Conceito
Uma rede de área local (ou LAN, Local Area Network) é uma rede de computadores utilizada na interconexão de equipamentos processadores com a finalidade de troca de dados. Ou seja, é um conjunto de hardware e software que permite a computadores individuais estabelecerem comunicação entre si, trocando e compartilhando informações e recursos.
Trata-se de um conjunto de computadores que pertencem a uma mesma organização (confidencialidade dos dados) ou ligarem várias organizações diferentes em uma pequena área geográfica de 1 km no máximo, frequentemente através de uma única tecnologia que são as cabeadas como a Ethernet ou as redes locais sem fio WIFI.
Cada computador ligado à rede atua como um cliente que solicita serviços a um servidor. Todos os computadores da rede podem ver o servidor, mas não conseguem ver os restantes parceiros da mesma. Uma LAN tem geralmente um número reduzido de clientes, no entanto, tem capacidade para gerir algumas centenas.
A velocidade de transferência de dados de uma rede local pode variar entre 10 Mbps (para uma rede Ethernet,por exemplo) e 1 Gbps (em FDDI ou Gigabit Ethernet, por exemplo).
Tipos de rede
Num primeiro momento, os computadores eram interconectados nos departamentos da empresa. Sendo assim, a distância entre os computadores era limitada a um mesmo local. Por esse motivo as redes passaram a ser conhecidas como redes locais. Com o passar do tempo, as necessidades continuaram a aumentar, a troca de informações somente entre computadores de um mesmo setor já não era suficiente. Surgindo assim, outros tipos de rede como:
A WAN (Wide Area Network) que interconecta vários LANs através de grandes áreas geográficas, como países e continentes. Possuem velocidades muito inferiores às redes locais atuando na faixa de kilobits por segundo e chegando a poucos megabits por segundo e funcionam graças a switches(concentrador de rede) que determina qual o destino e a origem do pacote, encaminhando-o para a direção correta). O mais conhecido dos WAN é a Internet.
A MAN (Metropolitan Area Network) possui abrangência entre as LANs e as WANs atuando em locais situados em diversos pontos de uma cidade(no máximo dezenas de quilômetros) e é formado por comutadores ou switches interligados por relações de elevado débito (em geral em fibra óptica) permitindo a dois nós distantes comunicar como se fizessem parte de uma mesma rede local.
PAN (Personal Area Network – Redes Pessoais): abrangência bem limitada de poucos metros, são geralmente redes domésticas, onde é utilizada tecnologias de rede sem fios para interligar os mais variados dispositivos (ex: computadores, smartphones)
CAN(Campus Area Network – Redes Universitárias): Rede que interliga computadores situados em diferentes edificações de um mesmo complexo institucional (ex: universidades, hospitais).
SAN(Storage Area Network – Redes de Armazenamento de Dados): redes específicas para a interligação de equipamentos de armazenamento de dados em curtas distâncias.
Ethernet
A Ethernet (também conhecida sob o nome de norma IEEE 802.3) é o padrão mais utilizado em redes locais (LAN). Seu conceito original é: a comunicação compartilhada por um único cabo (coaxial ou de par trançado) para todos os dispositivos da rede.
Todos os computadores de uma rede Ethernet estão ligados a uma mesma linha de transmissão, e a comunicação faz-se com um protocolo chamado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect) que tem como função: transmitir e receber pacotes de dados; decodificar pacotes de dados e verificar se os endereços são válidos, antes de passá-los às camadas superiores do modelo OSI; detectar erros dentro dos pacotes de dados ou na rede e emitir JAM(sinal de engarrafamento).
Esta comunicação faz-se de maneira simples : cada máquina verifica que não há nenhuma comunicação na linha antes de emitir, se duas máquinas emitirem simultaneamente, então há uma colisão (ou seja, várias tramas de dados encontram-se na linha ao mesmo momento), as duas máquinas interrompem a sua comunicação e esperam um prazo aleatório, seguidamente a primeira que ultrapassou este prazo pode então emitir de novo.
A maior parte do tráfego na Internet origina-se e termina com conexões Ethernet e o mesmo protocolo que transportava dados a 3 Mbps em 1973 está transportando dados a 10 Gbps.
Hoje existem vários padrões além do Ethernet e dentre os principais destacam-se Fast Ethernet e Gigabit Ethernet. O modo de transmissão é uma característica importante da Ethernet, podendo ser: Half-duplex: cada estação transmite ou recebe informações, não acontecendo transmissão simultânea; Full-duplex: cada estação transmite e/ou recebe, podendo ocorrer transmissões simultâneas.
•Fast Ethernet(100 Mbps): O padrão Fast Ethernet manteve do padrão ethernet o endereçamento, o formato do pacote, o tamanho e o mecanismo de detecção de erro. As mudanças mais significativas em relação ao padrão Ethernet são o aumento de velocidade que foi para 100 Mbps e o modo de transmissão que pode ser half-duplex ou full-duplex.
•Gigabit Ethernet(1Gbps ou 10Gbps): Este novo padrão agregou valor não só ao tráfego de dados como também ao de voz e vídeo. O Gigabit Ethernet foi desenvolvido para suportar o quadro padrão ethernet, isto significa manter a compatibilidade com a base instalada de dispositivos Ethernet e Fast Ethernet e não requerer tradução do quadro. Possui taxa de transmissão de 1Gbps(1000Mbps) e, na sua essência, segue o padrão Ethernet com detecção de colisão, regras de repetidores, aceita modo de transmissão half-duplex e full-duplex.
Topologias
O arranjo físico, isto é, a forma com que os cabos são conectados chama-se topologia física, sendo as principais:
Barramento - os computadores se ligam a um cabo único e comum, o cabo coaxial, que deverá possuir um terminador resistivo de 50 ohms em cada ponta e o tamanho máximo do trecho da rede está limitado ao limite do cabo que é 185 metros no caso do cabo coaxial fino, mas esse limite pode ser aumentado através de repetidor(amplificador de sinais) Na transmissão de um pacote de dados todas as estações recebem esse pacote e somente a placa de rede da estação de destino captura o pacote de dados do cabo, pois está a ela endereçada. Como todas as estações compartilham um mesmo cabo, somente uma transação pode ser efetuada por vez havendo um controle de acesso por CSMA/CD ou Token Bus(uma mensagem -token- circula entre as estações e quem tiver o token pode transmitir. Essa topologia tem desvantagens como: basta que um dos conectores do cabo se solte para que todos os micros deixem de se comunicar com a rede, hackers podem alterar endereço de placas e “escutar” a rede e quanto mais estações forem conectadas ao cabo, mais lenta será a rede
Anel - nós vão-se ligando uns aos outros formando um anel, uma mensagem enviada por uma estação passa por outras estações, através das retransmissões, até ser retirada pela estação destino ou pela estação fonte.Os sinais sofrem menos distorção e atenuação no enlace entre as estações, pois há um repetidor em cada estação. Há um atraso de um ou mais bits em cada estação para processamento de dados. Utiliza a topologia lógica Token Ring (IEEE 802.5) da IBM, na qual o computador que está em posse do Token pode enviar seus pacotes e quando o seu tempo termina passa o Token para o próximo computador que repete o processo.
Estrela - utiliza cabos de par trançado e um concentrador (hub ou switch) como ponto central da rede. No hub a topologia fisicamente é em estrela, porém logicamente ela continua sendo uma rede de topologia de barramento, se a estação 1 enviar um pacote de dados para a estação 2, todas as demais estações recebem esse mesmo pacote, havendo problemas de colisão e disputa para ver qual estação utilizará o meio físico. Já no switch a rede será fisicamente e logicamente em estrela, o periférico analisa o cabeçalho de endereçamento dos pacotes de dados enviando-os diretamente ao destino sem replicá-lo desnecessariamente para todas as suas portas, tornando a rede mais segura e muito mais rápida e duas ou mais transmissões podem ser efetuadas simultaneamente desde que tenham origem e destinos diferentes. Já A topologia lógica descreve o fluxo de dados através da rede. Os dois tipos de topologias lógicas mais comuns são o Broadcast e a passagem Token. Na primeira o nó envia seus dados a todos os nós espalhados pela rede (Ethernet). Já na passagem de Token, um sinal de Token controla o envio de dados pela rede (Token Ring).
Referências
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