Este documento resume os fundamentos de redes de computadores, incluindo tipos de redes classificadas por alcance (LAN, MAN, WAN), topologias comuns (barramento, estrela, anel), meios físicos de transmissão (cabos, fibra ótica, sem fio) e padrões como Ethernet, Token Ring e Wi-Fi.

1. Fundamentos de redes de
Computadores
Redes, topologia e meios físicos de transmissão
Escola Profissional da Serra da Estrela
Curso vocacional de Operador de Informática
Trabalho realizado por:
Flávio Simões nº10
Disciplina: IM redes de Computadores

2. Resumo
 Livro-texto
 Redes de computadores: Das LANs, MANs e WANs ás redes ATM – Soares,
Lemos e Colcher – Editora Campos
 Livro de apoio
 Redes de computadores – Tanenbaum
 Material de apoio
 Artigos e atualidades

3. Objetivos e exemplos
 Objetivos de uma rede
 Partilhar recursos
 Trocar informação
Exemplos de redes
Telefone fixo
Telemóvel
Radiofusão
Televisão
Redes de computadores

4. Definições
 Rede de comunicação
 Conjunto de módulos processadores, capazes de trocar informações e
partilhar recursos ligados por um sistema de comunicação.
Sistema de comunicação
 Arranjo topológico ligando módulos processadores através de enlaces físicos e de um
conjunto de regras para organizar a comunicação (protocolos)

5. Parâmetros de Comparação
 Retardado de transferência
 Tempo gasto entre o pedido e a entrega da mensagem
 Confiabilidade
 Medida em tempo medio entre falhas (MTBF), tolerância a falhas, tempo
médio de reparo (MTTR) e tempo de reconfiguração entre falhas
 Modularidade
 Grau de alteração de desempenho da rede sem alterar o projeto original.

6. Parâmetros de Comparação
 Custo
 Desempenho
 Intimamente relacionada a custo
 Compatibilidade
 Ou interoperabilidade
 Sensibilidade tecnológica
 Capacidade da rede suportar todas as aplicações para qual foi reparada, e
além.

7. Classificação quanto ao alcance
 LANs
 Local Área Network - rede local
 Distancia entre os módulos processadores estão desde alguns metros a alguns
quilómetros
 Em geral não passam por vias publicas
 Tipo mais comum
 Exemplo: Redes domesticas
 MANs
 Metrpolitan Area Network – rede metropolitana
 Distancia são maiores que as LANs
 Abrangem uma ou algumas cidades
 Vários meios de transição

8. Classificação quanto ao alcance
 WANs
 Wide-Area- Network – rede geograficamente distribuída
 Distancias abrangem um país, um continente ou todo o mundo
 Vários meios de transmissão
 E a Internet?
 A internet é uma “rede de redes”
 Ninguém esta diretamente conectado a ela.
 Reunião de milhões de redes

9. Topologia
 Disposição logica de elementos
 No caso de uma rede, refere-se á forma como os enlaces físicos e os nós
de comutação estão organizados, determinando os caminhos físicos
existentes e utilizáveis entre qualquer pares de estações conectadas e
essa rede

10. Classificação quanto ao enlace
 Ponto- a- ponto
 Ligação dois-a-dois.
 Vários nós interligados entre si
 Tipo mais comum
 Multiponto
 Vários nós ligados simultaneamente ao mesmo enlace
 Adotado em algumas topologias

11. Classificação quanto ao uso
 Simplex
 O enlace é utilizado apenas em um dos dois possíveis sentidos de transmissão
 Exemplo: fibra ótica
 Half-duplex
 O enlace é utilizado nos dois sentidos de transmissão – um de cada vez.
 Full-duplex
 O enlace é utilizado nos dois sentidos de transmissão simultaneamente. O
enlace pode ser formado por dois pares de fios (cada um em um sentido), ou
usando faixas de frequências diferentes

12. Topologia em barra
 Barra ou barramento
 Todos os nós ligam-se ao mesmo meio de transmissão – multiponto
 O sinal gerado por uma estação propagasse ao longo da barra em todas as
direções
 Cda nó tem um endereço na barra. Quando uma estação conectada
reconhece o endereço da mensagem, ela a aceita. Caso contrario,
despreza-a

13. Topologia em barra
 Ligações ao meio geram descontinuidade de impedância e causam
reflexões. O transcetor deve ter uma alta impedância para o cabo, para
que a sua ligação altere o mínimo possível as características de
transmissão. Devido a isto, algumas necessidades:
 Transcetor localizado perto do cabo
 Necessidade de terminadores (casadores de impedância) nas pontas para
impedir a reflexão

14. Topologia em barra
 Estações ligadas por um caminho fechado.
 Pode ser bidirecional, mas é mais comum o unidirecional.
 O controle pode ser centralizado ou distribuído.
 O sinal sai de um nó pelo anel.
 Em cada nó o sinal é regenerado e retransmitido
 Cada nó tem o seu endereço que ao ser reconhecido por um nó, aceita a
mensagem e a trata
 Interrupção no anel corta a comunicação
 Exemplo: Token Ring (IBM)

15. Topologia em estrela
 Nós ligamos a um comutador central (hub, switch, etc).
 Administração centralizada
 Ligação ponto-a-ponto (nó-concentrador).
 Não precisa de roteamento
 Falha no comutador para a rede
 Exemplo: Ethernet

16. Meios físicos de transmissão
 Com cabeamento
1. Cabo coaxial
2. Cabo par trançado
3. Fibra ótica
4. Rede elétrica (PLC)
 Sem cabeamento
1. Infravermelho
2. Bluetooth
3. Wi-Fi
4. WiMAX
5. 3G
6. Radio
7. Microondas (via satélite)

17. Meios físicos – com cabeamento
1. Cabo coaxial
 Condutor cilíndrico interno com tubo metálico em torno, e separados por
material dielétrico
 Condutor interno de cobre
 Tubo metálico: blindagem eletrostática
 Material dielétrico: ar seco ou plástico.
 Uso em distribuição de sinal de televisão (TV a Cabo)
 Telefonia de longa distancia
 Redes locais de curta distancia

18. Meios físicos – com cabeamento
1. Cabo coaxial
 Vantagens
 Suporta taxas de transmissão maiores do que o par trançado para a mesma
distancia
 Desvantagens
 Mau-contacto nos conectores
 Cabo rígido – difícil manipulação
 Problema da topologia (barramento)
 Custo/metro maior que o par traçado.
 Hoje em dia
 Uso muito limitado em redes.

19. Meios físicos – com cabeamento
 2. Par trançado
 Dois fios de cobre enrolados em espiral
 Vários pares dentro de um cabo
 Objetivo: reduzir ruido e manter consoante as propriedades elétricas ao longo de
toda a extensão
 Melhor desempenho que um par em paralelo para distancias grandes.
 Transmissão pode ser analógica ou digital
 Taxa de transmissão – ate gigabits/s
 Depende da:
 Distancia, técnica de transmissão, qualidade do cabo, diâmetro, comprimento das tranças, etc

20. Meios físicos – com cabeamento
 2. Par trançado
 Tipos
 UTP – não blindado
 STP – blindado
 Malha metálica – minimiza o ruido externo
 Vantagens
 Meio de transmissão de menor custo por comprimento
 Ligação ao meio simples e barata.

21. Meios físicos – com cabeamento
 2. Par trançado
 Desvantagens
 Suscetível a ruídos.
 Gerada por interferência eletromagnética (motores, geladeiras, quadros de luz,
lâmpadas fluorescentes, etc.).
 Minimizada com blindagem.
 Classificação quanto a taxa de transmissão suportada:
 CAT 3 –ate 10 Mbps
 CAT 5 – ate 100 Mbps
 CAT 5e e 6 – ate 1 Gbps
 CAT 7 – até 1 Gbps

22. Meios físicos – com cabeamento
 2. Par trançado
 Normas:
 Padrões para o cabeamento de edifícios
 T568A e T568B – padrão para condutores máquina – concentrador
 T568A – ordem dos fios: branco laranja, laranja, branco verde, azul, branco
azul. Verde, branco marrom, marrom.
 T568B – ordem dos fios: branco verde, verde, branco, laranja, azul, branco
azul, laranja, branco marrom, marrom,
 Crossover – padrão para condutores máquina – maquina.
 T568A numa ponta, T568B na outra.

23. Meios físicos – com cabeamento
3. Fibra ótica
 Cabo composto por filamentos de sílica (matéria-prima do vidro) ou
plástico.
 Leves e finos
 Sinal ótico, gerado por pulsos de laser ou LEDs
 Características:
 Altíssimas taxas de transmissão – 1 Tbps em laboratório (100 vezes o Gigabit
Ethernet).
 Isolamento elétrico completo entre transmissor e recetor.
 Atenuação não depende da frequência
 Imune a interferências eletromagnéticas.

24. Meios físicos – com cabeamento
3. Fibra ótica
 Como funciona
 Um feixe de luz é lançado numa ponta da fibra, e pelas características óticas do meio
(fibra), esse feixe percorre a fibra por meio de reflexões sucessivas até a outra ponta.
 Tipos
 Multimodo
 Sem amplificações
 Pode ser comum ou gradual . Diferentes níveis de refração – possibilitam a reflexão do
feixe.
 100 Mbps a 10 Km de distancia
 Redes locais

25. Meios físicos – com cabeamento
 3. Fibra ótica
 Tipos:
 Monomodo
 1 Gbps a 100 Km de distancia
 Uso de laser
 Redes de longa distancia
 Tipo de fontes luminosas:
 LEDs – mais barato, taxas de transmissão menores, maior tempo de vida,
menor alcance.
 Laser – mais caro, taxas de transmissão maiores, menor tempo de vida, maior
alcance.

26. Meios físicos – com cabeamento
4. Rede elétrica (PLC)
 Transmissão de dados via rede elétrica
 Tecnologia – existe desde os anos de 1920 – aperfeiçoada recentemente para
transmissão de dados.
 Vantagens:
 Alcance muito amplo – via rede elétrica
 Altas taxas de transmissão
 Desvantagens:
 Questoes de regulamentação junto ao órgão competente.
 Gera interferência em outros aparelhos que usem radiofrequência
 Em rede elétrica com muito ruido, desempenho ruim
 Half-duplex, com banda partilhada.

27. Meios físicos – sem cabeamento
 Diversos padrões para comunicação sem fio:
 IEEE 802.11 – redes wireless
 IEEE 802.15.1 – Bluetooth
 IEEE 802.16 – WiMax
 IEEE 802.20 – 3G

28. Meios físicos – sem cabeamento
2. Radiofrequência
 Espectro eletromagnético
 Intervalo completo da radiação eletromagnética que contém desde as ondas
de radio, micro-ondas, infravermelho, luz visível, raios ultravioleta, rios X, até
a radiação gama.
 Administração do espectro é feita em cada país por um órgão competente
 Em Portugal – ANACOM

29. Meios físicos – sem cabeamento
1. Infravermelho
 Padrão IrDA comunicação sem-fio via infravermelho.
 Taxas de até 4 Mbps
 Baixo alcance (até 4,5m)
 É preciso que o recetor tenha visão do transmissor – sem obstáculos
 Transmissão half-duplex
 Usado em controles remotos e dispositivos simples
 Hoje em dia está sendo substituído pelo Bluetooth

30. Meios físicos – sem cabeamento
2. Bluetooth (IEEE 802.15.1)
 Especificação para redes pessoais sem fio
 Uso de uma frequência de radio de curto alcance, globalmente não licenciada e
segura
 Baixa taxa de transmissão e baixo custo
 Conexão simples
 Exemplos em uso: Celulares e fones de ouvido sem-fio, micros, mouses e
teclados, dispositivos e recetores GPS, controles de videogame, modems sem-
fio, etc.
 Taxa de 1 Mbps (v.1.2) a 53-480 Mbps (v.3.0)

31. Meios físicos – sem cabeamento
3. Wi-fi (IEEE 802.11)
 Transmissão de dados ocorre na faixa de ondas de Radio
 Uso de uma das faixas ISM (não licenciada)
 902 a 928 Mhz /2,4 a 2,48 Ghz / 5,72 a 5,85 Ghz.
 Rede estorturada em células, onde o recetor deve receber o sinal do
transmissor (hotspot)
 Transmissão em todas as direções (omnidirecional), salvo o uso de uma
antena direcional.

32. Meios físicos – sem cabeamento
 3. Wi-fi (IEEE 802.11)
 Alguns padrões adotados
 IEEE 802.11a – 5 Ghz, 54 Mbps
 IEEE 802.11b – 2,4 Ghz, 11 Mbps
 IEEE 802.11g – 2,4 Ghz, 54 Mbps
 IEEE 802.11n (em estudo) – 2,4 e 5 Ghz, até 300 Mbps
 IEEE 802.11s – redes mesh (em malha)
 Problemas com obstáculos (vidro, água, paredes)
 Refletem ou absorvem parcialmente o sinal, diminuindo o seu alcance.
 Custo cada vez mais baixo – popularização da rede sem-fio