Estruturas Mistas

As Estruturas Mistas são tipos de redes que utilizam características dos dois tipos básicos de redes, a ligação ponto-a-ponto e multiponto, para obter redes mais complexas e com maiores recursos. As estruturas mistas podem ser do tipo Barra, Estrela, Hierárquica, Anel e Distribuídas.

Barramento  

Nesta configuração todos os nós (estações) se ligam ao mesmo meio de transmissão. A barra é geralmente compartilhada em tempo e frequência, permitindo transmissão de informação (Figura 1.2.1a).

Nas redes em barra comum, cada nó conectado à barra pode ouvir todas as informações transmitidas. Esta característica facilita as aplicações com mensagens do tipo difusão (para múltiplas estações).

Existe uma variedade de mecanismos para o controle de acesso à barra pode ser centralizado ou descentralizado. A técnica adotada para cada acesso à rede é a multiplexação no tempo. Em controle centralizado, o direito de acesso é determinado por uma estação especial da rede. Em um ambiente de controle descentralizado, a responsabilidade de acesso é distribuída entre todos os nós.

Nas topologias em barra, as falhas não causam a parada total do sistema. Relógios de prevenção (“watch-dog-timer”) em cada transmissor devem detectar e desconectar o nó que falha no momento da transmissão.

O desempenho de um sistema em barra comum é determinado pelo meio de transmissão, número de nós conectados, controle de acesso, tipo de tráfego entre outros fatores. O tempo de resposta pode ser altamente dependente do protocolo de acesso utilizado.

Estrela

Neste tipo de rede, todos os usuários comunicam-se com um nó central, que tem o controle supervisor do sistema. Através deste nó central os usuários podem se comunicar entre si e com processadores remotos ou terminais. No segundo caso, o nó central funciona como um comutador de mensagens para passar os dados entre eles (Figura 1.2.1a).

O arranjo em estrela é a melhor escolha se o padrão de comunicação da rede for de um conjunto de estações secundárias que se comunicam com o nó central. As situações onde isto mais acontece são aquelas em que o nó central está restrito às funções de gerente das comunicações e a operações de diagnósticos.

O nó central pode realizar outras funções além das de chaveamento e processamento normal. Por exemplo, pode compatibilizar a velocidade de comunicação entre o transmissor e o receptor. Se o protocolo dos dispositivos fonte e destino utilizarem diferente protocolos, o nó central pode atuar como um conversor, permitindo duas redes de fabricantes diferentes se comunicar.

No caso de ocorrer falha em uma estação ou no elo de ligação com o nó central, apenas esta estação fica fora de operação. Entretanto, se uma falha ocorrer no nó central, todo o sistema pode ficar fora do ar. A solução deste problema seria a redundância, mas isto acarreta um aumento considerável dos custos.

A expansão de uma rede deste tipo de rede só pode ser feita até um certo limite, imposto pelo nó central: em termos de capacidade de chaveamento, número de circuitos concorrentes que podem ser gerenciados e números de nós que podem ser servidos. 

O desempenho obtido numa rede em estrela depende da quantidade de tempo requerido pelo nó central para processar e encaminhar mensagens, e da carga de tráfego de conexão, ou seja, é limitado pela capacidade de processamento do nó central. 

Esta configuração facilita o controle da rede e a maioria dos sistemas de computação com funções de comunicação possuem um software que implementa esta configuração.

Hierárquica

A topologia Hierárquica ou em árvore é essencialmente uma série de estrelas interconectadas. Geralmente existe uma estrela central onde outros ramos menores se conectam. A ligação entre nós é realizada através de derivadores e as conexões das estações realizadas da mesma maneira que no sistema estrela padrão (Figura 1.2.2c). 

Cada ramificação significa que o sinal deverá se propagar por dois caminhos diferentes. A menos que estes caminhos sejam perfeitamente casados, os sinais terão velocidades de propagação diferentes e refletirão os sinais de diferentes maneiras. Por este motivo, em geral, as redes hierárquicas trabalham com taxas de transmissão menores do que as redes de barramento comuns. 

Esta topologia é muito usada para supervisionar aplicações de tempo real, como algumas de automação industrial e automação bancária.

Pequenos sistemas baseados em mini ou microcomputadores proporcionam o atendimento em tempo real das atividades da agência bancária. Quando uma operação exige acesso a informações que não estão disponíveis na agência, elas são buscadas no computador central. Se este não tiver acesso direto a estas informações, redirecionará a busca para outro computador da rede que as detém.

Anel

Uma rede em anel consiste de estações conectadas através de um caminho fechado. Nesta configuração, muitas das estações remotas conectadas ao anel não se comunicam diretamente com o computador central (Figura 1.2.1b e Figura 1.2.2b). 

Redes em anel são capazes de transmitir e receber dados em qualquer direção, mas as configurações mais usuais são unidirecionais, de forma a tornar menos sofisticado os protocolos de comunicação que asseguram a entrega da mensagem corretamente e em sequência ao destino.

Quando uma mensagem é enviada por um nó, ela entra no anel e circula até ser retirada pelo nó destino, ou então até voltar ao nó fonte, dependendo do protocolo empregado. O último procedimento é mais desejável porque permite o envio simultâneo de um pacote para múltiplas estações. Outra vantagem é a de permitir a determinadas estações receber pacotes enviados por qualquer outra estação da rede, independentemente de qual seja o nó destino. 

Os maiores problemas desta topologia são relativos a sua pouca tolerância a falhas. Qualquer que seja o controle de acesso empregado, ele pode ser perdido por problemas de falha e pode ser difícil determinar com certeza se este controle foi perdido ou decidir qual nó deve recriá-lo. Erros de transmissão e processamento podem fazer com que uma mensagem continue eternamente a circular no anel. A utilização de uma estação monitora pode contornar estes problemas. Outras funções desta estação seriam: iniciar o anel, enviar pacotes de teste e diagnóstico e outras tarefas de manutenção. A estação monitora pode ser dedicada ou uma outra que assuma em determinado tempo essas funções.

Esta configuração requer que cada nó seja capaz de remover seletivamente mensagens da rede ou passá-las adiante para o próximo nó. Nas redes unidirecionais, se uma linha entre dois nós cair, todo o sistema sai do ar até que o problema seja resolvido. Se a rede for bidirecional, nenhum ficará inacessível, já que poderá ser atingido pelo outro lado.

Distribuída

Esta configuração consiste de vários pontos de concentração, cada um com seu conjunto próprio de terminais geograficamente concentrados. As ligações são estabelecidas apenas entre estes pontos de concentração, o que diminui consideravelmente o custos das linhas. Só estas linhas precisarão ter uma capacidade muito maior de transmissão para poder atender às requisições de comunicação exigidas pelos seus terminais. 

Para se garantir que, em caso de falha de linhas entre pontos centralizadores, as transmissões não serão interrompidas, é comum a conexão destes centros a mais de um outro centro. Outra forma de redundância de linhas é a conexão de cada ponto central a todos os demais pontos de concentração. Nesta rede, denominada completamente conectada (Figura 2.2d), a probabilidade de estrangulamento nos horários de pico de tráfego é muito baixa e sua confiabilidade é muito maior. O problema é o altíssimo custo das linhas. 

Outra alternativa seria uma rede parcialmente conectada (Figura 1.2.2d), onde se consegue alguma redundância sem um custo de comunicação alto. 

ATIVIDADE DE FIXAÇÃO (TURMA 01)

ATIVIDADE DE FIXAÇÃO (TURMA 02)