Network topologies and hardware · Topologias de rede e hardware
| English | Português |
|---|---|
| collision/kəˈlɪʒn/ | colisão |
| topology/təˈpɒlədʒi/ | topologia |
| bus/bʌs/ | bus |
| bandwidth/ˈbændwɪdθ/ | largura de banda |
| star/stɑː/ | estrela |
| switch/swɪtʃ/ | interruptor |
| mesh/meʃ/ | malha |
| fault-tolerant/fɒlt ˈtɒlərənt/ | tolerante a falhas |
| packet/ˈpækɪt/ | pacote |
| network interface card/ˈnetwɜːk ˈɪntəfeɪs kɑːd/ | placa de interface de rede |
| MAC address/mæk əˈdres/ | Endereço MAC |
| wireless network interface card/ˈwaɪələs ˈnetwɜːk ˈɪntəfeɪs kɑːd/ | placa de interface de rede sem fio |
| hub/hʌb/ | hub |
| wireless access point/ˈwaɪələs ˈækses pɔɪnt/ | ponto de acesso sem fio |
| bridge/brɪdʒ/ | ponte |
| repeater/rɪˈpiːtə/ | repetidor |
| router/ˈruːtə/ | roteador |
| IP address/ˌaɪ ˈpiː əˈdres/ | endereço IP |
| routing table/ˈraʊtɪŋ ˈteɪbl/ | tabela de roteamento |
| packet switching/ˈpækɪt ˈswɪtʃɪŋ/ | chaveamento por pacotes |
| network address translation/ˈnetwɜːk əˈdres trænˈsleɪʃn/ | tradução de endereço de rede |
| DHCP/ˌdiː eɪtʃ siː ˈpiː/ | DHCP |
| firewall/ˈfaɪəwɔːl/ | firewall |
| full-duplex/fʊl ˈdjuːpleks/ | full-duplex |
| CSMA/CD/ˌsiː es em ˈeɪ ˌsiː ˈdiː/ | CSMA/CD |
The cable that was a party line
- The first Ethernet, in 1973, was a single coaxial cable snaking through a Xerox research building. Every computer tapped into the same wire and shouted onto it.
- If two shouted at once, both messages were ruined, so the designers borrowed a rule from polite conversation: listen first, and if you collide, stop, wait a random moment, and try again.
- That rule is still on the syllabus, even though modern networks arrange their cables so that collisions cannot happen at all.
- This lesson is the shape of a network, the boxes that make it work, and the Ethernet rules for sharing a wire.
O cabo que era uma linha de festa
- A primeira Ethernet, em 1973, era um único cabo coaxial serpenteando por um prédio de pesquisa da Xerox. Todo computador se conectava ao mesmo fio e gritava nele.
- Se dois gritassem ao mesmo tempo, ambas as mensagens seriam arruinadas, então os designers emprestaram uma regra da conversa educada: escute primeiro, e se colidirem, pare, espere um momento aleatório e tente novamente.
- Essa regra ainda está no programa, embora as redes modernas organizem seus cabos para que colisões não aconteçam de forma alguma.
- Esta lição é a forma de uma rede, as caixas que a fazem funcionar e as regras Ethernet para compartilhar um fio.
The four topologies
- A network's topology 拓扑 is how its nodes and links are arranged.
- Bus 总线: every device on one shared cable with a terminator at each end. Cheap, but if the cable fails the whole LAN fails, and performance drops as more devices share the bandwidth 带宽.
- Star 星形: every device on its own cable to a central switch. A failed cable affects one device; a failed switch brings everything down. The most common LAN today.
- Mesh 网状: every device linked directly to others, so there are many paths and traffic reroutes round a fault. Very fault-tolerant 容错, but a great deal of cabling. A hybrid mixes them: a star in each office, mesh links between offices.
Bus, star and mesh: one cable, one centre, or many paths
As quatro topologias
- A topologia 拓扑 de uma rede é como seus nós e enlaces estão dispostos.
- Bus 总线: cada dispositivo em um único cabo compartilhado com um terminador em cada extremidade. Barata, mas se o cabo falhar toda a LAN falha, e o desempenho cai conforme mais dispositivos compartilham a largura de banda 带宽.
- Estrela 星形: cada dispositivo em seu próprio cabo conectado a um switch central. Um cabo falhado afeta apenas um dispositivo; um switch falhado derruba tudo. A LAN mais comum hoje.
- Malha 网状: cada dispositivo ligado diretamente aos outros, havendo muitos caminhos e tráfego desviando ao redor de falhas. Muito tolerante a falhas 容错, mas exige muito cabeamento. Uma híbrida os mistura: estrela em cada escritório, malha entre escritórios.
Barramento, estrela e malha: um cabo, um centro ou muitos caminhos
Compare the network topologies · Compare as topologias de rede
Tap through the four topologies. Each trades off cost, speed and how well it survives a failure — notice what breaks the whole network in each one. · Explore as quatro topologias. Cada uma troca custo, velocidade e resistência a falhas — observe o que interrompe toda a rede em cada uma.
Match each topology to its defining feature. · Associe cada topologia à sua característica definidora.
Bus shares one cable, star uses a central switch, mesh has many paths, hybrid mixes them. · A Bus compartilha um cabo, a Estrela usa um switch central, a Malha tem muitos caminhos, a Híbrida os mistura.
In a star topology, what happens if one device's cable fails? · Em uma topologia estrela, o que acontece se o cabo de um dispositivo falhar?
Each device has its own link to the central switch, so one cable failing affects only that device. (If the switch fails, all go down.) · Cada dispositivo tem sua própria ligação ao switch central, então a falha de um cabo afeta apenas aquele dispositivo. (Se o switch falhar, todos caem.)
How a packet travels in each topology
- Bus: the sender puts the packet on the shared cable; every device sees it, and only the one whose address matches accepts it. One transmission at a time, so collisions happen.
- Star: the sender passes the packet to the switch, which reads the destination address and forwards it only down the cable to that device. Other pairs can talk at the same time.
- Mesh: the packet is forwarded from node to node along one of several available paths; if a link is down, another path is used.
Como um pacote viaja em cada topologia
- Barramento: o remetente coloca o pacote no cabo compartilhado; todo dispositivo o vê, e apenas aquele cujo endereço corresponde o aceita. Uma transmissão por vez, então colisões acontecem.
- Estrela: o remetente envia o pacote ao switch, que lê o endereço de destino e o encaminha apenas pelo cabo até esse dispositivo. Outros pares podem conversar simultaneamente.
- Malha: o pacote é retransmitido de nó em nó ao longo de um de vários caminhos disponíveis; se uma ligação falhar, outro caminho é utilizado.
In a star topology, how does a packet get from PC A to PC B? · Em uma topologia estrela, como um pacote vai do PC A ao PC B?
The switch reads the destination MAC address and forwards to one port, which is why other pairs can talk at the same time. · O switch lê o endereço MAC de destino e encaminha para uma porta, razão pela qual outros pares podem falar ao mesmo tempo.
Worked example: justify a topology
- A school computer room with thirty PCs. Star: a failed cable affects one PC; a new PC is one more cable to the switch; the switch means no collisions.
- A hospital's critical systems. Mesh: a fault in one link is routed around, so no single failure stops the traffic.
- A temporary link between three devices where cost matters most. Bus: one cable and no switch.
- "Draw the star topology" means a switch in the middle and one line from it to each device: not a ring, not a chain.
Exemplo resolvido: justificar uma topologia
- Uma sala de informática escolar com trinta PCs. Estrela: um cabo avariado afeta apenas um PC; adicionar um novo PC exige mais um cabo para o switch; o switch elimina colisões.
- Sistemas críticos de um hospital. Malha: uma falha numa ligação é contornada, assim nenhuma falha individual interrompe o tráfego.
- Uma ligação temporária entre três dispositivos onde o custo é prioritário. Barramento: um único cabo e sem switch.
- "Desenhe a topologia em estrela" significa um switch no centro e uma linha ligada a cada dispositivo: não é uma anel, nem uma cadeia.
Match each situation to the topology that suits it. · Associe cada situação à topologia adequada.
Star isolates a cable fault, mesh reroutes round any fault, bus is one cable and nothing else. · A Estrela isola falhas de cabo, a Malha contorna qualquer falha, a Bus é um único cabo e nada mais.
LAN hardware
- A network interface card 网络接口卡 (NIC) lets a device send and receive on the network and carries its unique 48-bit MAC address MAC地址. A wireless device uses a wireless network interface card 无线网络接口卡 (WNIC).
- A switch 交换机 forwards each frame only to the port for its destination MAC address; the obsolete hub 集线器 copied every frame to every port. A wireless access point 无线接入点 (WAP) lets wireless clients join the wired LAN.
- A server provides a service to the others; a bridge 网桥 joins two LAN segments into one network; a repeater 中继器 receives a weakened signal and retransmits it at full strength to extend a cable's reach.
The switch at the centre of a star
A switch reads the destination MAC address and forwards to one port
Hardware de LAN
- Uma placa de interface de rede 网络接口卡 (NIC) permite que um dispositivo envie e receba dados na rede e carrega o seu endereço MAC único de 48 bits MAC地址. Um dispositivo sem fios utiliza uma placa de interface de rede sem fios 无线网络接口卡 (WNIC).
- Um switch 交换机 encaminha cada quadro apenas para a porta correspondente ao seu endereço MAC de destino; o obsoleto hub 集线器 copiava cada quadro para todas as portas. Um ponto de acesso sem fios 无线接入点 (WAP) permite que clientes sem fios entrem na LAN com fios.
- Um servidor fornece um serviço aos outros; uma ponte 网桥 une dois segmentos LAN num único segmento de rede; um repetidor 中继器 recebe um sinal enfraquecido e o retransmite com força total para estender o alcance do cabo.
O switch no centro de uma topologia em estrela
Um switch lê o endereço MAC de destino e encaminha para uma única porta
A NIC's unique, fixed 48-bit hardware address is called its ______ address. · O endereço de hardware único e fixo de 48 bits de uma NIC é chamado de endereço ______.
The MAC address is burned into the network interface card. (DHCP hands out IP addresses, which can change.) · O endereço MAC está gravado na placa de interface de rede. (DHCP entrega endereços IP, que podem mudar.)
How does a switch differ from a hub? · Como um switch difere de um hub?
A switch sends each frame only out the destination's port (efficient, more secure). A hub copied to all ports. Routing by IP is a router's job. · Um switch envia cada frame apenas pela porta do destino (eficiente, mais seguro). Um hub copiava para todas as portas. Rotear por IP é tarefa de um roteador.
A switch is smarter than a hub because it sends each frame only to the port for its destination, not to every port. · Um switch é mais inteligente que um hub porque envia cada frame apenas para a porta do destino, não para todas as portas.
This makes a switched network faster and more secure than the old hub-based one. · Isso torna uma rede com switches mais rápida e segura que a antiga baseada em hubs.
Which devices extend or join a LAN's physical reach? Select all · todos that apply. · Quais dispositivos estendem ou unem o alcance físico de uma LAN? Selecione todas as que se aplicam.
A repeater lengthens a cable run, a bridge joins two segments, a WAP adds wireless clients. A NIC is inside one device. · Um repetidor alonga um trecho de cabo, uma ponte une dois segmentos, um WAP adiciona clientes sem fio. Uma NIC está dentro de um único dispositivo.
Worked example: describe the functions of a WNIC
- The four-mark answer, one point per line.
- It converts the device's data into radio signals and converts incoming radio signals back into data.
- It carries the device's unique MAC address, so frames can be addressed to it.
- It connects the device to a wireless access point and follows the wireless protocol, using the agreed channel and frequency.
Exemplo resolvido: descrever as funções de uma WNIC
- A resposta de quatro pontos, um ponto por linha.
- Converte os dados do dispositivo em sinais de rádio e converte os sinais de rádio recebidos de volta em dados.
- Carrega o endereço MAC único do dispositivo, permitindo que os quadros sejam endereçados a ele.
- Liga o dispositivo a um ponto de acesso sem fios e segue o protocolo sem fios, utilizando o canal e a frequência acordados.
A WNIC converts the device's data into ____ signals and back again. · Uma WNIC converte os dados do dispositivo em sinais ____ e vice-versa.
Radio conversion, the MAC address, the connection to an access point and following the wireless protocol are the four functions the exam lists. · Conversão de rádio, o endereço MAC, a conexão a um ponto de acesso e seguir o protocolo sem fio são as quatro funções listadas no exame.
The router
- A router 路由器 connects different networks and forwards data between them, usually at the boundary of the LAN and the internet.
- It reads each packet 数据包's destination IP address IP地址 and forwards it out of the right port using its routing table 路由表. That is packet switching 分组交换: the packets of one message may take different routes and are reassembled in order at the destination.
- A home router also does network address translation 网络地址转换 (NAT), letting many private addresses share one public one; runs DHCP 动态主机配置协议 to hand out private addresses; and acts as a firewall 防火墙 against unwanted incoming traffic.
A switch works with MAC addresses inside the LAN; a router works with IP addresses between networks
O roteador
- Um roteador 路由器 conecta redes diferentes e encaminha dados entre elas, geralmente na fronteira entre a LAN e a Internet.
- Lê o endereço IP de destino de cada pacote 数据包 e o encaminha pela porta correta usando a sua tabela de roteamento 路由表. Isso é comutação de pacotes 分组交换: os pacotes de uma mesma mensagem podem seguir rotas diferentes e são reensamblados em ordem no destino.
- Um roteador doméstico também realiza tradução de endereços de rede 网络地址转换 (NAT), permitindo que muitos endereços privados partilhem um único público; executa DHCP 动态主机配置协议 para distribuir endereços privados; e atua como firewall 防火墙 contra tráfego indesejado entrante.
Um switch opera com endereços MAC dentro da LAN; um roteador opera com endereços IP entre redes
The main job of a router is to: · A principal função de um roteador é:
A router joins networks (e.g. a LAN to the internet) and forwards packets using their destination IP and a routing table. · Um roteador une redes (ex.: uma LAN à internet) e encaminha pacotes usando seu IP de destino e uma tabela de roteamento.
Ethernet
- Ethernet is the standard for wired LANs: devices joined by twisted-pair or fibre cable, data sent in frames carrying the source and destination MAC addresses.
- On a shared medium two devices can transmit at once, and the two signals corrupt each other: a collision 冲突.
- Modern switched Ethernet uses full-duplex 全双工 point-to-point links between each device and the switch, so collisions no longer happen, but the protocol for handling them is still examined.
Ethernet
- Ethernet é o padrão para LANs com fios: dispositivos ligados por cabos par trançado ou fibra óptica, com dados enviados em quadros que contêm os endereços MAC de origem e destino.
- Num meio partilhado, dois dispositivos podem transmitir simultaneamente, e os dois sinais corrompem-se mutuamente: uma colisão 冲突.
- A Ethernet com switches moderna utiliza ligações ponto a ponto full-duplex 全双工 entre cada dispositivo e o switch, para que colisões não ocorram, mas ainda se estuda o protocolo para gerir colisões.
CSMA/CD
- CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测 is Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection.
- Carrier sense: listen before sending, and wait if the cable is busy. Multiple access: many devices share the medium.
- Collision detection: keep listening while sending. On a collision, stop, send a brief jam signal so every device knows, wait a random backoff time, then try again. The random wait is what stops the same two devices colliding again.
Listen, send, detect, jam, back off, retry
CSMA/CD
- CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测 é Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection.
- Detecção de portadora: ouvir antes de enviar e esperar se o cabo estiver ocupado. Acesso múltiplo: muitos dispositivos partilham o meio.
- Detecção de colisão: continuar a ouvir enquanto se envia. Num evento de colisão, parar, enviar um breve sinal de bloqueio para avisar todos os dispositivos, esperar um tempo de backoff aleatório, e tentar novamente. É o tempo de espera aleatório que impede que os mesmos dois dispositivos colidam novamente.
Ouvir, enviar, detetar, bloqueio, backoff, reenviar
Put the CSMA/CD steps in order for a device that wants to transmit on a shared cable. · Coloque as etapas do CSMA/CD em ordem para um dispositivo que deseja transmitir em um cabo compartilhado.
Carrier sense → transmit → detect collision → jam → random backoff. The random wait stops both devices clashing again immediately. · Detecção de portadora → transmitir → detectar colisão → bloqueio → backoff aleatório. A espera aleatória impede que ambos os dispositivos colidam novamente imediatamente.
Worked example: the three CSMA/CD tasks
- Describe how a device on a shared Ethernet transmits and handles a collision. [3]
- The device listens to the cable, senses the carrier, and transmits only when it is free.
- It keeps checking for a collision while it transmits.
- On a collision it stops, sends a jam signal, waits a random time and retransmits. Three tasks, three marks, in that order.
Exemplo resolvido: as três tarefas do CSMA/CD
- Descreva como um dispositivo numa Ethernet partilhada transmite e lida com uma colisão. [3]
- O dispositivo ouve o cabo, detecta a portadora e transmite apenas quando está livre.
- Continua a verificar a existência de colisões enquanto transmite.
- Num evento de colisão, pára, envia um sinal de bloqueio, espera um tempo aleatório e retransmite. Três tarefas, três pontos, nessa ordem.
After a collision, CSMA/CD makes both devices wait the same fixed time before retransmitting. · Após uma colisão, o CSMA/CD faz ambos os dispositivos esperarem o mesmo tempo fixo antes de retransmitirem.
The backoff is random. If both waited the same time they would collide again the moment they retried. · O backoff é aleatório. Se ambos esperassem o mesmo tempo, colidiriam novamente no momento da retransmissão.
Marks that slip away
- A switch forwards by MAC address within one network; a router forwards by IP address between networks. Swapping them costs the mark either way.
- In a star topology the switch is the single point of failure, not the cables.
- The backoff time is random. A fixed wait would make the same two devices collide again and again.
- A hub is not a switch: it sends every frame to every port and is why it is obsolete.
Marcas que escapam
- Um switch encaminha por endereço MAC dentro de uma rede; um roteador encaminha por endereço IP entre redes. Invertê-los resulta na perda do ponto em qualquer caso.
- Numa topologia em estrela, o switch é o ponto único de falha, não os cabos.
- O tempo de backoff é aleatório. Uma espera fixa faria com que os mesmos dois dispositivos colidissem repetidamente.
- Um hub não é um switch: envia cada quadro para todas as portas e é por isso que é obsoleto.
You've got it
- bus one shared cable · star one switch, most common · mesh many paths, fault-tolerant · hybrid a mix; justify by cost, reliability and how a failure spreads
- NIC/WNIC carry the 48-bit MAC address; a switch forwards a frame to one port; WAP, server, bridge, repeater each have one job
- a router joins networks and forwards packets by IP address using a routing table, plus NAT, DHCP and a firewall
- CSMA/CD: listen, send while listening, on a collision jam and wait a random backoff; switched full-duplex Ethernet has no collisions
Entendeu?
- barramento um cabo partilhado · estrela um switch, mais comum · malha vários caminhos, tolerância a falhas · híbrida uma mistura; justifique pelo custo, confiabilidade e como uma falha se propaga
- NIC/WNIC carregam o endereço MAC de 48 bits; um switch encaminha um quadro para uma porta; WAP, servidor, ponte, repetidor têm cada um uma função específica
- um roteador liga redes e encaminha pacotes por endereço IP usando uma tabela de roteamento, além de NAT, DHCP e firewall
- CSMA/CD: ouvir, enviar ouvindo, numa colisão bloqueie e espere um backoff aleatório; Ethernet full-duplex com switches não tem colisões