Apostila sistemas de conectividade

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Apostila sistemas de conectividade

  1. 1. Sistemas de Conectividade Edição nº1 - 2007 RODRIGO CURVÊLLO Apoio Gestão e Execução Conteúdo e Tecnologia
  2. 2. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 2 Apresentação Parabéns, você está recebendo o livro-texto da disciplina de Sistemas de Co- nectividade do Curso Técnico em Programação para Internet da Tupy Virtual. Este livro contém informações a respeito das Redes de Computadores, tais como: eventos históricos, princípio do funcionamento, material e ferramentas neces- sárias para construir uma rede de computadores. As redes de computadores são atualmente indispensáveis para o funciona- mento de vários sistemas, como, bancos, redes de lojas, empresas, etc. A dependência da nossa vida moderna em relação aos computadores e ao que eles podem fazer trabalhando em rede só vêm aumentando, com isto é fundamental para o profissional de informática conhecer como funcionam as redes de computado- res. Para sua melhor compreensão, o livro está estruturado em 5 aulas. Na primeira aula serão abordados conteúdos a respeito do Histórico das redes, na segunda aula vamos estudar a abrangência das redes, ou seja, as diferenças que existem nas re- des em relação a sua área de cobertura, na terceira aula as topologias de redes que tratam das diferentes configurações na montagem física e lógica das redes, na quarta aula vamos entender mais a fundo como funcionam a comunicação e a diferença en- tre sinal analógico e digital e por fim na quinta aula vamos ver como montar a rede e qual o material e ferramentas necessárias para isto. Lembre-se de que a sua passagem por esta disciplina será também acompa- nhada pelo Sistema de Ensino Tupy Virtual, seja por correio postal, fax, telefone, e- mail ou Ambiente Virtual de Aprendizagem. Sempre entre em contato conosco quando surgir alguma dúvida ou dificuldade. Toda a equipe está à disposição para atendê-lo. Seu crescimento intelectual e profissional é o nosso maior objetivo. Acredite no seu sucesso e tenha bons momentos de estudo! Equipe Tupy Virtual
  3. 3. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 3 SUMÁRIO CARTA DO PROFESSOR.............................................................................................4 CRONOGRAMA DE ESTUDOS....................................................................................5 PLANO DE ESTUDOS...................................................................................................6 AULA1 – HISTÓRICO DAS REDES.............................................................................7 AULA 2 – ABRANGÊNCIA DAS REDES....................................................................17 AULA3 – TOPOLOGIAS DE REDE............................................................................22 AULA 4 – COMUNICAÇÃO DE DADOS.....................................................................31 AULA 5 – CABEAMENTO DE REDE E SUAS FERRAMENTAS................................39 REFERÊNCIAS..........................................................................................................59
  4. 4. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 4 Carta do Professoror “A ciência tem as raízes amargas, mas os frutos são muito doces”. Aristóteles Caro(a) aluno(a), Atualmente, a interligação de pessoas e sistemas está cada vez mais presente em nossas vidas. Você mesmo deve, em algum momento, interagir com sistemas in- terligados. Ações como consulta a CPF, consulta de cheque, saque em caixa eletrôni- co, entre outras operações, são exemplos práticos de sistemas interligados inseridos na sociedade moderna. Ao desenvolver sistemas que serão focados em Internet, é importante conhe- cer as tecnologias que permitem essa interação. Para isso, vamos entender o históri- co das redes de computadores e os elementos envolvidos nessa infra-estrutura. Queremos convidá-lo a se envolver a partir de agora no estudo dos Sistemas de Conectividade. Bom estudo! Professor Rodrigo Curvêllo
  5. 5. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 5 Cronograma de Estudos Acompanhe no cronograma abaixo os conteúdos das aulas, e atualize as pos- síveis datas de realização de aprendizagem e avaliações. Semanas Carga Horária Aula Data/Avaliação 1 5 Histórico das Redes _/_ a _/_ 2 5 Abrangência das Redes _/_ a _/_ 3 5 Topologias de Rede _/_ a _/_ 4 10 Comunicação de Dados _/_ a _/_ 5 15 Cabeamento de Rede e suas Ferramentas _/_ a _/_
  6. 6. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 6 Plano de Estudos Bases Tecnológicas Histórico das Redes, Abrangência das Redes, Topologias, Comunicação de Dados e Cabeamento e suas Ferramentas. Objetivo Geral • Compreender o funcionamento das Redes de Computadores e a estrutura de funcionamento. Específicos • Identificar os fatos históricos das Redes e instituições envolvidas neste de- senvolvimento; • Classificar as Redes de Computadores conforme sua área de abrangência; • Explicar os diferentes arranjos que podem ser elaborados nas redes de com- putadores referentes a sua topologia; • Identificar os princípios básicos de comunicação de dados; • Compreender o projeto de cabeamento e as ferramentas necessárias para a elaboração das atividades práticas envolvidas. Carga Horária: 40 horas/aula
  7. 7. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 7 Aula 1 HISTÓRICO DAS REDES Olá! Seja bem-vindo(a) à nossa primeira aula de Sistemas de Conectividade. Como você já conhece sobre Hardware e Software, as duas partes que formam um computador, vamos estudar como esses computadores podem estabelecer um canal de comunicação. Nesta primeira aula, você vai compreender os motivo da criação das redes e as vantagens que conseguimos com sua utilização. Boa aula! Objetivos da Aula Ao final desta aula você deverá ser capaz de: • Identificar os eventos históricos importantes dentro da cro- nologia da criação das redes de computadores; • Identificar as personalidades e instituições envolvidas na evolução das redes; • Explicar o caminho das redes de computadores, hoje, para poder analisar futuras tecnologias; • Explicar a importância das redes de computadores para a melhoria dos serviços e comunicação de sistemas. Conteúdos da Aula Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi- nale-os à medida em que for estudando. • Motivação para criação das Redes de Computadores; • Primeiros Sistemas de Comunicação; • Pontos Históricos das Redes de Computadores.
  8. 8. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 8 1 MOTIVAÇÃO PARA CRIAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES Com a invenção dos computadores, a informática teve início, da forma comercial e tecnológica como a conhecemos hoje. Depois dos problemas iniciais, como “temos computador (hardware), mas ainda temos poucos sistemas opera- cionais e softwares aplicativos”, várias organizações e pessoas colaboraram para o desenvolvimento de softwares. Paralelamente, surgiram vários dispositivos pe- riféricos como impressoras (matricial, jato de tinta, laser, ...), scanners (de mão e de mesa), microfones , caixas de som, entre outros. Há uma série de equipamen- tos interagindo e participando do dia-a-dia dos usuários na utilização dos com- putadores e agora isto nos parece normal, mas se pensarmos como cada uma dessas coisas tecnológicas foi surgindo, perceberemos que não foi do dia para a noite, todas essas criações envolvem muita pesquisa e também muito dinheiro. Quando as redes de computadores surgiram, também não foi diferente. De agora em diante, vamos entrar em alguns detalhes sobre como as redes de computado- res surgiram e assim você poderá perceber que se hoje você acessa seu e-mail informando seu login e senha e clicando duas ou três vezes dentro do navegador Web é porque alguém, um tempo atrás, esforçou-se para permitir que isso fosse possível agora. Então se prepare para entender melhor como tudo começou. O surgimento das redes de computadores não teve um motivo muito nobre, bem pelo contrário, no período histórico, conhecido como guerra fria, Estados Unidos e a antiga União Soviética estavam em conflito, mas sem dar tiros, sem bombas, uma guerra de informação, foi a época de ouro dos espiões, pessoas pagas para tentar descobrir segredos dos governos adversários ao estilo 007, claro que com bem me- nos mentira do que nos filmes. Essa verdadeira paranóia de tentar defender informa- ções dos inimigos e poder compartilhar as existentes com os amigos, deu o pontapé inicial na necessidade de criar uma rede (caminho) para permitir que as informações trafegassem com segurança. Para resolver o problema, o governo americano criou um departamento de de- fesa, ARPANET - Advanced Research Projects Agency Network. O objetivo principal da ARPANET era conseguir ligar os militares com os centros de pesquisas america- nos, uma rede conectando todos os centros de inteligência dos Estados Unidos. Tendo todos os pontos interligados, a comunicação continuaria sendo esta- belecida, mesmo no caso de um ataque (Figura 1), os outros pontos que não foram
  9. 9. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 9 afetados permitem a comunicação do sistema de informação. É claro que manter em sigilo a localização desses pontos também é muito importante para a continuidade da comunicação. Você pode notar que, em qualquer guerra, os primeiros alvos sempre são comunicação e energia, justamente para tentar manter o inimigo isolado. Era justamente isso que os americanos queriam evitar que acontecesse com eles. Figura 1 - Pontos da ARPANET e simulação de ataque 2 Primeiros Sistemas de Comunicação Para compreender melhor as redes de computadores, devemos observar ou- tros elementos e recursos utilizados antigamente para realizar a comunicação entre as pessoas (Figura 2). O sinal de fumaça era o sistema utilizado pelos ín- dios para manter a comunicação com as outras tribos, avisando sobre a posição da caça ou mesmo sobre ataques de inimigos. Também podemos destacar a utilização de pássaros para enviar mensagens, os famosos pombos-correio que até hoje ainda são utilizados. Há vários grupos de criadores pelo mundo todo que mantêm essa cultura viva.
  10. 10. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 10 Outro meio utilizado eram os mensageiros, pessoas que levavam a informação através de recados escritos ou mesmo mensagem verbal até seu destino. Aqui temos um fato histórico (ou será lenda), no ano 490 a.C., os gregos estavam em batalha contra os persas e tinham vencido a batalha, então o coman- dante grego mandou seu mensageiro Fidípides avisar em Atenas que eles ganha- ram a Guerra, ele correu 35 Km até Atenas e falou “vencemos” e caiu morto, esta batalha aconteceu próxima ao mar Egeu na cidade de Maratona, esta história toda serviu de inspiração para a criação da prova de Maratona. Com a evolução das tecnologias surgiram outros sistemas como o telégrafo (Figura 3) que utilizava o código Morse para representar as letras e números. Tanto o telégrafo como o código Morse foram criados por Samuel Morse e Alfred Vail em 1835. Seguindo essa linha temos a invenção do telefone. Há uma polêmica sobre quem seja o verdadeiro inventor do telefone: Antonio Meucci ou Alexander Graham Bell, o funcionamento do telefone é baseado em converter o som em pulsos elétricos e transmiti-los para outro ponto onde serão convertidos de pulsos elétricos para som novamente. 3 Pontos Históricos das Redes de Computadores Vamos ver os fatos históricos que marcaram a evolução das comunicações de computadores: 1962 – Início das pesquisas para o desenvolvimento de uma rede de computa- dores com fins militares nos EUA. 1967 – Os primeiros resultados sobre as pesquisas iniciadas em 1962 são apresentados. Também é iniciada discussão sobre a criação de um protocolo (regra de comunicação) para controlar a comunicação entre computadores. 1969 – São escolhidos os primeiros pontos para realizar os testes de comuni- cação das redes a Universidade UCLA, em Los Angeles, o SRI (Stanford Research
  11. 11. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 11 Institute), a UCSB (Universidade da Califórnia em Santa Bárbara) e a Universidade de Utah. 1971 – Já há cerca de 27 lugares conectados, são de- finidos os protocolos para acesso de terminal remoto (TELNET) e Transferência de Arquivos (FTP). Nesse mesmo ano, Ray Tomlinson (Figura 4) envia o primei- ro “e-mail”, e coloca na mensagem um pequeno teste: “QWERTYUIOP”, foi ele quem resolveu separar o nome do “usuário” do “nome do computador” pelo símbolo @, este padrão é utilizado até hoje para definir nome de usuário em serviços de e-mail. 1972 – É feita a primeira demonstração pública do funcionamento da ARPA- NET. 1973 – Primeira conexão internacional da ARPANET, a transmissão foi feita entre Inglaterra e Noruega. 1974 – É definido um novo protocolo para controlar as comunicações, o TCP/ IP (Trasmission Control Protocol – Protocolo de Controle da Transmissão / Internet Protocol – Protocolo da Internet). 1975 – Já há 63 lugares conectados a ARPANET. 1977 - Dennis C. Hayes e Dale Heatherington construíram um modulador-de- modulador (modem) controlado por microprocessador para uso em computadores. 1980 – A rede se espalha rapidamente pelos EUA, conectando mais de 400 lugares entre eles Universidades, Governo e Organizações Militares. 1984 - É estabelecido o DNS (Domain Name System – Sistema de Nomes de Domínio), cada computador ligado à Internet possui um endereço único chamado “en- dereço IP”. Antes da criação do DNS, era necessário saber o número IP de qualquer site ou computador antes de estabelecer a comunicação. Por exemplo, para acessar o site da SOCIESC, abrimos o navegador Web, digitamos na linha de URL (endereço) http://www.sociesc.org.br (Figura 5) e será mostrado o site da SOCIESC.
  12. 12. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 12 Figura 5 - Site da SOCIESC acessado pelo nome (http://www.sociesc.org.br) Se o DNS não existisse, teríamos que decorar vários números para poder- mos acessar os sites. No caso desse exemplo, o endereço IP do computador que está hospedando o site da SOCIESC é 200.135.238.9, teríamos que digitar esse nú- mero no navegador Web para podermos entrar no site. O endereço ficaria assim: http://200.135.238.9, bem mais difícil de lembrar desses números do que do nome SOCIESC. Hoje, ainda podemos fazer o acesso aos sites utilizando o endereço IP di- retamente no navegador Web (Figura 6), mas é claro que você vai preferir lembrar simplesmente do nome do site. Podemos fazer uma comparação com a relação que temos com nossos amigos, você chama seu colega pelo nome dele ou pelo núme- ro do CPF? Se alguém me chamar pelo número do meu CPF, com certeza não irei responder, já os computadores estão preparados para responder pelo nome e pelo número (IP).
  13. 13. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 13 Figura 6 - Site da SOCIESC acessado pelo endereço IP (http://200.135.238.9) Você deve estar se perguntando como podemos descobrir o número IP dos sites, você pode abrir um console do DOS e digitar o comando ping, seguido do nome do site sem o http:// (Figura 7) e será mostrado o endereço IP do computador que está hospedando o site. O comando ping envia uma mensagem padrão para o computador de destino que, se for alcançado, responde a mensagem. Assim, através do comando ping, podemos verificar se um computador na rede está ou não respondendo. Figura 7 - Comando ping sendo executado
  14. 14. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 14 1988 – O protocolo IRC (Internet Relay Chat), utilizado para sistemas de Bate- Papo na Internet, é desenvolvido por Jarkko Oikarinen. 1989 – A Arpanet passa a se chamar Internet. 1992 – A Internet une 17 mil redes em 33 países. 1993 – 1,5 milhões de computadores interligados através da Internet e mais de 100 países estão participando. 1994 - Jerry Yang e David Filo criam o site de busca Yahoo!. 1996 - Começa a Guerra dos Browsers entre Netscape e Microsoft. É lançado o primeiro comunicador instantâneo, o ICQ, pela empresa israelense Mirabilis. O Brasil tem 100 mil usuários. Em maio, surge o Universo On-line (UOL). Em 1º de dezembro, é lançado o portal e provedor de Internet ZAZ. 1999 - Shawn Fanning, um universitário norte-americano, cria o Napster, siste- ma que permite o compartilhamento de arquivos entre os usuários de Internet. 2000 - O Napster infringe as leis de direitos autorais proporcionando o compar- tilhamento de músicas em mp3 entre usuários. No Brasil começa a ser usada a banda larga. O iG lança o primeiro provedor de acesso grátis à Internet. 2001 - O atentado terrorista às torres gêmeas do World Trade Center, em Nova York, traz recorde de audiência na Web. 2002 - Governo brasileiro levanta a bandeira do software livre (http://www.sof- twarelivre.org) para proporcionar a inclusão digital. Início do Wi-Fi conectividade entre computadores sem a utilização de fios ou cabos. 2003 - A fundação Mozilla desenvolve o navegador gratuito Firefox (http:// br.mozdev.org/firefox). A Apple lança o iTunes, loja virtual de música. Justiça inicia os processos contra usuários que copiam músicas ilegalmente. 2004 - O Brasil tem cerca de 30 milhões de internautas e é líder mundial de inscritos no Orkut, o site de comunidades virtuais mais procurado do mundo. O uso de webcams começa a se popularizar. 2005 - Em abril, o brasileiro bate recorde de navegação, passando em média 15 horas e 14 minutos na Internet. O Brasil torna-se o primeiro país com maior tempo de navegação domiciliar, ultrapassando o Japão. 2007 – Alguns dados da Internet sobre o Brasil, atualmente: • O Brasil possui 1.115.507 domínios registrados (.br).
  15. 15. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 15 • Ganha dos Estados Unidos em tempo de navegação. • A média brasileira de conexão é de 15 horas por mês. • Há mais de 5,2 milhões de usuários de banda larga. • Banda Larga vai crescer até 66% até 2009. No Brasil, a Internet é regulamentada pelo Comitê Gestor da Internet (http://www.cgi.br), órgão que reúne membros do governo, empresas e comu- nidade acadêmica. Entre outras funções de controle, esse órgão é responsável pelo controle de domínios .br. Você pode obter informações no site http://regis- tro.br e até mesmo realizar consultas sobre disponibilidade de domínios. Síntese Nesta aula, estudamos quais foram os fatos que motivaram a criação das redes de computadores e quais foram os primeiros sistemas utilizados para manter a comu- nicação entre pontos distantes. Finalizando a aula, seguimos a linha do tempo entre os fatos históricos mais marcantes durante a evolução das redes de computadores e a importância do DNS para facilitar nossa vida durante a utilização da Internet. Na próxima aula, vamos entender como as redes de computadores estão divi- didas quanto a sua abrangência geográfica.
  16. 16. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 16 Exercícios Propostos 1) Qual foi a motivação usada para a criação das Redes de Computadores? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2) Cite 3 dos primeiros sistemas de comunicação utilizados. ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 3) O que é o DNS e como ele nos ajuda na utilização da Internet? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
  17. 17. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 17 Aula 2 ABRANGÊNCIA DAS REDES Olá! Seja bem-vindo(a) a nossa segunda aula de Sistemas de Conectividade. Nesta aula vamos aprender sobre as divisões existentes na classificação das redes quanto a sua abrangência (tamanho). Boa aula! Objetivos da Aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Classificar as divisões existentes nas redes de computado- res quanto ao seu tamanho (abrangência geográfica). • Distinguir os modelos e identificar o tipo de rede represen- tada. Conteúdos da Aula Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi- nale-os à medida em que for estudando. • Abrangência das Redes; • LAN; • MAN; • WAN.
  18. 18. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 18 1 Abrangência das Redes Como vimos na aula anterior, as redes de computadores tiveram um cres- cimento muito rápido. Hoje em dia, não conseguimos pensar no funcionamento das empresas e negócios sem a utilização das redes de computadores. As re- des podem ser classificadas em relação a várias características: tipo de conexão (cabo ou sem fio), velocidade de conexão, tipo de computadores que interliga, alcance para utilização, entre outros. Nesta aula vamos entender as divisões que existem e onde estamos inseridos quando estamos utilizando a Internet em casa, no trabalho ou mesmo na escola. As redes de computadores oferecem um serviço básico, transportar informação entre os pontos interligados. No início, os computadores funcionavam de forma isolada, nesse ponto ainda não existiam as redes de computadores. Depois foram desenvolvidas as mídias de armazenamento com disquetes, CD’s, etc., que permitem levar a informação de um computador para outro de forma fácil (Figura 8). Atualmente, temos o crescimento das Memórias do tipo flash como pen drives, MP3, MP4 e Ipod’s que também podem ser utilizados com o propósito de levar arquivos e dados de um computador para outro. Figura 8 - Utilização das mídias de armazenamento para transportar arquivos O próximo passo será a criação das redes locais, ou seja, redes que fornecem conectividade localmente.
  19. 19. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 19 2 LAN LAN é a sigla de Local Area Network (Rede Local). Segundo Tanenbaum (2003), “As redes locais, muitas vezes chamadas LAN, são redes privadas contidas em um único edifício ou campus universitário”, então se você estiver utilizando com- putadores em um laboratório de informática ou mesmo na rede da sua empresa você está em uma LAN (Figura 9). Figura 9 - Modelo de uma LAN Nas redes locais, há maior controle sobre os dados e comunicações que tra- fegam pela rede, isso porque o caminho seguido pelos dados é conhecido, já que estamos falando de uma estrutura menor ou local. Lan House ou Cyber Café são estabelecimentos comerciais que disponi- bilizam computadores em rede que podem ser utilizados para os mais variados objetivos desde terminar um trabalho escolar, conversar com amigos no MSN, Jogos e etc. 3 MAN MAN é a sigla de Metropolitan Area Network (Rede Metropolitana). Segun- do Tanenbaum (2003), “Uma rede metropolitana, ou MAN, abrange uma cidade”. Um exemplo bem comum de rede metropolitana é a rede de televisão a cabo. As re- des Man podem conectar toda uma cidade e podem conter conexões de vários tipos
  20. 20. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 20 cabos ou sem fio (Figura 10). Figura 10 - Modelo de uma MAN 4 WAN WAN é a sigla de Wide Area Network (Rede de Longa Distância). Para Tanenbaum (2003), “Uma rede geograficamente distribuída ou WAN, abrange uma grande área geográfica, com freqüência um país ou continente”. A Internet é o maior exemplo de rede WAN, pois tem abrangência mundial. De qualquer lugar do mundo, podemos acessar, via Internet, um site (Figura 11) Figura 11 - Modelo de uma WAN
  21. 21. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 21 Síntese Nesta aula estudamos como as redes de computadores podem ser classifi- cadas quanto a sua abrangência e exemplos de cada uma delas. Também podemos aprender alguns detalhes sobre o funcionamento das redes LAN, MAN e WAN. Na próxima aula vamos entender como podem ser as topologias dessas re- des. Exercícios Propostos 1) Que outras características podemos utilizar para classificar as redes de com- putadores além da característica de abrangência? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2) O que é uma LAN? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 3) O que é uma MAN? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 4) O que é uma WAN? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
  22. 22. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 22 Aula 3 TOPOLOGIAS DE REDE Olá! Seja bem-vindo(a) a nossa terceira aula de Sistemas de Conectividade. Nesta aula vamos aprender sobre as topologias de redes, conhecer os tipos e suas diferenças. Por fim, vamos estudar as redes Ponto-a-Ponto e Cliente/Servidor. Boa aula! Objetivos da Aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Definir topologia de uma rede; • Distinguir a diferença entre topologia física e lógica; • Diferenciar os conceitos de Cliente/Servidor e Ponto-a- Ponto; Conteúdos da Aula Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi- nale-os à medida em que for estudando. • O que é Topologia de Rede; • Conhecendo as Topologias; • Ponto-a-Ponto e Cliente/Servidor.
  23. 23. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 23 1 TOPOLOGIA DE REDE Como vimos na aula anterior, as redes de computadores tiveram um cres- cimento muito rápido. Hoje em dia, não conseguimos pensar no funcionamento das empresas e negócios sem a utilização das redes de computadores. As re- des podem ser classificadas em relação a várias características: tipo de conexão (cabo ou sem fio), velocidade de conexão, tipo de computadores que interliga, alcance para utilização, entre outros. Nesta aula vamos entender as divisões que existem e onde estamos inseridos quando estamos utilizando a Internet em casa, no trabalho ou mesmo na escola. Podemos dizer que topologia de rede é a disposição existente entre os equipa- mentos de uma rede, a forma como as comunicações são efetuadas entre os disposi- tivos e a relação física e lógica mantida entre os ativos de Redes. Ativo de Redes é o nome comumente utilizado para especificar os equi- pamentos de rede que realizam a conexão entre os vários computadores de uma rede. Os mais conhecidos e utilizados para realizar esta função são o Hub e o Switch. Assim como existe a distribuição das cadeiras em uma sala de aula, também podemos distribuir de forma diferente os computadores em uma rede. A topologia fí- sica define como estes computadores estarão interligados fisicamente, ou seja, como será estabelecida a ligação das máquinas com os ativos de redes. A relação de comunicação existente entre os computadores, principalmente no que diz respeito ao fluxo de informações, pode ser alterado pela topologia lógica, ela define como serão controladas as comunicações na rede, cuida da lógica e caminhos percorridos pelos pacotes que trafegam pela rede.
  24. 24. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 24 Quando enviamos qualquer informação de um computador para outro, an- tes de ser enviada é preparada para trafegar na rede. A informação é dividida em partes, pois, dependendo do tamanho do arquivo, poderá haver congestionamen- to na rede. Dividida, a informação passará parte a parte para o outro computador que vai montando o arquivo novamente no outro lado. A cada pedaço do arquivo dividido, damos o nome de pacote. 2 CONHECENDO AS TOPOLOGIAS As principais topologias de redes são: • Barramento; • Anel; • Estrela. Na topologia de Barramento (Figura 12), os computadores são ligados como ramo de uma linha de dados comum. Antes de enviar dados, deve-se verificar se há tráfego na rede para evitar colisão de dados. A conexão deve estar fechada em ambas as pontas para garantir o canal de comunicação. A topologia em Barramento era muito utilizada fisicamente quando eram utilizadas as redes com conexão por cabo coaxial. Figura 12 - Topologia em Barramento No modelo em Anel (Figura 13), os computadores são conectados formando um anel, um pacote especial circula a rede continuamente. Quando algum computa- dor necessita se comunicar, retira o pacote especial da rede e envia a mensagem que quer enviar. Terminando de enviá-la, coloca o pacote especial novamente na rede. Nesse tipo de rede, há maior controle na comunicação e não ocorre colisão. Por outro lado, a rede fica muito tempo sem transmitir por conta do tráfego desse pacote espe- cial e do controle dos computadores que estão transmitindo. Essa topologia é utilizada logicamente nas redes Token Ring, mas quase não são utilizadas atualmente.
  25. 25. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 25 Figura 13 - Topologia em Anel Por fim, na topologia em estrela (Figura 14), há um centralizador das comuni- cações, onde os dados são propagados entre origem e destino. O centralizador (ativo de rede) conhece o endereço dos dispositivos que estão interligados. Esse é o padrão mais utilizado na atualidade, principalmente nas redes LAN. Figura 14 - Topologia em Estrela 3 Ponto-a-Ponto e Cliente/Servidor Atualmente, o conceito mais moderno para classificar a maneira como os da- dos são compartilhados em uma rede não adota os conceitos descritos anteriormente (Barramento, Anel e Estrela), simplesmente analisa se é uma rede Ponto-a-Ponto ou Cliente/Servidor.
  26. 26. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 26 Apesar de não ser tão citado atualmente, a classificação das redes que estudamos no item anterior, é fundamental para o entendimento dos tipos Ponto- a-Ponto e Cliente/Servidor. As redes ponto-a-ponto são as mais básicas que podem ser montadas. Atu- almente, todos os sistemas operacionais já disponibilizam suporte a esse modelo de funcionamento de rede. Os recursos e periféricos, como impressoras, unidades de discos, scanner, etc., são compartilhados sem muito controle. Isso ocorre, entre ou- tras situações, principalmente pela falta de um elemento controlador, ou seja, um servidor. Servidor é o nome dado ao computador que provê recursos especiais à rede, como: identificar os usuários que estão habilitados a utilizar a rede, compar- tilhar programas, unidades de discos entre outras tarefas. As informações dos usuários ficam armazenadas localmente nos computado- res dos usuários, assim como os seus arquivos, dificultando a administração dos com- putadores. Outro fato importante é a necessidade de criar contas em todos os compu- tadores para o usuário que necessita utilizá-los, gerando duplicação dos arquivos do usuário e problemas no gerenciamento das senhas. Vamos pensar no seguinte exemplo (Figura 15): Em uma rede corporativa existem três usuários, Eduardo, Marco André e Ro- drigo. O usuário Rodrigo utiliza um notebook de última geração e tem uma impressora conectada ao seu notebook. Os usuários Eduardo e Marco André querem imprimir utilizando essa impressora. Caso Rodrigo tenha liberado o compartilhamento da im- pressora, eles terão sucesso na tentativa de imprimir, caso contrário, não conseguirão utilizar a impressora. Outra situação ocorre quando Rodrigo, por algum motivo não for trabalhar. Como somente ele tem a senha do notebook, Eduardo e Marco André não poderão utilizar a impressora e muito menos utilizar o notebook para poder liberar seu aces- so.
  27. 27. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 27 Assim, podemos verificar vários problemas em utilizarmos o modelo Ponto-a- Ponto para compartilhar recursos em uma rede. Esse é um dos motivos por que as redes Ponto-a-Ponto são mais utilizadas em redes de pequeno porte, que não têm uma estrutura muito complexa. Figura 15 - Modelo de Rede Ponto-a-Ponto Segundo Torres (2001), estas são as características das rede de computadores Ponto-a-Ponto: • Usada em redes pequenas (normalmente com até 10 micros); • Baixo Custo; • Fácil instalação; • Baixa segurança, pois dá muito poder para os usuários localmente em seus computadores; • Sistema simples de cabeamento (ligação entre as máquinas); • Todos os computadores precisam ser completos, isto é, funcionam mesmo não estando conectados na rede. Já nas redes cliente/servidor há o papel de um ou mais de um servidor, que fornece recursos para os outros computadores da rede, em alguns casos, como já vimos anteriormente. Ter uma máquina com funções de gerenciamento dos usuários e dedicada ao controle dos compartilhamentos é algo interessante quando temos uma rede de maior porte, pois facilita quando é preciso redimensionar a rede. Em alguns casos, os usuários utilizam o Servidor como estação de trabalho e, ao mesmo tempo, para responder solicitações vindas da rede, o que causa perda de desempenho. O correto é ter um servidor dedicado às tarefas de gerenciamento, muitas vezes falamos que o servidor é um micro computador, mas também podemos ter aparelhos exclusivos
  28. 28. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 28 para a tarefa de servidor. Quando temos redes cliente/servidor, a configuração e administração são cen- tralizadas, o que auxilia na organização e segurança da rede. Com esse modelo, po- demos ter softwares que utilizam um mesmo conceito (cliente/servidor), por exemplo: um servidor de banco de dados permite acesso aos usuários para fazer consultas e esse mesmo servidor consegue atender a várias requisições simultâneas. Entre os vários tipos de Servidores podemos destacar: • Servidor de Arquivos: Responsável pelo armazenamento de arquivos; • Servidor de Impressão: Recebe as solicitações de impressão dos usuários e repassa para as impressoras disponíveis; • Servidor de Aplicativos: Executa aplicações cliente/servidor, evitando que vários softwares sejam instalados na máquina dos clientes; • Servidor de Correio Eletrônico: Responsável por receber e entregar os e- mails dos usuários. Para Torres (2001), estas são as características das rede cliente / servidor: • Usada normalmente em redes com mais de 10 micros ou redes pequenas que necessitem de alto grau de segurança; • Custo maior que o de redes ponto-a-ponto; • Maior desempenho do que redes ponto-a-ponto; • Implementação necessita de especialistas; • Alta segurança; • A manutenção e configuração da rede é feita de maneira centralizada, pelo administrador da rede; • Existência de Servidores que são micros ou equipamentos capazes de ofere- cer recursos aos demais micros da rede; • Possibilidade de uso de aplicações cliente/servidor. Imagine o seguinte cenário (Figura 16): Num ambiente baseado na estrutura de cliente/servidor, temos um servi- dor com todas as informações das contas dos usuários, que lhes permite acesso a qualquer computador da rede, utilizando usuário e senha. As permissões serão as
  29. 29. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 29 mesmas, pois o servidor fará a validação. Nesse contexto, o usuário Rodrigo pode fal- tar quantos dias quiser ao serviço, esse fato não impedirá que Eduardo e Marco André utilizem a impressora, já que a permissão será controlada de forma centralizada, ou seja, pelo servidor. Figura 16 - Modelo de Rede Cliente/Servidor Síntese Nesta aula conhecemos as topologias de redes e suas influências no funcio- namento das redes de computadores. Aprendemos que existem alguns modelos de topologias e que podem ser físicas ou lógicas. Finalmente, estudamos os conceitos de ponto-a-ponto e cliente/servidor, que são as duas maneiras de compartilhar informações e recursos nas redes de computa- dores. Na próxima aula vamos entender como funcionam as comunicações de dados e como podem ser classificados os sinais que trafegam nas redes.
  30. 30. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 30 Exercícios Propostos 1) O que é topologia de rede? Quais são as duas divisões? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2) Quais são as três principais topologias de redes e suas características? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 3) O que é uma rede ponto-a-ponto? Cite algumas características. ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 4) O que é uma rede cliente/servidor? Cite algumas características. ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
  31. 31. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 31 Aula 4 COMUNICAÇÃO DE DADOS Olá! Seja bem-vindo(a) a nossa quarta aula de Sistemas de Conectividade. Nesta aula vamos aprender sobre co- municação de dados, vamos analisar sentido das comunicações, formas de transmissão e, por último, os tipos de sinais. Boa aula! Objetivos da Aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Definir a classificação dos sinais em relação ao sentido da comunicação; • Distinguir as formas de transmissão possíveis; • Explicar os tipos de sinais existentes e suas diferenças. Conteúdos da Aula Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi- nale-os à medida em que for estudando. • Sentido da Comunicação; • Formas de Transmissão; • Tipos de Sinais.
  32. 32. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 32 1 Sentido da Comunicação Para entender melhor como os dados ou pacotes trafegam pelas redes de computadores, devemos analisar vários aspectos envolvidos nessas comunicações um deles é o sentido da comunicação, podemos classificar a comunicação de dados referente ao seu sentido de três maneiras: • Simplex; • Half-Duplex; • Full-Duplex. Na comunicação Simplex, o fluxo ou tráfego dos pacotes acontece somente em um sentido, são exemplos desse tipo de comunicação a Televisão e o Rádio (Figura 17). Por eles o usuário somente tem a opção de receber o sinal e não tem como enviar resposta para o emissor do sinal. Figura 17 - Sistema Simplex (Radiodifusão) No sistema Half-Duplex, o fluxo dos dados ocorre em ambos os sentidos, po- rém um sentido de cada vez. Como exemplo desse tipo de comunicação, temos os rá- dios de comunicação, conhecidos como Walk-Talk (Figura 18), em que cada operador do equipamento deve falar por vez, e o telégrafo.
  33. 33. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 33 Figura 18 - Sistema Half-Duplex (Walk-Talk) No Full-Duplex, o fluxo de dados ocorre em ambos os sentidos e ao mesmo tempo, cada participante de uma comunicação em full-duplex pode tanto emitir como receber simultaneamente (Figura 19). Um exemplo de comunicação desse tipo é o te- lefone, nele podemos ouvir e falar ao mesmo tempo. É claro que isso prejudica muito o entendimento da mensagem, mas pode ser feito, pois a tecnologia de telefonia é full-duplex. Figura 19 - Sistema Full-Duplex (telefonia) 2 Formas de Transmissão Há duas formas de transmitir dados em uma rede de computadores: • Serial; • Paralela. Na comunicação serial os bits trafegam em linha, um atrás do outro (Figura 20), é utilizado apenas uma canal de comunicação.
  34. 34. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 34 Figura 20 - Transmissão Serial Quanto à comunicação paralela, os bits trafegam um ao lado do outro (Figura 21), em canais distintos. A comunicação paralela, em teoria, é mais rápida que a serial, porém na prática alguns fatores devem ser observados para evitar erros de transmis- são na comunicação paralela. Como os dados estão trafegando um ao lado do outro e estão em forma de pulsos elétricos, podem ocorrer interferências eletromagnéticas entre cada uma dos canais de transmissão. Esse é um dos motivos por que, atual- mente, os HD’s têm transmissão serial (SATA – Serial ATA). Esses HD’s têm melhor desempenho do que os antigos com comunicação paralela, justamente pela grande interferência gerada e o número de erros que aconteciam durante a transmissão. Figura 21 - Transmissão Paralela 3 Tipos de Sinais No mundo dos computadores, as informações são digitais, no nosso mundo, no mundo real, as informações são analógicas. Hoje em dia, muito se fala que o digital é muito melhor do que o analógico, porém poucas pessoas podem explicar qual é a diferença entre um e outro. Agora vamos aprender um pouco sobre esses dois tipos de sinais e compreender qual é a real diferença entre eles. Um sinal analógico mantém a referência do valor real em qualquer parte da
  35. 35. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 35 linha do tempo onde o evento está sendo observado, meio complicado, não? Vamos tentar explicar com um exemplo simples. Nossa voz, por exemplo, é um bom exemplo de informação analógica. Se tentarmos mantê-la em um mesmo nível, falando, por exemplo, a nota DÓ, até chegarmos ao nível de estabilização; a voz esta- rá numa reta em subida – do ponto inicial, que no nosso exemplo era silêncio ou zero, até o ponto de parada ou no nível que estipulamos para manter o tom na nota DÓ. A Figura 22 ilustra exatamente essa situação. O ponto em vermelho marca quando foi alcançado o volume onde foi definido que a voz deve ser estabilizada, fazendo refe- rência com o ponto em azul. Deste ponto em diante, não temos mais o volume da voz em uma reta de subida, mas sim estabilizado em uma constante representada pela reta. Figura 22 - Representação da Voz (perfeita) Se algum ser humano conseguir fazer essa façanha, deve ser de outro planeta, porque as pessoas não conseguem manter a voz numa constante tão perfeita como a reta representada na Figura 22, mesmo as mais treinadas, como os cantores de ópera. Nós temos variações na voz mais ou menos perceptíveis, mas é certo que as temos, pois existem vários fatores que influenciam nisto, timbre da voz, controle da respiração, entre outros. No nosso gráfico, seriam demonstradas pequenas variações na voz e não pen- se que essas variações são sempre problemas. Na verdade, é através delas que po- demos notar quando uma voz é ou robotizada. É fácil notar quando realmente é uma pessoa ou um robô que está falando através da falta dessas imperfeições. Como é co- mum falar, a voz fica meio quadrada. Um modelo mais próximo do real é apresentado na Figura 23, onde podemos notar as pequenas variações existentes na nossa voz.
  36. 36. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 36 Figura 23 - Representação da Voz (Real) Conforme podemos notar, um sinal analógico contém representação em qual- quer ponto da linha do tempo. Utilizando o exemplo da Figura 23, em qualquer ponto da linha “Tempo em Segundos” você tem a referência na coluna “Volume da Voz” para saber qual era a situação naquele momento. O sinal digital contém algumas referências do acontecimento real e realiza equações para montar os pontos onde não há referência do valor real. Vamos utilizar o mesmo exemplo para tentar melhorar o entendimento sobre o sinal digital. Para poder digitalizar a voz representada pela Figura 23, deveríamos extrair alguns pontos de amostragem da voz em relação ao tempo representados pela barras em verde, na Figura 24. Figura 24 - Pontos de Amostragem Com isso, a nossa informação digitalizada não teria mais a representação do sinal durante todo o tempo, e sim algumas amostras do que realmente aconteceu (Fi- gura 25).
  37. 37. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 37 Figura 25 - Pontos de Amostragem do Sinal Digital O próximo passo para digitalizar totalmente o sinal é gerar matematicamente o intervalo entre os pontos, unindo cada intervalo e remontando o mais próximo possí- vel o sinal, como no original analógico (Figura 26). Figura 26 - Reconstruindo o sinal através dos ponto de amostragem Podemos notar que o sinal reconstruído e digitalizado não ficou igual ao origi- nal analógico, porque pegamos poucos pontos de amostragem. Quantos mais pontos pegarmos para amostragem, mais próximo do real nosso arquivo digitalizado ficará, mas isso implica ter um arquivo de maior tamanho. Síntese Nesta aula conhecemos os conceitos sobre comunicação de dados. Esses conhecimentos são muito importantes para entender o funcionamento das redes de computadores.
  38. 38. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 38 Você verificou a diferença entre o sinal digital e o analógico e como o sinal di- gital é obtido. Na próxima aula vamos falar sobre como montar uma rede de computadores, também veremos o material e ferramentas necessários para executar a tarefa. Exercícios Propostos 1) Quais são os três sentidos da comunicação? Explique cada um deles. ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2) Explique comunicação Paralela e Serial. ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 3) Explique o que é um sinal analógico. ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 4) Explique o que é um sinal digital e como ele é obtido. ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
  39. 39. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 39 Aula 5 CABEAMENTO DE REDE E SUAS FER- RAMENTAS Olá! Seja bem-vindo(a) a nossa quinta aula de Sistemas de Conectividade. Nesta aula vamos estudar sobre cabe- amento e as ferramentas necessárias para montar rede. Vamos analisar os materiais necessários para montar uma rede e como utilizar as ferramentas de forma correta. Boa aula! Objetivos da Aula Ao final desta aula, você deverá ser capaz de: • Descrever o material necessário para montar um rede de computadores; • Utilizar as ferramentas para a montagem da rede; • Descrever os passos e cuidados necessários para manter a rede funcionando e dar manutenção. Conteúdos da Aula Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi- nale-os à medida em que for estudando. • Material Necessário para montar rede de computador; • Ferramentas utilizadas na montagem de redes; • Montando uma Rede.
  40. 40. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 40 1 Material Necessário As redes de computadores que utilizam cabos para realizar a ligação entre os computadores, atualmente, utilizam cabos do tipo par trançado, com ou sem blinda- gem. Antigamente, eram utilizados cabos coaxiais. 1.1 Placa de Rede A placa de rede é o dispositivo utilizado nos computadores para realizar a co- municação, disponibiliza uma interface de comunicação com o padrão Ethernet, que possibilita a ligação de cabos de rede na placa para permitir a conexão com dispositi- vos centralizadores (hub, switch, bridge, router, ...) ou diretamente com outros compu- tadores. Figura 27 - Placa de Rede Ethernet 1.2 Cabos Os cabos de rede, utilizados para criar o canal de comunicação entre os com- putadores e os centralizadores, podem ser de vários tipos, os fabricantes de cabos buscam aperfeiçoar a tecnologia para permitir que possam ser transmitidas cada vez mais informações em menos tempo, com isto acabam surgindo cabos com as mais di- ferentes tecnologias e utilizações. Entre os vários cabos de rede utilizados, podemos destacar os tipos UTP, STP e Fibra Ótica.
  41. 41. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 41 1.2.1 UTP (Unshielded Twisted Pair) O cabo do tipo UTP ou simplesmente par trançado sem blindagem é mais utili- zado para realizar a conexão nas redes de computadores locais. São cabos divididos em várias categorias, atualmente se encontram na categoria seis, ainda que a mais utilizada nas redes atuais seja a categoria 5e. As diferenças tecnológicas entre as categorias influenciam diretamente na velocidade de transmissão alcançada. No inte- rior dos cabos existem os fios de cobre, responsáveis por realizar a transmissão dos dados através de pulsos elétricos, por isso os cabos de par trançado têm limitação de distância para utilização, evitando a perda total do sinal devido à atenuação existente. Para facilitar a identificação, os pares dentro do cabo são feitos com cores diferentes, conforme apresentamos no quadro a seguir. Pino Cor 1 Branco com verde 2 Verde 3 Branco com laranja 4 Azul 5 Branco com azul 6 Laranja 7 Branco com marrom 8 Marrom Para a montagem do cabo, é necessário colocar um conector em ambas as pontas, para permitir o encaixe tanto na placa de rede quanto nos equipamentos cen- tralizadores. Esse conector é conhecido como RJ-45 e será descrito com mais de- talhes nos próximos tópicos desse livro-texto. Veja, agora, um cabo do tipo UTP na figura 28. Figura 28 - Cabo de Rede UTP
  42. 42. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 42 1.2.2 STP (Shielded Twisted Pair) O cabo par trançado com blindagem contém uma capa metálica que bloqueia a interferência eletromagnética, por isso deve ser utilizado em ambientes onde as interferências possam ser mais percebidas, como ambientes de fábricas e indústrias com máquinas que possam gerar esse tipo de problema, como motores e outros equipamentos elétricos. Há basicamente dois tipos de blindagens: uma envol- vendo todos os cabos juntos, dentro do cabo, considerada mais simples e suscetível a problemas de interferência; outra mantendo a proteção geral para os cabos e adi- cionando mais uma manta metálica de proteção individual para cada elemento do par, conforme apresentamos na figura 29. Figura 29 - Cabo de Rede STP (proteção individual) 1.2.3 Fibra Ótica Podemos citar dois destaques positivos na utilização da Fibra Ótica em relação aos dois tipos de cabos descritos anteriormente. Primeiro é a falta de interferência eletromagnética, pois a fibra ótica realiza a comunicação transportando a luz que não sofre esse tipo de interferência. O segundo ponto é que a luz sofre muito menos o efei- to de perda de sinal, conhecido como atenuação do sinal, então conseguimos montar cabos de fibra muito mais longos do que os cabos de par trançado. As fibras podem ser divididas em dois tipos: • Multi Modo (MMF – Multiple Mode Fiber): São mais grossas do que as fibras de Mono Modo, com isto temos mais de uma vez a reflexão da luz nas suas paredes. • Mono Modo (SMF – Single Mode Fiber): São mais finas, por isso conseguem transmitir a luz sem a necessidade de reflexão nas paredes da fibra, conse- guindo atingir maior distância de transmissão.
  43. 43. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 43 As fibras óticas (Figura 30) não são mais largamente utilizadas devido ao alto custo, cuidado na instalação e custo para realização de manutenção. Quando uma fibra se rompe, é necessário realizar a junção novamente. O processo pode ser feito por procedimento mecânico, utilizando cola e outras ferramentas , mas deve haver ciência de que ocorrerá baixo rendimento da fibra. Em contrapartida, se o processo for por fusão, as duas pontas da fibra serão novamente fundidas e o rendimento bem superior ao procedimento mecânico. Figura 30 - Fibra Ótica 1.3 Conectores e Tomadas Os conectores do tipo RJ45 (Figura 31) são os mais utilizados para realizar a conectorização dos cabos tipo UTP e STP. Esses dispositivos propiciam fácil e rápido encaixe dos cabos já conectorizados à placa de rede ou aos dispositivos centralizado- res. São muito parecidos com os conectores utilizados na telefonia RJ11, a diferença básica é que o RJ11 tem suporte para 4 cabos e o RJ45 para 8 cabos. Figura 31 - Conector RJ45 A tomada para encaixe do conector RJ45 é conhecida como RJ45 Fêmea ou Keystone Jack (Figura 32), é instalada na área de trabalho do usuário, ou seja, na
  44. 44. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 44 tomada para realizar as conexões de rede. Esse também é o padrão de conexão dos centralizadores. Figura 32 - Keystone Jack (RJ45 Fêmea) 1.4 Canaletas As canaletas (figuras 33 e 34) têm a função de acomodar os cabos de rede e protegê-los evitando que sejam cortados ou rompidos devido ao contato com outros objetos. Além do objetivo funcional, há também o objetivo estético, com a utilização das canaletas e calhas evita-se que os cabos fiquem jogados no chão, passando pelo teto, em luminárias, pregos ou outros recursos utilizados em prédios onde não exis- tam preparação da infra-estrutura. Figura 33 - Canaleta sem divisória Figura 34 - Canaleta com divisória
  45. 45. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 45 1.5 Centralizadores e PATCH PANEL Os dois centralizadores mais utilizados para montar as redes de computadores são o Hub e Switch. O Hub é um centralizador mais simples e mais barato do que o Switch, por isso é mais utilizado em redes de pequeno porte. Um Hub (Figura 35) recebe as co- municações dos computadores pela porta onde o computador estiver ligado ao Hub e repassa a transmissão para todas as outras portas. Esse procedimento gera um fluxo desnecessário de informações que podem gerar colisões. Figura 35 - Hub O Switch (Figura 36), ainda que visualmente tenha poucas ou, em alguns ca- sos, nenhuma diferença em relação ao Hub, apresenta diferenças funcionais: a) o armazenamento dos endereços físicos dos computadores conectados a ele, tam- bém conhecidos como MAC ADDRESS, com isso, ao receber uma comunicação o Switch repassa a informação somente ao computador de destino, melhorando o de- sempenho da rede. Figura 36 - Switch
  46. 46. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 46 b) O patch panel é utilizado para realizar a ligação dos cabos vindos da estação de tra- balho com os centralizadores, a utilização desse recurso permite maior organização e facilidade na alteração das ligações sem a necessidade de cortar cabos. Todas as al- terações de ligações são conseguidas simplesmente alterando as portas de conexão no patch panel. Na parte frontal, o patch panel recebe os cabos já com o conector RJ45, para facilitar futuras alterações de porta, conforme pode ser visto na figura 37. Figura 37 - Patch Panel visão Frontal c) Na parte traseira do patch panel, as conexões são realizadas diretamente nos conectores de cabo que, ao serem inseridos, têm a parte da capa de proteção cortada um encaixe de metal. Com isso, os conectores ficam diretamente em contato com os fios de cobre, permitindo que os pulsos elétricos possam trafegar pelo patch panel. Observe o que acabamos de descrever na figura 38. Figura 38 - Patch Panel visão Posterior
  47. 47. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 47 1.6 RACK O rack é uma espécie de armário (Figura 39) utilizado para acomodar os cen- tralizadores, patch panel e cabos de manobra. Os cabos de manobra são os respon- sáveis por realizar a comunicação entre os patch panel e os centralizadores. Os armários, por questão de segurança, devem estar em local seguro ou pos- suir uma porta para impedir o acesso aos equipamentos por pessoas mal intenciona- das. Figura 39 - Rack 2 FERRAMENTAS Para desenvolver um projeto de cabeamento, é necessário utilizar um conjunto mínimo de ferramentas para auxiliar nas tarefas e melhorar a qualidade final do tra- balho. Descrevemos, a seguir, as quatro ferramentas necessárias para proceder a um cabeamento. 2.1 Alicate de CRIMP O alicate de crimp (Figura 40) é utilizado para realizar a ligação do cabo com
  48. 48. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 48 o conector RJ45. Para isso, o cabo UTP deve ter a capa externa retirada e os pares in- ternos inseridos corretamente dentro do conector. Em seguida, é só colocar o conec- tor no alicate e dar pressão para que o conjunto possa ser montado corretamente. Figura 40 - Alicate de crimp A maioria dos alicates para crimp permite a utilização para RJ11 e RJ45. Veja o detalhe na figura 41. Figura 41 - Detalhe do alicate de crimp 2.2 Decapador de Cabo Uma ferramenta importante na manipulação dos cabos é o decapador de ca- bos (Figura 42). Essa ferramenta, como o próprio nome diz, serve para retirar a capa externa que protege os pares. A decapagem deve ser feita para permitir a entrada dos
  49. 49. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 49 pares dentro do conector RJ45 ou mesmo quando é necessário inserir os cabos na parte posterior do patch panel. Figura 42 - Decapador de Cabos 2.3 Ferramenta de Inserção É utilizada para inserir os pares na parte posterior do patch panel, permitindo maior contato dos cabos com os contatos do patch panel. A ferramenta de inserção (Figura 43) possui um ajuste de pressão na parte superior, com isto é possível con- trolar a pressão que será executada contra o patch panel no momento de colocar os cabos nos contatos. Figura 43 - Ferramenta de Inserção 2.4 Testador de Cabos O testador de cabos (Figura 44) é uma ferramenta utilizada para testar cada um dos pinos do conector. Desse modo, podemos verificar as conexões, evitando co- locar um cabo que não esteja funcionando corretamente na rede. A testagem evita um grande transtorno, visto que, posteriormente é bem mais difícil identificar onde está
  50. 50. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 50 acontecendo o problema de conexão. A maioria dos cabos utilizados em redes são paralelos, ou seja, possui a mesma seqüência de cores dos pares nas duas pontas dos cabos. A comunicação nos cabos é feita por dois canais: um para envio (TX) e outro para recebimento (RX), o centralizador da rede faz a inversão automática de TX para RX, em alguns casos, é necessário interligar dois computadores sem a utilização de um centralizador. Para que isso funcione, a inversão de TX por RX deve ser feita no próprio cabo já que a placa de rede dos computadores não é capaz de executar tal tarefa. O cabo especial que faz a inversão do TX por RX é conhecido como cabo cruzado ou simplesmente cabo cross (crossover). Figura 44 - Testador de Cabos É muito importante ter, além das ferramentas acima citadas, uma boa caixa com ferramentas variadas para trabalho com elétrica, principalmente. Entre as ferra- mentas adicionais podemos destacar: • Chave de Fenda; • Alicate de Bico e Corte; • Chave Philips. Há várias normas que devem ser observadas para manter o bom funcio- namento da estrutura de rede. Quando uma rede é construída seguindo as nor- mas, dizemos que a rede tem um cabeamento estruturado, então cabeamento estruturado é a maneira correta de montar uma rede.
  51. 51. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 51 3 MONTANDO UMA REDE Os cabos de rede são construídos visando eliminar ao máximo as interferên- cias no momento da transmissão, por isso são entrelaçados em pares, para que cada par anule a interferência gerada pelo par ao lado. Para montar o conector RJ45 na ponta dos cabos, podemos utilizar dois padrões, o T-568A ou o T-568B. No padrão T-568A (Figura 45), a configuração seqüencial a ser seguida é: • Branco com Verde; • Verde; • Branco com Laranja; • Azul; • Branco com Azul; • Laranja; • Branco com Marrom; • Marrom. Figura 45 - Padrão T-568A Já o padrão T-568B (Figura 46) deve respeitar a seguinte seqüência: • Branco com Laranja; • Laranja; • Branco com Verde; • Azul;
  52. 52. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 52 • Branco com Azul; • Verde; • Branco com Marrom; • Marrom. Figura 46 - Padrão T-568B Como já estudamos anteriormente, também podemos construir cabos do tipo crossover, ou simplesmente cabo cross. Para construir cabos desse tipo, devemos montar uma ponta do cabo no conector RJ45 com a configuração do padrão T-568A e na outra ponta o padrão T-568B, obtendo um cabo que faz a inversão dos TX por RX. A montagem da rede é realizada para conectar a área de trabalho, onde estão localizados os computadores dos usuários da rede com os equipamentos centrali- zadores. Nesse caso, são utilizados dois modelos de implantação de rede: a inter- connect e a cross-connect. Antes de entendermos estes dois modelos de implantação, devemos conhecer os subsistemas que formam o cabeamento estruturado, são eles: • Área de Trabalho: É onde estão localizados os equipamentos dos usuários que devem interagir com o cabeamento, como os computadores e telefones. Para que a comunicação aconteça, no local devem existir tomadas que permi- tam a conexão dos dispositivos. • Cabeamento Horizontal: São os cabos que partem da área de trabalho, mais especificamente das tomadas existentes na área de trabalho e irão
  53. 53. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 53 conectar-se nos dispositivos centralizadores. • Cabeamento Vertical: São os cabos que realizam a interligação entre os vários racks existentes na estrutura de cabeamento estruturado, ou também os cabos que ligam um prédio a outro. • Sala de Telecomunicações: É o local onde ficam os centralizadores princi- pais de uma rede. Os cabos podem sair da área de trabalho e ir para centrali- zadores que não estão dentro da sala de telecomunicações. Depois devem sair cabos desses centralizadores, ligando-os à sala de telecomunicações, central para onde todas as comunicações convergem e todos os cabos devem estar direcionados. • Armário de Telecomunicações: São todos os racks que abrigam os equipa- mentos que fazem a rede funcionar. Os armários não precisam estar necessa- riamente na sala de comunicações, podem existir armários em outros locais do prédio para facilitar a integração dos equipamentos. • Entrada de Facilidades: É o local onde a rede local do prédio recebe os ca- bos da rede externa, cabos de Internet do tipo metálico ou mesmo fibra ótica. Para cada um dos subsistemas do cabeamento estruturado há normas que especificam como deve ser o funcionamento e montagem desses sistemas. Seguir essas normas é importante para alcançar o desempenho máximo da rede, diminuir a manutenção e aumentar a disponibilidade. Todos os itens que formam os subsistemas do cabeamento estruturado podem ser observados na figura 47.
  54. 54. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 54 Figura 47 - Subsistemas do Cabeamento Estruturado Agora que já conhecemos todos os subsistemas de compõem o cabeamento estruturado e sabemos como devem ser construídos os cabos de rede, podemos ana- lisar os dois diferentes modelos de implementação. O modelo de inter-connect (Figura 48) propõe uma conexão mais simplificada e com menor flexibilidade para mudanças na estrutura. Podemos resumir o inter-con- nect como a ligação da área de trabalho com o patch panel, através do cabeamento horizontal e nele fazer a ligação para o centralizador. É um modelo mais barato, por- que utiliza a manobra de cabos no mesmo patch panel. É utilizado em estruturas de rede mais simples, onde não existam muitos recursos disponibilizados para os usuá- rios como VoIP, Telefonia, Rede de Dados, etc. Os cabos que ligam os equipamentos no armário de telecomunicações (hub, switch, patch panel, etc) são conhecidos como cabos de manobra, justa- mente pela possibilidade de mudar as configurações da rede manobrando (mu- dando) os cabos de equipamentos ou portas.
  55. 55. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 55 Figura 48 - Inter-Connect O modelo de cross-connect (Figura 49) pode ser resumido como sendo a liga- ção da área de trabalho do usuário com o patch panel. Nesse modelo, todos os pon- tos da área de trabalho têm ligação com uma porta do patch panel e, pelo outro lado, todas as portas dos centralizadores estão ligadas em um outro patch panel, sendo ne- cessário somente interligar os dois patch panel utilizando os cabos de manobra. É um modelo mais complexo, utilizado em grandes estruturas onde existem vários recursos sendo oferecidos através da mesma rede. Destaca-se também a maior organização que pode ser alcançada utilizando-se esse modelo. Ambos os modelos (inter-connect ou cross-connect) seguem as regras de im- plementação do cabeamento estruturado. A escolha entre os dois modelos, função do projetista da rede que, para tomar essa decisão, deve levar em consideração vários fatores relevantes como: • Números de Pontos da Rede; • Números de Usuários; • Quantidade e Configuração dos Equipamentos; • Distâncias entre os Armários de telecomunicações; • Provável crescimento da rede; • Valor pretendido para o investimento na estruturação da rede.
  56. 56. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 56 Figura 49 - Cross-Connect A escolha dos materiais e fornecedores também é algo muito importante para o sucesso da obra. Há vários fabricantes e empresas que podem auxiliar no processo de escolha, a Internet é grande aliada para isso. Podemos obter várias informações sobre produtos e tecnologias disponíveis nos sites de empresas que trabalham com essa parte de infra-estrutura de rede. Em alguns é possível até fazer o download dos catálogos de produtos. As figuras 50 e 51 mostram sites de fabricantes de materiais para redes de computadores que disponibilizam catálogos e informações de seus produtos. Figura 50 - Site da PLP Datacom
  57. 57. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 57 Figura 51 - Site da Furukawa Síntese Nesta aula conhecemos os conceitos envolvidos na estrutura de uma rede utilizando o cabeamento estruturado. Esses conhecimentos são muito importantes para entender como funciona a infra-estrutura das redes dentro da abrangência das LAN’s. Finalizamos esse livro-texto que tratou sobre Sistemas de Conectividade. Es- pero que todos tenham gostado e aproveitado os momentos de estudo para aprofun- dar seus conhecimentos sobre o tema. Boa sorte a todos e sucesso durante o estudo nas próximas disciplinas. Exercícios Propostos 1) O que é um cabeamento estruturado? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
  58. 58. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 58 2) Quais são os dois principais tipos de cabos metálicos utilizados? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 3) O que são equipamentos centralizadores e cite exemplos? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 4) Quais são os seis subsistemas que compõem o cabeamento estruturado? ___________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
  59. 59. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 59 REFERÊNCIAS Cisco System, Inc. http://www.cisco.com. Acessado em 29 de Julho de 2007. COELHO, Paulo Eustáquio; Projetos de redes locais com cabeamento estrutura- do. Belo Horizonte:Instituto OnLine, 2003. CYCLADES BRASIL; Guia Internet de conectividade. 9ª Ed., São Paulo: SENAC SÃO PAULO,2000. Furukawa. http://www.furukawa.com.br. Acessado em 29 de Julho de 2007. PLP Datacom. http://www.plpdatacom.com.br. Acessado em 29 de Julho de 2007. Policom. http://www.policom.com.br. Acessado em 29 de Julho de 2007. TANENBAUM, Andrew S. Redes de computadores. 4ª Ed., Rio de Janeiro: Elsevier, 2003. TORRES, Gabriel. Redes de computadores – Curso Completo. Rio de Janeiro:Axcel Books, 2001. 3COM. http://www.3com.com. Acessado em 29 de Julho de 2007. Wikipedia. http://pt.wikipedia.org. Acessado em 29 de Julho de 2007.
  60. 60. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 60 SOBRE O AUTOR O professor Rodrigo Curvêllo é Bacharel em Ciências da Computa- ção pela Associação Catarinense de Ensino (ACE) e está cursando Mestrado em Engenharia Elétrica na Universidade do Estado de Santa Catarina (UDESC) onde desenvolve projetos na área de re- des sem fio utilizando ZigBee e linguagem de programação Java. É professor das disciplinas de Redes de Computadores, Hardware, Arquitetura de Computadores e Programação (Java, C++ e Python), em cursos de nível técnico e superior. Você poderá obter mais informações sobre o professor, pelo site http://www. curvello.com ou entrando em contato diretamente, pelo e-mail rodrigo.curvello@gmail. com.
  61. 61. Sistemas de Conectividade SOCIESC - Sociedade Educacional de Santa Catarina 61 Copyright © Tupy Virtual 2007 Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida por qualquer meio sem a prévia autorização desta instituição. Autor: Rodrigo Curvêllo Sistemas de Conectividade: Material didático / Rodrigo Curvêllo Design institucional: Thiago Vedoi de Lima; Cristiane de Oliveira - Joinville: Tupy Virtual, 2007 Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Universitária Tupy Virtual Créditos SOCIESC – Sociedade Educacional de Santa Catarina Tupy Virtual – Ensino a Distância Rua Albano Schmidt, 3333 – Joinville – SC – 89206-001 Fone: (47)3461-0166 E-mail: ead@sociesc.org.br Site: www.sociesc.org.br/portalead Diretor Geral Sandro Murilo Santos Diretor de Administração Vicente Otávio Martins de Resende Diretor de Ensino, Pesquisa e Extensão Roque Antonio Mattei Diretor do Instituto Superior Tupy Wesley Masterson Belo de Abreu Diretor da Escola Técnica Tupy Luiz Fernando Bublitz Coordenador da Escola Técnica Tupy Alexssandro Fossile Alan Marcos Blenke Coordenador do Curso Juliano Prim Agnaldo Costa Coordenador de Projetos José Luiz Schmitt Revisora Pedagógica Nádia Fátima de Oliveira EQUIPE TUPY VIRTUAL Raimundo Nonato Gonçalves Robert Wilson José Mafra Thiago Vedoi de Lima Cristiane Oliveira Janae Gonçalves Martins Design Gráfico Thiago Vedoi de Lima Equipe Didático-Pedagócia Rodrigo Curvêllo EDIÇÃO – MATERIAL DIDÁTICO Professor Conteudista Rodrigo Curvêllo Design Institucional Thiago Vedoi de Lima Cristiane Oliveira Ilustração Capa Thiago Vedoi de Lima Projeto Gráfico Equipe Tupy Virtual Revisão Ortográfica Nádia Fátima de Oliveira

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