08 - cabeamento LAN

Introdução

Cabeamento LAN, Hardware de topologia e interface físicos

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Introdução

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A velocidade de computadores e das interfaces de redes são diferentes, na verdade as interfaces chegam a superar.

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Como é possível então interfacear diferentes computadores que tem diferentes velocidades entre si?

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Como funciona a interação entre um computador lento e uma rede mais rápida?

Professor: Arlindo Tadayuki Noji

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Introdução

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

A resposta está na independência das placas de rede.

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A CPU não trata o envio e o recebimento dos bits na rede. Em vez disso é utilizado um hardware de propósito específico: placa adaptadora de rede ou placa de interface de rede. (NIC).

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Interface de rede ď Ź

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Barramento da CPU

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Interface de rede ď Ź

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Cada NIC pode ser instalado verticalmente em socket, com um lado da NIC exposto para fora do gabinete.

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Funcionamento de uma NIC Ethernet

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Uma NIC tem componente eletrônicos suficientes para operar de forma independente da CPU.

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Para a CPU uma NIC não é diferentes de qualquer outro dispositivo de E/S.

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Quando a CPU quer transmitir dados, ele monta um pacote na memória e informa a interface NIC. A NIC se encarrega de todos os detalhes e faz a transmissão, enquanto que a CPU pode ficar fazendo outras coisas.



A interface NIC avisa do termino do serviço através de uma interrupção.

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Funcionamento de uma NIC Ethernet 

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Quando uma NIC recebe um pacote de dados, ele verifica o Checksum, o endereço de destino. Se o endereço de destino for igual ao da NIC ou se for endereço de bloadcast, a NIC copia os dados para a memória e avisa a CPU através de um interrupção.

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Conexão entre uma NIC e uma REDE 

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Existem dois tipos: 

Aqueles que possuem todos os componentes necessários e se conectam diretamente ao meio;

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E os que não possuem todos os componentes e necessitam de um componente adicional para conectarem ao meio.

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Cabeamento original espesso de Ethernet

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Chamado também de Ethernet de fio espesso ou Thicknet, consiste em um cabo coaxial grande. (10base5²).

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Uma NIC usando Thinknet tem todos os componentes para tratar dos sinais digitais, mas não possui hardware para tratar sinais analógicos.

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Utilizam transceivers para converter sinais digitais, os bits em sinais elétricos adequados para a transmissão e recebe esses sinais elétricos enviados por outros e convertem novamente para sinais digitais.

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Cabeamento original espesso de Ethernet ď Ź

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O sistema consiste de duas partes: a NIC e os transceivers.

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Multiplexação de conexão 

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Utilizar o cabeamento espesso gera vários transtornos: –

Distância mínima exigida;

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Cada computador deve ter um transceiver correspondente.

Os multiplexadores de conexão.

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Permite que vários computadores se liguem a único transceiver.

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Multiplexadores de conexão 

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Um multiplexador de conexão é projetada para fornecer exatamente os mesmo sinais de um transceiver convencional.

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Multiplexadores de conexão

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Se dois computadores tentam transmitir ao mesmo tempo, o multiplexador relata que uma colisão aconteceu exatamente do mesmo modo que um transceiver comum relataria uma colisão de rede.

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Um computador não saberia distinguir quando ele está usando transceivers tradicional de um multiplexador de conexão.

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Cabeamento fino de Ethernet 

Formalmente denominado de 10base2, conhecido informalmente de Ethernet de fio fino ou Thinnet.



Este modelo difere em três forma diferentes de cabeamento, como vamos ver a seguir:



Tem algumas vantagens: – – –

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O thinnet tem custo baixo de instalação; O transceiver é incoporado na NIC; Se liga diretamente ao meio, por exemplo, através de um conector BNC.

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Cabeamento fino Ethernet 

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Três computadores conectado através de um fio fino Ethernet:

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Terminação de um cabo coaxial

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Ambos os cabos, espesso e fino, são cabos coaxiais e apresentam as mesmas propriedades elétricas. Ambos necessitam de terminadores para funcionar.

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Uma terminação é necessária pois um sinal que propaga num cabo sem terminador terá o sinal refletida de volta. Este sinal refletida, confundirá o transmissor fazendo ele pensar que está havendo uma colisão na rede.

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Ethernet de par trançado

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O par trançado é o terceiro estilo de cabeamento usando em redes Ethernet.

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Formalmente chamado de 10base-t é o esquema conhecido como Ethernet de par trançado.

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Este modelo utiliza a idéia de multiplexação de conexão para funcionar. Utiliza um dispositivo eletrônico para ser o centro das conexões: HUB de Ethernet.

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Não utiliza nenhum cabo coaxial.

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Ethernet de par trançado 

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A tecnologia de hub é uma extensão do conceito de multiplexadores de conexão. Ele simula um cabo físico, apresentando todas as propriedades elétricas que um cabo coaxial deve apresentar. Em outras palavras, além propagar os dados para todos os computadores, permitem cada computador continue utilizando a técnica CSMA/CD para ter acesso ao meio.

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Ethernet de par trançado 

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Exemplo:

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Vantagens e desvantagens 

Foram apresentados três esquemas, mas cada um deles apresenta vantagens e desvantagens como veremos a seguir:

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transceivers: um computador pode ser desconectado sem que a rede caia. Por outro lado, os transceivers são comumente instalados em locais remotos de difícil acesso. Encontrar um tranceiver defeituoso pode ser complicado em um prédio.

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Cabeamento fino também apresenta desvantagens se o cabo tem mau contato ou se parte.

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Vantagens e desvantagens

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O fator importante é o custo.

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O cabeamento fino se tornou popular porque era barato, mas agora o cabeamento 10base-t é mais popular porque se tornou barato em relação ao cabeamento espesso.

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Vários esquemas 

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Paradoxo da topologia Ethernet

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A Ethernet é uma tecnologia que utiliza a topologia de Barramento.

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Mas quando é utilizado o par trançado, a rede é considerada uma topologia de estrela.

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Paradoxo da topologia Ethernet ď Ź

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Fisicamente, Ethernet utiliza topologia em estrela, mas logicamente ele continua usando topologia em barramento!

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Placas de interface de rede ď Ź

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Esquemas de cabeamento

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Outras tecnologias 

LocalTalk.

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Utilizam transceivers próximos aos micros; Permitem o uso de Hubs.

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Outras tecnologias 

Token Ring IBM. –

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Permite a utilização de Hubs, que internamente simulam um anel. É feito uma administração lógica para passagem de dados e do token; É chamado de “anel em uma caixa”.

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