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  1. Redes de Computadores

  2. Grade Curricular 2007 Redes de Computadores (240 horas) Administração de Serviços Internet (105 horas) Segurança em Redes (60 horas)

  3. Ementa Redes Locais • Introdução • Nível Físico • Nível de Enlace • Nível de Rede • Nível de Transporte • Níveis Superiores Sistemas Operacionais • Windows 2003 • Linux • Open Solaris 10

  4. Referências Bibliográficas • TANEMBAUM, A. “Redes de Computadores". Prentice-Hall, 4ª Edição, 2003. • TANEMBAUM, A. “Sistemas Operacionais Modernos". Prentice-Hall • SOARES, Luis Fernando Gome. "Redes de Computadores - Das LAN’s, MAN’s e WAN’s às Redes ATM". Editora Campus, 1995. • RHODES, Peter D. "Building a network : how to specify and design, procure, and install a corporate LAN". New York, NY : McGraw-Hill, 1996. • STEVENS, W. Richard. "UNIX network programming". Englewood Cliffs, NJ : Prentice-Hall, 1990. • COMER, Douglas. "Internetworking with TCP/IP". Volume I, II e III. Prentice-Hall, 1991. • STALLINGS, Willian. "Data and Computer Comunnication". Prentice-Hall, 1997. • HUITEMA, C. "Routing in the Internet". Prentice-Hall, 1997. • THOMAS, Stephen A. " IPng and the TCP/IP protocols : implementing the next generation internet". Nova York: J.Wiley, 1996.

  5. Evolução em Redes • A história das redes de computadores é complexa. Ela envolveu pessoas do mundo inteiro nos últimos 35 anos. Apresentamos aqui uma visão simplificada de como evoluiu a Internet. Os processos de invenção e comercialização são muito mais complicados, mas pode ser útil examinar o desenvolvimento fundamental.

  6. Definição IEEE . . . • “... Um sistema de comunicação de dados com dispositivos independentes que se comunicam entre si, em uma área geográfica limitada, utilizando-se de canais de comunicação com taxas de dados limitada.”

  7. Definição Geral • Uma Rede Local é um conjunto de cabos, equipamentos, Softwares e periféricos, interligados, com a finalidade de compartilhar recursos e informações, disponíveis aos usuários através de estações de trabalho.

  8. Finalidade das Redes Locais • Compartilhar banco de dados, Softwares, discos rígidos e periféricos para vários departamentos • Interligar Bancos de Dados de diferentes áreas ou departamentos • Prover um meio eficiente de comunicação e trânsito de mensagens – Correio Eletrônico • Tornar o sistema de computação descentralizado

  9. Evolução em Redes • Anos 40: • Computadores eram enormes dispositivos eletromecânicos propensos a falhas. • Em 1947: • Invenção do transistor semicondutor criou várias possibilidades para a fabricação de computadores menores e mais confiáveis. • Anos 50: • Grandes Computadores chamados MAINFRAMES: • Usados por Grandes Empresas, • Programados com Cartão, • Processamento e Armazenagem Centralizados. • Terminais Burros, • Final dos anos 50: • Inventado o circuito integrado, • Combinação de milhões de Transistores em uma única pastilha chamada “Bolacha”. Na evolução, surgem pastilhas que combinam vários circuitos digitais que chegam a casa dos 50 milhões de transistores por pastilha.

  10. Evolução em Redes • Anos 60 e 70: • Surgem computadores menores, chamados de minicomputadores. • Em 1977, a Apple Computer Company apresentou o microcomputador, também conhecido como computador pessoal. • Anos 80: • Em 1981 a IBM apresentou o seu primeiro computador pessoal o IBM PC de arquitetura aberta, • A criação de circuitos integrados com densidades elevadas de componentes levou a disseminação do uso de computadores pessoais nas casas e nos escritórios. • Usuários com computadores “Stand Alone” começaram a compartilhar dados usando Modems para fazer conexão a outros computadores: • Eram conhecidas como comunicação ponto-a-ponto ou dial-up. • Este conceito se expandiu com a utilização de computadores que operavam como o ponto central de comunicação em uma conexão dial-up. • Estes computadores eram chamados de Bulletin Boards (BBS). • Os usuários faziam a conexão aos BBSs, onde deixavam ou pegavam mensagens, assim como faziam upload e download de arquivos. • A desvantagem deste tipo de sistema era que havia pouquíssima comunicação direta entre usuários e apenas com aqueles que conheciam o BBS.

  11. Evolução em Redes • Limitações das BBS era que cada computador precisava de um modem para cada conexão, • Cinco pessoas quisessem se conectar simultaneamente, seria necessário ter cinco modems conectados a cinco linhas telefônicas separadas. • Tendo início nos anos 60 e continuando pelos anos 70, 80 e 90, o Departamento de Defesa americano (DoD) desenvolveu grandes e confiáveis redes de longa distância (WANs) por razões militares e científicas. • Esta tecnologia era diferente da comunicação ponto-a-ponto usada nas BBD. Ela permitia que vários computadores se interconectassem usando vários caminhos diferentes. • A própria rede determinaria como mover os dados de um computador para outro. Em vez de poder comunicar com apenas um outro computador de cada vez, muitos computadores podiam ser conectados usando a mesma conexão. • A WAN do DoD com o tempo veio a se tornar a INTERNET.

  12. Fatores que levam ao avanço da utilização de Redes • Evolução do uso da Tecnologia de Informação (IT) • Altas velocidades na transmissão de dados • Internet • Convergência (Dados, Voz, Imagem) • VoIP • Backbone Centralizado • Cabeamento e Networking • Diminuição de Custos • Otimização do uso da rede, maior performance • Redução dos custos dos componentes ópticos

  13. Demanda por maior Largura de Banda • Videoconferência • Internet e variações • Usuários • SW de Gestão • Desktop • processadores de texto • processadores de planilhas

  14. Evolução das Redes Locais 10Gb/s 1Gb/s T A X A D E T R A N S M I S S Ã O 1G 622 Mb/s ESCON Fibre Channel FDDITP-PMD ATM 100M BroadbandVideo 10BASE-T/FL 10M 16MTokenRing Baseband Video 4M Token Ring IBM 3270 1M StarLAN 1 DCP 100K 10K EIA-232 1K 1975 1980 1985 1990 1995 2000

  15. Telefonia Dados Mundo Unificado Redes de Dados e Telefonia • Gastos duplicados para se manter as LANs e as linhas telefônicas no desktop a cada ano • O sinal de Voz pode ser facilmente suportado pelos sistemas de switches de alta performance das LANs atuais • Já existem padrões aceitos pela indústria - APIs/standards Infraestrutura de Cabeamento Switching Gerenciamento DDI / WAN

  16. Telefone IP Produtos de Voz sobre IP • Porta Ethernet • p/ PC • Seguimento IP Ethernet ou SWITCH

  17. Convergência É FATO! • A Convergência Demanda Largura de Banda

  18. Estimativa do MercadoEthernet 10 Gbps Taxa de transmissão Ethernet Ano em que as vendas excederam US$ 100 milhões 10 Mbps (10 Base - T) 10 Mbps Switched 100 Mbps (100 Base - T) 1 Gbps (1000 Base - SX/LX) 10 Gbps (sobre FO ou UTP) 1989 1992 1995 1998 2007 Fonte: Force 10 Networks Nov/99 Santa Clara, CA

  19. Sistemas de Transporte de Informação por Velocidade Rede 10Gbps Rede 1Gbps Rede 100Mbps Rede 10Mbps ? UTP Cat.5 ou 5e ? UTP Level 6 ou STP Level 7 Fibra Óptica

  20. Média de Erros por Milhão de Frames Transmitidos em 100BaseT Erros / Milhão 80.000 60.000 40.000 20.000 Cat 7 Cat 6 e 6a Cat.5e Cat.5 Fonte: Anixter Jan/2000 Doc.: The Limitations of Cat.5e

  21. Os Efeitos das Retransmissões numa Rede Fast Ethernet Retransmissões Velocidade da Transmissão 0 % 100 Mbps 1 % 20 Mbps 2 % 4 Mbps 3 % 0.8 Mbps 4 % 0.16 Mbps 5 % 0.032 Mbps Fonte: Anixter Jan/2000 Doc.: The Limitations of Cat.5e

  22. 125 Mhz 125 Mhz 125 Mhz 125 Mhz De 100BaseT Para 1000BaseT 31.25 Mhz 31.25 Mhz

  23. Evolução em Redes

  24. Evolução em Redes

  25. Evolução em Redes

  26. Evolução em Redes

  27. Backbone RNP

  28. Classificação de Redes

  29. LAN (Local Area Network) • Geografia limitada : Interligam computadores de uma sala, prédio ou conjunto de prédios • Redes LANs geralmente são particulares-em oposição às WANs. Há custos de implantação,manutenção e gerenciamento • Oferecem taxas tipicamente de até que as 10 Gbps ! • A distância curta permite estabelecer o tempo máximo de retardo nas transmissões

  30. Aplicações em LAN • Processamento distribuído : Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados • Acesso à base de dados corporativa • Suporte a ferramentas de trabalho cooperativo • Correio eletrônico local • Automação industrial : uso de CLPs, • manipuladores, robôs, etc • Redes Back-end : universidades, centros de • Pesquisa : interligação de multiprocessadores, etc

  31. Exemplo LAN

  32. MAN (Metropolitan Area Network) • Finalidade : para distâncias intermediárias, tais como escritórios ou prédios em uma mesma cidade ou em um campus universitário • Nesse caso, redes comutadas (WAN) não apresentam uma boa relação custo/benefício • Oferecem uma possibilidade de crescimento estruturado

  33. MAN (cont.) • Utilizam tecnologias semelhantes às LANs (ATM,FDDI) • São otimizadas para distâncias intermediárias • Metroredes Fotônicas trabalham com vários comprimentos de onda CWDM e DWDM • Apresentam um tempo de retardo e taxa de erros um pouco maiores que as LANs • Otimizam a relação custo/benefício : oferecem taxas superiores às das WANs, por custos semelhantes ao das LANs

  34. Aplicações MAN • Interligação entre as LANs nos escritórios de uma empresa, e a WAN nas centrais de comutação • Interligação de LANs com uma distância que cobre uma cidade, ou campus.

  35. Exemplo MAN

  36. WAN (Wide Area Network) • Interligam computadores em cidades, países e até continentes distintos • Geralmente são redes públicas ou de grandes companhias que prestam serviços (Telebras) • Oferecem taxas típicas mais baixas que as redes locais : 9600bps, 64Kbps, 1.5Mbps 2Mbps, 34Mbps, 155 Mbps e 625 Mbps • Envolvem infra-estrutura dispendiosa : fios, cabos, centrais comutadoras, cabos submarinos, sistemas de rádio terrestre ou de satélite

  37. WAN (Wide Area Network) (cont.) • Empresas geralmente contratam ou alugam canais de acordo com as suas necessidades • O compartilhamento da infra-estrutura barateia seu custo • Recentemente surgiram as redes RDSI, que oferecem serviços de chaveamento de pacotes e chaveamento de circuitos (Frame Relay e ATM)

  38. Exemplo WAN

  39. Exemplo LAN, MAN, WAN

  40. SAN (Storage Area Network) • Na computação, um Storage Area Network (área de armazenamento em rede, em português) é uma rede projetada para agrupar dispositivos de armazenamentos de informações. Os SANs são mais comuns nos armazenamentos de grande porte. • Existem duas variações de SANs: • 1. Uma rede na qual o propósito principal é a transferência de dados entre computadores e dispositivos de armazenamento. Um SAN consiste em uma infra-estrutura de comunicação que provê conexões físicas com uma camada de gerenciamento, que organiza as conexões, os dispositivos de armazenamento e os computadores, tornando a transferência de dados robusta e segura. • 2. Um sistema de armazenamento formado por dispositivos de armazenamento, computadores e/ou aplicações, e todo um controle via software, comunicando-se através de uma rede de computadores.

  41. Topologias

  42. Topologia Física

  43. Ponto-a-Ponto

  44. Exemplo Ponto-a-Ponto

  45. Multiponto

  46. Multiponto

  47. Topologias LANs e MANs

  48. Topologia Estrela

  49. Topologia Estrela

  50. Topologia Estrela (cont.)