Fundamentos de Redes de Computadores: Topologias e Conceitos

Topologias de Rede

Barramento

A topologia de Barramento constitui-se em um único cabo, conhecido como backbone, que conecta todos os computadores da rede em uma linha única.

Componentes da Topologia Barramento

• Cabo coaxial
• Conectores T-BNC
• Terminadores

Vantagens do Barramento

• Facilidade na instalação
• Simples e barato
• Minimiza a quantidade de cabos
• Fácil expansão

Desvantagens do Barramento

• Se o cabo principal falhar, toda a estrutura entra em colapso
• Limitação de conexão

Anel

Na topologia de Anel, os pacotes circulam por todos os dispositivos da rede, onde cada um possui seu endereço. Cada nó tem sua vez para enviar e receber informações. O fluxo de informação é unidirecional.

Em termos práticos, nessas redes, a fiação, que geralmente é realizada com cabos coaxiais, possui conectores BNC em formato de "T". Uma das pontas é conectada ao computador e a outra leva a informação adiante, prosseguindo para a máquina seguinte.

Vantagens da Topologia Anel

• Todos os computadores acessam a rede igualmente
• A performance não é impactada com o aumento de usuários

Desvantagens da Topologia Anel

• A falha de um computador pode afetar o restante da rede
• Os problemas são difíceis de isolar

Estrela

Na topologia de Estrela, os dispositivos estão ligados por meio de vários cabos a um único dispositivo de comunicação central.

Componentes da Topologia Estrela

• Cabo par trançado
• Conectores RJ-45

Vantagens da Topologia Estrela

• A configuração e adição de novos computadores é simples
• Gerenciamento centralizado

Desvantagem da Topologia Estrela

• Uma falha no dispositivo central paralisa a rede inteira

Tipos de Comunicação e Transmissão

Difusão (Broadcast)

A Difusão é quando a informação que sai de um computador é enviada para todos os computadores através de um meio compartilhado. Apenas o destinatário processa a informação.

Características da Difusão

• Pacotes contêm endereços de origem e destino

Ponto a Ponto (Unicasting)

A comunicação Ponto a Ponto é utilizada em redes geograficamente maiores. Redes ponto a ponto com um receptor e um transmissor podem ser chamadas de unicasting.

Conceitos Essenciais de Redes

Rede

Uma Rede é um conjunto de equipamentos interligados que partilham informação, recursos e serviços.

Modos de Transmissão de Dados

• Unicast

  Pacote de dados enviado para um endereço especificado. Transmissão feita por um emissor, destinada a apenas um receptor na rede. Exemplos: SMTP, FTP.

• Broadcast

  Há apenas um remetente, mas o pacote é enviado para todos os receptores da rede. Apenas o destinatário processará a informação.

• Multicast

  Comunicação na qual um pacote é enviado para um grupo específico de dispositivos ou clientes, não necessariamente todos.

Classificação de Redes por Abrangência

• LAN (Local Area Network)

  Usadas para conectar computadores pessoais e estações de trabalho em escritórios ou empresas, permitindo o compartilhamento de recursos e trocas de informações. Possuem tamanho restrito. Tecnologia comum: um cabo ao qual todas as máquinas estão conectadas (10, 100, 1000 Mbps).

• MAN (Metropolitan Area Network)

  Abrange uma cidade.

• WAN (Wide Area Network)

  Compostas por hosts, conectados por sub-redes. Exemplos: empresas de telefonia, internet.

Componentes de Infraestrutura de Rede

• Linhas de Transmissão

  Transportam os bits entre as máquinas. São formadas por fios de cobre, fibra óptica ou enlaces de rádio.

• Elementos de Comutação

  Computadores especializados em conectar três ou mais linhas de transmissão.

Domínio de Colisão

O Domínio de Colisão é uma área lógica onde os pacotes podem colidir uns contra os outros, em particular no protocolo Ethernet. Quanto mais colisões ocorrem, menor é a eficiência da rede.

Bridges

As Bridges (pontes) mapeiam o datagrama MAC e a porta, conhecendo os dispositivos e enviando de forma objetiva. Diminuem em 50% a probabilidade de colisão, aumentando a performance. Criam uma fila de espera, gerenciando os pacotes enviados.

Topologia Lógica

A Topologia Lógica é a maneira como os sinais agem sobre os meios de rede, ou a maneira como os dados são transmitidos através da rede, de um dispositivo para o outro.

Sub-rede

Uma Sub-rede é composta por pontos de comutação e linhas de transmissão. Exemplo: interligação entre países.

Paradigma Mestre/Escravo

No Paradigma Mestre/Escravo, a unidade mestre informa qual endereço usar, quando podem transmitir, por quanto tempo, qual frequência podem usar, etc.