ISO

(International Organization for Standartization) com o objetivo de criar padrões de conectividade para a interligação de sistemas de computadores.

Descrição: Os aspectos gerais dessa conectividade foram divididos em 7 níveis funcionais, facilitando assim a compreensão das questões fundamentais de um processo de comunicação entre programas de uma rede de computadores. Cada nível presta serviços ao nível imediatamente acima e serve-se de serviços prestados pelo nível imediatamente abaixo. A interface entre esses níveis se faz de acordo com procedimentos perfeitamente estabelecidos, conhecidos como protocolos.

O modelo ISO/OSI faz uma divisão muito clara das funcionalidades dos níveis de um sistema de comunicação. Ele é de grande auxílio para o entendimento das diversas arquiteturas de comunicação.

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Camadas do padrão ISO/OSI.

Camada 1 – Física: A camada 1 compreende as especificações do hardware utilizado na rede (em seus aspectos mecânicos, elétricos e físicos). Exemplos: padrões mecânicos e elétricos da RS- 232C, RS-485A, padrões para modulação V.2, V.42, etc. A unidade de informação utilizada pela camada física é o bit (um bit de cada vez em transmissões seriais e n bits de cada vez em transmissões paralelas). Esta camada está fortemente padronizada, que torna possível que equipamentos de vários fabricantes possam ser fisicamente conectados entre si, sem problema de incompatibilidade física entre conectores ou incompatibilidade entre os sinais elétricos gerados pelos equipamentos de transmissão.

Camada 2 – Enlace: Esta camada é responsável basicamente pelo acesso lógico ao ambiente físico da rede. Em outras palavras, é a camada que controla como e quando a camada física irá transmitir alguma informação para a rede. A camada de enlace também é responsável pelas funções de controle/correção de erros de transmissão que, porventura, ocorram na camada física e também pelo controle de fluxo. O controle de fluxo é um mecanismo que possibilita ao transmissor saber se o receptor está habilitado a receber dados (o receptor pode estar com os buffers de recepção cheios ou com algum problema momentâneo que o impossibilita de receber dados). A unidade de informação tratada por esta camada é o quadro (frame) ou bloco de informação.

1 FÍSICO

2 ENLACE 3 REDE 4 TRANSPORTE 5 SESSÃO

6 APRESENTAÇÃO 7 APLICAÇÃO

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Camada 3 – Rede: A camada de rede fornece mecanismos para o estabelecimento da conexão entre dois nós da rede que desejem se comunicar. As principais funcionalidades práticas são a adição da capacidade de endereçamento e roteamento de informações na rede. A unidade de informação utilizada é chamada de pacote.

Camada 4 – Transporte: A camada de rede não garante que um pacote chegue ao seu destino, e também não garante que os pacotes recebidos estejam em ordem correta. A camada de transporte acrescenta informações que permitem que este controle seja realizado para prover um serviço de transmissão realmente confiável. Esta camada irá isolar as camadas superiores dos problemas relativos a transmissão dos dados na rede. As principais funções desta camada são a multiplexação (várias conexões de transporte partilhando uma única conexão de rede, particularmente interessante em equipamentos multitarefa), o splitting (uma conexão de transporte ligada a várias conexões) e rede, que permite, por exemplo, a criação de vários endereços virtuais em um único equipamento físico sem que se altere nenhuma aplicação.

Camada 5 – Sessão: A camada de sessão permite a usuários em máquinas diferentes estabelecerem sessões entre eles. Uma sessão permite que sejam utilizados serviços de gerenciamento da conexão entre dois nós de forma mais aperfeiçoada que a camada de transporte. Um dos serviços mais importantes da camada de sessão é o gerenciamento de tokens. Imagine que existem alguns protocolos que enviam uma seqüência de comandos e fica aguardando resposta. Suponha agora que o nó destino fez a mesma operação e também está aguardando. Temos agora os dois equipamentos aguardando resposta um do outro, o que não irá ocorrer. Uma forma de evitar este tipo de problema é através do token. O equipamento que possui o token tem permissão para realizar a operação crítica. A camada de sessão oferece mecanismos para o gerenciamento da passagem desse token. Um outro serviço é a recuperação de erros. Imagine que um arquivo esteja sendo transmitido e ocorra um erro, devido a um colapso total da rede. Depois que a rede retornar a sua operação normal, se não existisse um processo de sincronização, teríamos que abortar a transmissão e recomeçá-la do início.

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Camada 6 – Apresentação: A função da camada de apresentação é realizar transformações nos dados a serem transmitidos. Por exemplo: compressão de dados, criptografia, conversão de códigos, etc. Esta camada se preocupa basicamente com o reconhecimento, interpretação e alterações nos dados a serem transmitidos.

Camada 7 – Aplicação: Esta camada trata dos protocolos de aplicação propriamente ditos. Não define como a aplicação deve ser, mas sim o protocolo de aplicação correspondente. Oferece aos processos de aplicação os meios para que estes utilizem os recursos fornecidos pelas demais camadas. Os processos de aplicação são o usuário do ponto de vista do modelo OSI. Existem vários padrões definidos para esta camada, sendo compartilhados por um grande número de aplicações.

Nesse modelo pode-se notar que as funcionalidades de um sistema de comunicação foram divididas em dois domínios: o da rede, referente à conectividade entre os computadores, descritos pelas camadas 1 a 3 (Física, Enlace e Rede), e o da aplicação, referente à comunicação entre os programas que fazem uso da rede, descrito pelas camadas 5 a 7 (Sessão, Apresentação e Aplicação). A camada 4 (Transporte) é a camada que faz a ligação entre os programas de aplicação e os recursos das redes de computadores.

Aplicação Apresentação Sessão

Camada 7 Camada 6 Camada 5 Aplicação

Transporte Camada 4 Ligação

Rede Enlace Físico

Camada 3 Camada 2 Camada 1 Rede

Divisão das camadas do modelo ISO/OSI.

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Protocolo orientado a caracter ou a bit Os protocolos podem ser classificados quanto à forma de manipulação de dados em protocolos orientados a caracter e protocolos orientados a bit. Os primeiros consideram que a menor unidade de informação é o caracter (normalmente composto de 8 bits), trabalhando, assim, com caracteres ou blocos de caracteres; os orientados a bit não estão presos ao reconhecimento de caracteres - trabalham com bits ou padrões especiais de bits não necessariamente agrupados de 8 em 8.

Uma diferença importante entre esses dois enfoques pode ser verificada quando se necessita realizar uma transferência de arquivo do tipo texto (.doc, .txt, ) e de arquivo do tipo binário (.exe, .com, .obj., .lib); enquanto os arquivos tipo texto costumam utilizar apenas caracteres ditos imprimíveis, como letras, números, símbolos, mais os de formatação de folha, como backspace, line, feed, etc., os arquivos binários não se restrigem apenas a esse conjunto, admitindo qualquer combinação de bits; assim sendo, um protocolo orientado a bit pode tanto manipular arquivos-textos quanto arquivosbinários, enquanto um protocolo orientado a caracter necessita de cuidados especiais para manipular arquivos binários.

Controle de Fluxo - XON / XOFF Vamos iniciar estudando controle do fluxo de dados numa transmissão assíncrona. O protocolo que estudaremos é conhecido como XON / XOFF, é orientado a caracter e muito utilizado com Modens, Plotters, etc.; esse tipo de protocolo é também chamado de handshaking de software.

Sua especificação é bem simples. Depois de iniciada uma transmissão de dados, o

Receptor enviará ao Transmissor o código XOFF quando deseja uma pausa na transmissão de dados, e o código XON quando deseja que a mesma continue.

A figura abaixo mostra o diagrama N-S simplificado de um programa de transmissão que utilize este protocolo.

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Diagrama N-S simplificado de um programa.

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