Kit Didático de
Redes de
Comunicação
Prática
Índice
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Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de
Comunicação..................................
Índice
Ensaio 05 Configurando uma Rede de Comunicação de Dados de 2 Estações –
Utilizando Cabo Coaxial como Meio Físico Se...
Índice
Ensaio 10 Configurando uma Rede de Comunicação de Dados de 5 Estações –
Utilizando Cabo Par Trançado como Meio Físi...
Índice
Introdução............................................................................................................
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do
Kit Didático de Redes de
Comunicação
KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTI...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
2 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁ...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
OBJETIVOS
Após completar este ensaio você de...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
Em termos genéricos, podemos dizer que estam...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
nada a ver com o modelo de "eficiência corpo...
Ensaio 01
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Cabos Utilizados
Os cabos em uma rede, podem...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
são, respectivamente, os que se apresentam c...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
Conectores e Ferramenta
Após conhecermos tod...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
Cada tipo de cabo, conforme o especificado a...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
O UTP, como já havíamos mencionado, não poss...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
Isto se deve as condições impostas por fabri...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
Em 1996, falava-se que em três anos a morte ...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
5 – Localize a placa HUB, quantos conectores...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
14 – Conecte a fonte de alimentação à estaçã...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
24 – Comente os resultados obtidos nos passo...
Ensaio 01
Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação
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Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas
de Uma Rede
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Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
18 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
OBJETIVOS
Após completar este ensaio você deverá ser capaz de:
1 –...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
para a camada imediatamente abaixo dela, até a última camada ser a...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
máquina de destino repasse as mensagens na ordem correta, para o c...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
Muitas redes oferecem pelo menos dois canais lógicos por conexão, ...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
um bit deve durar; o fato de a transmissão poder ser ou não realiz...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
alteradas. Estas podem ser determinadas no início de cada conversa...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
de controle. Nas camadas inferiores, os protocolos são trocados en...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
responsabilidade a cargo de cada usuário. Ao contrário de todas as...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
PROCEDIMENTO
Camada Física da Rede
1 – Localize uma das estações m...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
11 – Localize um cabo de comunicação a ser utilizado no modo RJ45....
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
Neste caso temos: X.Y.Z.nnn
17 – Com a mensagem RX: IP = X.Y.Z.nnn...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
25 – Utilize as teclas de 0 a 9 para alterar a configuração do IP ...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
31 – Anote a mensagem apresentada nas duas linhas do display.
Cama...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
Camada Aplicativo
36 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desç...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
46 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desça uma linha à mens...
Ensaio 02
Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede
53 – Quais são os endereços possíveis de serem programados para en...
Ensaio 03
Comparando os Cabos Utilizados em
Redes de Comunicação de Dados
KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 35
Ensaio 03
Comparando os Cabos Utilizados em Redes de Comunicação de Dados
36 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
Ensaio 03
Comparando os Cabos Utilizados em Redes de Comunicação de Dados
OBJETIVOS
Após completar este ensaio você deverá...
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Kit didático de redes de comunicação prática

  1. 1. Kit Didático de Redes de Comunicação Prática
  2. 2. Índice Índice Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação..............................................................................................................1 Objetivos ...........................................................................................................................................3 Material Utilizado...............................................................................................................................3 Introdução .........................................................................................................................................3 Redes de Comunicação de Dados.............................................................................................3 Redes para Pessoas..................................................................................................................4 Cabos Utilizados ........................................................................................................................6 Cabos Coaxias...........................................................................................................................6 Conectores e Ferramenta ..........................................................................................................8 Cabos Trançados.......................................................................................................................8 Procedimento ..................................................................................................................................12 Identificando os Componentes.................................................................................................12 Instalando os Equipamentos....................................................................................................13 Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede.............................................17 Objetivos .........................................................................................................................................19 Material Utilizado.............................................................................................................................19 Introdução .......................................................................................................................................19 Software de Rede.....................................................................................................................19 Hierarquia de Protocolos..........................................................................................................19 Questões de Projeto Relacionadas às Camadas.....................................................................21 As Diversas Camadas..............................................................................................................22 Procedimento ..................................................................................................................................27 Camada Física da Rede...........................................................................................................27 Ensaio 03 Comparando os Cabos Utilizados em Redes de Comunicação de Dados .........35 Objetivos .........................................................................................................................................37 Material Utilizado.............................................................................................................................37 Introdução .......................................................................................................................................37 Cabos Utilizados ......................................................................................................................37 Procedimento ..................................................................................................................................46 Trabalhando com Cabo Coaxial...............................................................................................46 Ensaio 04 Confeccionando os Cabos Utilizados em Redes de Comunicação de Dados.........................................................................................................................51 Objetivos .........................................................................................................................................53 Material Utilizado.............................................................................................................................53 Introdução .......................................................................................................................................53 Procedimento ..................................................................................................................................54 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA i
  3. 3. Índice Ensaio 05 Configurando uma Rede de Comunicação de Dados de 2 Estações – Utilizando Cabo Coaxial como Meio Físico Sem Terminador ..............................57 Objetivos..........................................................................................................................................59 Material Utilizado.............................................................................................................................59 Introdução........................................................................................................................................59 O que é endereço IP ................................................................................................................59 Conflito de Endereços IP..........................................................................................................64 Procedimento ..................................................................................................................................66 Ensaio 06 Configurando uma Rede de Comunicação de Dados de 2 Estações – Utilizando Cabo Coaxial como Meio Físico Com Terminador..............................75 Objetivos..........................................................................................................................................77 Material Utilizado.............................................................................................................................77 Introdução........................................................................................................................................77 O que é endereço IP ................................................................................................................77 Conflito de Endereços IP..........................................................................................................82 Procedimento ..................................................................................................................................84 Ensaio 07 Configurando uma Rede de Comunicação de Dados de 5 Estações – Utilizando Cabo Coaxial como Meio Físico com Terminador...............................93 Objetivos..........................................................................................................................................95 Material Utilizado.............................................................................................................................95 Introdução........................................................................................................................................95 Procedimento ..................................................................................................................................97 Ensaio 08 Configurando duas Redes de Comunicação de Dados sendo Uma de 2 Estações e a Outra e 3 Estações – Utilizando Cabo Coaxial como Meio Físico com Terminador ..........................................................................................109 Objetivos........................................................................................................................................111 Material Utilizado...........................................................................................................................111 Introdução......................................................................................................................................111 Compreendendo o parâmetro Subnet Mask...........................................................................111 Máscara de Subnet ................................................................................................................114 Múltiplas redes .......................................................................................................................121 Configuração das Sub-redes..................................................................................................122 Procedimento ................................................................................................................................122 Ensaio 09 Configurando uma Rede de Comunicação de Dados de 2 Estações – Utilizando Cabo Par Trançado como Meio Físico e um Hub para as Conexões.................................................................................................................140 Objetivos........................................................................................................................................142 Material Utilizado ....................................................................................................................142 Introdução...............................................................................................................................142 Procedimento ................................................................................................................................143 ii KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  4. 4. Índice Ensaio 10 Configurando uma Rede de Comunicação de Dados de 5 Estações – Utilizando Cabo Par Trançado como Meio Físico com um Hub como Central de Conexões..............................................................................................152 Objetivos .......................................................................................................................................154 Material Utilizado...........................................................................................................................154 Introdução .....................................................................................................................................154 Procedimento ................................................................................................................................156 Ensaio 11 Configurando duas Redes de Comunicação de Dados sendo Uma de 2 Estações e a Outra de 3 Estações – Utilizando Cabo Par Trançado como Meio Físico com um Hub como Central de Conexões .............................168 Objetivos .......................................................................................................................................170 Material Utilizado...........................................................................................................................170 Introdução .....................................................................................................................................170 Compreendendo o parâmetro Subnet Mask ..........................................................................170 Procedimento ................................................................................................................................181 Ensaio 12 Verificação do Protocolo TCP/IP em uma Rede de Comunicação de Dados de 5 Estações – Utilizando Cabo Coaxial como Meio Físico com Terminador..............................................................................................................200 Objetivos .......................................................................................................................................202 Material Utilizado...........................................................................................................................202 Introdução .....................................................................................................................................202 A História do TCP/IP ..............................................................................................................202 O que a internet e o TCP/IP têm a ver com isto.....................................................................204 A Internet................................................................................................................................205 Procedimento ................................................................................................................................209 Ensaio 13 Verificação do Protocolo TCP/IP em uma Rede de Comunicação de Dados de 5 Estações – Utilizando Cabo Par Trançado como Meio Físico com um Hub como Central de Conexões ............................................................224 Objetivos .......................................................................................................................................226 Material Utilizado...........................................................................................................................226 Introdução .....................................................................................................................................226 A História do TCP/IP ..............................................................................................................226 O que a internet e o TCP/IP têm a ver com isto.....................................................................228 A Internet................................................................................................................................229 Procedimento ................................................................................................................................234 Ensaio 14 Verificando o Tráfego de Dados, Utilizando um Computador no Modo Terminal, em uma Rede de Comunicação de 2 Estações – Utilizando Cabo Coaxial como Meio Físico Com Terminadores..........................................250 Objetivos .......................................................................................................................................252 Material Utilizado...........................................................................................................................252 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA iii
  5. 5. Índice Introdução......................................................................................................................................252 As aplicações mais utilizadas da atualidade ..........................................................................252 World Wide Web (WWW) .......................................................................................................252 Correio eletrônico ...................................................................................................................254 FTP 256 Provedores de acesso à Internet............................................................................................257 Intranet’s.................................................................................................................................258 Extranet’s................................................................................................................................260 Procedimento ................................................................................................................................261 Ensaio 15 Verificando o Tráfego de Dados, Através da Camada Aplicativos, em Rede de Comunicação de 2 Estações – Utilizando Cabo Par Trançado como Meio Físico e um Hub para as Conexões ..................................................272 Objetivos........................................................................................................................................274 Material Utilizado...........................................................................................................................274 Introdução......................................................................................................................................274 As aplicações mais utilizadas da atualidade ..........................................................................274 World Wide Web (WWW) .......................................................................................................274 FTP 278 Intranet’s.................................................................................................................................280 Extranet’s................................................................................................................................282 Procedimento ................................................................................................................................284 Ensaio 16 Monitorando o Tráfego de Dados, Através de Microcomputador no Modo Terminal, em Uma Rede de Comunicação de 2 Estações – Utilizando Cabo Coaxial como Meio Físico Com Terminadores........................294 Objetivos........................................................................................................................................296 Material Utilizado...........................................................................................................................296 Introdução......................................................................................................................................296 Procedimento ................................................................................................................................297 Ensaio 17 Monitorando o Tráfego de Dados, Através de Microcomputador no Modo Terminal, em Uma Rede de Comunicação de 2 Estações – Utilizando Cabo Par Trançado como Meio Físico Com Hub como Centro de Conexões ...........................................................................................................312 Objetivos........................................................................................................................................314 Material Utilizado...........................................................................................................................314 Introdução......................................................................................................................................314 Procedimento ................................................................................................................................315 iv KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  6. 6. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 1
  7. 7. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação 2 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  8. 8. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação OBJETIVOS Após completar este ensaio você deverá ser capaz de: 1 – Identificar os principais componentes de uma rede lógica de comunicações. 2 – Identificar os modelos de cabos para conexão física das interfaces de comunicação. 3 – Identificar os modelos de conectores, adaptadores e terminadores. MATERIAL UTILIZADO Todos os componentes do conjunto didático: 1 – Hub de oito canais com conectores RJ45 e um canal serial para comunicação com microcomputador; 4 – Estações inteligentes microcontroladas, para comunicação de dados, com conectores RJ 45 e BNC; 1 – Estação inteligente microcontrolada, para comunicação de dados, com conectores RJ 45 e BNC e interface de comunicação serial padrão RS 232-C; 1 – Analisador de protocolos com interface BNC e RJ45; 2 – Teclados universais; 5 – Fontes de alimentação com tensão de saída 9VDC e corrente de 850 mA; 5 – Cabos coaxiais com extremidades com conectores BNC de 50 cm; 2 – Cabos coaxiais com extremidades com conectores BNC de 5m; 1 – Cabo coaxial com extremidades com conectores BNC de 10 m; 6 – Cabos par trançado com extremidades com conectores RJ45 de 50 cm; 2 – Cabos par trançado com extremidades com conectores RJ45 de 5 m; 1 – Cabo par trançado com extremidades com conectores RJ45 de 10 m; 30 metros de cabo par trançado de 8 vias; 10 – conectores RJ45; 2 – Teclados universais para computador; 6 – Ts para conexão em BNC; 2 – Terminadores de linha de 75 ohms; 1 – Alicate para climpagem de conector RJ45, modelo HT210N; 1 – Analisador de sinais na rede. INTRODUÇÃO Redes de Comunicação de Dados Muitas empresas têm um número significativo de computadores em operação, freqüentemente instalados em locais distantes entre si. Por exemplo, uma empresa com muitas fábricas pode ter um computador em cada uma delas para monitorar estoques, produtividade e folhas de pagamento. Inicialmente, esses computadores funcionavam de forma independente dos demais, mas, em um determinado momento, decidiu-se conectá-los para que fosse possível extrair e correlacionar informações sobre toda a empresa. KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 3
  9. 9. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação Em termos genéricos, podemos dizer que estamos falando de compartilhamento de recursos, cujo objetivo é colocar todos os programas, equipamentos e especialmente dados ao alcance de todas as pessoas da rede, independente da localização física do recurso e do usuário. Em outras palavras, o mero fato de um usuário estar a 100 quilômetros de distância dos dados não impende de usá-los como se estivessem armazenados em seu próprio computador. Resumindo, trata-se de uma tentativa de pôr fim à "tirania da geografia". A rede também aumenta a confiabilidade do sistema, pois tem fontes alternativas de fornecimento. Por exemplo, todos os arquivos podem ser copiados em duas ou três máquinas e, dessa forma, se um deles não estiver disponível (devido a um problema de hardware), é possível recorrer a seu backup. Além disso, a presença de diversas CPUs significa que, se uma delas falhar, as outras poderão assumir suas funções, embora haja uma queda de desempenho. É de fundamental importância que, nas operações militares, financeiras, de controle de tráfego aéreo e na segurança de reatores nucleares, entre outras aplicações, os sistemas possam continuar operando mesmo quando haja problemas de hardware. A rede também ajuda a economizar dinheiro. A relação preço/desempenho dos pequenos computadores é muito melhor do que a dos computadores de grande porte. Grosso modo, os mainframes (computadores do tamanho de uma sala) são dezenas de vezes mais rápidos do que os computadores pessoais, mas seu preço é milhares de vezes maior. Esse desequilíbrio levou muitos projetistas a criarem sistemas baseados em computadores pessoais, um por usuário, com os dados mantidos em um ou mais servidores de arquivos compartilhados. Nesse modelo, os usuários são chamados de clientes, e a organização geral é chamada de modelo cliente/servidor. No modelo cliente/servidor, a comunicação costuma se dar através de uma mensagem de solicitação do cliente enviada para o servidor, pedindo para que alguma tarefa seja executada. Em seguida, o servidor executa a tarefa e envia a resposta. Geralmente, há muitos clientes usando um pequeno número de servidores. Outra vantagem oferecida pelas redes é a escalabilidade, que é a possibilidade de aumentar gradualmente o desempenho do sistema à medida que cresce o volume de carga, bastando, para tal, que se adicionem mais processadores. Em sistemas centralizados, quando se atingia o limite da capacidade dos mainframes, o sistema tinha de ser substituído por um maior, o que em geral implicava altos custos e um grande aborrecimento para os outros usuários. Com o modelo cliente/servidor, é possível incluir novos clientes e novos usuários de acordo com as necessidades. Redes para Pessoas Até aqui, só apresentamos razões econômicas e tecnológicas para a instalação de redes de computadores. Se os grandes e sofisticados mainframes fossem vendidos por um preço razoável, a maioria das empresas com certeza manteria seus dados nesses computadores e forneceria aos funcionários terminais conectados a eles. Foi assim que a maioria das empresas operou até o início da década de 1980. As redes de computadores só ganharam popularidade a partir do momento em que as redes de computadores pessoais passaram a oferecer uma grande vantagem de preço/desempenho em relação aos mainframes. A partir da década de 1990, as redes de computadores começaram a oferecer serviços para pessoas físicas em suas respectivas casas. Esses serviços e as motivações para usa-los não têm 4 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  10. 10. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação nada a ver com o modelo de "eficiência corporativa", descrito na anteriormente. Veja a seguir as três possibilidades mais interessantes que estão começando a virar realidade. 1. Acesso a informações remotas. 2. Comunicação pessoa a pessoa 3. Diversão interativa. Outra aplicação que pertence a essa categoria é o acesso a sistemas de informações como a World Wide Web, que contém dados sobre artes, negócios, culinária, governo, saúde, história, hobbies, lazer, ciência, esportes, turismo e uma infinidade de outros assuntos. Todas as aplicações citadas até agora envolvem interações entre uma pessoa e um banco de dados remoto. A segunda grande categoria de uso das redes será a interação pessoa a pessoa, que, basicamente, será a resposta do século XXI ao telefone do século XIX. O correio eletrônico, ou e-mail, já é usado em larga escala por milhões de pessoas e logo será rotineira a inclusão de áudio e vídeo nas mensagens de texto atuais. Para que as mensagens tenham cheiro, no entanto, será preciso um pouco mais de tempo. O e-mail em tempo real permitirá que usuários remotos se comuniquem instantaneamente, vendo e ouvindo uns aos outros. Essa tecnologia possibilita a realização de reuniões virtuais, as chamadas videoconferências, entre pessoas separadas por uma grande distância. Há quem diga que o transporte e a comunicação estão participando de uma corrida cujo vencedor tornará o outro obsoleto. As reuniões virtuais podem ser usadas para aulas remotas, avaliações médicas de especialistas de outras localidades e, uma série de outras aplicações. Os newsgroups mundiais, dedicados aos temas mais variados, já são um lugar comum entre um grupo seleto de pessoas, e a tendência é que toda a população venha a participar deles. O tom dessas discussões, em que uma pessoa divulga uma mensagem para que todos os outros assinantes do newsgroup possam lê-la, poderá variar de bem-humorado a inflamado. Nossa terceira categoria é o entretenimento, que é uma grande e crescente indústria. A aplicação com maior demanda de recursos desse segmento é o vídeo sob demanda. Em cerca de uma década, você só precisará selecionar um filme ou programa televisivo, qualquer que seja a época ou país em que tenha sido produzido, para colocá-lo na sua tela. A televisão ao vivo também poderá se tornar interativa, com os telespectadores participando de programas de perguntas e escolhendo dentre os concorrentes, entre outras coisas. É possível, no entanto, que o vídeo sob demanda seja superado por outras aplicações, como por exemplo a de jogos. Já temos jogos de simulação em tempo real do qual podem participar várias pessoas, como um esconde-esconde em uma caverna virtual, e simuladores de vôo em que uma pessoa de uma equipe tenta acertar os adversários. Se distribuirmos imagens de qualidade fotográfica, juntamente com óculos e recursos de terceira dimensão, teremos uma realidade virtual compartilhada em escala mundial. Em resumo, a possibilidade de mesclar informações, comunicação e entretenimento certamente dará origem a uma nova e avançada indústria baseada na rede de computadores. KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 5
  11. 11. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação Cabos Utilizados Os cabos em uma rede, podem ser considerados como sendo o esqueleto de sustentação. Num passado próximo, os cabos eram relegados à última atenção no momento de definir como seria instalada uma rede. A maior preocupação era dedicada à tecnologia de comunicação que seria utilizada e aos equipamentos que seriam interligados. Atualmente, descobriu-se que 50% dos erros que provocam problemas e instabilidade nas redes são provenientes de cabos mal- instalados ou mal-organizados. A partir daí, um maior cuidado vem sendo tomado no momento de optar pelo cabeamento que formará ou dará sustentação a uma determinada rede. Com o desenvolvimento da tecnologia, várias são as opções de cabos para empregar em uma instalação, cada qual atendendo a determinadas necessidades específicas, e também melhor se adequando às exigências colocadas pelo próprio meio que irão percorrer. A opção pelo cabo ideal para uma determinada instalação depende diretamente de alguns pormenores que cercam cada implantação. Alguns aspectos que devem ser considerados para fazer essa opção: Conhecer a área na qual o cabo será instalado; Conhecer as distâncias limites, as quais o cabo deverá atender; Determinar a infra-estrutura que o cabo irá percorrer; Conhecer a performance que se deseja obter da rede; Conhecer os serviços que pretendem utilizar o meio físico como meio de passagem; Conhecer o tipo de sinal que irá trafegar na rede; Conhecer a forma de instalação do cabo (se será instalado em dutos próprios ou irá compartilhar dutos em que se encontram cabos que levam eletricidade); Contabilizar em quais pontos da instalação existem fontes que geram ruído EMI (Interferência Eletromagnética) ou RFI (Interferência por Radiofreqüência). Estes pontos relacionados são itens de observação que devem ser considerados no momento de optar pelo meio físico que será utilizado numa instalação. Atualmente, as opções são inúmeras, mas devem ser consideradas com critério para obtermos uma rede de qualidade e com um custo X benefício aceitável. A nossa intenção, neste momento, é fundamentar bem o suo dos meios físicos mais comercialmente utilizados, deixando em aberto e para estudos futuros, os casos particulares que cobrem o cabeamento que atende a funções específicas e que estão fora do nosso escopo. Outra observação muito importante que deve ser feita durante este nosso estudo, se refere às características físicas de cada cabo que será apresentado. Pois, de acordo com essas características, basicamente se atende a todos os requisitos citados anteriormente. Cabos Coaxias O cabo coaxial foi um dos mais utilizados mundialmente, como o cabo para instalar uma rede de computadores. Ainda hoje, no Brasil, grande parte das pequenas redes de computadores utiliza o cabo coaxial como meio físico de ligação. Este cabo pode ser encontrado no mercado com diversas características, sendo indicado para várias soluções diferentes. Os mais comuns são os cabos conhecidos por: RG-58 e RG-59, que 6 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  12. 12. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação são, respectivamente, os que se apresentam com a impedância característica de 50 e 75 OHMS. O cabo de 50 OHMS (também conhecido por Ethernet fino) foi e ainda é muito utilizado para interligar pequenas redes de computadores Ethernet. Já o cabo de 75 OHMS pode ser utilizado também para interligar computadores, terminais e periféricos, mas encontra a sua grande utilização atualmente nas ligações de TV a cabo e sistema CFTV. O cabo coaxial é formado basicamente por: Um condutor paralelo constituído por um fio interno e uma malha externa; Um dielétrico separando o condutor interno da malha externa; Um encapsulamento externo, cobrindo todo o cabo. Esse cabo possui: uma capacitância baixa e constante por toda sua extensão; características elétricas favoráveis, justamente adquiridas pela proteção exercida pela malha que envolve o cabo, conhecida também por blindagem; custo médio; e fácil manuseio. Permite também transmissão a taxas que vão a dezenas de Megabits. No caso do RG-58, ele está restrito à freqüência de transmissão máxima de 10 MHz, ou no caso de estar sendo usado numa rede Ethernet, apresenta uma velocidade de transmissão máxima de 10 Megabits. Pode atender à distância máxima de 185 metros, sem repetidor. Caso haja a necessidade de atender a distâncias maiores, podem-se utilizar equipamentos repetidores, mas com um limite de três repetidores num mesmo lance de cabo. Todo cabo deve se utilizar conectores para se ligar ao equipamento ou a outro meio; com esse cabo não poderia ser diferente. Desta forma, os conectores utilizados podem ser: Conector BNC – utilizado para conectar um cabo coaxial. Esse conector pode ser encontrado em vários tipos, como: conector de rosca, de crimp e de solda (também conhecido por conector BNC com joelho). De todos estes apresentados, o que oferece maior rapidez na conectorização é o de crimp; e o que oferece maior segurança é o de solda. Dentro da linha dos conectores de crimp é importante relatar que existem aqueles que oferecem uma melhor ou pior conectorização. Isto vai variar de acordo com a qualidade do conector, que muitas vezes pode ser revelada diretamente pelo próprio custo do produto; Conector T – também conhecido como conector de transição, e é utilizado para possibilitar a conexão do equipamento ao cabo coaxial; Conector Junção – é utilizado para unir ou fazer a junção de dois lances de cabo coaxial. Muito conhecido no mercado como emenda para cabo coaxial. Ele não deve ser utilizado em grande quantidade pela rede, pois oferece uma maior atenuação do sinal transmitido, em cada ponto em que é instalado. E muito utilizado para substituir o conector T em pontos nos quais são mais existem equipamentos a serem interligados à rede; Terminador – o terminador ou terminator é utilizado para fechar o lance de cabo coaxial. Isto se justifica porque toda rede local implementada com cabo coaxial deve possuir um terminador em cada extremidade, que estará fazendo o papel de casador de impedância, que nada mais é que um amortecedor do sinal que chega até as bordas do cabo. Desta forma, estaremos eliminando o efeito de resson6ancia do sinal, quando este encontra o final do cabo, e com isso, eliminando a possibilidade da alteração de um sinal transmitido recentemente, por outro transmitido há mais tempo. KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 7
  13. 13. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação Conectores e Ferramenta Após conhecermos todas estas características dos cabos coaxiais, notamos que esse meio é prático e com um custo X benefício muito favorável a sua utilização. Mas por qual motivo esse cabo foi retirado da norma? Por ser este, um cabo que possui uma performance reduzida (10 MHz), apenas um condutor para transmissão, passou a ser reconhecido como um meio físico que não apresentava uma performance condizente com as necessidades atuais. Sendo assim, temos que considerá-lo como um meio extremamente utilizado, mas não mais como um meio aceito para ser utilizado nos projetos de cabeamento estruturado. Atualmente, o cabo coaxial é utilizado em vários projetos específicos de rede e, como já havíamos comentado, em várias montagens de pequenas redes, mas foi totalmente abolido dos novos projetos de cabeamento. As revisões das normas, tanto americana quanto mundial, aboliram o uso do cabo coaxial em projetos de cabeamento estruturado. Em alguns casos específicos dentro de um projeto, ainda se recomenda o uso do cabo coaxial. Um exemplo disto são os projetos que implementam o serviço de CATV ou TV a cabo, que ainda hoje é muito bem servido pelo cabo coaxial, pois ele oferece um custo X benefício bem interessante, se comparando com as soluções que utilizam fibra óptica ou pares trançados para este fim. Muitos estudos e pesquisas estão sendo realizados para abolir a necessidade de utilização desse tipo de cabo dentro das organizações que estão providas de uma rede estruturada. E todos esses estudos passam a baratear as outras tecnologias, para que elas possam desbancar o cabo coaxial do mérito de ser viável na implementação de alguns serviços específicos. Cabos Trançados Os cabos de pares trançados tiveram, nos últimos anos, um enorme crescimento em seu uso e aplicação. Tanto é verdade, que em todas as instalações construídas com base no cabeamento estruturado, eles são utilizados como principal meio par interligar os pontos por toda a organização. O primeiro, ou pelo menos o mais conhecido cabo trançado, é o FI (cabo cinza) usado na área de telefonia para conectar os aparelhos de telefone à distribuição central. Esses cabos ficaram famosos pela facilidade em sua instalação e pelo seu custo, com o único problema de não possibilitarem a passagem de sinais em freqüências maiores, por limitação da sua própria construção física. Mas a tecnologia foi apurada, as exigências atendidas e novos tipos de cabos de pares traçados, que incorporaram uma maior tecnologia, surgiram para ganhar o mercado e ser o meio físico mais utilizado para a construção de redes estruturadas atualmente. Esses cabos são conhecidos basicamente por: UTP (Unshielded Twisted Pair) – Cabo de par trançado não blindado; STP (Shielded Twisted Pair) – Cabo de par trançado blindado; SCTP (Screened Twisted Pair) – Cabo de par trançado com blindagem externa; FTP (Foil Twisted Pair) – Cabo de par trançado folheado. 8 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  14. 14. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação Cada tipo de cabo, conforme o especificado acima, vem atender determinadas necessidades e tipos de soluções diferentes, sendo assim, opções de solução em uma instalação. Com base na norma EIA/TIA 568-A, o cabo de par trançado obedece ao seguinte padrão de desempenho: Categoria 3: 16 MHz; Categoria 4: 20 MHz; Categoria 5: 100 MHz. Desta forma, definiu-se o nível de freqüência máxima suportada por cada categoria de cabo. Atualmente, muito é falado sobre as categorias 5 avançado ou enhanced, 6 e 7, alguns drafts já mencionam esta nova categoria, mas é esperado que só no ano de 2000, realmente saia algum adendo à norma referente a estas novas classificações. O que já podemos adiantar são as informações advindas de alguns fabricantes que fazem a seguinte afirmação: Categoria 5e: 100 MHz (com melhora na resposta do cabo para as freqüências maiores); Categoria 6: 200 MHz; Categoria 7: 350 MHz. Outros fabricantes que tomam como base à norma padronizada pela Isso já defendem a seguinte classificação: Categoria 5e: 100 MHz (com melhora na resposta do cabo para as freqüências maiores); Categoria 6: 200 MHz; Categoria 7: 600 MHz. A grande verdade é que cabos com performance no patamar de 100 a 600 MHz estão sendo comercializados e utilizados como marketing de muitos fabricantes, mas nada ainda se sabe de concreto sobre esses cabos e como serão considerados na próxima revisão das normas de cabeamento. O UTP é o cabo trançado não blindado; isto quer dizer sem nenhuma malha proteção contra interferências externas. Esse cabo é constituído de quatro pares de fios, que são compostos de fios entrelaçados. Ele possui as seguintes características: O fio que compõe esse cabo, por norma, deve ser de 22 ou 24 AWG (American Wire Gauge); OBS: Quanto maior o valor em AWG, menor será a espessura do condutor. Todo o cabo deve possuir uma espessura inferior a 6,35 mm; O diâmetro máximo do isolamento de condutor deve ser de 1,22 mm; Cada par possui uma cor característica e é recomendável que o fio branco de cada par seja tracejado com a cor do fio de origem; Possui um passo de torção diferente (cada par possui um número de tranças diferente) e todos são trançados entre si. Isto possibilita a redução da diafonia entre os pares (interferência do par vizinho) e o acoplamento; Deve suportar uma tensão mínima de ruptura de 40,82 Kg; O raio de curvatura máximo deve ser de 25,4 mm ou de quatro vezes o diâmetro do cabo, e de dez vezes, caso o cabo seja categoria 5 de 25 pares; A impedância característica desse cabo deve ser de 100 OHMS. KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 9
  15. 15. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação O UTP, como já havíamos mencionado, não possui proteção física contra ruídos externos. Mas possui, enquanto em funcionamento, um efeito que reduz a interferência no sinal transmitido. Esta técnica é chamada de CANCELAMENTO e pode ser explicada da seguinte forma: Cada fio do par transmite o sinal em um sentido, desta forma, a corrente que flui em direções opostas dentro de cada fio gera um campo eletromagnético, que segundo aquela regra que aprendemos na Física do 1o grau, regra da mão direita, a corrente que entra no condutor gera um campo no sentido horário e a corrente que sai do condutor gera um campo no sentido anti-horário. Sendo assim, os dois campos se cancelam, aumentando a capacidade do par em resistir às interferências. Como podemos concluir após esta explicação, em um par do cabo, um fio assume o papel de TX (Transmissor e outro, de RX (Receptor). Com base nesta condição, podemos falar que sempre o cancelamento das forças estará atuando num condutor trançado). Outro fato muito interessante sobre esse cabo se traduz numa pergunta que é sempre geradora de muitas dúvidas. Qual a função determinada a cada par desse cabo? Na maioria dos protocolos de transmissão de dados em rede local, como: Ethernet, Arcnet, ATM, Fast-Ethernet, Token-Ring, são utilizados apenas dois pares que, conforme a definição especificada em norma, utiliza os pares verde/branco do laranja. Outros protocolos como, por exemplo, o Gibabit Ethernet já tem necessidade de utilizar os quatro pares. Outras aplicações, como transmissão de som, imagem, voz, etc., utilizam apenas um par, possibilitando assim a integração dos sinais num mesmo cabo. Conforme falamos anteriormente, cada par já possui, a priori, uma definição para uso determinado, bastando, par que isto se confirme, realizar a correta conectorização do cabo. O conector macho utilizado para esse fim é o RJ-45 (conector de oito vias). Ele possui contatos frontais que perfuram a capa do condutor, possibilitando o contato. É importante salientar que o fio condutor não deve ser descamisado, pois poderia possibilitar futuramente a ocorrência de oxidação prejudicando o performance do link como um todo. O ato de inserção do contato com fio recebe o nome de autodesnudamento, pois ele rompe a capa apenas na área de contato. Para fazer a conectorização desse cabo, também deve ser utilizada uma ferramenta própria denominada: alicate de crimp. Esse alicate é encontrado no mercado em vários modelos e marcas e, como não poderia ser diferente, também com vários preços. Caso o amigo leitor pretenda ser profissional na área, nós aconselhamos que invista num alicate que possa utilizar várias matrizes de conectores. Essas matrizes possibilitarão a conectorização de vários tamanhos de conector RJ. É importante deixarmos bem claro, neste momento, que a conectorização do cabo, geralmente considerada pelos profissionais como atividade banal, é de grande importância, pois, se mal- executada, pode comprometer toda uma implantação ou levar à degradação futura de performance da rede. Outro fato que não podemos deixar de falar é sobre o padrão de conectorização. A norma EIA/TIA 568 padronizou duas configurações de conectorização: T568-A; T568-B. Se você está se perguntando neste momento: Qual o motivo de existirem dois padrões de conectorização? 10 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  16. 16. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação Isto se deve as condições impostas por fabricantes na época da constituição das normas, pois os fabricantes que atuavam na Europa, tinham uma predileção pelo padrão B e fabricantes americanos, pelo padrão A. Desta forma, definiu-se pelos dois padrões. O que é realmente importante e deve ser firmado é a obrigação do projetista ou do próprio instalador de optar pelo padrão de conectorização A ou B, e jamais inventar o seu próprio padrão. É necessário saber que todo o material de cabeamento estruturado disponível no mercado é fornecido para o padrão A ou B, ou então se adapta aos dois. Após todas estas informações apresentadas, é importante lembrar que todas as informações que caracterizam o cabo UTP se referem ao cabo categoria 5. Sendo assim, os cabos que estivem incorporados em categorias superiores, com certeza, terão características diferentes das apresentadas anteriormente. Como não podíamos deixar de comentar, o cabo STP (Shielded Twisted Pair) é chamado de cabo blindado. Ele atende também à categoria 5, mas possui uma proteção física que, juntamente com a técnica de Cancelamento, atua na proteção dos sinais contra as interferências externas. Esse cabo possui um laminado cobrindo os pares e um dreno para fazer o aterramento. Desta forma, nota-se que em instalações nas quais se deseja aterrar todo o cabeamento, é indispensável o uso de um cabo desse nível. O cabo STP é encontrado com impedância característica de 100 ou 150 OHMS, sendo este último conhecido como cabo STP 150 IBM. Ele recebeu esta denominação por Ter sido um cabo criado pela IBM para redes Token-Ring. Como não podíamos deixar de mencionar, o cabo FTP (Foil Twisted Pair) possui proteção dupla, pois, além da proteção de laminado cobrindo os pares e a existência do fio dreno, todos os pares são protegidos individualmente por outro laminado. Obviamente, esse cabo se apresenta ainda mais seguro contra as interferências externas. O cabo FTP é encontrado com as mesmas impedâncias características do cabo STP. No Brasil, os cabos STP e FTP ainda têm uma presença tímida, pois a grande parte das instalações de cabeamento não são devidamente aterradas. Mas em regiões que exigem maior segurança, como: hospitais, aeroportos, laboratórios, etc., a presença desse tipo de cabo é indispensável, pela maior proteção oferecida contra ruídos externos. Nessas instalações, os cabos devem ser devidamente aterrados para se tornarem realmente eficientes. Na Europa se faz presente o cabo trançado com impedância característica de 120 OHMS. Uma peculiaridade interessante quanto aos cabos blindados se refere ao fato de que a Norma EIA/TIA 568 – A ignora, até o momento, a presença dos cabos STP de quatro pares e o cabo FTP. Até agora, a norma americana só contempla o cabo UTP e o cabo STP de dois pares. Os fabricantes de cabos atualmente, já oferecem os cabos STP de quatro pares e cabos FTP, desta forma, é certo que na próxima revisão, com certeza, isto já deverá ser atualizado. Este fato é relatado por ser a norma americana a mais referenciada aqui no Brasil, mas a Norma Internacional da ISSO já faz referência adequada a esses cabos. Por fim, um cabo muito utilizado em soluções em que se deseja passar o cabo por baixo de carpetes ou tapetes é o UnderCarpet. Este é conhecido como o cabo UTP chato. Realmente adequado a instalações que devem passar por baixo de alguma cobertura estética de ambiente. Por ser chato, esse cabo possui uma pequena altura e uma largura maior. KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 11
  17. 17. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação Em 1996, falava-se que em três anos a morte do cabo metálico seria inevitável dentro do cabeamento estruturado, pois era esperado que a Fibra On The Desk (a fibra até a estação) tomasse o lugar do cabo de cobre, devido ao seu barateamento e à exigência de bandas mais largas para transmissão. O que notamos, na verdade, é que o cabo de cobre ficou mais barato (mais acessível) e com tamanha tecnologia adquirida, possibilitando ao mercado, já a partir de 1998, oferecer os cabos de 200, 350 e 600 MHz com cabo de cobre. Isto nos mostra que ainda por um bom tempo os cabos trançados estarão nos acompanhando nas muitas implantações que serão realizadas. É importante ressaltar que no momento que especificamos redes que trabalhem em freqüências acima da especificação da categoria 5 (100 MHz), altera-se desde o cabo até os conectores. E por essas especificações ainda não fazerem parte de um padrão, cada fabricante apresenta uma solução diferente com conectores diferentes, muitas vezes, exigindo ferramental adequado àquela determinada solução. PROCEDIMENTO Identificando os Componentes 1 – Ao abrir o gabinete do equipamento, tente separar os componentes do conjunto didático, localizando cada um deles de acordo com a lista constante no item 1.2 desta prática. 2 – Localize as estações microcontroladas, qual é a diferença física entre as estações que não apresentam comunicação serial RS232 e a que apresenta este tipo de comunicação? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 3 – Localize nas estações de comunicação os conectores RJ45 fêmea, BNC e o conector de teclado. 4 – Desenhe cada um destes conectores no espaço a seguir. 12 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  18. 18. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação 5 – Localize a placa HUB, quantos conectores RJ45 existem nesta placa? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 6 – Quantos canais este HUB pode gerenciar? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 7 – Localize os cabos do tipo par trançado. 8 – Localize os cabos do tipo coaxial. 9 – Diferencie fisicamente o cabo coaxial do cabo par trançado. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 10 – Localize os adaptadores tipo T. Desenhe este componente no espaço a seguir. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 11 – Localize os terminadores. Identifique a impedância deste elemento. Anote o seu valor a seguir. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Instalando os Equipamentos 12 – Ajuste uma das fontes de alimentação para o valor de tensão da rede elétrica do laboratório. 13 – Localize o conector da fonte de alimentação da estação que apresenta conector RS232C. KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 13
  19. 19. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação 14 – Conecte a fonte de alimentação à estação microcontrolada. Anote a seguir a mensagem apresentada nas duas linhas do display. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 15 – Pressione a tecla F4 do teclado da placa da estação. 16 – Pressione a tecla F3 do teclado da placa da estação. 17 – Comente o resultado obtido nos passos 16 e 17. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 18 – Posicione através das teclas F4 e F3 as seguintes mensagens no display: Camada: Física Modo: BNC 19 – Pressione a tecla F1 do teclado da placa da estação. 20 – Pressione a tecla F2 do teclado da placa da estação. 21 – Comente os resultados obtidos nos passos 19 e 20. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 22 – Posicione através das teclas F4 e F3 as seguintes mensagens no display: Rx [ __________________________ ] Tx [ __________________________ ] 23 – Pressione as teclas de 0 a 9 do teclado da placa da estação. 14 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  20. 20. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação 24 – Comente os resultados obtidos nos passos 22 e 23. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 25 – Ajuste uma das fontes de alimentação para o valor de tensão da rede elétrica do laboratório. 26 – Localize o conector da fonte de alimentação do Hub. 27 – Conecte a fonte de alimentação ao Hub. Anote a seguir os efeitos observados nos leds de cada canal. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 15
  21. 21. Ensaio 01 Reconhecendo os Componentes do Kit Didático de Redes de Comunicação 16 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  22. 22. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 17
  23. 23. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede 18 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  24. 24. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede OBJETIVOS Após completar este ensaio você deverá ser capaz de: 1 – Identificar as principais camadas de uma rede lógica de comunicações. 2 – Verificar a possibilidade de configuração dos parâmetros das diversas camadas de uma rede lógica de comunicações. 3 – Configurar as estações do conjunto didático de acordo com a estrutura desejada MATERIAL UTILIZADO 1 – Fonte de alimentação; 1 – Estação microcontrolada; 1 – Teclado universal para microcomputador. INTRODUÇÃO Software de Rede No projeto das primeiras redes de computadores, o hardware foi colocado como prioridade e o software, em segundo plano. Essa estratégia foi deixada para trás. Atualmente, o software da rede está altamente estruturado. No decorrer, vamos analisar com mais profundidade a técnica de estruturação dos softwares. O método descrito aqui é de fundamental importância para o livro e faremos repetidas referências a ele. Hierarquia de Protocolos Para reduzir a complexidade do projeto, a maioria das redes foi organizada como uma série de camadas ou níveis, que são colocados um em cima do outro. O número, o nome, o conteúdo e a função de cada camada difere de uma rede para outra. Em todas as redes, no entanto, o objetivo de cada camada é oferecer determinados serviços para as camadas superiores, ocultando detalhes da implementação desses recursos. A camada n de uma máquina se comunica com a camada n da outra máquina. Coletivamente, as regras e convenções usadas nesse diálogo são chamadas de protocolo da camada n. Basicamente, um protocolo é um conjunto de regras sobre o modo como se dará à comunicação entre as partes envolvidas. Como uma analogia, quando uma mulher é apresentada a um homem, pode estender a mão para ele, que, por sua vez, pode apertá-la ou beijá-la, dependendo, por exemplo, se ela for uma advogada americana que esteja participando de uma reunião de negócios ou uma princesa européia presente a um baile de gala. A violação do protocolo dificultará a comunicação e em alguns casos poderá impossibilitá-la. As entidades que ocupam as mesmas camadas em diferentes máquinas são chamadas de pares (peers). Em outras palavras, são os pares que se comunicam usando o protocolo. Na realidade, os dados não são diretamente transferidos da camada n de uma máquina para a camada n da outra. Na verdade, cada camada transfere os dados e as informações de controle KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 19
  25. 25. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede para a camada imediatamente abaixo dela, até a última camada ser alcançada. Abaixo da camada 1 está o meio físico através do qual se dá a comunicação propriamente dita. Entre cada par de camadas adjacentes, há uma interface. A interface define as operações e serviços que a camada inferior tem a oferecer para a camada superior a ela. Quando os projetistas de rede decidem a quantidade de camadas que será incluída em uma rede e o que cada uma delas deve fazer, uma das considerações mais importantes é a definição de interfaces claras entre as camadas. Para se alcançar esse objetivo, no entanto, é preciso que cada camada execute um conjunto de funções bem definido. Além de reduzir o volume de informações que deve ser passado de uma camada para outra, as interfaces bem definidas simplificam a substituição de uma camada por uma implementação completamente diferente (por exemplo, a substituição de todas as linhas telefônicas por canais de satélite), pois a nova implementação só precisa oferecer exatamente o mesmo conjunto de serviços para seu vizinho de cima, assim como era feito na implementação anterior. Um conjunto de camadas de protocolos é chamado de arquitetura de rede. A especificação de uma arquitetura deve conter informações suficientes para permitir que um implementador desenvolva o programa ou construa o hardware de cada camada de modo que ela transmita corretamente o protocolo adequado. Nem os detalhes da implementação nem a especificação das interfaces pertencem à arquitetura, pois tudo fica escondido dentro da máquina, longe do alcance dos olhos. Não há, no entanto, a menor necessidade de que as interfaces de todas as máquinas de uma rede sejam iguais, desde que cada uma delas possa usar todos os protocolos. Uma lista de protocolos usados por um determinado sistema, um protocolo por camada, é chamado de pilha de protocolos. Na verdade, os principais assuntos deste livro dizem respeito às arquiteturas de rede, às pilhas de protocolos e aos protocolos propriamente ditos. Uma analogia pode ajudar a explicar a idéia de uma comunicação multinivelada. Imagine dois filósofos (processos de par de camada 3), um dos quais fala urdu e inglês e o outro, chinês e francês. Como não falam uma língua em comum, eles contratam tradutores (processos de par da camada 2), que por sua vez têm cada qual uma secretária (processos de par da camada 1). O filósofo 1 deseja transmitir sua predileção por oryctolagus cuniculus a seu par. Para tal, ele envia uma mensagem (em inglês) através da interface 2/3 a seu tradutor, na qual diz "I like rabbits", como mostra a Figura a seguir. Como os tradutores resolveram usar uma língua neutra, o alemão, a mensagem foi convertida para "Ik hou van konijnen". A escolha da língua é o protocolo da camada 2, que deve ser processada pelos pares da camada 2. O tradutor envia a mensagem para que a secretária a transmita, por exemplo, por fax (o protocolo da camada 1). Quando chega, a mensagem é traduzida para o francês e passada através da interface 2/3 para o filósofo 2. Observe que cada protocolo é totalmente independente dos demais desde que as interfaces não sejam alteradas. Nada impede que os tradutores mudem do alemão para o finlandês, desde que ambos concordem com a modificação e que ela não afete a interface com a camada 1 ou a camada 3. As secretárias também podem passar do fax para o e-mail ou telefone sem incomodar (ou sequer informar) as outras camadas. Cada processo só pode adicionar informações dirigidas a seu par. Essas informações não são enviadas à camada superior. Vejamos agora um exemplo mais técnico: como oferecer comunicação à camada superior da rede de cinco camadas mostrada na Figura a seguir. Uma mensagem, M, é produzida por uma aplicação executada na camada 5 e é transmitida para a camada 4. A camada 4 coloca um cabeçalho na frente da mensagem para identificá-la e envia o resultado à camada 3. O cabeçalho inclui informações de controle, como números de seqüência, para permitir que a camada 4 da 20 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  26. 26. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede máquina de destino repasse as mensagens na ordem correta, para o caso de as camadas inferiores não conseguirem manter a seqüência. Em algumas camadas, os cabeçalhos contêm ainda tamanho, hora e outros campos de controle. Em muitas redes, não há limite para o tamanho das mensagens transmitidas no protocolo da camada 4, mas quase sempre há um limite imposto pelo protocolo da camada 3. Conseqüentemente, a camada 3 deve dividir as mensagens em unidades menores, pacotes, anexando um cabeçalho da camada 3 a cada pacote. Nesse exemplo, M é dividido em duas partes, M1 e M2. A camada 3 define as linhas de saída que serão usadas e transmite os pacotes à camada 2. A camada 2 adiciona, além de um cabeçalho, um fecho (trailer) e envia a unidade resultante à camada 1, a fim de que ela possa ser transmitida fisicamente. Na máquina receptora, a mensagem será movida para cima, de camada em camada, com os cabeçalhos sendo excluídos durante o processo. Os cabeçalhos das camadas abaixo de n não são passados para a camada n. Para os processos de par da camada 4, por exemplo, conceitualmente a comunicação se dá no sentido "horizontal", usando o protocolo da camada 4. O procedimento de cada um deles tem um nome como EnviarParaOutroLado e ReceberDoOutroLado, muito embora esses procedimentos de fato se comuniquem com as camadas inferiores através da interface 3/4, e não com o outro lado. A abstração do processo de pares (peers) é fundamental para toda a estrutura da rede. Com sua utilização, a "ingerenciável" tarefa de estruturar toda a rede pode ser dividida em diversos problemas de estrutura menores e gerenciáveis, ou seja, a estrutura de cada camada. Embora o título seja "Software de Rede", vale a pena lembrar que as camadas inferiores de uma hierarquia de protocolos costumam ser implementadas no hardware ou no firmware. No entanto, algoritmos de protocolo muito complexos estão envolvidos no processo, muito embora estejam embutidos (parcial e totalmente) no hardware. Questões de Projeto Relacionadas às Camadas Algumas questões de projeto fundamentais das redes de computadores estão presentes em diversas camadas. Veja, a seguir, as mais importantes. Todas as camadas precisam de um mecanismo para identificar os emissores e receptores. Como em geral uma rede tem muitos computadores, e alguns deles têm vários processos, é necessário um meio para que um processo de uma máquina especifique com quem ela deseja se comunicar. Como existem vários destinos, há necessidade de se criar uma forma de endereçamento para definir um destino específico. Outra preocupação que se deve ter em relação ao conjunto e decisões de uma estrutura diz respeito à transferência de dados. Em alguns sistemas, os dados são transferidos em apenas uma direção (comunicação simplex). Em outros, eles podem ser transferidos em ambas as direções, mas não simultaneamente (comunicação half-duplex). Também é possível transmitir dados em ambas as direções simultaneamente (comunicação full-duplex). O protocolo também deve determinar o número de canais lógicos correspondentes à conexão e quais são suas prioridades. KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 21
  27. 27. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede Muitas redes oferecem pelo menos dois canais lógicos por conexão, um para dados normais e outro para dados urgentes. O controle de erro é uma questão importante, pois os circuitos de comunicação física não são perfeitos. Muitos códigos de detecção e correção de erros são conhecidos, as partes envolvidas em uma conexão devem chegar a um consenso quanto ao que está sendo usado. Além disso, o receptor deve ter alguma forma de informar ao emissor as mensagens que foram recebidas corretamente e as que não foram. Nem todos os canais de comunicação preservam a ordem das mensagens enviadas a eles. Para lidar com uma possível perda de seqüência, o protocolo deve fazer uma provisão explícita para que o receptor possa remontar adequadamente os fragmentos recebidos. Uma solução óbvia é numerar os fragmentos, mas isso ainda deixa aberta a questão do que deve ser feito com os fragmentos que chegaram fora de ordem. Uma questão que afeta todas as camadas diz respeito à velocidade dos dados, particularmente quando o emissor é mais rápido do que o receptor. Várias soluções foram propostas e serão discutidas a seguir. Algumas delas dizem respeito a um tipo de feedback do receptor para o emissor, seja direta ou indiretamente, sobre a situação atual do receptor. Outras limitam o emissor a uma taxa de transmissão predeterminada. Um problema que deve ser resolvido em diversas camadas é a falta de habilidade de todos os processos para aceitarem arbitrariamente mensagens longas. Essa propriedade nos leva ao uso de mecanismos para desmontar, transmitir e remontar mensagens. Uma questão é o que você deve fazer quando os processos insistem na transmissão de dados em unidades tão pequenas que o envio de cada uma em separado se torna ineficiente. Nesse caso, a solução é reunir as pequenas mensagens com um destino comum em uma grande mensagem e desmembrá-la na outra extremidade. Quando for inconveniente ou caro configurar uma conexão para cada par de processos de comunicação, a camada inferior poderá resolver usar a mesma conexão para diversas conversações não relacionadas. Desde que sejam feitas de modo transparente, a multiplexação e a desmultiplexação podem ser executadas por qualquer camada. A multiplexação é necessária na camada física, por exemplo, onde a maior parte do tráfego de todas as conexões tem de ser enviada através de alguns circuitos físicos. Quando houver vários caminhos entre a origem e o destino, uma rota deverá ser escolhida. Algumas vezes, essa decisão deve ser dividida em duas ou mais camadas. Para enviar dados de Londres para Roma, por exemplo, devem ser tomadas uma decisão de alto nível (o trajeto a ser percorrido, França ou Alemanha, com base nas respectivas leis de privacidade) e uma decisão de baixo nível (escolher um dos muitos circuitos disponíveis, com base na carga do tráfego atual). As Diversas Camadas A Camada Física A camada física trata da transmissão de bits brutos através de um canal de comunicação. O projeto da rede deve garantir que, quando um lado envia um bit 1, o outro lado o receba como um bit 1, não como um bit 0. Nesse caso, as questões mais comuns são as seguintes: a quantidade de volts a ser usada para representar um bit 1 e um bit 0; a quantidade de microssegundos que 22 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  28. 28. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede um bit deve durar; o fato de a transmissão poder ser ou não realizada nas duas direções; a forma como a conexão inicial será estabelecida e de que maneira ela será encerrada; e a quantidade de pinos que o conector da rede precisará e de que maneira eles serão utilizados. Nessa situação, as questões de projeto dizem respeito às interfaces mecânicas, elétricas e procedurais e ao meio de transmissão físico, que fica abaixo da camada física. A Camada de Enlace de Dados A principal tarefa da camada de enlace de dados é transformar um canal de transmissão bruta de dados em uma linha que pareça livre dos erros de transmissão não detectados na camada de rede. Para executar essa tarefa, a camada de enlace de dados faz com que o emissor divida os dados de entrada em quadros de dados (que, em geral, têm algumas centenas ou milhares de bytes), transmita-os seqüencialmente e processe os quadros de reconhecimento retransmitidos pelo receptor. Como a camada física apenas aceita e transmite um fluxo de bits sem qualquer preocupação em relação ao significado ou à estrutura, cabe à camada de enlace de dados criar e reconhecer os limites do quadro. Para tal, são incluídos padrões de bit especiais no início e no fim do quadro. Se esses padrões de bit puderem ocorrer acidentalmente nos dados, será, preciso um cuidado especial para garantir que os padrões não sejam incorretamente interpretados como delimitadores de quadro. Um ataque de ruído na linha pode destruir completamente um quadro. Nesse caso, a camada de enlace de dados da máquina de origem deverá retransmitir o quadro. No entanto, várias transmissões do mesmo quadro criam a possibilidade de existirem quadros repetidos. Um quadro repetido poderia ser enviado caso o quadro de reconhecimento enviado pelo receptor ao transmissor fosse perdido. Cabe a essa camada resolver os problemas causados pelos quadros repetidos, perdidos e danificados. A camada de enlace de dados pode oferecer diferentes classes de serviços para a camada de rede, cada qual com qualidade e preço diferentes. Outra questão decorrente da camada de enlace de dados (assim como da maioria das camadas mais altas) é a forma como impedir que um transmissor rápido seja dominado por um receptor de dados muito lento. Deve ser empregado algum mecanismo de controle de tráfego para permitir que o transmissor saiba o espaço de buffer disponível no receptor. Freqüentemente, esse controle de fluxo e o tratamento de erros são integrados. Se a linha puder ser usada para transmitir dados em ambas as direções, surgirá uma nova complicação para o software da camada de enlace de dados. O problema é que os quadros de reconhecimento necessários ao tráfego de A para B disputam o uso da linha com os quadros de dados do tráfego de B para A. Foi criada uma solução inteligente (o piggybacking) para essa situação; nós a discutiremos em seguida. As redes de difusão têm outra questão na camada de enlace de dados: como controlar o acesso ao canal compartilhado. Esse problema é resolvido por uma subcamada especial da camada de enlace de dados, a subcamada de acesso ao meio. A camada de Rede A camada de rede controla a operação da sub-rede. Uma questão de fundamental importância para o projeto de uma rede diz respeito ao modo como os pacotes são roteados da origem para o destino. As rotas podem se basear em tabelas estáticas, "amarradas" à rede e que raramente são KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 23
  29. 29. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede alteradas. Estas podem ser determinadas no início de cada conversação, como por exemplo em uma sessão de terminal. Elas também podem ser altamente dinâmicas, sendo determinadas para cada pacote, a fim de refletir a carga atual da rede. Se houver muitos pacotes na sub-rede ao mesmo tempo, eles dividirão o mesmo caminho, provocando engarrafamentos. O controle desse congestionamento também pertence à camada de rede. Como os operadores da sub-rede em geral são remunerados pelo trabalho que fazem, deve haver uma função de contabilização na camada de rede. Pelo menos, o software deve contar quantos pacotes ou caracteres ou bits são enviados por cada cliente, o que permitirá a produção de informações para tarifação. Quando um pacote cruza uma fronteira nacional, onde se pratica uma taxa de cada lado, a contabilização pode se tornar complicada. Quando um pacote tem que viajar de uma rede para outra até chegar a seu destino, podem surgir muitos problemas. O endereçamento utilizado pelas redes poderá ser diferente. Talvez a segunda rede não aceite o pacote devido a seu tamanho. Os protocolos também poderão ser diferentes. É na camada de rede que esses problemas são resolvidos, permitindo que redes heterogêneas sejam interconectadas. Nas redes de difusão, o problema de roteamento é simples e, portanto, a camada de rede, quando existe, costuma ser pequena. A Camada de Transporte A função básica da camada de transporte é aceitar dados da camada de sessão, dividi-los em unidades menores em caso de necessidade, passá-los para a camada de rede e garantir que todas essas unidades cheguem corretamente à outra extremidade. Além disso, tudo tem de ser feito com eficiência e de forma que as camadas superiores fiquem isoladas das inevitáveis mudanças na tecnologia de hardware. Em condições normais, a camada de transporte cria uma conexão de rede diferente para cada conexão de transporte exigida pela camada de sessão. Se, no entanto, a conexão de transporte precisar de um throughput muito alto, a camada de transporte deverá criar várias conexões de rede, dividindo os dados entre as conexões de rede para melhorar o throughput. Por outro lado, se a criação ou manutenção de uma conexão de rede for cara, a camada de transporte poderá multiplexar diversas conexões de transporte na mesma conexão de rede para reduzir o custo. Em todos os casos, a camada de transporte é necessária para tornar a multiplexação transparente em relação à camada de sessão. A camada de transporte também determina o tipo de serviço que será oferecido à camada de sessão e, em última instância, aos usuários da rede. O tipo de conexão de transporte mais popular é o canal ponto a ponto livre de erros que libera mensagens ou bytes na ordem em que eles são enviados. No entanto, outros tipos possíveis de serviço de transporte são as mensagens isoladas sem garantia em relação à ordem de entrega e à difusão de mensagens para muitos destinos. O tipo de serviço é determinado quando a conexão é estabelecida. A camada de transporte é uma verdadeira camada fim a fim, que liga a origem ao destino. Em outras palavras, um programa da máquina de origem mantém uma conversa com um programa semelhante instalada na máquina de destino, utilizando cabeçalhos de mensagem e mensagens 24 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  30. 30. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede de controle. Nas camadas inferiores, os protocolos são trocados entre cada uma das máquinas e seus vizinhos, e não entre as máquinas de origem e de destino, que podem estar separadas por muitos roteadores. Muitos hosts são multiprogramados; isso significa que muitas conexões estarão entrando e saindo de cada host. É preciso, no entanto, criar alguma forma de determinar a qual conexão uma mensagem pertence. Essas informações podem ser colocadas no cabeçalho de transporte H4. Além de multiplexar diversos fluxos de mensagem em um canal, também cabe à camada de transporte estabelecer e encerrar conexões pela rede. Isso exige um mecanismo de denominação que permita a um processo de uma máquina descrever com quem deseja conversar. Deve haver um mecanismo para controlar o fluxo de informações, de modo que um host rápido não possa sobrecarregar um host lento. Esse mecanismo é chamado de controle de fluxo e desempenha um papel fundamental na camada de transporte (assim como em outras camadas). O controle de fluxo entre hosts é diferente do controle de fluxo entre os roteadores, embora, como veremos no decorrer deste livro, sejam aplicados a eles princípios semelhantes. A camada de Sessão A camada de sessão permite que os usuários e diferentes máquinas estabeleçam sessões entre eles. Uma sessão permite o transporte de dados normal, assim como o faz a camada de transporte, mas ela oferece também serviços aperfeiçoados que podem ser de grande utilidade em algumas aplicações. Uma sessão pode ser usada para permitir que um usuário estabeleça um login com um sistema remoto de tempo compartilhado ou transfira um arquivo entre duas máquinas. Um dos serviços da camada de sessão é gerenciar o controle de tráfego. As sessões podem permitir o tráfego em ambas as direções ao mesmo tempo ou em apenas uma direção de cada vez. Se o tráfego só puder ser feito em uma direção de cada vez (como acontece em uma estrada de ferro), a camada de sessão poderá ajudar a monitorar esse controle. Um dos serviços de sessão é o gerenciamento de token. Para alguns protocolos, é de fundamental importância que ambos os lados não executem a mesma operação ao mesmo tempo. Para gerencia essas atividades, a camada de sessão oferece tokens para serem trocados. Conseqüentemente, determinadas operações só podem ser executadas pelo lado que está mantendo o token. Outro serviço de sessão é a sincronização. Considere os problemas que podem ocorrer quando se está tentando fazer uma transferência de arquivos que tem a duração de duas horas entre duas máquinas cujo tempo médio entre falhas seja de uma hora. Após ser abortada, cada transferência seria reiniciada e provavelmente falharia na nova tentativa. Para eliminar esse problema, a camada de sessão oferece uma forma de inserir pontos de sincronização no fluxo de dados, de modo que, quando ocorrer uma falha, apenas os dados transferidos depois do ponto de sincronização tenham de ser repetidos. A Camada de Apresentação A camada de apresentação executa determinadas funções solicitadas com muita freqüência; portanto, é necessário encontrar uma solução geral para todas elas, em vez de deixar essa KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 25
  31. 31. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede responsabilidade a cargo de cada usuário. Ao contrário de todas as camadas inferiores, que só estão interessadas em tornar confiável o processo de movimentação de bits de uma extremidade a outra da ligação, a camada de apresentação se preocupa com a sintaxe e a semântica das informações transmitidas. Um exemplo típico de um serviço de apresentação é a codificação de dados conforme o padrão estabelecido. A maioria dos programas destinados a usuários não faz um intercâmbio de seqüências de bits binárias aleatórias. Esses programas fazem um intercâmbio de itens como nomes, datas, valores monetários e notas fiscais. Os itens são representados como strings de caracteres, inteiros, números com ponto flutuante e estruturas de dados compostas por uma série de itens mais simples. Os computadores têm diferentes códigos para representar os strings de caracteres (como ASCII e Unicódigo, por exemplo), entre outras coisas. Para permitir que os computadores com diferentes representações se comuniquem, as estruturas de dados intercambiadas podem ser definidas de uma forma abstrata, juntamente com a codificação padrão a ser usada durante a conexão. A camada de apresentação gerencia essas estruturas de dados abstratas e converte a representação utilizada dentro do computador na representação padrão da rede, e vice-versa. A Camada de Aplicação A camada de aplicação contém uma série de protocolos que são comumente necessários. Por exemplo, existem centenas de tipos de terminal incompatíveis no mundo. Considere o trabalho de um editor de tela inteira que deve trabalhar com vários tipos de terminal, que, por sua vez, têm diferentes layouts de tela e seqüências de escape para a inserção e exclusão de textos, movimentação do cursor etc. Uma das maneiras de se resolver esse problema é definir um terminal virtual de rede, para o qual possam ser desenvolvidos editores e outros tipos de programa. Para manipular cada tipo de terminal, deve ser criado um elemento de software que permita mapear as funções do terminal virtual de rede para o terminal real. Por exemplo, quando o editor mover o cursor do terminal virtual para o canto superior esquerdo da tela, esse software executará a seqüência de comandos apropriada para que o terminal real também o envie para a mesma posição. Todos os softwares do terminal virtual estão na camada de aplicação. Outra função da camada de aplicação é a transferência de arquivos. Diferentes sistemas de arquivos têm diferentes convenções de denominação de arquivos e diferentes formas de representação de linhas de texto, entre outras coisas. Para transferir um arquivo entre dois sistemas diferentes, é necessário tratar essas e outras incompatibilidades. Esse trabalho também pertence à camada de aplicação, assim como o correio eletrônico, a entrada de tarefas remotas, a pesquisa de diretórios e uma série de outros recursos específicos e genéricos. OSI TCP/IP 7 Aplicação Aplicação 6 Apresentação 5 Sessão Não está presente no modelo 4 Transporte Transporte 3 Rede Inter-rede 2 Enlace de dados Host/rede 1 Física Comparação entre os modelos de referência OSI e TCP/IP 26 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  32. 32. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede PROCEDIMENTO Camada Física da Rede 1 – Localize uma das estações microcontroladas que não apresentam comunicação serial RS232? 2 – Ajuste uma das fontes de alimentação para o valor de tensão da rede elétrica do laboratório. 3 – Localize o conector da fonte de alimentação da estação microcontrolada. 4 – Conecte a fonte de alimentação à estação microcontrolada. 5 – Ajuste com as teclas F3 e F4, do teclado da placa da estação, a mensagem referente à camada Física da rede lógica do nosso sistema. 6 – Anote, a seguir, a mensagem apresentada: Camada Física: ________________ 7 – Com as teclas F1 e F2, do teclado da placa da estação, verifique quais são as opções referentes a esta camada. 8 – Comente os resultados obtidos. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 9 – Pesquise o que significa placa de rede tipo COMBO. Explique como é esta placa. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Observação: O meio físico em uma rede lógica corresponde ao meio que utilizamos para interligar uma estação à outra. No nosso caso, utilizamos cabos elétricos para fazer esta interligação. O modelo do cabo também influência no protocolo que estamos utilizando. Em nosso caso temos o modo BNC e RJ45. 10 – Localize um cabo de comunicação a ser utilizado no modo BNC. KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 27
  33. 33. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede 11 – Localize um cabo de comunicação a ser utilizado no modo RJ45. 12 – Comente a diferença física entre eles. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 13 – É correto dizer que para o modo BNC o sistema de comunicação é serial e para o modo RJ45 o sistema de comunicação é paralelo? Explique sua resposta. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Nesta camada podemos checar a qualidade da conexão e rede física de comunicação. Camada de IP 14 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desça as mensagens no display) até atingir a camada denominada: Camada µIP. 15 – Anote a mensagem apresentada nas duas linhas do display. _____________________ _____________________ 16 – O que significa o termo IP? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Nesta tela temos a oportunidade de manipular a configuração lógica da estação na rede. O termo IP corresponde ao endereço lógico da estação. Este endereço é composto de 4 campos, correspondendo cada um deles a uma componente da estruturação lógica da estação. Fazendo uma analogia com um endereço temos: Município, Bairro, Rua e Número. 28 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  34. 34. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede Neste caso temos: X.Y.Z.nnn 17 – Com a mensagem RX: IP = X.Y.Z.nnn aparecendo no display pressione as teclas F1 e F2. 18 – Qual é a função destas teclas nesta camada? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 19 – Utilize as teclas de 0 a 9 para alterar a configuração do IP do receptor RX. 20 – Qual é a faixa de endereço possível para um IP nesta rede? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 21 – Quantas estações podemos ter nesta rede X.Y. Z? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Quando estamos trabalhando com o IP do receptor – RX; estamos configurando a própria estação. Ou seja, estamos definindo o endereço lógico desta estação na rede. 22 – Utilizando as teclas F3 e F4 do teclado da placa da estação, movimente a mensagem no display até que apareça: TX: mIP = X.Y.Z.nnn 23 – Pressione as teclas F1 e F2. 24 – Qual é a função destas teclas neste momento? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 29
  35. 35. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede 25 – Utilize as teclas de 0 a 9 para alterar a configuração do IP do receptor TX. 26 – Qual é a faixa de endereço possível para um IP nesta rede? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 27 – Qual é a finalidade desta configuração? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Quando estamos trabalhando com o IP do transmissor – TX; estamos configurando o endereço lógico da estação da rede com quem queremos nos comunicar. Ou seja, estamos definindo o endereço lógico da estação para que estaremos mandando mensagem. Como esta estrutura de rede é bidirecional full-duplex, a nossa estação pode estar mandando mensagem para uma outra qualquer e recebendo de uma terceira ao mesmo tempo. 28 – É possível configurarmos o IP TX com valor igual ao IP RX? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 29 – O que ocorre quando IP TX for igual ao IP RX? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Nesta camada da rede, Camada de IP, podemos monitorar os erros check sum na transferência de mensagens. Camada TCP 30 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desça as mensagens no display) até atingir a camada denominada: Camada TCP 30 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  36. 36. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede 31 – Anote a mensagem apresentada nas duas linhas do display. Camada TCP _____________________ 32 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desça uma linha à mensagem no display) até que a apareça a seguinte mensagem: Bloco: ______________ Perdidos: ___________ Nesta tela podemos fazer o monitoramento da chegada dos pacotes de informações entre as estações. Temos na linha Bloco: O número de blocos (pacotes) recebidos e na linha Perdidos: O número de blocos que não chegaram completos ou que não chegaram. 33 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desça uma linha à mensagem no display) até que a apareça a seguinte mensagem: Perdidos: ___________ Janela: _________ Blocos 34 – Pressione as teclas F1 e F2. 35 – Qual é a função destas teclas neste momento? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Nesta tela configuramos o número de pacotes que serão enviados de cada vez, com isto podemos otimizar o tempo de comunicação. Caso tenhamos boa qualidade de comunicação é ideal aumentarmos o tamanho da janela uma vez que as mensagens não precisarão ser repetidas pois não se perdem, mas devemos considerar também o tempo de comunicação de cada estação, evitando que só uma das estações tenha monopólio da linha de mensagens. Esta configuração depende da estrutura da rede e da hierarquia entre as estações. KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 31
  37. 37. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede Camada Aplicativo 36 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desça as mensagens no display) até atingir a camada denominada: Camada Aplicativo 37 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desça as mensagens no display) até que apareçam as mensagens: Rx [ __________________________ ] Tx [ __________________________ ] 38 – Pressione as teclas numeradas de 0 a 9 na placa microcontrolada. 39 – O que observamos no display? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 40 – Localize o conector de teclado localizado no lado inferior da placa de comunicação. 41 – Conecte o teclado de microcomputador à placa de comunicação microcontrolada. 42 – Pressione as teclas numéricas do teclado do microcomputador. 43 – Pressione as teclas das letras do teclado do microcomputador. 44 – Comente os resultados obtidos. _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Nesta camada, Aplicativos; trabalhamos a mensagem como caracteres, podendo observar os dados que estão transitando na linha de dados da rede, entre as placas de comunicação. 45 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desça uma linha à mensagem no display) até que a apareça a seguinte mensagem: µIP Tx Extra: 32 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  38. 38. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede 46 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desça uma linha à mensagem no display) até que a apareça as seguintes mensagens: Tx2 = X.Y.Z.xxx Tráfego2 = aaa Kb/s 47 – Pressione as teclas numéricas do teclado da placa da estação. 48 – Qual é a função destas teclas neste momento? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 49 – Quais são os endereços possíveis de serem programados para enviarmos mensagens a uma segunda estação? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ 50 – Com a tecla F4 faça um scroll na tela (desça uma linha à mensagem no display) até que a apareça as seguintes mensagens: Tx3 = X.Y.Z.xxx Tráfego3 = aaa Kb/s 51 – Pressione as teclas numéricas do teclado da placa da estação. 52 – Qual é a função destas teclas neste momento? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 33
  39. 39. Ensaio 02 Entendendo a Estrutura de Camadas de Uma Rede 53 – Quais são os endereços possíveis de serem programados para enviarmos mensagens a uma terceira estação? _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Nesta camada de controle podemos endereçar mais duas estações para enviarmos mensagens, obviamente devemos utilizar endereços distintos e de preferência, endereços não conflitantes, ou seja, diferentes uns dos outros. Nesta estrutura podemos observar a taxa de transmissão, que pode ser diferente, entre as estações. 34 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  40. 40. Ensaio 03 Comparando os Cabos Utilizados em Redes de Comunicação de Dados KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 35
  41. 41. Ensaio 03 Comparando os Cabos Utilizados em Redes de Comunicação de Dados 36 KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA
  42. 42. Ensaio 03 Comparando os Cabos Utilizados em Redes de Comunicação de Dados OBJETIVOS Após completar este ensaio você deverá ser capaz de: 1 – Identificar os diversos tipos de cabos utilizados em redes de comunicação de dados. 2 – Identificar os modelos de conexão física entre as interfaces de redes de comunicação de dados. 3 – Identificar os modelos de conectores, adaptadores e terminadores. MATERIAL UTILIZADO 1 – Hub de oito canais com conectores RJ45 e um canal serial para comunicação com microcomputador; 1 – Estação inteligente microcontrolada, para comunicação de dados, com conectores RJ 45 e BNC; 2 – Fontes de alimentação com tensão de saída 9VDC e corrente de 850 mA; 1 – Cabo coaxial com extremidades com conectores BNC de 50 cm; 1 – Cabo coaxial com extremidades com conectores BNC de 5m; 1 – Cabo coaxial com extremidades com conectores BNC de 10 m; 1 – Cabo par trançado com extremidades com conectores RJ45 de 50 cm; 1 – Cabo par trançado com extremidades com conectores RJ45 de 5 m; 1 – Cabo par trançado com extremidades com conectores RJ45 de 10 m; 1 – conector RJ45; 1 – T para conexão em BNC; 1 – Terminador de linha de 75 ohms; INTRODUÇÃO Cabos Utilizados Os cabos em uma rede, podem ser considerados como sendo o esqueleto de sustentação. Num passado próximo, os cabos eram relegados à última atenção no momento de definir como seria instalada uma rede. A maior preocupação era dedicada à tecnologia de comunicação que seria utilizada e aos equipamentos que seriam interligados. Atualmente, descobriu-se que 50% dos erros que provocam problemas e instabilidade nas redes são provenientes de cabos mal- instalados ou mal-organizados. A partir daí, um maior cuidado vem sendo tomado no momento de optar pelo cabeamento que formará ou dará sustentação a uma determinada rede. Com o desenvolvimento da tecnologia, várias são as opções de cabos para empregar em uma instalação, cada qual atendendo a determinadas necessidades específicas, e também melhor se adequando às exigências colocadas pelo próprio meio que irão percorrer. A opção pelo cabo ideal para uma determinada instalação depende diretamente de alguns pormenores que cercam cada implantação. Alguns aspectos que devem ser considerados para fazer essa opção: Conhecer a área na qual o cabo será instalado; Conhecer as distâncias limites, as quais o cabo deverá atender; KIT DIDÁTICO DE REDES DE COMUNICAÇÃO – PRÁTICA 37

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