Projeto e Instalação de Servidores

Prof.: Roberto Franciscatto

Projeto e Instalação de Servidores

Fundamentos de Redes de Computadores - Parte 1

• O que é uma Rede de Computadores?

• Conjunto de módulos de processamento interconectadosatravés de um sistema de comunicação, cujo objetivo é

Introdução

1 – Fundamentos de Redes de Computadores

através de um sistema de comunicação, cujo objetivo écompartilhar recursos e trocar informações.

• Qual a função de uma Rede de Computadores?

• A função básica de qualquer rede é transportar dados deum ponto a outro.

Introdução


um ponto a outro.

• Embora a tarefa pareça simples à primeira vista, naprática as redes são entidades complexas, compostas dediferentes camadas.

• Atualmente, existem redes Ethernet de:

• 100 megabits (Fast Ethernet) e• 1000 megabits (Gigabit Ethernet) são as mais usadas.

Evolução do cabeamento


• Ambos os padrões utilizam cabos de par trançadocategoria 5 ou 5e.

• As placas também são intercompatíveis: você podeperfeitamente misturar placas de 100 e 1000 megabits namesma rede.

• Nos dois extremos tem-se ainda:

• as placas de 10 mbps• as placas de 10 gbps (10G)



• as placas de 10 gbps (10G)

Tal evolução demandou também melhorias no cabeamentoda rede.

• Padrões de 10 megabits

• 10BASE-5 (baseados em cabos coaxiais)• alcance: 500 metros



• alcance: 500 metros• estações em cada segmento de rede: 100

• 10BASE-2 (baseados em cabos coaxiais)• alcance: 185 metros• estações em cada segmento de rede: 30

• Padrões de 10 megabits

• 10BASE-T (baseados em par trançado)• alcance: 100 metros



• alcance: 100 metros

• 10BASE-F (baseados em cabos de fibra óptica)• alcance: 2000 metros + repetidores

• Pergunta: uma rede de 100 mbps, consegue transmitirquantos MB?

• Fast Ethernet

• Atinge 100 megabits e é composto por três padrões:

• 100BASE-TX



• 100BASE-TX

• padrão para cabos par trançado, categoria 5• distância máxima de 100 metros• suporte ao modo full-duplex• cabos categoria 5e

• Fast Ethernet


• 100BASE-T4



• 100BASE-T4

• padrão para cabos par trançado, categoria 3• distância máxima de 100 metros• utiliza os quatro pares do cabo

• Fast Ethernet


• 100BASE-FX



• 100BASE-FX

• padrão para cabos de fibra óptica multimodo

• oferecia a possibilidade de criar links de longadistância, com cabos de até 2 km e a possibilidadede usar repetidores para atingir distâncias maiores.

• pouco utilizado

• Gigabit Ethernet

• 1000BASE-LX

• padrão mais caro, suporta apenas cabos de fibra



• padrão mais caro, suporta apenas cabos de fibraóptica

• faz uso de lasers

• capaz de percorrer distâncias de 02 até 10 km

• utilizado na interligação de backbones


• 1000BASE-SX



• também utiliza fibra óptica, porém com umatecnologia de transmissão mais barata (short wavelaser)

• mesma tecnologia utilizada em CD-ROMs, com feixesde curta distância

• atinge distâncias menores (200 a 500 metros)


• 1000BASE-T



• permite utilizar os mesmos cabos de par trançadocategoria 5 e 5e que as redes de 100 megabits

• alcance de 100 metros, porém maior economia

• modo full-duplex


• 1000BASE-T



• Problemas? Sim !

• Versões PCI e on-board

• A PCI é limitada pelo barramento, oferecendotaxas de transmissão de 500 a 700 megabits,acontecendo o mesmo problema com as placason-board.


• 1000BASE-T



• Solução? Slots PCI-Express !

• Oferece 250 Mbps em cada direção, por linha dedados, o que permite que mesmo um slot x1 atendacom folga uma placa Gigabit Ethernet.




Placa Gigabit Ethernet em versão PCI Express

• 10 Gigabit Ethernet

• Para se utilizar o potencial de uma rede de 10Gbps, qualseria o modelo de barramento ideal?



seria o modelo de barramento ideal?

• Por que os padrões de rede aumentam sua velocidade de10 em 10 vezes (10, 100, 1000, 10G)?


• Os padrões 10G para cabos de fibra óptica se dividem emduas categorias:



duas categorias:

• os padrões de longa distância, que utilizam cabos defibra monomodo e

• os padrões de curta distância, que utilizam cabos defibra multimodo e transmissores mais baratos.


• 10GBASE-LR (Long Range)



• utiliza laseres de 1310 nm e oferece um alcance deaté 10 km (com a possibilidade de atingir distânciasmaiores utilizando cabos de alta qualidade)

• 10GBASE-ER (Extended Range)

• utiliza laseres de 1550 nm e é capaz de cobrirdistâncias de até 40 km


• 10GBASE-ZR

• desenvolvido de forma independente pela Cisco e



• desenvolvido de forma independente pela Cisco eoutros fabricantes, que estende o alcance máximo paraincríveis 80 km.


• 10GBASE-T

• padrão baseado em cabos de par trançado



• padrão baseado em cabos de par trançado• utiliza cabos da categoria 6 e 6a• suportam frequências de até 250 MHz

• Problema?

• Placas e cabos ainda caros...

• Existem cabos de cat 1 até cat 7.

• Cabos cat 5 são suficientes tanto para redes:

• de 100 quanto de 1000 megabits (eles são os

Categorias de Cabos


• de 100 quanto de 1000 megabits (eles são os mais comuns e mais baratos)

• cabos cat 6 e cat 6a estão se popularizando e devem substituí-los ao longo dos próximos anos.

• Os cabos são vendidos originalmente em caixas de 300 metros, ou 1000 pés.

• Cabos cat 5e:

• vendidos em caixas de 300m por R$ 200,00

Categorias de Cabos


• cerca de de R$ 0,66 (metro)

• Os cabos de par trançado:

• possuem 4 pares de fios de cobre trançados

• atingem 100 metros de transmissão

• Categorias 1 e 2

• caíram em desuso pela TIA

• utilizadas nos primordios das redes de

Categorias de Cabos de Par Trançado existentes


• utilizadas nos primordios das redes de comunicação em redes Token Ring,

• velocidade de 2,5 megabits

• não são adequadas para uso em redes Ethernet

• Categoria 3

• primeiro padrão de cabos de par trançado desenvolvido especialmente para uso em redes



• 16 MHz

• uso no padrão 10BASE-T

• possuem no mínimo 24 tranças por metro, sendo muito mais resistentes a ruídos externos.

• cada par de cabos tem um número diferente de tranças por metro

• Categoria 4

• funcionam a até 20 MHz

• utilizadas em redes Token Ring com velocidades



• utilizadas em redes Token Ring com velocidades de 16 mbps

• não é mais reconhecida pela TIA

• Categoria 5

• requisito mínimo para as redes:

• 100BASE-TX



• 100BASE-TX• 1000BASE-T

• que são respectivamente, os padrões 100 e 1000 megabits usados atualmente.

• suportam frequências de até 100 MHz

• Categoria 5

• cabos cat 5 foram substituídos por cabos cat 5e,



• versão aperfeiçoada do padrão, com normas mais estritas

• de forma a reduzir a interferência entre cabos e a perda de sinal

• Categoria 5

• Descobrir a categoria de um cabo é simples, haja vista que a mesma vem impresso no próprio cabo



vista que a mesma vem impresso no próprio cabo

• Categoria 6

• originalmente desenvolvida para ser usada no padrão Gigabit Ethernet



padrão Gigabit Ethernet

• seu alcance é de 100 metros também, porém sua funcionalidade é similar aos cabos cat 5e

• frequência de até 250MHz

• podem ser usadas na redes 10G, neste caso seu alcance é de apenas 55 metros

• Categoria 6

• para permitir o acesso de até 100 metros em redes 10G, foi criada uma nova categoria de cabos:



redes 10G, foi criada uma nova categoria de cabos:

• categoria 6a (“a” de augmented ou ampliado)

• suportam frequências de até 500 MHz

• Categoria 6a

• medidas para reduzir o crosstalk



• distanciá-los usando um separador

• aumento da espessura do cabo de 5.6mm para 7.9mm

• menos flexíveis

• Categoria 6a



Cabo cat 6a, com o espaçador interno e comparação entre a espessura do mesmo volume de cabos cat 5e e cat 6a

• Categoria 6a



Cabo cat 6a, com o espaçador interno e comparação entre a espessura do mesmo volume de cabos cat 5e e cat 6a

• Categoria 6a

• Diferença entre os conectores RJ 45 (cat 5 e cat 6)



• Categoria 7

• Podem vir a ser utilizados no padrão 100Gbps, que está em estágio inicial de desenvolvimento



que está em estágio inicial de desenvolvimento

• Conectores TERA (inteiramente blindado)

• Cabos blindados e sem blindagem

• Os cabos sem blindagem são chamados de UTP

Categorias de Cabos de Par Trançado - Tipos


• 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.

• Cabos FTP (Foiled Twisted Pair)

• Utilizam a blindagem mais simples.



• Uma fina folha de aço ou de liga de alumínio envolve todos os pares do cabo

• protegendo-os contra interferências externas,

• mas sem fazer nada com relação ao crosstalk, ou seja, a interferência entre os pares de cabos

• Cabos FTP (Foiled Twisted Pair)



• Cabos STP (Shielded Twisted Pair)

• Utiliza a blindagem individual para cada par de cabos



cabos

• melhora a tolerância do cabo com relação a distância

• Cabos SSTP (Screened Shielded Twisted Pair)

• também chamados de SFTP

• blindagem individual com a blindagem externa



• blindagem individual com a blindagem externa

• indicados para ambiente com fortes interferências

• Topologia de Redes com fio

• Todas as topologias de redes locais são baseadas emtrês tipos básicos: barramento, estrela e anel.

REDES LOCAIS

5 – Redes de Computadores – Princípios Básicos

três tipos básicos: barramento, estrela e anel.

• Topologia Barramento

REDES LOCAIS


• Topologia estrela

REDES LOCAIS


• Padrão de montagem do conector RJ-45

REDES LOCAIS


• Os cabos de pares metálicos podem ser de três tipos:

• Pino a pino (Straight-through), no qual as duas pontastêm a mesma sequência de cores (tanto faz ser 568A ou

REDES LOCAIS


têm a mesma sequência de cores (tanto faz ser 568A ou568B); serve para conectar dispositivos diferentes, ou seja:host-switch, host-hub, roteador-switch e roteador-hub;


• Crossover, no qual as duas pontas têm sequênciasdiferentes; uma ponta usa a 568A e a outra a 568B; serve

REDES LOCAIS


diferentes; uma ponta usa a 568A e a outra a 568B; servepara conectar dispositivos semelhantes, ou seja:

• host-host, switch-switch, hub-hub e switch-hub. Aexceção é a conexão de um host diretamente a umroteador, o que raramente é usado;


• Console (rollover) é um cabo serial que utiliza o conectorRJ-45 na ponta que vai conectada ao roteador/switch, e

REDES LOCAIS


RJ-45 na ponta que vai conectada ao roteador/switch, eserve para conectar um host à porta de console de umroteador (ou switch);

• usado para configuração desses dispositivos atravésdo programa Hyper Terminal, disponível no sistemaoperacional do host. Os fios são conectados em ordeminversa: 1-8, 2-7, 3-6 ... 8-1.

• Hubs e switches compreendem o coração da rede

• Permitem que todos os pontos se comuniquem entre si


HUBS, SWITCHES E ROTEADORES

entre si

• É possível ligar vários hubs e switches entre si (até um máximo de 7) caso necessário

• Diferenças entre Hubs e Switches

• O Hub simplesmente retransmite tudo que recebe a todos os micros da rede



a todos os micros da rede

• O Switch por sua vez fecha canais exclusivos de comunicação entre o micro que está enviando os dados e o micro que está recebendo

• Permite assim que vários micros troquem informações entre si ao mesmo tempo

• Operação básica dos Switches

• Switches cut-through



• o switch inicia a retransmissão dos frames imediatamente após receber os headers

• neste modo não existe nenhum tipo de verificação no frame, simplesmente o retransmite da forma como os dados foram recebidos


• No modo store-and-forward o switch armazena o pacote na memória, realiza algumas verificações



pacote na memória, realiza algumas verificações básicas e só então envia o pacote ao destinatário, descartando pacotes inválidos e solicitando a retransmissão de pacotes corrompidos.


• Qual a diferença entre switches gerenciáveis e não gerenciáveis?



não gerenciáveis?

• Gerenciáveis, fornecem uma interface para administração e configuração do mesmo


• Outra categoria de switches, são os chamados switches intermediários “smart switchs”



switches intermediários “smart switchs”

• possibilidade de criar redes virtuais • ativar o uso de QOS


• Existem também os "stackable switchs" (switches empilháveis) que podem ser combinados para



empilháveis) que podem ser combinados para formar switches maiores.

• Eles normalmente são produzidos no formato 1U, de forma a serem instalados em racks para servidores




Switch empilhável


• É possível interligar um switch a outro de forma que eu possa ter mais portas disponíveis em um



que eu possa ter mais portas disponíveis em um mesmo segmento de rede?

• A resposta é SIM !




Ligação de três hubs switches em modo daisy chain

• Roteadores

• Podemos caracterizar como o topo da cadeia evolutiva



• Os roteadores são ainda mais inteligentes, pois são capazes de interligar várias redes diferentes e sempre escolher a rota mais rápida para cada pacote de dados.

• Os roteadores operam no nível 3 do modelo OSI, procurando por endereços IP em vez de endereços MAC.

• Roteadores



• Roteadores

• Os roteadores são inteligentes o suficiente para determinar o melhor caminho a seguir.



• Inicialmente, o roteador procurará o caminho com o menor número de hops: o caminho mais curto.

• Mas se por acaso perceber que um dos roteadores desta rota está ocupado demais (o que pode ser medido pelo tempo de resposta), ele procurará caminhos alternativos para desviar do trecho de lentidão.

• Roteadores

• Os roteadores podem ser desde PCs comuns, com duas ou mais placas de rede, até supercomputadores capazes de gerenciar centenas de links de alta



capazes de gerenciar centenas de links de alta velocidade.

• Muda o desempenho e muda o sistema operacional usado, mas o trabalho é fundamentalmente o mesmo.

• Roteadores



Roteador Cisco com diversos links de fibra óptica

• Exercícios (em duplas)

• Você foi contratado para fazer um projeto de uma rede de computadores para uma empresa. Dentre



rede de computadores para uma empresa. Dentre os recursos que precisam estar neste projeto estão:

• placas, concentradores, cabeamento, etc.

• Faça um esboço deste projeto com todos os materiais de rede que seriam necessários adquirir, para uma rede inicial de dez computadores e um servidor no modelo cliente-servidor .

Dúvidas, sugestões ouquestionamentos

[email protected]

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