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Redes de computadores Uma rede de computadores consiste de 2 ou mais computadores e outros dispositivos conectados entre si de modo a poderem compartilhar.

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1 Redes de computadores Uma rede de computadores consiste de 2 ou mais computadores e outros dispositivos conectados entre si de modo a poderem compartilhar seus serviços, que podem ser: dados, impressoras, mensagens ( s), etc.

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3 Classificação das Redes pela Distância 1mPessoalPAN 10 mSala Redes Locais (LAN) S/Fio (WLAN) 100mPrédio 1 KmCampus 10 KmCidadeRedes Metropolitanas (MAN) S/Fio (WMAN) 100 KmPaísRedes de Longa Distância (WAN) S/Fio (WWAN) 1000 KmContinente KmPlanetaInterconexão de WAN´s S/Fio WWANS INTERNET

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6 Topologias

7 Topologia em barra, em barramento ou encadeada: um único cabo passa por todas as máquinas, fazendo a união física entre elas. É uma topologia barata, porém lenta e muito perigosa, pois qualquer problema no cabo ou em uma das máquinas compromete toda a rede.

8 Topologia anel: um único cabo passa por todas as máquinas, fazendo a união física entre elas, estabelecendo, inclusive, conexão entre a última e a primeira. É uma topologia de médio custo e pouco perigosa, porém lenta.

9 Topologia estrela: cada máquina possui um cabo que se une aos demais cabos num ponto central. É uma topologia mais cara, porém rápida e segura, pois qualquer problema em uma das máquinas ou em um dos cabos compromete apenas o respectivo segmento. No ponto central poderá haver um servidor com várias placas de rede, unindo toda a rede ou um aparelho utilizado para esse fim, chamado HUB ou Switch.

10 Comparações Tipos de Topologias Ponto PositivosPontos Negativos Topologia Estrela É mais tolerante a falhas Fácil de instalar usuários Monitoramento centralizado Custo de Instalação maior porque recebe mais cabos Topologia Anel (Token Ring) Razoavelmente fácil de instalar Requer menos cabos Desempenho uniforme Se uma estação para todas param Os problemas são difíceis de isolar. Topologia Barramento Simples e fácil de instalar Requer menos cabos Fácil de entender A rede fica mais lenta em períodos de uso intenso. Os problemas são difíceis de isolar.

11 Topologia mista ou híbrida: ocorre quando temos vários tipos de topologias formando uma única rede.

12 Meios de transmissão O cabo coaxial foi um dos primeiros tipos de cabos usados em rede. Ele possui um fio que transmite os dados, uma camada de resina, uma malha que funciona como blindagem contra interferências eletromagnético e envolto por uma camada de PVC. O cabo coaxial mais utilizado, chamado cabo coaxial fino ou 10Base2 utiliza em suas extremidades conectores chamados BNC. Cabo Coaxial (BNC) Velocidade: 10Mbps Padrão: 10base2 (185 Mts) e 10base5 ( 500mts)

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14 Cabo par trançado (UTP/STP) O par trançado é o tipo de cabo mais usado atualmente. Existem basicamente dois tipos de cabo par trançado: sem blindagem, também chamado de UTP (Unshielded Twisted Pair), e com blindagem, também chamado STP (Shielded Twisted Pair). A diferença entre eles é justamente a existência de uma malha em volta do cabo protegendo-o contra interferências eletromagnéticas. O par trançado mais popular é o sem blindagem. Esse tipo de cabo utiliza um conector chamado RJ-45. a maioria das redes hoje em dia utiliza esse sistema de cabeamento. Velocidades: 10, 100 ou 1000Mbps Padrão: 10,100 ou 1000baseT Distância: 100 Mts

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16 Fibra ótica (FDDI) A grande vantagem da fibra ótica não é nem o fato de ser uma mídia rápida, mas sim o fato de ela ser totalmente imune a interferências eletromagnéticas. Na instalação de redes em ambientes com muita interferência (como em uma indústria, por exemplo), a melhor solução é a utilização de fibra ótica. A fibra ótica, sob o aspecto construtivo, é similar ao cabo coaxial sendo que o núcleo e a casca são feitos de sílica dopada (uma espécie de vidro) ou até mesmo plástico, da espessura de um fio de cabelo. No núcleo é injetado um sinal de luz proveniente de um LED ou laser, modulado pelo sinal transmitido, que percorre a fibra se refletindo na casca. Velocidades: 100, 1000Mbps, 10Gbps Padrão: 100baseF ( 2000Mts) ou 1000baseS (550 Mts) ou L (5000mts)... Conectores: LC, SC, ST e MT-RJ

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18 Ondas Eletromagnéticas Uma rede sem fio se refere a uma rede de computadores sem a necessidade do uso de cabos – sejam eles telefônicos, coaxiais ou ópticos – por meio de equipamentos que usam radiofrequência (comunicação via ondas de rádio) ou comunicação via infravermelho, como em dispositivos compatíveis com IrDA.

19 Bluetooth é um padrão global de comunicação sem fio e de baixo consumo de energia (802.15) que permite a transmissão de dados entre até 8 dispositivos compatíveis com a tecnologia. Para isso, uma combinação de hardware e software é utilizada para permitir que essa comunicação ocorra entre os mais diferentes tipos de aparelhos. A transmissão de dados é feita através de radiofreqüência, permitindo que um dispositivo detecte o outro independente de suas posições, desde que estejam dentro do limite de proximidade. Bluetooth

20 AD-HOC É uma expressão que, também, pode expressar sem cabeça. Em telecomunicações, o termo é empregado para designar o tipo de rede que não possui um nó ou terminal especial para o qual todas as comunicações convergem e que as encaminha para os respectivos destinos (este terminal é geralmente designado por ponto de acesso). Desta forma, uma Rede de computadores Ad-hoc é aquela na qual todos os terminais funcionam como roteadores, encaminhando de forma comunitária as comunicações advindas de seus terminais vizinhos. Um dos protocolos usados para redes Ad-hoc sem fio é o OLSR No modo Ad-Hoc o usuário se comunica diretamente com outro(s). Pensado para conexões pontuais, só recentemente este modelo passou a prover mecanismos robustos de segurança, por conta do fechamento de padrões mais modernos (802.11i). Porém, estes novos padrões exigem placas também mais modernas e que ainda não são a maioria no mercado.

21 WI-FI Wi-Fi é um conjunto de especificações para redes locais sem fio (WLAN - Wireless Local Area Network) baseada no padrão IEEE O nome Wi-Fi é tido como uma abreviatura do termo inglês "Wireless Fidelity", embora a Wi-Fi Alliance, entidade responsável principalmente pelo licenciamento de produtos baseados na tecnologia, nunca tenha afirmado tal conclusão. É comum encontrar o nome Wi-Fi escrito como WiFi, Wi-fi ou até mesmo wifi. Todas essas denominações se referem à mesma tecnologia. Com a tecnologia Wi-Fi, é possível implementar redes que conectam computadores e outros dispositivos compatíveis (telefones celulares, consoles de videogame, impressoras, etc) que estejam próximos geograficamente. Essas redes não exigem o uso de cabos, já que efetuam a transmissão de dados através de radiofreqüência. Esse esquema oferece várias vantagens: permite ao usuário utilizar a rede em qualquer ponto dentro dos limites de alcance da transmissão por não exigir que cada elemento conectado use um cabo, permite a inserção rápida de outros computadores e dispositivos na rede, evita que paredes sejam furadas ou adaptadas para a passagem de fios, entre outros.

22 WI-MAX Especifica uma interface sem fio para redes metropolitanas (WMAN). Foi atribuído a este padrão, o nome WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access/Interoperabilidade Mundial para Acesso de Micro-ondas). O termo WiMAX foi criado por um grupo de indústrias conhecido como WiMAX Forum cujo objetivo é promover a compatibilidade e inter-operabilidade entre equipamentos baseados no padrão IEEE Este padrão é similar ao padrão Wi-Fi (IEEE ), que já é bastante difundido, porém agrega conhecimentos e recursos mais recentes, visando um melhor desempenho de comunicação. As redes WiMAX funcionam de maneira semelhante à das redes Bluetooth. As transmissões de dados podem chegar aos 1Gbps a uma distância de até 50Km (radial),com estudos científicos para se chegar a 10Gbps. O funcionamento é parecido com o do Bluetooth e o Wi-Fi (no ponto de vista de ser transmissão e recepção de ondas de rádio), usado para comunicação entre pequenos dispositivos de uso pessoal, como PDAs, telefones celulares (telemóveis) de nova geração, computadores portáteis, mas também é utilizado para a comunicação de periféricos, como impressoras, scanners, etc.

23 b : Gerência de Rede. LAN/MAN Managment; k : Gerência de Rede. LAN/MAN Managment; d : Media Access Control (MAC) Bridges; e : System Load Protocol; f : Definições e procdimentos comuns para a informação de gerência do IEEE 802; g : Remote Media Access Control (MAC) Bridging; h : Prática recomendada para Controle de Acesso ao Meio, com ponte, do Ethernet V2.0 no IEEE 802 LAN; q : Padrão para provimento de capacidade de LAN virtual em uma rede, usada em cojunto com protocolos de LAN do IEEE, como Ethernet e Token Ring; p : Padrão para fluxo com priorização por tempo crítico e filtragem de tráfego multicast, para conter o tráfego na camada 2 das redes. O cabeçalho 802.1p inclui três bits para priorização, permitindo oito níveis de prioridade a ser estabelecido; : Atua no LLC. Padrão de enlace de dados demarcando como a conectividade básica de dados sobre cabo deverá ser feita. Usado com os padrões IEEE 802.3, e 802.5; : CSMA/CD, especifica a sintaxe e semântica MAC e também a camada Física; : Especificações do método de acesso Token Bus da camada física; : Especificações do método de acesso Token Ring da camada física; : Especificações do método de acesso Dual Bus e de fila distribuída da camada física; : MANs de Banda larga; : Fibra óptica; Normas IEEE 802

24 : Integração de Redes Locais; : Protocolo para provimento de segurança em uma MAN. Uma variante do tem sido usado algumas vezes para prover serviço de LAN virtual em uma rede, embora isto esteja sendo substituido pelo 802.1q; : Também chamado de Wi-Fi define os padrões para funcionamento de redes sem fios por meio de radiofrequencia. Sua arquitetura foi criada para funcionar como link final entre o usuário, sem fio, e a rede, com fios, cabos, switches, roteadores etc. O acesso Wi- Fi (Wireless ) está se tornando cada vez mais comum e atualmente já existem pontos de acesso Wi-Fi públicos, que são chamados de Hot-Spots. Trabalha com frequencia de 2,4 GHz, taxas de transmissão de 1 ou 2 Mbps e usa FHSS ou DSSS. Wireless LAN Medium Access Control (MAC) Sublayer and Physical Layer Specifications. LANs sem fios; a : Frequencia de 5 GHz e taxa de 54 Mbps. Este padrão não foi muito bem aceito no mercado pois não é compatível com os padrões b e b+; b : Taxas de transmissão de 11 e 5,5 Mbps; b+ : Taxas de transmissão de 22 Mbps; g : Frequencia de 2,4 GHz e taxas de transmissão de 54 Mbps; g+ : Frequencia de 2,4 GHz e taxas de transmissão de 108 Mbps; : Especifica a prioridade de demanda MAC e Física; : Especificações Wireless para camadas MAC e Física. Bluetooth entre outros; : Interface padrão para faixas Broadband fixas de sistemas de acesso Wireless. WiMax; : Especificações do método de acesso do pacote do anel resilient e da camada física; : Mobile Wireless Access. Mobile-Fi.

25 Modos de transmissão A transferência de informação só é feita num só sentido, de um transmissor para um receptor. É o mais simples, pois o papel de cada dispositivo está definido ao início e nunca se altera. A transferência de informação pode-se processar nos dois sentidos, mas alternada. Este modo de operação obriga a existência de mecanismos que permitam a um dispositivo de rede passar de transmissor a receptor e vice-versa A transferência de informação processa-se nos dois sentidos, simultâneamente.

26 Hardwares de comunicação Roteador (neologismo derivado da palavra router ou encaminhador) é um equipamento usado para fazer a comutação de protocolos, a comunicação entre diferentes redes de computadores provendo a comunicação entre computadores distantes entre si. Roteadores são dispositivos que operam na camada 3 do modelo OSI de referência. A principal característica desses equipamentos é selecionar a rota mais apropriada para repassar os pacotes recebidos. Ou seja, encaminhar os pacotes para o melhor caminho disponível para um determinado destino. Os roteadores iniciam e fazem a manutenção de tabelas de rotas executando processos e protocolos de atualização de rotas, especificando os endereços e domínios de roteamento, atribuindo e controlando métricas de roteamento. O administrador pode fazer a configuração estática das rotas para a propagação dos pacotes ou através de processos dinâmicos executando nas redes.

27 HUB (Concentrador) HUB ou Concentrador, é a parte central de conexão de uma rede. Muito usado no começo das redes de computadores ele é o dispositivo ativo que concentra a ligação entre diversos computadores que estão em uma Rede de área local ou LAN. Trabalha na camada física do modelo OSI, ou seja, só consegue encaminhar bits. Apesar de sua topologia física ser em estrela, a lógica é comparada a uma topologia em barramento por não conseguir identificar os computadores em rede pelos endereços IP, não conseguindo assim rotear a mensagem da origem para o destino. Neste caso o HUB é indicado para redes com poucos terminais, pois o mesmo não comporta um grande volume de informações passando por ele ao mesmo tempo devido sua metodologia de trabalho por broadcast, que envia a mesma informação dentro de uma rede para todas as máquinas interligadas. Devido a isto, sua aplicação para uma rede maior é desaconselhada, pois geraria lentidão na troca de informações pelo aumento do domínio de colisão.

28 Switch (comutador) Um switch é um dispositivo utilizado em redes de computadores para reencaminhar frames entre os diversos nós. Possuem diversas portas, assim como os concentradores (hubs) e a principal diferença entre o comutador e o concentrador é que o comutador segmenta a rede internamente, sendo que a cada porta corresponde um segmento diferente, o que significa que não haverá colisões entre pacotes de segmentos diferentes ao contrário dos concentradores, cujas portas partilham o mesmo domínio de colisão. Os comutadores operam semelhantemente a um sistema telefônico com linhas privadas. Nesse sistema, quando uma pessoa liga para outra a central telefônica as conectará em uma linha dedicada, possibilitando um maior número de conversações simultâneas. Um comutador opera na camada 2 (camada de enlace), encaminhando os pacotes de acordo com o endereço MAC de destino, e é destinado a redes locais para segmentação. Porém, existem atualmente comutadores que operam juntamente na camada 3 (camada de rede), herdando algumas propriedades dos roteadores (routers).

29 Pontes (Bridges) Bridge ou ponte é o termo utilizado em informática para designar um dispositivo que liga duas ou mais redes informáticas que usam protocolos distintos ou iguais ou dois segmentos da mesma rede que usam o mesmo protocolo, por exemplo, ethernet ou token ring. Bridges servem para interligar duas redes, como por exemplo ligação de uma rede de um edificio com outro. Uma bridge ignora os protocolos utilizados nos dois segmentos que liga, já que opera a um nível muito baixo do modelo OSI (nível 2); somente envia dados de acordo com o endereço do pacote. Este endereço não é o endereço IP (internet protocol), mas o MAC (media access control) que é único para cada placa de rede. Os únicos dados que são permitidos atravessar uma bridge são dados destinados a endereços válidos no outro lado da ponte. Desta forma é possível utilizar uma bridge para manter um segmento da rede livre dos dados que pertencem a outro segmento.

30 Repetidores Em informática, repetidor é um equipamento utilizado para interligação de redes idênticas, pois eles amplificam e regeneram eletricamente os sinais transmitidos no meio físico. Os repetidores atuam na camada física (Modelo OSI), recebem todos os pacotes de cada uma das redes que ele interliga e os repete nas demais redes sem realizar qualquer tipo de tratamento sobre os mesmos. Não se pode usar muitos deste dispositivo em uma rede local, pois degeneram o sinal no domínio digital e causam problemas de sincronismo entre as interfaces de rede. Repetidores são utilizados para estender a transmissão de ondas de rádio, por exemplo, redes wireless, wimax e telefonia celular.

31 Placa de rede Uma placa de rede (também chamada adaptador de rede ou NIC) é um dispositivo de hardware responsável pela comunicação entre os computadores em uma rede. A placa de rede é o hardware que permite aos computadores conversarem entre si através da rede. Sua função é controlar todo o envio e recebimento de dados através da rede. Cada arquitetura de rede exige um tipo específico de placa de rede; sendo as arquiteturas mais comuns a rede em anel Token Ring e a tipo Ethernet. Além da arquitetura usada, as placas de rede à venda no mercado diferenciam-se também pela taxa de transmissão, cabos de rede suportados e barramento utilizado (On-Board, PCI, ISA ou Externa via USB). As placas de rede para Notebooks podem ser on-board ou PCMCIA. Quanto à taxa de transmissão, temos placas Ethernet de 10 Mbps / 100 Mbps / 1000 Mbps e placas Token Ring de 4 Mbps e 16 Mbps. Como vimos no trecho anterior, devemos utilizar cabos adequados à velocidade da placa de rede. Usando placas Ethernet de 10 Mbps, por exemplo, devemos utilizar cabos de par trançado de categoria 3 ou 5, ou então cabos coaxiais. Usando uma placa de 100 Mbps o requisito mínimo a nível de cabeamento são cabos de par trançado blindados nível 5. No caso de redes Token Ring, os requisitos são cabos de par trançado categoria 2 (recomendável o uso de cabos categoria 3) para placas de rede de 4 Mbps, e cabos de par trançado blindado categoria 4 para placas de 16 Mbps. Devido às exigências de uma topologia em estrela das redes Token Ring, nenhuma placa de rede Token Ring suporta o uso de cabos coaxiais.

32 CAMADAS DO MODELO OSI Camadas de protocolos

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35 CAMADAS DO TCP/IP

36 TCP / IP OSI

37 CamadaProtocolo 5.Aplicação HTTP, SMTP, FTP, SSH, RTP, Telnet, SIP, IRC, SNMP, NNTP, POP3, IMAP, BitTorrent, DNS, Ping... 4.Transporte TCP, UDP,... 3.Rede IP (IPv4, IPv6), ARP, RARP, ICMP, IPSec... 2.Enlace Ethernet, WiFi, IEEE 802.1Q, g, HDLC, Token ring, FDDI, PPP, Frame Relay, 1.Física Modem, RS-232,Bluetooth, USB,...

38 Protocolos e portas ServiçoTCPUDPObservações FTP21 Transferência de arquivos SSH22 Protocolo de login remoto encriptado Telnet23 Protocolo de login remoto SMTP25 Para envio de DNS53 Resolução de nomes para IP HTTP80 Para web browser POP3110 Para recepção de IRC6667 Para conversação (chat)

39 TCP/UDP UDPTCP Serviço sem conexão; nenhuma sessão é estabelecida entre os hosts. Serviço orientado por conexão; uma sessão é estabelecida entre os hosts. UDP não garante ou confirma a entrega ou seqüência os dados. TCP garante a entrega através do uso de confirmações e entrega seqüenciada dos dados. Os programas que usam UDP são responsáveis por oferecer a confiabilidade necessária ao transporte de dados. Os programas que usam TCP têm garantia de transporte confiável de dados. UDP é rápido, necessita de baixa sobrecarga e pode oferecer suporte à comunicação ponto a ponto e ponto a vários pontos. TCP é mais lento, necessita de maior sobrecarga e pode oferecer suporte apenas à comunicação ponto a ponto.


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