Redes de Computadores - KAREN LOWHANY

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Redes de Computadores - KAREN LOWHANY

  1. 1. Redes de Computadores 3º Período 2º Período ADMINISTRAÇÃO TECNOLOGIA
  2. 2. Redes de Computadores 3° Período Evanderson Santos de Almeida Silvéria Aparecida Basniak SchierRede de Computadores.indb 1 17/12/2007 16:46:42
  3. 3. Rede de Computadores.indb 2 17/12/2007 16:46:42
  4. 4. Prezado acadêmico, Comunicar-se é preciso! Seja bem vindo ao conteúdo da disciplina de Redes de Computado- res. Com certeza você deve estar cheio de dúvidas e perguntas sobre essa fascinante área da tecnologia da informação, não é verdade? Nos últimos anos, a necessidade de troca de informação de forma mais rápida e eficiente e, ainda, a necessidade de redução de custos com equipamentos de informática proporcionaram o crescimento da utiliza- ção das redes de computadores dentro dos mais variados ambientes da sociedade, sejam nas casas, escritórios, grandes empresas e em órgãos do governo. Esse crescimento foi impulsionado devido à possibilidade de Apresentação compartilhamento dos recursos tecnológicos, tais como impressoras, scan- ners, armazenamento de arquivos, programas aplicativos, entre outros. O nosso objetivo, nesta disciplina, é fazer você entender como se dá o processo de comunicação entre os mais variados componentes de uma rede de computadores. Você ainda poderá observar, no decorrer de nos- sas aulas, que uma rede de computadores não é composta tão somente por computadores. Ela também é composta por diferentes tipos de equipa- mentos e programas de computador com as mais variadas funções dentro do ambiente computacional. Compreenderá que, para os diferentes tipos de equipamentos e pro- gramas trocarem informações e compartilharem recursos entre eles, faz-se necessário estabelecimento de um meio de comunicação comum entre todos os participantes dessa rede, ou seja, todos devem falar a mesma língua, o que chamamos de protocolo. A compreensão dessa forma de comunicação será a base para nossas disciplinas futuras, nas quais conheceremos mais recursos tecnológicos que uma rede de computadores pode nos oferecer. Esperamos que você goste da disciplina e que consiga, em um futuro próximo, realizar o dimensionamento e especificação de uma infra-estrutura tecnológica para suportar os diversos tipos de sistemas de informação. Boas aulas!Rede de Computadores.indb 3 17/12/2007 16:46:42
  5. 5. Fundação Universidade do Tocantins Organização de Conteúdos Acadêmicos Evanderson Santos de Almeida Reitor Silvéria Aparecida Basniak Schier Humberto Luiz Falcão Coelho Vice-Reitor Material Didático – Equipe Unitins Lívio William Reis de Carvalho Coordenação Editorial Pró-Reitor de Graduação Maria Lourdes F. G. Aires Galileu Marcos Guarenghi Assessoria Editorial Pró-Reitor de Pós-Graduação e Extensão Marinalva do Rêgo Barros Silva Claudemir Andreaci Assessoria Produção Gráfica Pró-Reitora de Pesquisa Katia Gomes da Silva Antônia Custódia Pedreira Revisão Lingüístico-Textual Pró-Reitora de Administração e Finanças Silvéria Aparecida Basniak Schier Maria Valdênia Rodrigues Noleto Revisão Digital Diretor de EaD e Tecnologias Educacionais Katia Gomes da Silva Marcelo Liberato Projeto Gráfico Coordenador Pedagógico Douglas Donizeti Soares Geraldo da Silva Gomes Irenides Teixeira Katia Gomes da Silva Coordenador do Curso Igor Yepes Programação Visual Douglas Donizeti Soares Katia Gomes da Silva Material Didático – Equipe Univali Coordenação Geral - Gerência de EaD Margarete Lazzaris Kleis Reitor Coordenação Técnica e Logística José Roberto Provesi Jeane Cristina de Oliveira Cardoso Vice-Reitor Coordenação de Curso Mário César dos Santos Luis Carlos Martins Procurador Geral Editoração Gráfica Vilson Sandrini Filho Delinea Design Soluções Gráficas e Digitais LTDA Secretário Executivo Coordenação Editorial Nilson Scheidt Charlie Anderson Olsen Pró-Reitora de Ensino Larissa Kleis Pereira Amândia Maria de Borba Logística Editorial Pró-Reitor de Pesquisa, Pós-Graduação, Michael Bernardini Extensão e Cultura Diagramação Valdir Cechinel Filho Regina Cortellini Ilustração Alexandre Beck EADCON – Empresa de Educação Continuada Ltda Diretor Presidente Luiz Carlos Borges da Silveira Diretor Executivo Luiz Carlos Borges da Silveira Filho Diretor de Desenvolvimento de Produto Márcio Yamawaki Diretor Administrativo e Financeiro Júlio César AlgeriRede de Computadores.indb 4 17/12/2007 16:46:42
  6. 6. Ementa Introdução às redes de computadores. Camada física. Camada de enlace. Ca- mada de rede. Camada de transporte. Camada de aplicação. Arquitetura TCP/IP. Objetivos • Compreender os fundamentos de redes de computadores e de infra-es- trutura tecnológica necessária para suportar os sistemas de informações das organizações. Plano de Ensino Conteúdo programático • Introdução às redes de computadores: funcionamento, tipos, benefícios e topologias • Protocolos e o modelo de referência OSI • Camada física • Camada de enlace • Camada de rede • Camada de transporte • Camada de aplicação • Arquitetura TCP/IPRede de Computadores.indb 5 17/12/2007 16:46:43
  7. 7. BIBLIOGRafia básica COMER, Douglas. Redes de computadores e Internet: abrange transmis- são de dados, ligação inter-redes e web. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2001. FOROUZAN, Behrouz A. Comunicação de dados e redes de computadores. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. MORAES, Alexandre Fernandes. Redes de computadores: fundamentos. São Paulo: Érica, 2004. PETERSON, Larry L.; DAVIE, Bruce S. Redes de computadores. 3. ed. Rio de Janeiro: Campus, 2004. TANENBAUM, Andrew. S. Redes de computadores. 4. ed. Rio de Janeiro: Campus: Elsevier, 2004. TORRES, Gabriel. Redes de computadores: curso completo. Rio de Janeiro: Axcel Books, 2001. Bibliografia complementar ODOM, Wendell. Cisco CCNA: guia de certificação do exame CCNA. Rio de Janeiro: Alta Books, 2002.Rede de Computadores.indb 6 17/12/2007 16:46:43
  8. 8. Aula 1 – Do sinal de fumaça ao e-mail...................................................... 9 Aula 2 – Protocolos e o modelo de referência OSI.................................... 21 Aula 3 – Camada física......................................................................... 31 Aula 4 – Camada de enlace.................................................................. 43 . Aula 5 – Camada de rede e de transporte............................................... 53 Aula 6 – Camadas de sessão, de apresentação e de aplicação................. 71 Aula 7 – Arquitetura TCP/IP................................................................... 87 SumárioRede de Computadores.indb 7 17/12/2007 16:46:43
  9. 9. Rede de Computadores.indb 8 17/12/2007 16:46:43
  10. 10. Aula 1 Do sinal de fumaça ao e-mail Objetivos Esperamos que, ao final desta aula, você seja capaz de: • identificar os componentes de uma rede e suas funções; • entender como são classificadas e organizadas as redes. Pré-requisitos Para você compreender bem esta aula, deverá ser capaz de con- ceituar e indicar a aplicação para os recursos de Tecnologia da In- formação (TI), presentes em uma rede local, tais como: computador, impressora, scanner, entre outros. Uma boa fonte sobre esse assunto está disponível no sítio do Clube do Hardware <HTTP://www.clube- dohardware.com.br>. Você deve fazer a leitura desse material afim de que possa entender a necessidade de se compartilhar os prováveis recursos disponíveis em uma rede. Introdução A comunicação sempre foi uma necessidade humana observada através dos tempos, buscando sempre a aproximação entre as comunidades. Nos livros de história, podemos encontrar diversas cenas de como as infor- mações podiam trazer ou gerar diversas formas de conhecimento, como, por exemplo, algumas tribos indígenas utilizavam o sinal de fumaça ou de tambo- res para se comunicar. Grandes conquistadores da história estabeleceram um sistema de mensageiros para se comunicar com seus generais em campos de batalhas e vice-versa. Há ainda registros históricos da utilização de pombos- correio para troca de informações no período de guerras. Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 9Rede de Computadores.indb 9 17/12/2007 16:46:43
  11. 11. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES A necessidade de comunicação nos levou à elaboração de métodos cada vez mais eficientes, como pode ser comprovado pelos diversos tipos de tecnolo- gias de comunicação existentes em nossos dias, como, por exemplo, o e-mail. Iniciaremos a aula com um breve histórico sobre o computador. Depois falaremos sobre rede: funcionamento, tipos, benefícios, topologias. 1.1 Um breve histórico Inicialmente os computadores trabalhavam de forma isolada, o processa- mento das informações era realizado em cada computador. Caso houvesse a necessidade de troca de informações de um computador para outro, era necessário que essas informações fossem copiadas em um disquete e, poste- riormente, levadas a outro computador. Esse processo ficou conhecido como DPL/DPC (disquete pra lá, disquete pra cá) (TORRES, 2001). Quando foram criadas, as redes serviam apenas para transferência de dados de um computador para outro. A primeira rede de computadores co- nhecida foi a ARPANET, criada pela ARPA (Advanced Research and Projects Agency), com o objetivo de conectar os departamentos de pesquisa militares dos EUA (TORRES, 2001). Segundo Torres (2001), na década de 1970, algumas universidades e outras instituições que realizavam trabalhos relativos à defesa tiveram per- missão para se conectar à ARPANET. A partir daí, a ARPANET evoluiu em tecnologia, abrangência geográfica e também na quantidade de serviços oferecidos aos seus usuários, até chegar ao que conhecemos hoje por IN- TERNET, que é a maior rede de computadores que existe na atualidade, com aproximadamente 1.173.109.925 de usuários em todo o mundo (http:// www.internetworldstats.com). 1.2 Rede de computadores: o que é e como funciona Para Odom (2002) , podemos definir uma rede de computadores como sendo um sistema de comunicação de dados constituídos por meio da interligação entre computadores e outros dispositivos, distribuídos geograficamente com a finalidade de trocar informações e compartilhar recursos. 10 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 10 17/12/2007 16:46:43
  12. 12. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES Ainda segundo o autor, para haver comunicação, devemos lembrar que são necessários quatro elementos importantes. São eles: • missor: é a parte que transmite/emite a informação, ou seja, repre- e senta onde a informação é gerada; • receptor: é aquele que recebe a mensagem do emissor; • sinal: contém a mensagem composta por dados e informações; • meio de transmissão: interface ou caminho entre o emissor e o recep- tor, que tem a tarefa de transportar o sinal ou mensagem. Os elementos necessários para a comunicação podem ser visualizados na figura 1. Figura 1 – Representação do processo de comunicação Fonte – Odom (2002) / Ilustração – Beck Para explicar de forma mais clara esse processo, tomaremos como exem- plo um método de comunicação muito conhecido por todos nós: a carta. Quando alguém deseja enviar uma carta a um ente querido, o remetente (emissor) escreve, em uma folha de papel, as novidades, perguntas e tudo mais que achar necessário (sinal). Posteriormente, coloca as folhas com a sua mensagem dentro do envelope (meio de transmissão), informa o remetente (receptor) e coloca a carta no correio (meio de transmissão). O correio ficará responsável por fazer a carta chegar até o remetente (receptor). Fácil não é? Os componentes ou partes de uma rede são compostos por pessoas, hardware e software. Dentro dos componentes de hardware, podemos en- contrar os seguintes dispositivos, também conhecidos como nós: Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 11Rede de Computadores.indb 11 17/12/2007 16:46:45
  13. 13. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES • omputador: máquina capaz de executar vários tipos de tratamento c automático de informações ou processamento de dados; • eriféricos: aparelhos ou placas que enviam e recebem informações p do computador, por exemplo, impressoras, scanners, entre outros; • eio físico de transmissão: é o sistema físico de comunicação m pelo qual os dados são transmitidos. É qualquer meio capaz de trans- portar informações eletromagnéticas. Pode ser por fio, cabo coaxial, fibra óptica e ainda o próprio ar; • ispositivos de ligação do computador à rede: são disposi- d tivos e/ou componentes que têm a função de promover o acesso do computador à rede de computadores. Por exemplo, placa de rede, modem, entre outros. Figura 2 - Placa de Rede Fonte – wikipedia.org Uma rede tem ainda outros componentes comumente conhecidos como ati- vos e passivos. Os ativos de rede são equipamentos que têm capacidade de processamento de dados, ou seja, são dispositivos que fazem escolhas a partir de regras previamente definidas. Diferentemente dos ativos, os passivos de rede são dispositivos que não têm qualquer tipo de processamento, atuando, geralmente, como elo entre os nós e os ativos. (TANENBAUM, 2004). Veremos agora a definição de alguns desses ativos e passivos de rede a partir de Tanenbaum (2004). • ridges (pontes): interligam duas redes locais que utilizam proto- B colos distintos, ou ainda, dois segmentos da rede que usam o mesmo protocolo. 12 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 12 17/12/2007 16:46:46
  14. 14. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES • outers (roteadores): determinam pelo qual caminho a informa- R ção deve seguir para chegar ao seu destinatário. Geralmente utilizado para troca de informação entre computadores em redes distintas ou geograficamente distantes. Observe os roteadores na figura 3. Figura 3 – Interligação de redes por meio de roteadores. Fonte – Odom (2002) / Ilustração – Beck • epeaters (repetidores): são utilizados para interligar redes com R a mesma tecnologia. Eles regeneram o sinal elétrico, amplificando-o para que consiga atingir maiores distâncias. • ub (concentrador): equipamento que interliga vários computado- H res entre si. É indicado para pequenas redes, devido a sua tecnologia não trabalhar muito bem com grandes volumes de dados. Isso ocorre uma vez que ele envia as informações a todos os computadores que estão conectados a ele (broadcast). • witch (comutador): tem a mesma função do hub, com o diferencial S que switch tem certa inteligência. Ele encaminha as informações que recebe somente para o computador ao qual a mensagem se destina (unicast). Gera, assim, um volume bem menor de tráfego de dados e maior segurança na troca de informações entre emissor e receptor. 1.3 Tipos de rede As redes de computadores podem ser classificadas de acordo com a sua abrangência geográfica, como, por exemplo, uma sala, um prédio, uma ci- dade, um país ou continente. Conforme Moraes (2004) os tipos de rede de computadores mais conhecidos são: Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 13Rede de Computadores.indb 13 17/12/2007 16:46:48
  15. 15. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES • AN (Local Area Network): ou rede de área local, são redes de L comunicação utilizadas para interligar equipamentos de rede com capa- cidade de atuação em uma área de no máximo 10 km de distância. • AN (Metropolitan Area Network): ou rede de área metropoli- M tana, é uma rede de comunicação que abrange uma cidade, ou geral- mente uma área de 10 a 100 km. • AN (Wide Area Network): ou rede de longa distância, é uma W rede de comunicação que permite atingir grandes distâncias como um país ou continente, ou seja, acima de 100 km. Normalmente formada por várias pequenas LANs. Segundo Moraes (2004), existem ainda outras denominações de rede, como, por exemplo, PAN (Personal Area Network) ou rede de área pessoal, que é um sistema de comunicação de nós muito próximos um dos outros, ou seja, um computador interligado a outro para utilizar uma impressora compar- tilhada. Existe também a chamada CAN (Campus Area Network), que é um tipo de rede que interliga computadores em dois prédios diferentes, como em campus universitários ou prédios industriais. 1.4 Por que utilizar uma rede Moraes (2004) afirma que trabalhar em rede traz sempre muitos benefí- cios para quem faz uso dessa tecnologia. Eis algumas delas: • facilidade de compartilhamento de recursos físicos da rede: a é mais barato obviamente compartilhar impressoras, scanners, discos rí- gidos, do que comprar um para cada computador; • possibilidade de compartilhamento de dados: um compu- a tador sem disco rígido é pouco funcional, contudo, em uma rede de computadores, pode ser utilizado normalmente como uma estação de trabalho. Com isso, você pode baixar consideravelmente o custo com aquisição de hardwares; • ompartilhamento de aplicativos: é possível, por meio de uma c rede local, vários usuários compartilharem um mesmo programa insta- lado em um dos computadores interligados a essa rede. 14 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 14 17/12/2007 16:46:48
  16. 16. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES Pensando sobre o assunto Para entender melhor a vantagem do uso de uma rede, imagine um supermercado no qual as caixas registradoras estão interligadas em rede e com acesso a uma única base de dados, com seu estoque permanentemente atualizado! 1.5 Topologias de rede A topologia de rede compreende a forma como os componentes de uma rede (computadores, hubs, switches, impressoras, entre outros) estão interliga- dos entre si (TORRES, 2001). A topologia abrange três campos: físico, elétrico e lógico. Os campos físi- co e elétrico estão relacionados com o cabeamento. O campo lógico refere-se à forma como a informação é tratada dentro da rede, como ela é transportada de um nó a outro, como ela está fisicamente organizada. (ODOM, 2002). Torres (2001) apresenta as topologias de rede mais utilizadas e o dife- rencial entre cada uma delas. • arramento: os nós estão ligados a um barramento central único. B A interligação por meio dele é relativamente simples, em que cada nó está ligado a esse único cabo que o liga até o próximo nó. Cada nó das extremidades do cabo tem um componente chamado terminador, que além de indicar o término do barramento, também indica que não há mais nós daquele ponto em diante. Você pode visualizar a topolo- gia por barramento na figura 4. Figura 4 – Topologia de rede em barramento Fonte – Odom (2002) / Ilustração – Beck Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 15Rede de Computadores.indb 15 17/12/2007 16:46:50
  17. 17. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES • nel: os nós são interligados uns ao outros seqüencialmente de forma A contínua, formando um caminho fechado em forma de anel. Esse anel não interliga de forma direta os nós, mas possibilita a comunicação entre eles por meio de repetidores em cada nó. Esse tipo de topologia permite o tráfego de informações em ambas as direções. Cada nó está ligado diretamente a outros dois nós, quando todos estão ativos. Uma grande desvantagem de uma rede em anel é que se algum nó falhar toda a comunicação pode ser comprometida. A topologia de rede de anel pode ser observada na figura 5. Figura 5 – Topologia de rede em anel Fonte – Odom (2002) / Ilustração – Beck • strela: os nós estão interligados em um ponto central. Nessa topolo- E gia, toda a comunicação passa obrigatoriamente por um ponto central inteligente, que garante que a informação enviada seja remetida so- mente ao destinatário correto. As redes estrela são as mais utilizadas na atualidade. Elas podem ser encontradas na maioria das redes em- presariais e domésticas. Observe essa topologia na figura 6. Figura 6 – Topologia de rede em estrela Fonte – Odom (2002) / Ilustração – Beck 16 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 16 17/12/2007 16:46:54
  18. 18. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES Vejamos a seguir um quadro comparativo entre as topologias. Nele vere- mos as vantagens e as desvantagens de cada uma das topologias. TOPOLOGIA VANTAGENS DESVANTAGENS - mais tolerante a É - Maior custo de falhas. A falha de um instalação por PC não afeta os demais. necessitar de mais cabos. - acilidade de acréscimo F de computadores. - e o ponto central S falhar, toda a rede - erenciamento G irá falhar. centralizado. - azoavelmente fácil de R - e um nó falhar, S instalar. todos falham. - Requer menos cabos. - ificuldade em D isolar problemas. - Desempenho uniforme. - imples e de fácil S - rede fica mais A instalação. lenta em períodos de grande utilização. - Requer menos cabos. - s problemas são O - Fácil de ampliar. difíceis de isolar. Fonte: Moraes (2004) / Ilustração – Beck Portanto o uso de redes locais traz grandes vantagens para seus usuários, pois oferece um cem número de possibilidades de expansão e melhoria de serviços do cotidiano da empresa e/ou usuário doméstico. A adoção da tec- nologia a ser empregada na construção de uma rede local deve ser realizada por meio de estudos de caso ao qual se pretende atender, diante da enorme gama de possibilidades de recursos tecnológicos disponíveis atualmente. Síntese da aula Nesta aula, aprendemos que as redes surgiram como necessidade de troca mais rápida e eficiente entre os computadores. Entendemos o conceito de rede de computadores como sendo um sistema de comunicação de dados constituído por meio da interligação entre computadores e outros dispositivos, distribuídos ge- ograficamente, com a finalidade de trocar informações e compartilhar recursos. Compreendemos que, para haver comunicação, são necessários quatro elementos importantes nesse processo: o emissor (transmite/emite a informa- ção); o receptor (recebe a mensagem do emissor); o sinal (mensagem composta Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 17Rede de Computadores.indb 17 17/12/2007 16:46:54
  19. 19. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES por dados e informações); e o meio de transmissão (interface ou caminho en- tre o emissor e o receptor, que tem a tarefa de transportar o sinal ou mensagem). Aprendemos que uma rede é composta por diversos recursos computa- cionais: impressoras, hubs, roteadores, computadores, softwares, entre outros, e que cada um deles exerce um papel diferenciado. Estudamos que as redes de computadores podem ser classificadas de acordo com a sua abrangência geográfica e que os tipos de rede de com- putadores mais conhecidos são: as WANs (redes de longas distâncias), as LANs (redes a uma pequena distância) e as MANs (redes metropolitanas). Aprendemos também que a topologia de rede compreende a forma como os computadores, hubs, switches, impressoras, entre outros, estão conectados entre si. Analisamos as topologias de redes: barramento (nós estão ligados a um barramento central único); anel (nós interligados uns ao outros seqüencialmente de forma contínua, formando um caminho fechado em forma de anel); estrela (nós interligados em um ponto central). Entre elas, a mais comum é a estrela por apresentar maiores vantagens quanto a falhas e questões de gerenciamento. Atividades 1. A partir do estudo que realizamos, identifique as afirmativas verdadeiras sobre a topologia de rede estrela. a) a menos utilizada, uma vez que, se um nó falhar, toda a rede irá É parar de funcionar. b) de fácil instalação, contudo ela se torna muito lenta em períodos de É grande utilização. c) oda a comunicação passa obrigatoriamente por um ponto central inte- T ligente. Se o nó central falhar toda rede irá deixar de funcionar. d) Facilita o acréscimo de computadores. 2. Dentro dos recursos computacionais que compõem uma rede, podemos encontrar dois mais comumente utilizados, os hubs e os switches. Como dife- rença entre os dois, podemos afirmar que: a) switch, para se comunicar com os computadores que estão interligados o a ele, diferentemente do hub, utiliza o que chamamos de unicast, ou seja, envia a informação somente para o computador ao qual se destina. b) hub é um equipamento inteligente, porque a tecnologia de comunicação o broadcast traz sempre maior velocidade e segurança para uma rede. 18 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 18 17/12/2007 16:46:55
  20. 20. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES c) quando o switch está enviando um sinal ao computador de destino ele ainda permite que outros computadores continuem trocando in- formações, uma vez que ele cria um canal exclusivo entre o emissor e o receptor. d) não há diferença entre o hub e o switch. 3. Com relação à classificação das redes, assinale a alternativa incorreta. a) s redes WAN são muito comuns dentro da Internet por se tratar de A redes de grandes distâncias umas das outras. b) ma empresa, que possui sua matriz em Paris e outra em Nova York e U que mantém os seus computadores interligados entre si (matriz e filial), tem uma rede metropolitana (MAN). c) s redes conhecidas como LAN são mais comuns nas empresas e ór- A gãos governamentais, por interligarem computadores que estão próxi- mos entre si. d) ma rede que interliga dois laboratórios de computadores, um em cada U prédio, pode ser classificada também como CAN. 4. Assinale quais itens de hardware que podem ser compartilhados em uma rede. a) Impressora b) Mouse c) Hard-disk (HD) d) Monitor e) Unidade de CD-ROM Comentário das atividades Na atividade 1, as alternativas corretas são (c) e (d). As alternativas (a) e (b) referem-se às topologias de anel e de barramento, respectivamen- te. Na atividade 2, alternativas corretas são (a) e (c), uma vez que (b) e (d) não correspondem às características tecnológicas de um hub, ele não é um equipamento “inteligente”, além do fato de que o broadcast traz alguns problemas sérios para os demais integrantes da rede, pois ocasiona tráfego desnecessário entre todos os dispositivos interligados, sendo, portanto, o hub bem diferente do switch. Na atividade 3, a alternativa incorreta é (b), uma vez que as redes interligadas a uma distância maior que 100 km são chama- das de WANs, as demais alternativas são afirmações verdadeiras sobre cada classificação de rede. Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 19Rede de Computadores.indb 19 17/12/2007 16:46:55
  21. 21. Aula 1 • REDES DE COMPUTADORES Caso você tenha respondido corretamente às atividades 1, 2 e 3, pa- rabéns! Conseguiu atingir um dos objetivos desta aula: entender como são classificadas e organizadas as redes. Se errou a(s) resposta(s), será necessário fazer uma revisão sobre as topologias de rede. Por fim, na atividade 4, se você assinalou as alternativas (a), (c) e (e) significa que você compreendeu bem a respeito das possibilidades compar- tilhamento de recursos em uma rede. Se você escolheu as alternativas (b) e (d), deve estudar melhor sobre o funcionamento dos hardwares que estão envolvidos em uma rede. Referências MORAES, Alexandre Fernandes. Redes de computadores: fundamentos. São Paulo: Érica, 2004. ODOM, Wendell. Cisco CCNA: guia de certificação do exame CCNA. Rio de Janeiro: Alta Books, 2002. TANENBAUM, Andrew. S. Redes de computadores. 4. ed. Rio de Janeiro: Campus: Elsevier, 2004. TORRES, Gabriel. Redes de computadores: curso completo. Rio de Janeiro: Axcel Books, 2001. WIKIPEDIA. Placa de rede. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/ Imagem:Network_card.jpg. Acesso em: 10 set. 2007. Na próxima aula Estudaremos mais detalhadamente como os componentes de uma rede fa- zem para trocar informações entre eles. Entenderemos a função do protocolo e suas camadas. Esperamos que você esteja preparado para conhecer como nunca sobre o processo de comunicação de uma rede. Até a próxima! 20 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 20 17/12/2007 16:46:55
  22. 22. Aula 2 Protocolos e o modelo de referência OSI Objetivos Esperamos que, ao final desta aula, você seja capaz de: • compreender o papel do protocolo em um ambiente de rede; • entender a importância do modelo de referência OSI para a constru- ção de protocolos de rede. Pré-requisitos Para seu desempenho satisfatório nesta aula, você deve ser capaz de identificar os componentes de uma rede e suas funções, além de entender sobre sua classifica- ção e sua organização, assuntos estudados na aula 1. Esse conhecimento é necessá- rio para que você possa compreender a importância do protocolo e suas camadas em cada estágio de comunicação dentro das redes. Caso você ainda tenha alguma dúvida sobre o conteúdo estudado na primeira aula, é recomendável que o revise. Introdução Durante as últimas décadas, houve um grande aumento na quantidade e no ta- manho das redes de computadores. Várias redes foram criadas por meio de diferen- tes implementações de hardware e de software. Como resultado, muitas redes eram incompatíveis, ou seja, a comunicação entre elas, com diferentes especificações, tornou-se muito difícil ou simplesmente não eram capazes de trocar informações. Como tentativa para resolver esse problema, a International Organization for Stan- dardization (ISO) realizou uma pesquisa sobre vários projetos de rede. A partir desse estudo, a ISO identificou a necessidade de se criar um modelo de rede para ajudar os desenvolvedores a implementar redes que poderiam comunicar-se e trabalhar juntas (interoperabilidade). Assim, a ISO lançou, em 1984, o modelo de referência OSI. Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 21Rede de Computadores.indb 21 17/12/2007 16:46:56
  23. 23. Aula 2 • redeS de computadores Nesta aula, começaremos a nos aprofundar um pouco mais sobre o pro- cesso de comunicação dos diversos componentes de uma rede de computado- res. Você compreenderá como o esquema de redes do modelo de referência OSI oferece suporte aos novos padrões de rede, conhecerá o caminho por onde as informações são transmitidas até chegar ao seu destino. 2.1 Protocolos Segundo Tanenbaum (2004), um protocolo de rede é definido como um “ padrão que possibilita a comunicação entre os nós, uma “linguagem” usa- da pelos dispositivos de rede para que consigam trocar informações entre si. Podemos definir, ainda, como um conjunto de regras que tornam mais eficiente Um protocolo a comunicação em uma rede. Alguns exemplos comuns de protocolo são: de rede é definido • o Congresso, as normas de procedimento possibilitam que centenas n como um de representantes se organizem, para dar vez a cada um para comu- padrão que nicar suas idéias de forma ordenada;  possibilita a comunicação • uando você está dirigindo, outros carros sinalizam (ou deveriam sinalizar) para q virar à esquerda ou à direita. Sem isso, haveria uma grande confusão nas ruas; entre os nós.” • o dirigirem um avião, os pilotos obedecem a regras muito específicas a de comunicação com outros aviões e com o controle do tráfego aéreo;  • uando se atende o telefone, diz-se “Alô”, e a pessoa que ligou respon- q de dizendo “Alô. Aqui fala... “ e assim por diante.  Cada tipo de protocolo funciona de forma personalizada, mas tem suas similaridades, já que todos são construídos para a mesma finalidade, que é o envio e recebimento de dados em rede (TANENBAUM, 2004). Uma rede de computadores pode fazer uso de diversos tipos de protocolo, como, por exemplo, o TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX, entre outros (TORRES, 2001). Pensando sobre o assunto O protocolo TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol) é o mais utilizado nas maiorias das redes de computadores de pequenas, médias e grandes empresas, sobretudo na Internet. 22 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 22 17/12/2007 16:46:56
  24. 24. Aula 2 • redeS de computadores Segundo Odom (2002), os protocolos tratam alguns problemas de co- municação, como, por exemplo: • ormalmente os computadores de uma rede compartilham o mesmo cabo e, n com isso, todos os computadores recebem informações ao mesmo tempo; • e o cabo estiver sendo usado, nenhuma transmissão deverá ser feita s ao mesmo tempo; • e um arquivo muito grande estiver sendo transmitido, os demais dispo- s sitivos terão de esperar muito; • poderão ocorrer transferências que corrompam os dados. Os protocolos são projetados de forma a solucionar os problemas ante- riormente apresentados. Por exemplo, uma solução é a divisão dos dados a serem transmitidos em quadros ou pacotes (também conhecido como comuta- ção de pacotes), otimizando assim o uso da rede. Assim várias transmissões são realizadas ao mesmo tempo por um mesmo caminho, por meio da interca- lação de pacotes (ODOM, 2002). Pensando sobre o assunto Como cada pacote contém a informação de endereço de origem e destino, cada computador utiliza apenas os dados que forem destinados a ele. As placas de rede têm endereços fixos, assim cada computador saberá a quem se destina o pacote. 2.2 O modelo de referência OSI (RM/OSI) O modelo de referência OSI (Open Systems Interconnection) é um modelo de referência utilizado para padronização de protocolos, baseado na proposta elaborada pela ISO (International Standard Organization) (ODOM, 2002). Segundo Odom (2002), o modelo de referência OSI não é utilizado ao pé da letra pelos protocolos, uma vez que sua estrutura não define a arquitetura de uma rede. Seu uso é extremamente didático, facilitando a compreensão de uma arquitetu- ra ideal de rede, tornando, ainda, mais fácil a comparação entre outros protocolos. O modelo OSI pode ser aplicado tanto para WANs como para LANs, uma vez que as distâncias limitadas da LAN permitem que o seu protocolo de nível físico possa utilizar um meio de alta velocidade e baixa taxa de erros. Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 23Rede de Computadores.indb 23 17/12/2007 16:46:56
  25. 25. Aula 2 • redeS de computadores 2.2.1 Modelo em camadas Odom (2002) expõe que o modelo OSI está dividido em sete camadas que podem ser reunidos em três grupos. Vamos analisá-los? Rede: engloba as camadas de rede, enlace de dados e físi- ca. São camadas de baixo nível que se preocupam com a trans- missão e recepção de dados por meio da rede. Transporte: responsável por repassar os dados para as ca- madas superiores de forma compreensível. Aplicação: engloba as camadas de sessão, apresentação e aplicação. São camadas de alto nível que colocam os dados rece- bidos em um padrão compreensível pelo programa (aplicação). O número de camadas sete não é propriamente um número mágico, mas é um compromisso entre gerenciabilidade e de- Figura 1 – Representação sempenho. Se fossem adotadas poucas camadas, significaria das camadas do modelo OSI / Ilustração – Beck um acúmulo de funções na mesma camada e maior dificuldade de implemen- tação; e, se fossem adotadas muitas camadas, poderia implicar em dificulda- de de gerenciar um número grande de camadas (TANENBAUM, 2004). Dividir a rede em sete camadas oferece algumas vantagens, tais como: • decompõe as comunicações de rede em partes menores e mais simples; • adroniza os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o p suporte por parte de vários fabricantes; • ossibilita a comunicação entre tipos diferentes de hardware e de p software de rede; • vita que as modificações em uma camada afetem as outras, possibili- e tando maior rapidez no seu desenvolvimento; • ecompõe as comunicações de rede em partes menores, facilitando d sua aprendizagem e compreensão. Cada camada deve executar uma função bem definida dentro da estrutu- ra de um protocolo. Os limites entre essas camadas precisam ser escolhidos de modo a reduzir o fluxo de informações transportadas entre as interfaces. Cada uma delas deve oferecer serviços à imediatamente superior, e poderá utilizar os serviços da imediatamente inferior (ODOM, 2002). 24 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 24 17/12/2007 16:46:58
  26. 26. Aula 2 • redeS de computadores 2.2.2 Resumo das funções de cada camada Cada camada OSI tem um conjunto de funções que deve executar para que os pacotes de dados trafeguem de uma origem a um destino em uma rede. A seguir, faremos uma breve descrição, a partir de Tanenbaum (2004), de cada camada no modelo de referência OSI como mostrado na figura 1. Nas próximas aulas, estudaremos mais detalhadamente cada uma das seguintes camadas. “ Camada 7 – Aplicação: fornece serviços de rede aos aplicativos do usuário. O que a diferencia das outras camadas é que ela não fornece ser- Cada camada viços a nenhuma outra camada do modelo OSI, mas apenas aos aplicativos OSI tem um que estão fora do modelo OSI, como, por exemplo, os programas de planilhas conjunto de eletrônicas, os programas de processamento de texto, entre outros. funções que deve executar Camada 6 – Apresentação: garante que a informação emitida pela camada de aplicação de um sistema seja legível para a camada de aplicação para que de outro sistema. Caso seja necessário, a camada de apresentação faz a con- os pacotes versão de vários formatos de dados usando um formato comum. de dados trafeguem de Camada 5 – Sessão: é responsável pelo estabelecimento, gerencia- uma origem a mento e término das sessões entre dois hosts que se comunicam. Ela fornece um destino em seus serviços para a camada de apresentação. Também sincroniza o diálo- uma rede.” go entre as camadas de apresentação dos dois hosts e gerencia a troca de dados entre eles. Camada 4 – Transporte: segmenta os dados do sistema host que são enviados e monta-os novamente em uma seqüência no sistema em que são recebidos. O limite entre a camada de sessão e a de transporte pode ser com- parado ao limite entre os protocolos da camada de meios e os de host. Camada 3 – Rede: é uma camada complexa que fornece conectividade e seleção de caminhos entre dois sistemas hosts que podem estar localizados em redes geograficamente separadas. Camada 2 – Enlace: fornece trânsito seguro de dados por meio de um link físico. Fazendo isso, trata do endereçamento físico (em oposição ao ende- reçamento lógico) da topologia de rede, do acesso à rede, da notificação de erro, da entrega ordenada de quadros e do controle de fluxo. Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 25Rede de Computadores.indb 25 17/12/2007 16:46:58
  27. 27. Aula 2 • redeS de computadores Camada 1 – Física: define as especificações elétricas, mecânicas, fun- cionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre sistemas finais, ou seja, os sinais e meios. 2.2.3 Transmissão de dados no modelo OSI A transmissão é iniciada com a entrega dos dados do usuário para uma entidade do nível de aplicação no sistema. Durante o envio, os dados vão passando das camadas superiores para as imediatamente inferiores. Na re- cepção, acontece o contrário (TANENBAUM, 2004). Com relação ao encapsulamento, que é o processo de fazer adição de in- formações de controle aos dados ao pacote durante a transmissão, cada cama- da adiciona informações importantes aos dados recebidos da camada superior e envia-os para a camada imediatamente inferior (TANENBAUM, 2004). Essas informações são adicionadas em cabeçalhos anexados às mensagens recebidas da camada superior. Os dados recebidos da camada superior são a unidade de serviço (SDU) de cada camada. Por exemplo, a SDU da camada de transporte são os dados mais o cabeçalho da camada de sessão (ODOM, 2002). A SDU mais o cabeçalho constituem a unidade de protocolo (PDU) da camada. Por exemplo, PDU da camada de transporte é constituída do pacote recebido da camada de sessão acrescido do seu cabeçalho. Já na recepção, esse processo é inverso. Na prática, pode-se dizer que uma camada no transmissor comunica-se diretamente com a mesma camada no receptor. A PDU é a unidade de infor- mações trocadas pelas entidades pares. Por exemplo, a camada de transporte da máquina destino receberá a PDU enviada pela camada de transporte da máquina origem (ODOM, 2002). Para exemplificar a forma de comunicação entre as camadas, podemos tomar o processo de um usuário que pede para seu programa de e-mail baixar seus os e-mails. Na verdade, ele está fazendo com que seu programa inicie uma transmissão de dados com a camada 7 (aplicação) do protocolo usado, pedindo para baixar os e-mails do servidor de e-mails. Essa camada processa o pedido, acrescenta informações de sua compe- tência e passa os dados para a camada imediatamente inferior, a camada 26 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 26 17/12/2007 16:46:59
  28. 28. Aula 2 • redeS de computadores 6 (apresentação). Esse processo continua até a camada 1 (física) enviar o quadro de dados para o cabeamento da rede, quando atingirá o dispositivo receptor, que fará o processo inverso, até sua aplicação (ODOM, 2002). Portanto os dados trafegam de uma origem para um destino por meio do protocolo de rede, que se trata de um conjunto de regras e convenções que go- vernam como os dispositivos e redes trocam informações. O modelo de referên- cia OSI é um esquema descritivo de rede cujos padrões asseguram uma maior compatibilidade e interoperabilidade entre vários tipos de tecnologias de redes. Síntese da aula Nesta aula, demos um importante passo para a compreensão do funciona- mento do processo de comunicação entre os vários dispositivos de rede. Você aprendeu que o protocolo é o responsável por essa comunicação. O protocolo de rede é definido como um padrão que possibilita a comunicação entre os nós, como uma “linguagem” usada pelos dispositivos de rede para que consigam trocar informações entre si. Você aprendeu que cada tipo de protocolo funciona de forma personalizada, contudo, eles têm suas similaridades, já que todos são construídos para a mesma finalidade, que é o envio e recebimento de dados em rede. Entre os diversos tipos de protocolo existentes em uma rede, podemos citar o TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX. Você conheceu também o modelo de referência OSI (Open Systems Interconnection) que é um modelo de referência utilizado para padronização na construção de protocolos, elaborada pela ISSO. Seu uso é extremamente didático, facilita a compreensão de uma arquitetura ideal de rede e a comparação entre outros protocolos. Viu o modelo OSI dividido em sete camadas: aplicação, apresenta- ção sessão, transporte, rede, enlace, física. O grupo de rede engloba as camadas rede, enlace e física. Elas são camadas de baixo nível que se preocupam com a transmissão e recepção de dados por meio da rede. O grupo de transporte é responsável por repassar os dados para as cama- das superiores de forma compreensível. O grupo de aplicação engloba as camadas sessão, apresentação e aplicação. Elas formam as camadas de alto nível. Colocam os dados recebidos em um padrão compreensível pelo programa aplicação. Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 27Rede de Computadores.indb 27 17/12/2007 16:46:59
  29. 29. Aula 2 • redeS de computadores Cada camada deve executar uma função bem definida dentro da estrutura de um protocolo, oferecer serviços à camada imediatamente superior e utilizar os serviços da imediatamente inferior. A transmissão é iniciada com a entrega dos dados do usuário para uma entidade do nível de aplicação no sistema. Durante o envio, os dados vão passando das camadas superiores para a imediatamente inferior. Na recepção, acontece o contrário. Na prática, pode-se dizer que uma camada do transmissor comunica-se diretamente com a mesma do receptor. Atividades 1. A cerca dos protocolos, assinale a alternativa incorreta. a) conjunto de regras que possibilitam a comunicação entre dispositivos É em uma rede. b) ada tipo de protocolo funciona de forma personalizada, não tendo C nenhuma similaridade com outro protocolo. c) s protocolos são construídos com a finalidade de enviar e receber O dados em rede. d) s protocolos TCP/IP, NetBEUI, IPX/SPX são exemplos de protocolos O muito comuns em uma rede. 2. Analise as afirmações a seguir. I. modelo de referência OSI é utilizado para padronização na cons- O trução de protocolos, elaborada pela ISSO. Seu uso é extremamente didático. II. camada de rede fornece conectividade e seleção de caminhos entre A dois hosts, que podem estar localizados em redes geograficamente separadas. III. A camada de enlace fornece serviços de rede aos aplicativos do usu- ário. Ela não gera serviços a nenhuma outra camada do modelo OSI, mas apenas aos aplicativos que estão fora do modelo OSI. IV. pesar de a informação passar por cada uma das camadas, pode- A mos afirmar que, na prática, cada camada do transmissor comunica- se diretamente com a mesma do receptor. Assinale a alternativa correta: a) Somente I está correta. b) I, II e IV estão corretas. c) I, III e IV estão incorretas. d) Todas as alternativas são verdadeiras. 28 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 28 17/12/2007 16:46:59
  30. 30. Aula 2 • redeS de computadores 3. Analise as afirmações a seguir a respeito da divisão das funções de um pro- tocolo em sete camadas e em seguida indique qual a afirmativa incorreta: a) decompõe as comunicações de rede em partes menores e mais simples. b) ermite o desenvolvimento individualizado de protocolos, evitando a p padronização de componentes de rede, não permitindo assim, suporte por parte de vários fabricantes. c) ossibilita a comunicação entre tipos diferentes de hardware e de sof- p tware de rede. d) vita que as modificações em uma camada afetem as outras, possibili- e tando maior rapidez no seu desenvolvimento. 4. Qual das camadas do modelo OSI, a seguir, fornece conectividade e se- leção de caminhos entre dois computadores que podem estar localizados em redes geograficamente separadas? a) Camada física. b) Camada de enlace. c) Camada de rede. d) Camada de transporte. Comentário das atividades Na atividade 1, a opção incorreta é (b), pois os protocolos, apesar de terem algumas particularidades, também têm muitas similaridades, necessitam se comuni- car com outros protocolos. Caso você tenha escolhido qualquer outra das opções, precisa revisar o item 2.1 para entender melhor acerca do papel do protocolo. Na atividade 2, a alternativa correta é (b). Apenas a afirmativa III está in- correta, uma vez que a camada de enlace é responsável pelo endereçamento físico, topologia de rede e acesso ao meio. Se você escolheu outra alternativa, precisará rever o conteúdo do modelo OSI e suas camadas. Na atividade 3, a alternativa incorreta é a (b), já que uma vantagem em se dividir em camadas é justamente a possibilidade de desenvolvimento pa- dronizado de protocolos para permitir suporte por parte de vários fabricantes. Se você optou por outra resposta, sugerimos que revise o conteúdo sobre o modelo de referência OSI. Na atividade 4, a resposta correta é a alternativa (c). A camada física define as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre sistemas finais, ou seja, os Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 29Rede de Computadores.indb 29 17/12/2007 16:46:59
  31. 31. Aula 2 • redeS de computadores sinais e meios. Já a camada de enlace fornece trânsito seguro de dados por meio de um link físico. E a camada de transporte segmenta os dados do siste- ma host que são enviados e monta os dados novamente em uma seqüência de dados no sistema host que são recebidos. Se você acertou as repostas, parabéns! Com essas atividades atingiu os objetivos propostos para esta aula: compreender o papel do protocolo em um ambiente de rede; entender a importância do modelo de referência OSI para a construção de protocolos de rede. Referências ODOM, Wendell. Cisco CCNA: guia de certificação do exame CCNA. Rio de Janeiro: Alta Books, 2002. TANENBAUM, Andrew. S. Redes de computadores. 4. ed. Rio de Janei- ro: Campus: Elsevier, 2004. TORRES, Gabriel. Redes de computadores: curso completo. Rio de Janei- ro: Axcel Books, 2001. Na próxima aula Bom, até aqui estamos indo bem em nosso processo de aprendizagem sobre protocolos e do modelo de referência OSI. Nas nossas próximas aulas, estudaremos detalhadamente cada camada do modelo OSI e suas aplicações. Começaremos com a camada os meios de transmissão de dados. Até lá! Anotações 30 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 30 17/12/2007 16:47:00
  32. 32. Aula 3 Camada física Objetivos Esperamos que, ao final desta aula, você seja capaz de: • ntender as funções de rede que ocorrem na camada física do modelo e de referência OSI; • identificar os tipos de meios de rede usados na camada física. Pré-requisitos Para a compreensão desta aula, você deve ser capaz de entender o papel do protocolo em um ambiente de rede por meio do modelo de referência OSI, assunto visto na aula anterior. Esse conhecimento se faz necessário para que você possa compreender a importância de cada camada para a construção de um protocolo. Introdução Da mesma forma que uma casa precisa ter uma base antes de ser constru- ída, uma rede necessita ter um alicerce no qual possa ser edificada. No mo- delo de referência OSI, esse alicerce é chamado de camada 1 ou de camada física. Os termos que são utilizados, nesta aula, para descrever como a rede funciona, estão vinculados à camada 1 do modelo de referência OSI. A camada física define as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre emissor e receptor. Nesta aula, você aprenderá sobre as funções de rede que ocorrem na camada física do modelo OSI e sobre os diferentes tipos de meios de rede usados na camada física, incluindo o cabo de par trançado, o cabo coaxial e o cabo de fibra óptica. Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 31Rede de Computadores.indb 31 17/12/2007 16:47:00
  33. 33. Aula 3 • REDES DE COMPUTADORES 3.1 Teorias importantes para a comunicação de dados A transmissão de sinal é propagação de ondas por meio de um meio físico (ar, fios metálicos, fibra de vidro) que podem ter suas características alteradas no tempo para refletir a codificação da informação transmitida (ODOM, 2002). A informação está associada, em geral, às idéias ou dados manipula- dos pelos agentes que os criam, manipulam e processam. Sinais correspon- dem à materialização específica dessas informações, utilizada no momento da transmissão (ODOM, 2002). 3.2 A função da camada física Segundo Odom (2002), a camada física define as especificações elétri- cas, mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre o emissor e o receptor. As características mecânicas dizem respeito ao tamanho e forma de conecto- res, pinos, cabos etc. que compõem um circuito de transmissão. As características elétricas especificam os valores dos sinais elétricos (nível de tensão e corrente) usados. As características funcionais definem o significado dado aos sinais trans- mitidos na camada física (por exemplo, transmissão, recepção, terra etc.). Os procedimentos especificam as funções e protocolos necessários para a transmissão de bits. O bit é considerado, na transmissão serial, como a unidade de dados básica da camada física. Os protocolos da camada física devem ser inde- pendentes do meio de transmissão de modo que um dado terminal possa ser utiliza- do em diversos meios, como pares metálicos, fibra óptica ou rádio, por exemplo. 3.3 Meios físicos de transmissão Um meio físico de transmissão em uma rede de computadores é o canal de comunicação pelo qual os computadores enviam e recebem os sinais que codificam a informação. O mais usual é a utilização de um entre vários ti- pos de cabos existentes para o efeito. No entanto também existem redes e sistema de comunicação entre computadores que funcionam sem cabo, por meio da propagação de onda no espaço (comunicação wireless ou sem fio) (TANENBAUM, 2004). 32 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 32 17/12/2007 16:47:00
  34. 34. Aula 3 • REDES DE COMPUTADORES No momento de escolher um cabo para uma rede, devemos ter atenção no seguinte: • velocidade de comunicação pretendida; • distância máxima entre as máquinas que pretendemos conectar; • nível de ruído e interferências habituais na zona de instalação de rede. Os meios físicos são divididos em dois grupos principais, como pode- mos visualizar na figura 1. Figura 1 – Divisão dos meios físicos de transmissão Fonte – Tanenbaum (2004) 3.4 Tipos de cabos de rede Torres (2001) expõe que existem três tipos diferentes de cabos de rede: os cabos de par trançado (que são os mais comuns), os cabos de fibra óptica (usados principalmente em conexões de longa distância) e os cabos coaxiais, ainda usados em algumas redes antigas. Vamos examiná-los? 3.4.1 Cabos coaxiais São utilizados nas redes locais, bastante duráveis, mas não muito fle- xíveis, podem transmitir até 10Mb/seg. Consistem em um núcleo de cobre envolvido por um material isolante que por sua vez envolvido num revesti- mento plástico. Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 33Rede de Computadores.indb 33 17/12/2007 16:47:01
  35. 35. Aula 3 • REDES DE COMPUTADORES O núcleo é usado para transportar dados, enquanto que um condutor ex- terno serve como escudo e protege o primeiro de interferências externas. www.global-b2b-network.com Figura 2 - Cabo coaxial Existem vários motivos para os cabos coaxiais não serem mais usados hoje em dia: eles são mais propensos a mau contato, os conectores são mais caros e os cabos são menos flexíveis que os de par trançado, o que torna mais difícil passá-los por dentro de tubulações. Mas o principal motivo dos cabos coaxiais não serem mais utilizados é que eles podem ser usados apenas em redes de 10 megabits (TORRES, 2001). 3.4.2 Cabos par trançado O cabo de par trançado é um meio de fio de quatro pares usado em várias redes. Cada par de fios é isolado dos outros. A partir do momento em que as redes 10/100 megabits tornaram-se mais populares, eles entraram definitivamente em desuso, dando lugar aos cabos de par trançado. Entre eles, os que realmente usamos no dia-a-dia são os cabos “cat 5” ou “cat 5e”, em que o cat é abreviação de “categoria” e o número indica a qualidade do cabo (TORRES, 2001). fsxunlian.en.alibaba.com Figura 3 - Cabo de Par Trançado 34 3º PERÍODO • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • Univali/UNITINSRede de Computadores.indb 34 17/12/2007 16:47:01
  36. 36. Aula 3 • REDES DE COMPUTADORES Existem cabos de cat 1 até cat 7. Como os cabos cat 5 são suficientes, tanto para redes de 100 quanto de 1000 megabits, eles são os mais comuns e mais baratos, geralmente custam em torno de R$ 1,00. Os cabos devem ter no mínimo 30 centímetros e no máximo 100 metros, a distância máxima que o sinal elétrico percorre antes que comece a haver uma degradação que comprometa a comunicação (TORRES, 2001). A distância máxima que é possível atingir varia de acordo com a qua- lidade dos cabos e conectores e as interferências presentes no ambiente. É possível que você encontre casos de cabos de 180 metros que funcionem perfeitamente, e casos de cabos de 150 que não. Ao trabalhar fora do padrão, os resultados variam muito de acordo com as placas de rede usadas e outros fatores. Ao invés de jogar com a sorte, é mais recomendável seguir o padrão, usando um hub/switch ou um repetidor a cada 100 metros, de forma a reforçar o sinal (TORRES, 2001). Pensando sobre o assunto Os cabos de rede transmitem sinais elétricos a uma freqüência muito alta e a distâncias relativamente grandes, por isso são muito vulneráveis a interferências eletromagnéticas externas. Além dos cabos sem blindagem, conhecidos como UTP (Unshielded Twis- ted Pair), existem os cabos blindados conhecidos como STP (Shielded Twisted Pair). A única diferença entre eles é que os cabos blindados, além de conta- rem com a proteção do entrelaçamento dos fios, têm uma blindagem externa (assim como os cabos coaxiais) e, por isso, são mais adequados a ambientes com fortes fontes de interferências, como grandes motores elétricos ou grandes antenas de transmissão muito próximas (TORRES, 2001). Quanto maior for o nível de interferência, menor será o desempenho da rede, menor será a distância que poderá ser usada entre os micros e mais vantajosa será a instalação de cabos blindados. Em ambientes normais, porém, os cabos sem blindagem funcionam perfeitamente bem. Existem cabos blindados com proteção in- dividual para cada par de cabos. Existem também cabos mais “populares”, que utili- zam apenas uma blindagem externa que envolve todos os cabos (TORRES, 2001). No final de cada pacote TCP, são incluídos 32 bits de CRC, que permitem verificar a integridade dos dados. Ao receber cada pacote, a estação verifica se a soma dos bits “bate” com o valor do CRC. Sempre que a soma der erra- Univali/UNITINS • SUPERIOR DE TECNOLOGIA • 3º PERÍODO 35Rede de Computadores.indb 35 17/12/2007 16:47:01

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