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:: Topologias de Redes de Comunicação

José Mauricio Santos Pinheiro em 17/07/2006

 

As redes de comunicação, de forma geral, estão presentes diariamente em nossas vidas. Estamos tão habituados a elas, que as utilizamos quase que de forma automática, sem nos dar conta da complexidade e sofisticação das estruturas e dos mecanismos que mantêm a informação fluindo ao nosso redor.

Redes de comunicação

Uma rede de comunicação proporciona um meio poderoso devido a velocidade, confiabilidade e compartilhamento de recursos que proporciona. Assim, um dos objetivos de uma rede de comunicação é tornar disponíveis aos seus usuários todos os aplicativos, dados e outros recursos, independente de sua localização física e, ainda, proporcionar uma maior flexibilidade ao sistema, dada a possibilidade de migração para outros equipamentos quando algum dispositivo apresentar defeito.

Topologias de redes

Um ponto importante no que se diz respeito à rede de comunicação é a definição da maneira como os diferentes dispositivos são interligados. Estes dispositivos podem ser interconectados sob várias formas, tanto do ponto de vista físico quanto do ponto de vista lógico.

As formas de conexão são conhecidas como topologias, e os dispositivos que compõe essa rede, conhecidos como nós ou nodos. Por exemplo, as redes de computadores constituem-se de um arranjo topológico interligando vários módulos processadores através de diversos meios de transmissão e utilizando protocolos de comunicação.

Uma das finalidades desse arranjo é a economia de recursos, pois, uma vez conectados em rede, a capacidade de processamento individual é compartilhada entre todos, tornando as informações acessíveis a todos os usuários conectados, de uma forma mais econômica, ágil e confiável.

Topologias básicas

Aos arranjos para a conexão de diversos computadores denominamos topologias de redes. A topologia pode ser definida como a forma pela qual os computadores são dispostos, como se conectam entre si e pela forma com que os enlaces físicos e os nós de comutação estão organizados, determinando os caminhos físicos utilizáveis entre quaisquer estações conectadas nessa rede. Assim, a topologia de uma rede de computadores é derivada de vários fatores, desde as restrições nas capacidades dos equipamentos utilizados até às características das topologias utilizadas.

Em última análise, a topologia da rede depende do projeto, da confiabilidade esperada e do seu custo operacional. Ao se planejar uma rede, muitos fatores devem ser considerados, mas o tipo de participação dos nodos é um dos mais importantes.

A topologia mais simples é representada por dois computadores conectados entre si, utilizando um meio de transmissão qualquer, sendo chamada então de ligação ponto-a-ponto, conforme ilustra a Figura 1.

Figura 1 - Topologia ponto-a-ponto

Ligações com topologia ponto-a-ponto também podem ser usadas para interconectar dispositivos de uma forma mais ampla, permitindo que mais computadores componham a estrutura da rede e formando novas topologias.

Estas topologias podem ser dividas em três tipos básicos:

Barra, barramento ou BUS - nesta configuração todos as estações ligam-se ao mesmo meio de transmissão. São geralmente compartilhadas em tempo e freqüência, permitindo a transmissão da informação. Cada equipamento possui um único endereço que o identificará inequivocamente na rede. A informação é disponibilizada para todas as estações da rede, mas só poderá ser lida e interpretada pela estação que possuir o endereço de destino especificado (Figura 2).

Figura 2 - Topologia em barramento

Topologia Anel ou Ring - os sinais circulam na rede em um único sentido e cada estação serve como repetidora, retransmitindo os sinais para o próximo dispositivo de rede até que seja encontrado o destinatário. Estas redes são capazes de transmitir e receber informações em qualquer direção, de forma a tornar menos sofisticados os protocolos de comunicação que asseguram a entrega da mensagem ao seu destino. Os maiores problemas desta topologia estão relacionados com sua pouca tolerância à falhas, pois erros de transmissão e processamento podem fazer com que uma mensagem continue a circular indefinidamente no anel (Figura 3).

Figura 3 - Topologia em anel

Topologia Estrela ou Star - todas as estações estão conectadas a um dispositivo concentrador, um switch, por exemplo. Todos os usuários comunicam-se com um nodo central que tem o controle supervisor do sistema, conhecido como host, e através deste, os usuários podem comunicar-se entre si e com os processadores remotos ou terminais. A topologia em estrela é a melhor escolha se o padrão de comunicação da rede for de um conjunto de estações secundárias que se comunicam como o nodo central (Figura 4).

Figura 4 - Topologia em estrela

A Tabela 1 apresenta um comparativo entre os três tipos básicos de topologias de redes, apresentando resumidamente seus pontos positivos e pontos negativos.

Tabela 1- Comparação entre as topologias de redes

TOPOLOGIA

PONTOS POSITIVOS

PONTOS NEGATIVOS

Barramento

Estrutura simples; requer menos cabos para instalar.

A rede pode ficar lenta em momentos de uso mais intenso; as falhas são difíceis de localizar.

Anel

Instalação razoavelmente simples; apresenta desempenho uniforme sob condições diversas de tráfego.

Na falha de uma estação, toda a rede pára de funcionar.

Estrela

Mais tolerante a falhas, fácil de instalar e de monitorar.

Custo de instalação mais elevado porque utiliza mais cabeamento.

 

Relação entre a topologia e meio de transmissão

Algumas topologias estão ligadas a unidirecionalidade ou bidirecionalidade do meio de transmissão. Fora esse fator, teoricamente, qualquer meio de transmissão pode ser usado em qualquer topologia. Entretanto, algumas combinações são mais usadas do que outras nas redes de computadores atuais devido aos custos dos dispositivos e acessórios, que inviabilizam seu uso em alguns projetos de redes.

A Tabela 2 apresenta as combinações de mídias de transmissão mais usadas em redes de computadores. Na composição da tabela também foi considerada a característica de unidirecionalidade ou bidirecionalidade do meio, quando requerida.

Tabela 2 – Combinação de mídias de transmissão com a topologia da rede

Mídia de Transmissão

Barramento

Anel

Estrela

Cabo de Par Trançado

X

X

X

Cabo Coaxial

X

X

 

Cabo de Fibra Óptica

 

X

 

Sobre o conteúdo da Tabela 2 temos as seguintes observações:

A topologia em barramento pode empregar como meio de transmissão o par trançado e o cabo coaxial. Não é economicamente vantajoso usar a fibra óptica devido ao alto custo das interfaces e adaptadores necessários para interligar as estações.

A topologia em anel pode ser construída com par trançado, cabo coaxial ou fibra óptica. O uso do cabo coaxial é pouco recomendado atualmente, cedendo lugar para a fibra óptica.

A topologia em estrela é encontrada na maioria dos projetos de redes de computadores e utiliza em larga escala o par trançado como o meio de transmissão. Podemos encontrar ainda a fibra óptica na interconexão das redes primárias.

Conclusão

Quando uma rede de computadores qualquer é construída, existem alguns objetivos a serem alcançados. Quando interconectamos computadores eles podem processar mais e melhor as informações e, quando as pessoas trabalham em rede, concretizam tarefas em um menor espaço de tempo e com menos esforço, ou seja, com mais eficiência.

Utilizar corretamente uma topologia de rede significa proporcionar aos usuários uma estrutura com confiabilidade e segurança, necessários para que o intercâmbio de informações ocorra satisfatoriamente e que atenda as necessidades de comunicação de todos.

José Maurício Santos Pinheiro
Professor Universitário, Projetista e Gestor de Redes, 
membro da BICSI, Aureside e IEC.

Autor dos livros:
 
· Guia Completo de Cabeamento de Redes ·
· Cabeamento Óptico ·
· Infraestrutura Elétrica para Redes de Computadores
·
· Biometria nos Sistemas Computacionais - Você é a Senha ·

E-mail: jm.pinheiro@projetoderedes.com.br

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