Tecnologias Informáticas-11ºM. L. Silva Pinto/Paulo Malheiro Dias
Topologias de redes
As várias formas de interligar os computadores
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O que são as topologias?
Há diversas formas de interligar aparelhos numa rede. A essas formas dá-se o nome genérico de topologias. A escolha das topologias é muito importante, porque determina o tipo de equipamento a usar, incluindo cabos.
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Topologias físicas e lógicas
As topologias podem ser físicas e lógicas e a distinção é esta:
as topologias físicas definem como são interligados, fisicamente, os componentes da rede.
as topologias lógicas definem a forma como os dados circulam na rede.
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Estrutura dos conteúdosBus ou barramento (1/3)
Bus ou barramento 2/3Bus ou barramento 3/3
Star ou estrela (1/3)Star ou estrela 2/3Star ou estrela 3/3
Ring ou anel (1/3)Ring ou anel 2/3
Ring ou anel 3/3
Mesh ou malhaMesh ou malha 2/3
Mesh ou malha 3/3
Barramento lógico (1/3)
Barramento lógico 2/3
Barramento lógico 3/3
Anel lógico (1/3)Anel lógico 2/3
Anel lógico 3/3
Estrela lógica (1/2)Estrela lógica 2/2
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Topologias físicas
As que são visíveis.
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Bus ou barramento (1/3)
Todos os computadores estão ligados a um cabo comum (backbone) que tem as duas extremidades separadas. Backbone significa “espinha dorsal” e é esse, de facto, o aspeto do cabo principal nesta topologia.
Topologias físicas
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Vantagens São relativamente simples de montar, pelo que foi esta a
solução que imperou durante vários anos a nível de redes locais. Actualmente, em redes locais, não é uma solução usada.
São pouco exigentes em termos do tipo de equipamento e comprimento de cabos, sendo por isso relativamente baratas.
Bus ou barramento 2/3Topologias físicas
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Desvantagens Uma avaria no cabo backbone, ao qual se ligam os outros computadores,
invalida o funcionamento da rede; Pouca possibilidade de expansão, já que se o cabo backbone não for
suficiente para receber mais postos, é necessário substituí-lo por outro; A remoção ou adição de um dispositivo à rede deve ser feita com todos os
computadores desligados; Pode ser difícil detetar a origem de uma falha na rede. Os computadores ligados a um segmento de rede deste tipo numa rede
local definem um domínio de colisão, o que pode tornar o tráfego lento.
Bus ou barramento 3/3Topologias físicas
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Star ou estrela (1/3)Todos os computadores ligados a um dispositivo concentrador, como um hub ou um switch. É a topologia mais usada actualmente em redes locais, porque as suas vantagens cobrem largamente as desvantagens.
Topologias físicas
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Vantagens
Muito fácil de montar e configurar. Não é necessário parar o funcionamento da rede para
inserir ou remover dispositivos. É fácil detetar os dispositivos avariados.
Star ou estrela 2/3Topologias físicas
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Desvantagens
Requer mais cabo do que a topologia em bus. A avaria do concentrador implica a falha da rede. Devido ao custo do concentrador, é mais cara do que a
topologia em bus.
Star ou estrela 3/3Topologias físicas
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Ring ou anel (1/3)
Como o próprio nome indica, existe um backbone em forma de anel fechado ao qual se ligam os computadores e outros dispositivos. Existem várias formas de implementar esta topologia, pelo que a lista de vantagens e desvantagens seguinte pode variar conforme a implementação. No entanto, atualmente, caiu em desuso e apenas se vê ainda nalgumas redes de alta velocidade com fibra ótica e muitas com duplo anel, em que o segundo anel entra em funcionamento se o primeiro falhar.
Topologias físicas
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Vantagens
Todas as estações têm igual oportunidade de acesso à rede.
Organizada, já que os pacotes circulam sempre no mesmo sentido, e são passados de uma para a outra.
O crescimento da rede não afecta grandemente a sua performance.
Ring ou anel 2/3Topologias físicas
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Desvantagens
Complexa e cara. Falha num computador pode implicar a falha da
rede.
Ring ou anel 3/3Topologias físicas
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Mesh ou malha (1/3)
A topologia física em malha ou mesh é típica das WAN, já que não tem forma definida. Existem normalmente várias ligações possíveis entre postos.
Topologias físicas
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Vantagens
Garante um melhor funcionamento, ao ter grande tolerância a falhas por oferecer vários caminhos possíveis.
Mesh ou malha 2/3Topologias físicas
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Desvantagens
Complexa. Cara. Difícil de manter e administrar.
Mesh ou malha 3/3Topologias físicas
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MisturaVariantes dos modelos básicos
Existem variantes destas topologias, como seja a topologia híbrida – combinação de duas quaisquer das anteriores, como a bus e a estrela – em árvore – uma série de estrelas com uma raiz comum e a estrela estendida – uma série de estrelas interligadas.
Topologias físicas
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Uma árvore
Topologias físicas
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Topologias lógicas
Nem tudo o que parece é...
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Topologias lógicas Enquanto que as topologias físicas descrevem as
ligações entre os componentes, as topologias lógicas vão mais longe e mostram o caminho que os dados tomam na rede e em que sentido circulam.
Existem três tipos de topologias lógicas: barramento lógico, estrela lógica e anel lógico.
Topologias lógicas
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Barramento lógico (1/3)
No barramento ou bus lógico, os pacotes (ou frames) de dados são transmitidos por difusão, ou seja, em simultâneo para todos os pontos da rede. Cabe depois a cada recetor – como placas de rede, por exemplo – ler os pacotes e verificar se lhe são ou não destinados. Se não for, recusam-nos; se for, aceitam-nos. Aqui, o meio de transmissão é partilhado, logo apenas uma estação pode transmitir de cada vez; ou então, como já viu, pode haver colisões.
Topologias lógicas
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Barramento lógico (2/3)Topologia física em bus e lógica em bus
Barramento lógico 2/3Topologias lógicas
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Barramento lógico (3/3)
Topologia física em estrela e lógica em bus, como consequência de se estar a usar hubs.
Barramento lógico 3/3Topologias lógicas
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Anel lógico (1/3) As frames são transmitidas ao longo de uma anel físico,
sempre na mesma direção e sentido, de posto em posto, até terem cumprido uma volta inteira ao anel. Cada posto que recebe uma frame do posto anterior coloca-lhe o endereço do posto seguinte e fá-la seguir pelo anel; o posto a quem a frame era destinada recebe-a, lê-a e preenche um “recibo” em como a recebeu, enquanto que os outros apenas a reencaminham.
Topologias lógicas
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Anel lógico (2/3)
Cada frame faz este caminho até percorrer uma volta completa e chegar ao posto que a enviou. Este lê o recibo que confirma a recepção e retira a frame do anel.
Anel lógico 2/3Topologias lógicas
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Anel lógico (3/3)
Anel lógico num anel físico.
Anel lógico 3/3Topologias lógicas
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Estrela lógica (1/2)
Na estrela lógica, o uso de switches permite que a transmissão de frames possa ser feita para uma parte específica da rede, onde se encontra o seu destinatário.
Topologias lógicas
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Estrela lógica (2/2)
Estrela lógica 2/2Topologias lógicas
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Exemplos de aplicação a LANs, MANs e WANs
A topologia em malha é típica das redes de maior dimensão, como MAN e WAN que, na grande maioria dos casos, assentam na rede telefónica que já tem essa topologia.
Nas redes locais, as topologias mais comuns são a estrela e a árvore. São muito comuns as soluções em que em várias salas há sub-redes com topologia em estrela interligadas numa estrutura em árvore cuja raiz é um switch ao qual poderá estar ligado um servidor da rede.
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Exemplos de aplicação a LANs, MANs e WANs
router
concentrador
Nalgumas redes locais, usa-se a topologia em anel para criar um anel duplo de alta velocidade a ligar computadores, routers e segmentos da rede. Nestes últimos, a velocidade já pode ser menor.