Redes de Computadores Aula 5

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Redes de ComputadoresAula 5
PRONATEC Técnico em Informática

• Prof. Rafael Silva

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Equipamentos de Rede
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Componentes de expansão e segmentação

• As Distâncias maiores que os limites de cabos, o
  aumento no número de computadores, o excesso de
  tráfego, a necessidade de conexão entre redes em
  locais distintos, entre outros problemas levam a
  necessidade de duas tarefas no ambiente de rede
• Expansão da rede.
• Segmentação da rede.

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Equipamentos de Expansão

• Expandir uma rede significa estender os limites
  além dos cabos.
• Isto é comum, conforme as redes crescem e se
  multiplicam.
• Dois componentes de rede são importantes neste
  processo
• Repetidores
• Hubs

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Repetidores

• O repetidor é um dispositivo responsável por
  ampliar o tamanho máximo do cabeamento da rede.
  Ele funciona como um amplificador de sinais.
• Assim ele realmente funciona como um extensor
  do cabeamento da rede. É como se todos os
  segmentos de rede estivessem fisicamente
  instalados no mesmo segmento.

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Hubs

• Os Hubs são dispositivos concentradores,
  responsáveis por centralizar a distribuição dos
  dados em redes fisicamente ligadas em estrelas.
• Funciona como uma peça central, que recebe os
  sinais transmitidos pelas estações e os
  retransmite para todas as demais.

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(No Transcript)
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RepetidoresPatch Panel

• O Patch Panel é um sistema passivo com um painel
  contendo conectores.
• Ao invés dos cabos que vêm dos computadores
  conectarem-se diretamente ao Switch, eles são
  conectados ao Patch Panel e o Patch Panel é
  conectado ao Switch. Dessa forma, o Patch Panel
  funciona como um grande concentrador de tomadas e
  evita a manipulação de cabos diretamente no
  Switch, que é um equipamento sensível e mais
  caro.

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Patch Panel
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Uso de Patch Panel
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Equipamentos de Segmentação

• Com a expansão das redes, o numero de
  computadores em um único segmento leva ao
  congestionamento de tráfego.
• Para resolver este problema é necessário
  segmentar a rede, ou em outras palavras, dividir
  um único segmento em vários segmentos menores e
  de mais fácil controle e manipulação.

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Equipamentos de Segmentação

• Os componentes de rede que efetuam a segmentação
  são
• Ponte (Bridge)
• Switch
• Roteador

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Equipamentos de SegmentaçãoBridges (Pontes)

• A ponte é um repetidor Inteligente. Tem a
  capacidade de ler e analisar os dados que estão
  circulando na rede.
• A ponte não replica para outros segmentos dados
  que tenham como destino o mesmo segmento de
  origem.
• Outro papel da ponte é o de interligar redes que
  possuem arquiteturas diferentes.
• Um modem ADSL por exemplo pode ser uma ponte,
  comunicando redes diferentes.

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Modem ADSLFunciona como bridge
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Equipamentos de SegmentaçãoBridges (Pontes)
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Equipamentos de SegmentaçãoSWITCH

• O switch é um hub que, em vez de ser um repetidor
  é uma ponte.
• Ao invés de replicar os dados recebidos para
  todas as suas portas, ele envia os dados somente
  para o micro que requisitou os dados através do
  endereço MAC da placa de rede.

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Equipamentos de SegmentaçãoSWITCH

• Os switches trazem microprocessadores internos,
  que garantem ao aparelho um poder de
  processamento capaz de traçar os melhores
  caminhos para o trafego dos dados, evitando a
  colisão dos pacotes e ainda conseguindo tornar a
  rede mais confiável e estável.
• A diferença entre Bridge e Switch está
  principalmente no número de portas, além de ter
  um desempenho maior por permitir várias
  transações ao mesmo tempo.

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Equipamentos de SegmentaçãoSWITCH
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Equipamentos de SegmentaçãoHUB-SWITCH

• O hub-switch é uma evolução do hub. O hub-switch
  é mais avançado que o hub e menos que o switch.
• Os hub-switches são uma boa opção para redes
  domésticas, que possuem poucos computadores,
  devido ao seu custo.
• O hub-switch é um intermediário de ambos os
  equipamentos hubs e switches , sendo indicado
  para redes com menos de 24 computadores.

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Equipamentos de SegmentaçãoHUB-SWITCH

• Um hub comum recebe as informações e as envia
  para todos os computadores da rede, o que a deixa
  mais lenta. Já o hub-switch envia os dados
  somente para o computador que os requisitou.
• O switch é mais inteligente que o hub-switch,
  pois gerencia um maior numero de estações e
  possui para isto um microprocessador mais
  avançado.

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Equipamentos de SegmentaçãoHUB-SWITCH
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Equipamentos de SegmentaçãoRoteadores

• Os roteadores escolhem o melhor caminho para o
  envio de um pacote, considerando para isto a
  camada lógica da rede(Protocolo).
• Em redes grandes pode haver MACs iguais,
  impossibilitando o endereçamento somente físico
  dos dados.
• Em outras palavras, o roteador é um dispositivo
  responsável por interligar redes diferentes,
  inclusive podendo interligar redes que possuam
  topologias físicas diferentes.

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Roteador Cisco
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Equipamentos de SegmentaçãoRoteadores
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Meios de Transmissão

• Conteúdo
• 1. Introdução
• 2. Meios de Transmissão
• 2.1. Par Trançado         2.1.1. UTP        
  2.2.2. STP
• 2.2. Cabo Coaxial         2.2.1. Cabo Coaxial
  Fino         2.2.2. Cabo Coaxial Grosso
• 2.3. Fibra Ótica        2.3.1. Comparação das
  Fibras Óticas e dos Fios de Cobre

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Na comunicação de dados são usados muitos tipos
diferentes de meios de transmissão. A escolha
correta dos meios de transmissão no projeto de
redes de computadores é fundamental, pois o
cabeamento utilizado, ao contrário do software,
tem vida útil em torno de 15 anos. É importante
saber também qual a topologia mais adequada ao
perfil do usuário, como a rede evoluirá com o
correr do tempo e quanto se pretende investir na
instalação da mesma. Entre os meios de
transmissão, os condutores de cobre sob a forma
de par trançado ou cabo coaxial são os mais
comuns. Recentemente, o uso de fibra óptica tem
crescido muito.
1. Introdução
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2.1. Par Trançado (UTP/STP)
O par trançado é  o meio de transmissão mais
antigo e ainda mais usado para aplicações de
comunicações. Consiste em dois fios idênticos de
cobre, enrolados em espiral, cobertos por um
material isolante. Essa característica ajuda a
diminuir a susceptibilidade do cabo a ruídos de
cabos vizinhos e de fontes externas por toda sua
extensão. Sua transmissão pode ser tanto
analógica quanto digital, apesar de ter sido
produzido originalmente para transmissão
analógica. A largura de banda depende da
espessura do fio e da distância percorrida.

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O conector utilizado é o RJ-45

• Vantagens
• simplicidade
• baixo custo do cabo e dos conectores
• facilidade de manutenção e de detecção de falhas
• fácil expansão
• Desvantagens
• necessidade de outros equipamentos como hubs
• Existem dois tipos de par trançado par trançado
  sem blindagem (UTP - Unshielded Twisted Pair) e
  par trançado blindado (STP - Shielded Twisted
  Pair).

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2.1.1. Par trançado sem blindagem (UTP)
É composto por pares de fios sendo que cada par
é isolado um do outro e todos são trançados
juntos dentro de uma cobertura externa. Não
havendo blindagem física interna, sua proteção é
encontrada através do "efeito de cancelamento",
onde mutuamente reduz a interferência
eletromagnética de radiofrequência.
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Uma grande vantagem é a flexibilidade e
espessura dos cabos. O UTP não preenche os dutos
de fiação com tanta rapidez como os outros cabos.
Isso aumenta o número de conexões possíveis sem
diminuir seriamente o espaço útil. Os UTPs são
divididos, atualmente, em 7 categorias

fig.3 - Cabo par trançado sem blindagem
Categoria 7 Transmissão de Dados de 40 a 100Gbps Ainda em fase de teste
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2.1.2. Par trançado blindado (STP)
Possui uma blindagem interna envolvendo cada par
trançado que compõe o cabo, cujo objetivo é
reduzir a distorção do sinal. Um cabo STP
geralmente possui 2 pares trançados blindados e
pode alcançar uma largura de banda de 300 MHz em
100 metros de cabo, 300Mbps.
Utiliza uma classificação definida pela IBM,
baseada em diferentes características de alguns
parâmetros, como diâmetro do condutor e material
utilizado na blindagem, sendo ela 1, 1A, 2, 2A,
6, 6A, 9, 9A.
fig.5 - STP em Bobina com 4 condutores
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Vantagens

• alta taxa de transferência
• pouca distorção do sinal

Desvantagens
A blindagem causa uma perda de sinal que torna
necessário um espaçamento maior entre os pares de
fio e a blindagem, o que causa um maior volume de
blindagem e isolamento, aumentando
consideravelmente o tamanho, o peso e o custo do
cabo.
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2.2. Cabo Coaxial Consiste num fio de cobre
rígido que forma o núcleo, envolto por um
material isolante que, por sua vez, é envolto em
um condutor cilíndrico, freqüentemente na forma
de uma malha entrelaçada. O condutor externo é
coberto por uma capa plástica protetora, que o
protege contra o fenômeno da indução, causada por
interferências elétricas ou magnéticas.
fig.6 - Camadas do Cabo Coaxial
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• Além de sua utilização em redes locais, é muito
  usado para sinais de televisão, como por exemplo
  transmissão de TV a cabo. Vantagens
• fácil instalação
• baixo custo quando instalado em barramento único
  sem uso de hub
• Desvantagens
• Fio único de cobre pode quebrar
• detecção de falhas dificultada, principalmente em
  ambiente que não contenham hub coaxial

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Cuidados na hora da instalação Verificar a
qualidade dos elementos que constituem o
cabeamento cabos, conectores e terminadores.
Esses devem ser de boa qualidade para evitar
folgas nos encaixes, o que poderia causar mal
funcionamento a toda rede. Conectores O tipo
mais comum de conector usado por cabos coaxiais é
o BNC (Bayone-Neill-Concelman). Diferentes tipos
de adaptadores estão disponíveis para conectores
BNC incluindo conectores T e terminadores.
fig. 7 - Conector BNC
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2.2.1. Cabo coaxial fino Também conhecido como
CABO COAXIAL BANDA BASE ou 10BASE2, é utilizado
para transmissão digital, sendo o meio mais
largamente empregado em redes locais. A topologia
mais usual é a topologia em barramento. A
especificação 10BASE2 refere-se à transmissão de
sinais Ethernet utilizando esse tipo de cabo. O 2
informa o tamanho máximo aproximado do cabo como
sendo de 200 metros. Na verdade, o comprimento
máximo é 185 metros. As taxas variam de 10 a 50
Mbps.

• Vantagens
• é maleável
• fácil de instalar
• sofre menos reflexões do que o cabo coaxial
  grosso, possuindo maior imunidade a ruídos
  eletromagnéticos de baixa freqüência

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• 2.2.2. Cabo coaxial grosso
• Conhecido como CABO COAXIAL BANDA LARGA ou
  10BASE5, é utilizado para transmissão analógica.
  A especificação 10BASE5 refere-se à transmissão
  de sinais Ethernet utilizando esse tipo de cabo.
  O 5 informa o tamanho máximo aproximado do cabo
  como sendo de 500 metros.
• Esse cabo tem uma cobertura plástica protetora
  extra que ajuda manter a umidade longe do centro
  condutor.
• Vantagens
• Comprimento maior que o coaxial fino
• É muito utilizado para transmissão de imagens e
  voz.
• Desvantagens
• falhas no Cabo param toda a rede
• Menos maleável que o Coaxial Fino

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2.3. Fibra Ótica Uma fibra ótica é constituída
de material dielétrico, em geral, sílica ou
plástico, em forma cilíndrica, transparente e
flexível, de dimensões microscópicas comparáveis
às de um fio de cabelo. Esta forma cilíndrica é
composta por um núcleo envolto por uma camada de
material também dielétrico, chamada casca. Cada
um desses elementos possuem índices de refração
diferentes, fazendo com que a luz percorra o
núcleo refletindo na fronteira com a casca.
fig. 10 - Fibra Ótica
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A fibra ótica utiliza sinais de luz codificados
para transmitir os dados, necessitando de um
conversor de sinais elétricos para sinais óticos,
um transmissor, um receptor e um conversor de
sinais óticos para sinais elétricos. É
totalmente imune a interferências
eletromagnéticas, não precisa de aterramento e
mantém os pontos que liga eletricamente isolados
um do outro. O padrão 10BaseF refere-se à
especificação do uso de fibras óticas para sinais
Ethernet. O conector mais usado com fibras óticas
é o conector ST, similar ao conector BNC. No
entanto, um novo tipo está ficando mais
conhecido, o conector SC. Ele é quadrado e é mais
fácil de usar em espaços pequenos.
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• Vantagens
• perdas de transmissão baixa e banda passante
  grande mais dados podem ser enviados sobre
  distâncias mais longas.
• pequeno tamanho e peso vem resolver o problema
  de espaço dutos das grandes cidades e em grandes
  edifícios comerciais.
• imunidade a interferências não sofrem
  interferências eletromagnéticas.
• isolação elétrica não há necessidade de se
  preocupar com aterramento e problemas de
  interface de equipamento, uma vez que é
  constituída de vidro ou plástico, que são
  isolantes elétricos.

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• Desvantagens
• fragilidade das fibras óticas deve-se tomar
  cuidado ao se lidar com as fibras, pois elas
  quebram com facilidade.
• dificuldade de conexões das fibras óticas por
  ser de pequeníssima dimensão, exigem
  procedimentos e dispositivos de alta precisão na
  realização de conexões e junções.
• falta de padronização dos componentes óticos o
  contínuo avanço tecnológico e a relativa
  imaturidade não tem facilitado e estabelecimento
  de padrões.
• alto custo de instalação e manutenção.

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2.3.6. Comparação das Fibras Óticas e dos Fios de
Cobre
A fibra tem muitas vantagens - ela pode
gerenciar larguras de banda muito mais largas do
que o cobre. - os repetidores só são
necessários a cada 30Km de distância, o que em
comparação com o cobre, representa economia. -
a fibra também tem a vantagem de não ser afetada
por interferência magnética. Por mais estranho
que possa parecer, as companhias telefônicas
gostam da fibra por outra razão ela é fina e
leve. As fibras não desperdiçam luz e
dificilmente são interceptadas. Por essas razões,
trata-se de uma alternativa muito mais segura
contra possíveis escutas telefônicas. Vale
lembrar, no entanto, que a fibra é uma tecnologia
nova, que requer conhecimentos de que a maioria
dos engenheiros não dispõem. As interfaces de
fibra são mais caras do que as interfaces
elétricas.
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FIM DESTE CONTEÚDO