[Tutorial] Modelos de Rede e Tipos de Comunicação

[INEM]

Olá pessoal,

Resolvi publicar este tutorial, onde explico com detalhe e imagens os principais Modelos de Rede actuais e os tipos de comunicação TCP/IP que podem existir em uma rede ethernet norma 802.3.

Este trabalho serviu para uma apresentação que realizei em um ensino público e teve a nota de excelente a comprovar o seu teor correcto.




Modelos de Rede e Tipos de Comunicação




1- Modelo de Rede Centralizado

2- Modelo de Rede Descentralizado

3- Modelo de Rede Distribuida

4- Comunicação por Simplex

5- Comunicação por Half-Duplex

6- Comunicação por Full-Duplex






1- Modelo de Rede Centralizado:




fig.1



O conceito de Rede centralizada baseia-se na imagem da fig.1 onde os clientes se conectam a um único servidor. (Tecnologia Cliente-Servidor).

Neste tipo de modelo o servidor é o único ponto de falha possível que se pode encontrar na rede, sendo de prever que no caso de uma avaria, mau funcionamento ou mesmo incorrecta gestão dos recursos ou serviços do servidor, toda a rede vai ficar inoperacional, causando deste modo um único ponto de falha ou de “Fault Tolerance”.

(Isto só acontece em redes centralizadas de “SOHO- Small Office Home Office”, que têm um único servidor, já em redes de empresas existe sempre por norma redundância nos “Networking Devices and Servers” e o mesmo não se verifica.


Este tipo de rede encontra-se muito em redes coorperativas, comerciais e educativas, onde a gestão deve ser central e é uma das principais preocupação destes tipos de modelos de redes, utilizando-se da arquitectura de estrela para as mesmas serem implementadas.

Como exemplo uma rede do estilo bancária, onde existe uma arquitectura deste tipo de modelo de rede, ela por si só nunca funciona isolada, podendo funcionar em algumas excepções é verdade, mas por norma existe sempre um ponto fulcral de gestão de toda a rede que se comunica entre si por meio de “Routers” e “Switches”, o chamado “backbone” da rede onde se encontra todos os equipamentos intitula-se por “datacenter”.

De seguida vamos analisar outro tipo de rede que se chama Modelo de Rede Descentralizado.

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2- Modelo de Rede Descentralizado:






fig.2



O conceito de modelo de Rede descentralizada baseia-se na imagem da fig.2 onde os clientes se conectam a vários servidores.

Uma rede descentralizada é um aglomerado de estrelas ”star” com os seus centros ligados, formando uma “extended star”. Neste tipo de modelo de rede existe diversos pontos de falha e a falha ou mau funcionamento de um ponto na rede não compromete toda a rede e sim o ponto de ligação em questão.

Neste tipo de modelo de rede não existe control central sobre todas as tarefas e serviços assim como o monitoramento das comunicações TCP/IP na rede, tornando o gerenciamento deste tipo de rede muito mais complexo e limitado.
Pode-se encontrar vários sistemas operativos de fabricantes concorrentes, como por exemplo, MAC, Linux, Microsoft, IBM, etc....

O que melhor define uma rede Descentralizada é a Internet e os seus provedores de acesso “ISP- Internet Service Provider”, pois na Internet não existe um único sitio central de gestão de rede, e as mesmas são heterogêneas.

Contudo e com a evolução da Internet cada vez mais global, com a introdução de vários recentes conceitos como o da “Cloud”, “Cloud computing”, Virtualização e “VPS- Virtual Private Server”, o control e gestão de serviços como por exemplo o de serviço de email, pode-se tornar cada vez mais global e centralizado, tornando o que era antigamente uma rede descentralizada como a Internet, numa rede cada vez mais centralizada, no âmbito de determinados serviços e aplicações estratégicos de négocios.





Ver video no youtube:

http://www.youtube.com/watch?v=WyGnWN4J9UM&>

3- Modelo de Rede Distribuída:




fig.3



O conceito de modelo de Rede distruibuída baseia-se na imagem da fig.3 onde os clientes e servidores se conectam a vários outros clientes e servidores.

A rede distribuída assegura um funcionamento em “cluster”, cada computador está a funcionar independentemente, mas cada um está ligado a um nó ou ponto de interligaço, mantendo contacto com um ou mais pontos , distribuindo deste modo o seu ponto de contacto com a rede ou trama.

Este tipo de modelo de rede serve para interligar vários computadores como se um único e centralizado computador se trata-se, construindo um elevado poder de processamento e resolução.

Antigamente o uso do conceito de “mainframe” poderia ser utilizado para o processamento de um grande volume de informações e de processamento, com o passar dos tempos as redes distribuidas acabaram por formar redes muito mais poderosas e menos dispendiosas do que o próprio “Mainframe”.

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Como exemplo de uma rede distruibuida podemos ver o exemplo a seguir de um software BOINC que forma uma rede Mundial com vários projectos disponíveis.









Nas imagens podemos ver o programa em execução, o projecto da rede distribuída e a escolha de vários projectos que estão de igual forma disponíveis para participação.

Quando um utilizador entra em um projecto, os recursos da sua máquina seram todos utilizados para o projecto, nomeadamente CPU e memória RAM, na imagem a seguir podemos ver a utilizam a 100% de um Processador Dual Core2.

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As configurações de utilização dos recursos, podem e devem ser configuradas pelo utilizado, como podemos ver nas imagens a seguir:










4- Comunicação por Simplex:



Uma comunicação é simplex quando há um dispositivo emissor e outro dispositivo receptor, sendo que este papel não se inverte no período de transmissão.

A transmissão tem sentido unidirecional, não havendo retorno do receptor. Pode-se ter um dispositivo transmissor para vários receptores, e o receptor não tem a possibilidade de sinalizar se os dados foram recebidos.

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Como exemplo temos:

* Leitores de Cartões “Smart Cards”
* Alarmes de Fogo ou fumo.
* Alarmes de Bombeiros






5- Comunicação Half-Duplex




O half duplex também é conhecido por semiduplex. Neste esquema, a comunicação é feita apenas em uma direção por vez. Isto significa que ambos podem transmitir e receber dados, porém não simultaneamente.

A operação de troca de sentido de transmissão entre osdispositivos é chamada de “turn-around”. Alias, em algumas situações, o lado que recebe pode interromper o lado que transmite e inverter o processo. O exemplo clássico de dispositivo que usa esta tecnologia é o “walkie talkie” ou rádio CB, denominado por banda do cidadão.





A nível de “Networking Devices” podemos ter o “hub” e o “Switch” a operam neste tipo de comunicação, onde o receptor tem que aguardar a recepção da mensagem para depois transmitir.





6- Comunicação Full- Duplex




É o tipo de operação que permite comunicações simultâneas em ambas as direções entre os usuários do sistema. Considerando sua natureza paralela e o fato de não existir perda de tempo com turn-around (operação de troca de sentido de transmissão entre os dispositivos), uma linha full-duplex pode transmitir mais informações por unidade de tempo se comparada a uma linha half-duplex.

O exemplo mais fulcral é a das linhas telefónicas de comunicações, onde uma comunicação é estabelecida em tempo real sem tempos de espera por parte dos intervenientes. A nível de “Networking devices” podemos ter os “Routers” e os “switches de layer 2, 3 e 4” chamados de “Multilayer Switches”.








abraços
INEM




Notas finais:

1º. No caso de copiar o tutorial para algum outro fórum, blog, etc... reserva-me direitos de autor, com a publicação dos devidos créditos.

2º. À semelhança de outros tutoriais meus publicados, gostava muito que este também se torna-se fixo para divulgação e conhecimento do público em geral.

3º. O Tutorial foi realizado por meio de pesquisa e de conhecimento adquirido ao longo do tempo, sendo que o texto e imagens dos Modelos de Rede são de minha autoria e reserva-me direitos de autor.

4º. A formatação ficou um pouco esquisita, porque não consegui centralizar o post e colocar tudo de 1 só x, derivado às limitações pelas imagens, mas se algum moderador quiser fazer o favor de melhorar, eu agradeço!

[Maelby]

Parabéns

Ótimo tópico!! direto e de fácil entendimento.

flws

[eduardu0]

Muito bom o material, e sim, deveria ser fixo.

Se todo iniciante lesse esse tipo de material, tudo seria mais fácil.

[Marcelo Moraes]

Ótima matéria amigo, porém existem outros tipos como Rede Anel, entre outras 2 que eu não me recordo o nome.

Muito bem explicado, Parabéns!