Disciplina: Rede de Computadores Prof.: Jakson Silva | Topologia de Rede | P2P
Disciplina: Rede de Computadores Prof.: Jakson Silva
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Topologias e Arquiteturas de Rede
Prof.: Jakson Silva
WWW.ESCOLAPARCERA.COM.BR
• O que é Rede de Computadores:
Uma rede de computadores é formada por um conjunto de máquinas eletrônicas e outros dispositivos interligados entre si, com processadores capazes de trocar informações e partilhar recursos.
Proporcionar uma visão abrangente dos
fundamentos das redes de computadores, permitindo o entendimento dos principais
conceitos teóricos e práticos relacionadas
a este campo de conhecimento, que proporcionará base para aprofundamento nesta área em aplicações futuras.
• Exposição participada com o uso de suportes em
– Indicação de leitura;
– Atividade de pesquisa de campo; e
– Exercícios sobre temática abordada.
• Área Geográfica;
• Topologia;
Classificação por área geográfica
• PANs (Personal Area Network);
• LANs (Local Area Network);
• WLAN (Wireless Local Area Network);
• MANs (Metropolitan Área Network);
• WANs (Wide Area Network).
SAN (Storage Area Network – Área de Armazenamento de Rede)
LAN (Local Area Network – Armazenamento de Rede Local)
PAN (Personal Area Network - Armazenamento de Rede Pessoal)
MAN (Metropolitan Area Network - Armazenamento de Rede Metropolitano)
WMAN (Wireless Metropolitan Area Network - Armazenamento de Rede Metropolitano Sem Fio)
WAN ( Wide Area Network – Grande Armazenamento de Rede)
WWAN (Wireless Wide Area Network - Grande Armazenamento de Rede Sem Fio)
RAN (Regional Area Network - Armazenamento de Rede Regional)
CAN (Campus Area Network - Armazenamento de Rede Escolar)
LAN (Local Area Network – Armazenamento de Rede Local)
Um conceito mais definido seria: é um conjunto de hardware e software que permite a computadores individuais estabelecerem comunicação entre si, trocando e compartilhando informações e recursos.
MAN (Metropolitan Area Network - Armazenamento de Rede Metropolitano)
Interligam vários LAN geograficamente próximos (no máximo, a algumas dezenas de quilómetros).
WAN (Wide Area Network – Grande Armazenamento de Rede)
WLAN (Local Area Network – Armazenamento de Rede Local Sem Fio)
É uma rede local que usa ondas de rádio para fazer uma conexão Internet ou entre uma rede
SAN (Storage Area Network – Área de Armazenamento de Rede)
É uma rede destinada exclusivamente a armazenar dados.
PAN (Personal Area Network - Armazenamento de Rede Pessoal)
é uma rede doméstica que liga recursos diversos ao longo de uma residência. Através da tecnologia Bluetooth obtém-se uma rede PAN.
CAN (Campus Area Network - Armazenamento de Rede Escolar)
é uma ligação entre vários computadores de vários edifícios numa determinada área (EX.
Universidades, Escolas, etc).
GAN (Global Area Network – Armazenamento de Rede Global)
é uma conexão de redes de longa distância ao longo do globo.
• A topologia de rede descreve como é o layout de uma rede de computadores através da qual há o
tráfego de informações, e também como os
dispositivos estão conectados a ela.
• A Topologia de rede influenciará em diversos
pontos considerados críticos, como : flexibilidade,
velocidade e segurança .
Componentes de uma Rede -
A topologia de rede é o canal no qual o meio de rede está conectado aos computadores e outros componentes de uma rede de computadores. Essencialmente, é a estrutura
topológica da rede, e pode ser descrito física ou
logicamente. A topologia de uma rede de comunicação irá, muitas vezes caracterizar seu tipo, eficiência e velocidade.
• Topologias
Vejamos a seguir alguns exemplos de Topologias existentes:
sistemas de automação industrial.
– Todos os computadores acessam a rede igualmente;
– Performance não é impactada com o aumento de usuários.
– Falha de um computador pode afetar o restante
– Problemas são difíceis de isolar.
• Topologia Barramento
Rede em barramento é uma topologia de rede em que todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados. Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador
tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão
e é preciso reiniciar a transmissão.
– Uso de cabo é econômico;
– Mídia é barrata, fácil de trabalhar e instalar;
– Simples e relativamente confiável;
– Fácil expansão.
– Rede pode ficar extremamente lenta em situações de tráfego pesado;
– Problemas são difíceis de isolar;
– Falha no cabo paralisa a rede inteira.
As conexões partem de um ponto central (concentrador),
normalmente um hub ou switch. É o modelo mais utilizado atualmente. Neste tipo de rede, todos os usuários comunicam- se com um nó central, tem o controle supervisor do sistema,
chamado host.
– A codificação e adição de novos computadores é simples;
– Falha de um computador não afeta o restante da rede. Desvantagem:
– Uma falha no dispositivo central paralisa a rede inteira.
• Topologia Malha
Todos os nós estão atados a todos os outros nós, como se estivessem entrelaçados. Já que são vários os caminhos
possíveis por onde a informação pode fluir da origem até o
destino, neste tipo de rede, o tempo de espera é reduzido e eventuais problemas não interrompem o funcionamento da
• Topologia Árvore
A topologia em árvore é essencialmente uma série de barras
interconectadas. Geralmente existe uma barra central onde outros ramos menores se conectam. Esta ligação é realizada através de derivadores e as conexões das estações realizadas do mesmo modo que no sistema de barra padrão. Atualmente
não se usa a topologia em árvore, por que caso haja falha, a
rede pode ser comprometida.
Qual a topologia?
Tipos de componentes de uma rede
 Hardware de Rede
 Topologias
 Protocolos
 Arquiteturas
Componentes Físicos em uma Rede
Componentes de uma Rede - Físicos
• Hardware de Rede
A placa de rede é um dos principais componentes dentro de
uma rede de computadores. Ela pode estar integrada à placa mãe de um computador ou separada dela. É o componente que toma a informação do computador e a envia pelo cabo de rede, ou pelo ar no caso de uma rede sem fio.
Esse componente é o responsável de mover o sinal da rede de um cabo para outro. No caso de um "hub" básico, o sinal de um computador é enviado para todos os outros; cada placa de
rede decide se a informação recebida é para ela, e a descarta
Os switches são hubs inteligentes, pois podem criar tabelas
que lhe permitem saber qual computador está conectado a cada uma das portas. Com essa inteligência, um switch não transmite toda a informação para todos os outros computadores conectados a ele, e sim apenas ao computador
destino. A tecnologia de switching ajuda a reduzir a congestão
de uma rede e deve ser utilizada em redes de 10 ou mais computadores.
Os roteadores são switches inteligentes, pois são cientes da existência de outras redes (os hubs e switches são cientes apenas da rede à qual servem). Os roteadores são utilizados para conectar uma rede local (LAN) com outra, muitas vezes
através de grandes distâncias, usando portadoras de dados
• Os pacth panels são utilizados para organizar os
cabos, e possibilitam uma fácil identificação dos pontos de rede no rack. Eles são utilizados para fazer a conexão entre o cabeamento que sai do rack e
chegam às tomadas (cabeamento horizontal) ou em
outro patch panel interligando outro rack (cabeamento vertical). Isso permite que a mudança de um determinado usuário seja feita fisicamente
no Rack sem a necessidade de alterar o cabeamento
Repetidor é um equipamento utilizado para interligação de redes idênticas. Ele recebe todos os pacotes de cada uma das redes que interliga e os repete nas demais redes sem realizar qualquer tipo de tratamento sobre os mesmos. Não se pode usar muitos destes dispositivos em uma rede local, pois degeneram o sinal no domínio digital e causam problemas de sincronismo entre as interfaces de rede.
Componentes de uma Rede - Meio Físico
O meio mais utilizado hoje é o Ethernet. O padrão Ethernet
vem subdividido em: Coaxial/10base2, Par Trançado Não
Blindado – UTP/10BaseT e UTP/100baseT e Gigabit ethernet.
Também pode ser conectado por Fibra óptica, um fino filamento contínuo de vidro com uma cobertura de proteção
que pode ser usada para conectar longas distâncias.
• Elementos de Cabeamento
Componentes de uma Rede - Lógicos
Um protocolo pode ser definido como "as regras que
governam" a sintaxe, semântica e sincronização da
comunicação entre sistemas computacionais. De um modo geral, os protocolos são conjuntos de regras que regem a comunicação. Um exemplo clássico é a comparação entre protocolos de computadores e protocolos humanos, como
• Exemplos de Protocolos:
 IP (Internet Protocol)
 TCP (Transmission Control Protocol)
 HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
 FTP (File Transfer Protocol)
 ICMP (Internet Control Message Protocol)
Hoje, o protocolo mais usado é o TCP/IP, versão IPv4, e espera- se que passemos a utilizar o IPv6. Ele é um protocolo
suportado por praticamente todos os sistemas operacionais.
• Arquiteturas – Exemplos:
 Cliente/Servidor
 Peer-to-Peer (P2P)
• Arquitetura Cliente/Servidor
O modelo cliente-servidor, em computação, é uma estrutura de
aplicação distribuída que distribui as tarefas e cargas de trabalho
entre os fornecedores de um recurso ou serviço, designados
como servidores, e os requerentes dos serviços, designados como clientes. Um servidor é um host que está executando um ou mais
serviços ou programas que compartilham recursos com os
clientes. Um cliente não compartilha qualquer de seus recursos, mas solicita um conteúdo ou função do servidor. Os clientes iniciam sessões de comunicação com os servidores que aguardam requisições de entrada.
• Arquitetura Peer-to-Peer (P2P)
Peer-to-peer (do inglês par-a-par ou simplesmente ponto-a- ponto, com sigla P2P) é uma arquitetura de redes de computadores onde cada um dos pontos ou nós da rede funciona tanto como cliente quanto como servidor,
permitindo compartilhamentos de serviços e dados sem a
necessidade de um servidor central. As redes P2P podem ser configuradas em casa, em Empresas e ainda na Internet. Todos os pontos da rede devem usar programas compatíveis para ligar-se um ao outro. Uma rede peer-to-peer pode ser usada para compartilhar músicas, vídeos, imagens, dados, enfim qualquer coisa com formato digital.
Transmissões Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex
• Quanto ao sentidos em que a informação pode ser transmitida através de um canal entre emissores e receptores, as transmissões de dados podem ser de 3 tipos:
• Neste caso, as transmissões podem ser feitas apenas
num só sentido, de um dispositivo emissor para um
ou mais dispositivos receptores; é o que se passa,
por exemplo, numa emissão de rádio ou televisão;
em redes de computadores, normalmente, as transmissões não são desse tipo
• Nesta modalidade, uma transmissão pode ser feita
nos dois sentidos, mas alternadamente, isto é, ora num sentido ora no outro, e não nos dois sentidos ao mesmo tempo; este tipo de transmissão é bem
exemplificado pelas comunicações entre
computadores (quando um transmite o outro escuta e reciprocamente); ocorre em muitas situações na comunicação entre computadores.
• Neste caso, as transmissões podem ser feitas nos
dois sentidos em simultâneo, ou seja, um dispositivo pode transmitir informação ao mesmo tempo que pode também recebe-la; um exemplo típico destas
transmissões são as comunicações telefónicas;
também são possíveis entre computadores, desde que o meio de transmissão utilizado contenha pelo menos dois canais, um para cada sentido do fluxo
• Outro exemplo
• Disciplina: Rede de Computadores
• Prof.: Jakson Silva
UTP (Unshielded Twisted Pair, que significa,
literalmente, "cabo de par trançado sem blindagem"). Os cabos blindados por sua vez, se dividem em três categorias: FTP, STP e SSTP.
• Os cabos STP (Shielded Twisted Pair) vão um pouco
além, usando uma blindagem individual para cada par de
cabos. Isso reduz o crosstalk e melhora a tolerância do cabo com relação à distância, o que pode ser usado em
situações onde for necessário crimpar cabos fora do
padrão, com mais de 100 metros:
Veja ambos
• Automatic Private IP Addressing - APIPA
• Quando usamos endereçamento IPv4 em uma rede, é necessário configurar manualmente os IPs nas
estações de trabalho ou então utilizar um servidor
DHCP para atribuir esses endereços
automaticamente - que é o procedimento mais comum.
• Porém, se o servidor DHCP falhar ou não estiver disponível em uma rede Windows, neste caso, as máquinas na rede local não receberão suas
configurações de rede, incluindo o endereço IP. Para
tentar garantir que, num caso desses, as máquinas
ao menos consigam se comunicar entre si dentro da própria rede local (LAN), podemos usar o serviço do APIPA - também conhecido como Endereço de Link
• Usando o APIPA é possível garantir que as máquinas
consigam se comunicar em uma rede local, mesmo que
não haja servidores DHCP disponíveis para atribuir endereços aos hosts, ou que as máquinas não possuam configuração de IP fixo. Neste caso, o cliente DHCP
atribui a si próprio um endereço IP de uma faixa pré-
determinada, assim como uma máscara de sub-rede.
• Quando um servidor DHCP se tornar disponível na rede novamente, o cliente efetuará uma requisição de IPs normalmente, substituindo o endereço APIPA pelo
endereço que será fornecido pelo servidor. De acordo
com a Microsoft, o serviço do APIPA verifica a cada 5 minutos se um servidor DHCP está disponível na rede.
• Faixa de Endereços do APIPA
• Existe uma faixa de endereços reservados pelo IETF que são atribuíveis por meio do APIPA:
• 169.254.0.1 até 169.254.255.254
• sendo que o primeiro e último blocos dessa faixa são reservados, de modo que as estações, na verdade, irão receber endereços localizados na seguinte faixa:
• 169.254.1.0 até 169.254.254.255
• Também será usada a máscara de sub-rede classe
• figura a seguir mostra uma máquina com Windows
10 fazendo uso do serviço do APIPA, pois o servidor
DHCP da rede foi desligado e ela não conseguiu obter
configurações de rede. Note o endereço IP (169.254.61.237) e a máscara de sub-rede utilizada
(255.255.0.0):
Configurações de propriedades do
"Configuração Alternativa" (Alternate Configuration),
Rede do Windows, nas Protocolo TCP/IP, guia
• Utilidade do APIPA
• Se as máquinas em uma rede local estão recebendo endereços APIPA, isso significa que há algo de errado na comunicação com o servidor DHCP da rede.
• Neste caso, as máquinas recebem endereços
aleatórios para uso, determinados pelos seus
sistemas operacionais, que emitem pacotes ARP na rede local para determinar quais endereços podem
ser usados, pois não podemos ter endereços IP
duplicados em uma rede local.
• Patch Cable defeituoso
• Servidor DHCP com problemas
• Sem conexão adequada à rede sem fio
• Cabeamento fixo com problemas
• Problemas em uma ou mais portas do switch
• Ou seja, problemas que, em última instância, levem à quebra de comunicação entre as estações e o servidor DHCP da rede.