Este documento discute os componentes básicos de uma rede de dados, incluindo fontes, emissores, sistemas de transmissão, receptores e destinos. Também descreve diferentes meios de transmissão de dados, como cabos, fibra óptica e satélites. Finalmente, aborda conceitos como topologias de rede, áreas geográficas, benefícios e normalização.

1. Escola Secundária de Algures Técnico de Gestão de Equipamentos Informáticos Disciplina : Comunicação de Dados Modulo nº1 “Introdução a comunicação de dados” Professor: Paulo Pimentel

2. Componentes de uma rede de dados » Fonte – gera a informação (dados) a transmitir » Emissor – converte os dados em sinais adequados ao sistema de transmissão » Sistema de transmissão – transporta os dados sob a forma de sinais » Receptor – converte os sinais em dados » Destino – consome os dados

3. Componentes de uma rede de dados

4. Meios de transmissão de dados Transmissão de dados entre sistemas Via terrestre Cabos metálicos Fibra óptica Via aérea Transmissão de superfície Transmissão via satélite

5. Meios de transmissão de dados Transmissão Paralela Custo dos canais de transmissão são elevados Só pode ser usado para curtas distâncias Terminais são mais baratos Exemplo: Comunicação entre computador e impressora Comunicação entre a CPU e memória

6. Meios de transmissão de dados Transmissão Série Número de linhas necessárias à transmissão pode ser reduzida convertendo-se os dados a serem transmitidos num único canal. São necessários apenas dois canais para a transmissão de dados. Exemplos: Sistema SATA

7. Transmissão de sinais digitais

8. Transmissão de sinais digitais

9. Transmissão de sinais analógicos É um modo de transmissão efectuada por meio de sinais eléctricos , que transportam informações mediante a variação contínua da onda de frequência eléctrica para a adaptar às frequências sonoras (voz, etc.) e ao volume do sinal de entrada. As técnicas de modulação analógica para transmissão são as seguintes: IM (Intensity Modulation) PFM (Pulse Frequency Modulation) PFM / FDM (Frequency Division Multiplexing) PFM / FDM / WDM (Wavelight Division Multiplexing)

10. Modos de transmissão de dados Simplex Quando a linha permite a transmissão num único sentido. Half-Duplex ou semiduplex Quando a linha permite a transmissão nos dois sentidos, ALTERNADAMENTE. Nota: Sempre que se inverte o sentido da comunicação existe um tempo de comutação da linha (100 a 400 ms). Full-Duplex ou Duplex Permite a transmissão nos dois sentidos em simultâneo, usando divisão de frequências.

11. Grandezas e Medidas – Termos a Conhecer ! Largura de Banda Ao nível informático a largura de banda é a quantidade de informação que pode ser transferida de um nó para outro num determinado período. Um modem comum (já obsoleto!) terá 56 kbps (7 KB/s) de largura de banda, uma ligação ADSL terá 512 kbps ( 64 KB/s) . A título de exemplo, se um servidor Web tiver 100 KB/s de largura de banda, 10 visitas nesse segundo poderão ter uma velocidade de download do site de 10 KB/s, mas 100 visitas nesse mesmo tempo só poderão ter 1 KB/s.

12. Grandezas e Medidas Throughput é a quantidade de dados transferidos de um lugar a outro, ou a quantidade de dados processados num determinado espaço de tempo. Pode-se usar o termo throughput para referir-se a quantidade de dados transferidos em discos rígidos ou numa rede. O throughput pode ser traduzido como a taxa de transferência efectiva de um sistema. Bit rate significa taxa de bits. Nas telecomunicações e na computação, o bit rate (às vezes escrito como bitrate) é o número de bits convertidos ou processados por unidade de tempo QOS (Quality of service) No campo das telecomunicações e redes de computadores, o termo Qualidade de Serviço ( QoS ) pode ter duas interpretações relacionadas, mas distintas: Em redes de comutação de circuitos (rede telefónica), refere-se à probabilidade de sucesso em estabelecer uma ligação a um destino Em redes de comutação de pacotes (redes informáticas) refere-se à garantia de largura de banda para uma determinada tarefa.

13. Topologias de Rede A topologia de uma rede de comunicação, refere-se à forma como as ligações físicas existentes e os nós de uma comutação estão organizados, determinando caminhos físicos existentes e utilizáveis entre quaisquer pares de estações conectadas a essa rede. A topologia de uma rede muitas vezes caracteriza o seu tipo, eficiência e velocidade. Mesh - a interconexão é total garantindo alta fiabilidade. Porém a complexidade da implementação física e o custo inviabilizam seu uso comercial.

14. Topologias de Rede Estrela - a conexão é feita através de um nó central que exerce controle sobre a comunicação. A sua fiabilidade é limitada à fiabilidade do nó central, cujo mal funcionamento prejudica toda a rede. A expansão da rede é limitada à capacidade de expansão do nó central, a cablagem é complexa e cara pois pode envolver um grande número de ligações que envolvem grandes distâncias. Barramento - as estações são conectadas através de um cabo de cobre (coaxial ou par trançado), com difusão da informação para todos os nós. É necessária a adopção de um método de acesso para as estações em rede compartilharem o meio de comunicação, evitando colisões. É de fácil expansão mas de baixa fiabilidade, pois qualquer problema no barramento impossibilita a comunicação em toda a rede.

15. Topologias de Rede Anel - o barramento toma a forma de um anel, com ligações unidireccionais ponto a ponto. A mensagem é repetida de estação para estação até retornar à estação de origem, sendo então retirada do anel. Como o sinal é recebido por um circuito e reproduzido por outro há a regeneração do sinal no meio de comunicação; entretanto há também a inserção de um atraso mínimo de 1 bit por estação. O tráfego passa por todas as estações do anel, sendo que somente a estação destino interpreta a mensagem. É de fácil expansão, obtida através da ligação de módulos que implementam anéis independentes e que se tornam um grande anel quando conectados. Pode ter a sua fiabilidade incrementada pela adopção de dispositivos que realizam o bypass da estação no anel em caso de falha nos circuitos de conexão da mesma. Árvore - é a expansão da topologia em barra herdando todas as suas capacidades e limitações. O barramento ganha ramificações que mantêm as características de difusão das mensagens e partilha do meio entre as estações.

16. Área Geográfica ou Organizacional A área geográfica ou organizacional pode definir toda a estrutura e nível de complexidade de uma rede de comunicação de dados … basta vermos que é muito diferente montar uma pequena rede dentro de uma sala, em relação a montar uma rede que interligue varias filiais de uma empresa.

17. Área Geográfica ou Organizacional LAN (Local Area Network) LANs (ou redes locais, ou redes privadas) são redes utilizadas na interligação de equipamentos informáticos com a finalidade de troca de dados. Tais redes são denominadas locais por cobrirem apenas uma área limitada (10 Km no máximo). As LANs são utilizadas para conectar computadores, servidores, periféricos e outros dispositivos que possuam capacidade de processamento num escritório, escola e edifícios próximos.

18. Área Geográfica ou Organizacional PAN (Personal Area Network) P ersonal A rea N etwork ou Rede de Área Pessoal é uma rede de equipamentos pessoais (telefones, PDA’s), ligados directamente entre si. Como exemplo podemos imaginar um computador portátil conectando-se a um outro e este a uma impressora, ou um computador e um portátil ligados a Internet com a ajuda de um router . Tecnologicamente é o mesmo que uma LAN, sendo a principal diferença a pouca possibilidade de crescimento e a sua utilização doméstica.

19. Área Geográfica ou Organizacional SAN (Storage Area Network) Os storage networks , ou redes de armazenamento, são diferentes de outras formas de armazenamento em rede pelo método de acesso de baixo nível que eles apresentam. O tráfego de dados nessas redes é bastante similar a aqueles usados internamente em discos, como ATA e SCSI. Numa rede de armazenamento, o servidor envia pedidos por blocos específicos ou segmentos de dados de específicos discos. Este método é conhecido como block storage (armazenamento de blocos). O dispositivo age similarmente a um disco interno, acedendo ao bloco específico e enviando a resposta através da rede. A maioria dos storage networks usam o protocolo SCSI para a comunicação entre servidores e dispositivos, embora não usem o hardware SCSI.

20. Área Geográfica ou Organizacional SAN (Storage Area Network)

21. Área Geográfica ou Organizacional MAN (Metropolitan Area Network) Uma M etropolitan A rea N etwork ou Rede de Área Metropolitana é uma rede de comunicação que abrange uma cidade. O exemplo mais conhecido de uma MAN é a rede de TV cabo disponível em muitas cidades. A partir do momento que a Internet atraiu uma audiência de massa, as operadoras de redes de TV cabo, começaram a perceber que, com algumas mudanças no sistema, elas poderiam oferecer serviços de Internet utilizando a rede de distribuição de TV Cabo.

22. Área Geográfica ou Organizacional WAN (Wide Area Network) Wide Area Network ( WAN ), Rede de área alargada ou Rede de longa distância , também conhecida como Rede geograficamente distribuída , é uma rede de computadores que abrange uma grande área geográfica, com frequência um país ou continente. Difere, assim, das PAN, das LAN e das MAN. A história da WAN começa em 1965 quando Lawrence Roberts e Thomas Merril ligaram dois computadores, um TX-2 em Massachussets a um Q-32 na Califórnia, através de uma linha telefónica de baixa velocidade, criando a primeira rede de área alargada (WAN). A maior WAN que existe é a Internet. As WANS tornaram-se necessárias devido ao crescimento das empresas, onde as LAN’s não eram suficientes para atender todos os pedidos de informações, pois era necessária uma forma de passar informação de uma empresa para outra de forma rápida e eficiente.

23. Área Geográfica ou Organizacional WAN (Wide Area Network)

24. Área Geográfica ou Organizacional VPN (Virtual Private Network) Uma Rede Privada Virtual ( Virtual Private Network - VPN ) é uma rede de comunicações privada normalmente utilizada por uma empresa ou um conjunto de empresas e/ou instituições, construída em cima de uma rede de comunicações pública (como por exemplo, a Internet). O tráfego de dados é levado pela rede pública utilizando protocolos padrão, não necessariamente seguros. VPNs seguras usam protocolos de criptografia por “tunelamento” que fornecem a confidencialidade, autenticação e integridade necessárias para garantir a privacidade das comunicações requeridas. Quando adequadamente implementados, estes protocolos podem assegurar comunicações seguras através de redes inseguras. .

25. Área Geográfica ou Organizacional Intranet e Extranet Intranet é uma rede de computadores privada que utiliza as mesmas tecnologias que são utilizadas na Internet. O protocolo de transmissão de dados de uma intranet é o TCP/IP e sobre ele podemos encontrar vários tipos de serviços de rede comuns na Internet, como por exemplo o e-mail, chat, grupo de notícias, HTTP, FTP entre outros. Uma Intranet pode ou não estar conectada a Internet ou a outras redes. É bastante comum uma Intranet de uma empresa ter acesso a Internet e permitir que seus utilizadores usem os serviços da mesma, porém nesse caso é comum a existência de serviços e ou dispositivos de segurança como, por exemplo, uma firewall para bloquear os dados indevidos que tentam transitar entre a rede pública e a rede privada.

26. Área Geográfica ou Organizacional Intranet e Extranet Extranet Quando uma intranet tem acesso a outra intranet, caso comum entre filiais de uma empresa ou entre empresas que trabalham em parceria, podemos chamar a junção das duas ou mais redes de extranet.

27. Benefícios de uma Redes de Dados Partilha de Informação A partilha de informação não é mais do que o envio de informação útil para vários pontos, tais como: Envio de um documento de trabalho Envio de emails Moodle

28. Benefícios de uma Redes de Dados Partilha de Recursos A partilha de informação já é um pouco mais complexa, e torna possível a partilha de equipamentos (recursos), tais como: Partilha do acesso a Internet Partilha de uma Impressora de Rede Partilha de tempo de CPU Partilha de espaço de Armazenamento

29. Tarefas de computadores em rede: Existe uma grande variedade de tipos de servidores que disponibilizam vários tipos de serviços tais como: Servidor de Email Servidor de Ficheiros Servidor de Impressão Servidor de FAX Servidores de Aplicação Servidores de Base de Dados

30. Normalização de uma Rede A utilização de normas padrão na criação e instalação de uma rede informática é fundamental. Se não existissem conjuntos de normas para as rede informática iriam surgir problemas extremamente difíceis de resolver, tais como: Formato da fichas de rede Tensões a utilizar Protocolos de rede

31. Vantagens e desvantagens do uso de normas Vantagens Assegura a existência de um mercado mais alargado para um dado equipamento (hardware ou software), permitindo produções em maior escala com consequentes reduções de preço; Permite que produtos de diferentes construtores possam comunicar entre si, dando ao utilizador maior flexibilidade na selecção e uso de equipamento;

32. Vantagens e desvantagens do uso de normas Desvantagens O seu uso tende a desacelerar a evolução e desenvolvimento de novos produtos; enquanto a norma é desenvolvida, sujeita a revisão, discutida e aprovada, é possível utilizar novas tecnologias mais eficientes, que entretanto tenham sido disponibilizadas; A existência de múltiplas normas com o mesmo objectivo. Não se trata propriamente de uma desvantagem do uso de normas mas sim da sua concepção (regista-se uma crescente cooperação entre as várias entidades responsáveis pela normalização para a aceitação e estudo conjunto de normas);

33. Entidades responsáveis pela normalização Existem varias organizações que estão envolvidas no desenvolvimento ou promoção de normas, das quais se destacam as seguintes, pela sua importância internacional: International Organization for Standardization; ISO International Telegraph and Telephone Consultive Committee; CCITT The American Nacional Standards Institute; ANSI Electronics Industries Association; EIA Institute of Electrical and Electronics Engineers; IEEE