Redes LAN: Wireless, Servidores, Topologias e Equipamentos

Wireless LAN: Anexa um transmissor/receptor a um NIC especial na estação de trabalho ou laptop e um ponto de acesso. É essencialmente uma topologia estrela. É uma solução para warehouses, bolsa de valores, prédios históricos ou com concreto espesso, escritórios.

Para criar uma rede wireless:

1. Dispositivo do usuário (estação wireless)
2. Rede de área local cabeada
3. Ponto de acesso (roteador wireless)

Basic Service Set (BSS): No centro da célula está o ponto de acesso. Todos os dispositivos de usuários comunicam-se com esse ponto de acesso e concorrem para o mesmo conjunto de frequências.

Extended Service Set (ESS): Múltiplas células são suportadas por múltiplos pontos de acesso. Dispositivos do usuário se comunicam com o ponto de acesso mais próximo e podem mover-se de uma célula para outra. Cada célula usa um conjunto diferente de frequências para comunicação entre o dispositivo do usuário e o ponto de acesso.

Configuração ponto-a-ponto, ou ad hoc: Não há ponto de acesso no centro de uma célula. Cada dispositivo de usuário se comunica diretamente com outro dispositivo de usuário. Essa configuração pode ser encontrada em uma reunião de negócios. Trabalham melhor com um número pequeno de dispositivos.

Como o algoritmo limita quando uma estação de trabalho pode transmitir? Níveis de prioridade. Se um dispositivo de usuário deseja transmitir e o meio está inativo, o dispositivo não tem permissão de transmitir imediatamente. O dispositivo espera por um pequeno período de tempo chamado interframe space (IFS). Se o meio ainda estiver inativo depois do IFS, o dispositivo permite transmitir.

Como o interframe space proporciona um sistema de prioridade? Um dispositivo quer transmitir para um ponto de acesso. Recua e espera. Há um limite de quantas vezes um dispositivo recuará (contador de recuo). Ao iniciar, o dispositivo zera o contador de recuo e ouve o meio. Quando o meio se torna ocioso, o dispositivo demora para o DIFS.

Por que wireless Ethernet precisaria de quatro campos de endereço? – Fonte e destino. – Duas possibilidades de endereços de ponto de acesso.

Sistema Operacional de Rede: Robusto. Programa complexo que pode gerenciar recursos comuns na maioria das LANs. Executa os serviços padrões dos SO. Gerencia: Um ou mais servidores; Múltiplas impressoras de rede; Uma ou mais redes físicas; Um grande número de usuários que estão diretamente (e remotamente) conectados à rede.

Funções de suporte à rede: Coordenação de todos os recursos e serviços na rede; O processamento de requisição da estação de trabalho “cliente”, ou usuário. – Login de usuário na rede; Validação das contas.

Novell NetWare: A interface de usuário é virtualmente invisível ao usuário, foi o primeiro a executar o redirecionamento em uma LAN. 1ª versão: estrutura similar a um banco de dados que contém nome, senhas e grupos de usuários. NDS, OES.

Windows NT e Windows Server: Tem efetivamente substituído o sistema operacional NetWare da Novell. Projetado para funcionar em uma rede e compartilhar arquivos e periféricos. Oferece ferramentas administrativas para suportar múltiplos usuários, servidores e uma grande gama de dispositivos periféricos de rede. Suporta aplicações que permite aos usuários criarem, acessarem e exibirem páginas web.

Unix: Tornou-se extremamente popular em ambientes acadêmicos. Pode ser encontrado em estações monousuário, computadores mainframe e servidores. Interface baseada em texto (gráfico). Muitos consideram-no um dos melhores SO para suportar grandes aplicações (banco de dados multiusuário e servidores baseados na Web).

Linux: Uma versão baseada no conceito do UNIX. Vantagens: Gratuito, o código fonte pode ser modificado e é pequeno. Execução rápida e funções que suportam rede, Suporta USB, SCSI, RAID, Capaz de operar no modo plug-and-play, Atende as necessidades de muitos tipos de negócios.

Mac OS X Server: Capaz de suportar workgroups Macintosh e Windows, É baseado no conceito UNIX, Rápido, eficiente e estável, Incorpora aplicativos de software de código aberto, É compatível com uma grande variedade de dispositivos.

Custo: Windows, NetWare e Unix costumam ser vendidos com licenças por assento (usuários). – Mac OS X Server pode ser comprado atualmente com licença para 10 assentos ou ilimitada. – Linux pode até ser gratuito.

Vantagem:

• NetWare é um excelente servidor de arquivos, mas está próximo da extinção.
• Windows Server é um excelente servidor de aplicações.
• Unix e Linux oferecem potência e flexibilidade.
• Mac OS X Server é um sistema poderoso e estável em ambiente Apple, e tem ganhado a aceitação do mercado de PCs.

Servidores: Computador que armazena recursos de software, Sistema operacional de rede, Aplicações de computador, Programas. Executa um ou mais serviços de rede para clientes conectados.

Servidores de rede: suportam o sistema operacional de rede – Servidores FTP: suportam sites FTP (File Transfer Protocol) – Servidores Web: armazenam páginas da Web. – Servidores DNS: convertem URLs para endereços IP.

RAID: Protege o servidor de falhas de disco graves. É um conjunto de técnicas para a interface de várias unidades de disco rígido em um computador. O RAID é utilizado principalmente para o armazenamento redundante de dados em várias unidade de disco rígido, com exceção da primeira técnica de RAID.

Virtualização de servidor: Fazer que um computador (ou servidor) atue como se fosse vários computadores (ou servidores). Se sofre problemas de software os outros servidores virtuais não serão afetados mesmo sendo executados na mesma máquina. Desvantagem: complexidade adicional de software e de gerenciamento humano.

Servidor appliance: Consiste em uma única unidade ou caixa que dá suporte a muitas funções de rede: serviços de FTP, serviços de arquivo e impressão e configurações VPN. Não são projetados para utilização intensa.

Servidor blade: Reside em uma placa de circuito impresso. São muito compactos. Quando combinados em dúzias ou centenas, podem apresentar grande potência. Se um servidor blade falhar é relativamente simples desconectá-lo e substituí-lo por unidade em funcionamento.

LAN: Interconecta uma variedade de dispositivos de comunicação de dados dentro de uma pequena área geográfica e transmite dados à uma alta taxa de transferência de dados. Capacidade de permitir aos usuários compartilhar recursos de hardware e software.

Vantagens: Compartilhar recursos de maneira econômica e eficiente. A evolução dos componentes pode ser independente da evolução do sistema e vice-versa, Altas taxas de transferências e baixas taxas de erros.

Desvantagem: Incorporar uma LAN em um ambiente existente requer muito planejamento, treinamento, suporte e dinheiro.

LAN de Barramento: O barramento é um cabo coaxial linear ao qual vários dispositivos ou estações de trabalho se conectam.

LAN ESTRELA: Determina como os dados se movem em uma rede de estação para estação de trabalho. Todas as estações de trabalho estão conectadas a um dispositivo central, Todas as estações utilizam esse canal para envio e recebimento dos dados.

Características: Gera muito tráfego. Mantém a operação bastante simples. O barramento em estrela age como um barramento. É estrela porque todos os dispositivos estão conectados ao hub por linhas radiais.

Vantagem: Instalação e manutenção simples, Componentes de baixo custo, Grande volume de produtos compatíveis.

Colisão: Ocorre quando duas ou mais estações escutam o meio ao mesmo tempo, não ouvem nada e então transmitem seus dados ao mesmo tempo.

Comutadores: Podem ser usados para interconectar múltiplas estações em uma única LAN ou interconectar múltiplas LANs.

Backplane: Hardware do comutador, rápido o suficiente para suportar a largura de banda agregada ou o total de todas as portas.

VLAN: É um subgrupo lógico em uma rede local criado por meio de comutadores e software.

Criar uma rede local sem fio:

1. Dispositivo de usuário (estação sem fio) com um NIC especial que recebe e transmite os sinais sem fio.
2. Rede local com fio.
3. Ponto de acesso (roteador com fio) que se comunica com o dispositivo sem fio do usuário. O ponto de acesso é o dispositivo de interface entre o dispositivo sem fio do usuário e a rede local com fio.

Adaptadores de Interface de Rede: Implementação de hardware de um protocolo de LAN da camada de enlace de dados. Dispositivo que liga dois sistemas juntos. A maioria dos adaptadores Ethernet tem um conector RJ45 fêmea (8P8C) para um cabo de par trançado (UTP). Existe adaptadores Ethernet de fibra óptica.

Placas de Interface de Rede (NICs): Possuem conectores apropriados para um barramento de expansão do computador, como interconexão de componentes periféricos (PCI). Ainda há modelos mais antigos disponíveis que suportam outros tipos de barramentos.

Endereço de MAC: A maioria dos adaptadores de interface de rede também têm endereços de hardware atribuídos permanentemente a eles por seus fabricantes. É um valor hexadecimal de 6 bytes (ou 48-bit) permanentemente armazenados na memória só de leitura.

• Os primeiros 3 bytes do endereço consiste de um identificador organizacionalmente exclusivo (OUI) que é atribuído ao fabricante pelo (IEEE).
• Os 3 bytes são um único valor gerado pelo próprio fabricante.
• Os protocolos da camada de link de dados usam esses endereços para identificar exclusivamente cada nó em uma rede.
• Para exibir o endereço de hardware de um adaptador de interface de rede do computador no Windows, execute o utilitário Informações do Sistema (Msinfo32.exe), ou o comando ipconfig /all no prompt de comando. Em um sistema Unix ou Linux, você pode executar o comando ifconfig.

Funções do Adaptador de Interface de Rede:

1. Transferência de dados
2. Buffer de dados
3. Encapsulamento de dados
4. Controle de acesso ao meio (MAC)
5. Conversão paralelo/serial
6. Codificação/decodificação de sinal
7. Transmissão/recepção de dados

Funções Opcionais do Adaptador de Rede: Processamento offloading – detecção de erro – grande processamento de envio – processamento Ipsec Gerenciamento de Rede Wake-on-LAN (acordar a LAN) Tolerância a falhas de rede Várias portas Ambiente de execução pré-inicialização.

Que comprar quando quase todos os computadores tem uma placa-mãe com um adaptador integrado a ela? – Acelerar a rede – Utilizar um meio alternativo – Gerenciar a rede – Usar a agregação de link – Adicionar recursos – Padronizar uma configuração.

Considere os seguintes critérios antes de comprar:

• Protocolo de camada de link de dados
• Velocidade de transmissão
• Interface de rede
• Tipo de bus de sistema
• Disponibilidade de driver
• Preço

Solução de Problemas:

• Verifique se o cabo de rede está bem encaixado no conector do adaptador de interface de rede.
• Verifique a conexão do cabo no hub ou switch.
• Tente usar um cabo diferente.
• Tente substituir o cabo de rede entre o painel de distribuição e o hub ou switch.
• Verifique se o driver correto do dispositivo esteja instalado. Atualize os drivers para o seu sistema operacional antes de abrir o computador.
• Verifique se todos os outros componentes de software necessários para comunicações de rede estão instalado e configurado corretamente.
• Verifique se o fabricante do adaptador proporciona uma utilidade que inclui características de diagnóstico para testar as funções da placa.
• Se encontrar algum problema, – Abra o computador e fisicamente examine o adaptador.

Repetidores: Cabos muito longos podem causar atenuação de sinal Impedem o mecanismo Ethernet MAC de funcionar corretamente.

Função: Um repetidor é uma caixa com dois conectores de cabo que amplifica todos os sinais que chegam através de um conector e transmite-os através do outro. O repetidor é um aparelho elétrico que opera na camada física.

Hubs: A primeira especificação Ethernet de camada física para o cabo UTP é chamado de 10Base-T Exige que os computadores e outros nós para sejam conectados a um aparelho chamado hub. Hub é simplesmente uma caixa com uma fonte de alimentação e uma série de conectores RJ45 fêmea. Podem ter de 4 a 96 ou mais portas, geralmente em múltiplos de 8. Podem ser pequenos, dispositivos stand-alone, para redes domésticas ou grandes unidades.

Hubs Ethernet As especificações Ethernet limitam o número de hubs que você pode se conectar em uma única rede. Alguns fabricantes também comercializam hubs empilháveis. – Hubs que você pode conectar para expandir a densidade de portas Ethernet, sem reconhecê-los como dispositivos separados.

Repetição de Sinal: Um hub é chamado repetidor de multiportas. Os pacotes transmitidos por qualquer um dos nós da rede são transmitidos para todos os outros nós da rede. Devido as funções de hub, os computadores da rede recebem um grande número de pacotes que eles não precisam. Estes são simplesmente descartados. Isso é terrível quando os níveis de tráfego na rede atingem o ponto de saturação. A distância máxima entre dois nós de rede é estendida. O cabo de ligação de um computador para o hub pode ser de 100 metros de comprimento. A distância entre quaisquer dois computadores na rede pode ser até 200 metros de distância a partir do primeiro computador para o hub e do hub para o segundo computador. Os mecanismo de controle de acesso ao meio de comunicação Ethernet ainda pode funcionar a esta distância, porque o hub repete os sinais. Manipulam sinais elétricos; não lêem nem os interpretam como dados binários.

Domínio de Colisão: Conectar dispositivos, a um hub cria um meio de rede compartilhada e, portanto, um único domínio de colisão. Domínio de colisão é um grupo de dispositivos de rede conectados de tal forma que, se dois dispositivos de transmitirem ao mesmo tempo, ocorre uma colisão.

Sinal Cruzado: Função fornecida por um hub. Redes UTP estão cabeadas diretamente. Em algum ponto, no entanto, é necessário um cruzamento, de modo que os dados de um computador que envia ao longo do pino de transmissão chegue a outro computador no pino receptor. O hub provê esse cruzamento.

Problema: Quando tem mais de um hub em uma rede. Se um hub de oito portas está completamente preenchido, pode-se adicionar outro hub para a rede para fornecer mais portas. Se usar um cabo de rede padrão para conectar uma porta padrão em um hub a uma porta padrão em outro, será introduzido dois crossovers no circuito (que se anulam mutuamente). Deixa o pino de transmissão conectado ao pino de transmissão.

SOLUÇÃO: PARA CONECTAR HUBS JUNTOS DEVE USAR UMA PORTA UPLINK ESPECIAL QUE NAO INCLUI UM CIRCUITO DE CROSSOVER

Formas de Implementação:

• Dedicado (sem um circuito crossover)
• Alternado (a passagem de sinal pode ser ativada ou desativada)
• Automático (detecta se está ligada a um computador ou a um hub)

Porta Uplink: Certifique-se de contar a porta de uplink quando totalizar as portas disponíveis para conexões de computador. Em alguns casos, um hub de oito portas pode realmente ter apenas sete portas disponíveis para conexões de computador, porque é uma porta de uplink. Para conectar dois hubs use um cabo de rede padrão para conectar a porta uplink em um hub para a porta padrão do outro hub. Não conecte uma porta uplink a outra porta uplink. Cada segmento de computador em computador deve ter um e somente um crossover. Se nenhum dos dois polos inclui uma porta de uplink, conecte-os por meio de um cabo crossover. Um cabo crossover tem os pinos de transmissão em cada conector ligados aos pinos receber no outro conector. Criando o circuito de passagem do cabo. Também é possível usar um cabo crossover para criar uma simples rede de dois nós de ligação entre dois computadores sem um hub. Use um cabo crossover para conectar um computador a uma porta de hub padrão. Quando desejar conectar mais de dois hubs você pode encadeá-los.

Escolher um Hub: A maioria dos hubs Ethernet no mercado suportam as especificações elétricas para diversas velocidades de transmissão. Selecione um que suporte a velocidade usada em sua rede. Se tem uma mistura de velocidades em execução na mesma rede, ou se há planejamento para uma atualização gradual para uma velocidade mais elevada, hubs de várias velocidades pode valer a pena.

Switches: Equipamentos que permitem a ligação de redes de forma mais rápida e eficiente.

Funcionalidade: Funcionam na camada de enlace Têm inteligência suficiente para:

• Receber o quadro
• Calcular o CRC
• Abrir o quadro
• Checar o endereço de destino
• Encaminhar para a porta correta

Pelo fato de transmitir o quadro pelo cabo, também funciona na camada física. Os hubs não possuem essa inteligência Os hubs funcionam apenas na camada física.

Cut-through:

• Menos latência
• Os quadros são imediatamente transmitidos assim que recebidos.
• Pode ser que alguns quadros sejam retransmitidos, caso cheguem defeituosos.
• Encaminha os quadros sem fazer verificações.

Store-and-forward:

• A latência é maior
• Todos os quadros são verificados antes de serem transmitidos
• Há maior garantia da entrega do quadro sem erros.
• Existem vários fabricantes de switches no mercado, Cada fabricante tem seu produto destinado a um tipo de negócio Modelos destinados ao mercado SOHO (Small Office Home Office).

Roteadores: Os hubs funcionam na camada 1. Os switches funcionam nas camadas 1 e 2. Os roteadores funcionam na camada 3 – camada de rede do modelo OSI. Os roteadores são equipamento do tipo ponte. São responsáveis por fazer o roteamento dos pacotes IP.

Diferença entre Switch e Roteador:

Switch: O endereçamento é da camada de enlace. Endereço MAC das interfaces de rede.

Roteador: Utiliza o sistema de endereçamento da camada de rede. Endereço IP.

Endereço IP: Identifica os computadores que pertencem a essa rede. Os endereços IP variam dentro de uma determinada faixa para uma rede. Para se conectar com redes WAN é necessário que o computador receba outro endereço IP. Esse endereço IP precisa ser conhecido pelo roteador da rede, e é fornecido pelo provedor de serviço de comunicação. O endereço IP é definido em classes, como A, B, C, D e E. Cada classe possui uma faixa de endereçamento e é destinada a algum tipo de rede (local, militar, governamental ou à internet).

Protocolo RIP: Usa mecanismo baseado na distância entre os roteadores. Essa distância é medida em hops. Na transmissão de pacotes, o protocolo RIP usa a rota cuja quantidade de saltos é menor.

Protocolo OSPF: Primeiro caminho mais curto aberto. Usa o mesmo mecanismo do RIP. Se preocupa com a qualidade da comunicação entre os roteadores. A escolha do caminho é baseada no congestionamento ou funcionamento dos roteadores. Usa a rota que tiver com o tráfego mais rápido como intermediária para a passagem dos pacotes.