Infraestrutura de Redes

Curso Técnico de
Redes de Computadores

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Leandro de Carvalho Machado
Infra-estrutura de Redes

Objetivo Geral da Disciplina

Implementar a infra-estrutura de rede
através da escolha da topologia e da solução
de cabeamento estruturado que melhor se
adapte à necessidade do cliente, definindo os
equipamentos de rede necessários, a fim de
estabelecer a comunicação entre dispositivos
da rede e entre redes.

Elaborado por: Leandro de C. Machado

Introdução a Redes

A evolução tecnológica exige grandes
transformações para automatizar tarefas e
processos;
A comunicação entre pessoas e empresas
tem influência direta nesta evolução;
Redes de computadores tem papel
fundamental nesse processo de evolução
(economia e comunicação);



Fatores de influência no desenvolvimento
das redes:
Invenção do Telefone;
Invenção do Rádio;
Redes telefônicas de alcance mundial;
Satélites de comunicação.
A convergência (navegação com segurança,
eficiência e garantia) tem permitido a troca de
informações entre equipamentos.



As redes, principalmente a internet,
permitem a execução de inúmeras tarefas a
distância: monitorar câmeras, cirurgia a
distância, comunicação etc;
As redes permitem o compartilhamento de
conhecimento e interatividade com várias
pessoas empresas;
Permitem a realização de tarefas de forma
mais ágil;



Permite o compartilhamento de experiências
e disseminação de conhecimento;
Mas permitem também a disseminação de
conhecimentos usados maliciosamente com
os vírus.


Sistemas Computacionais

Antigamente os sistemas eram
centralizados em um único computador,
mainframe, e todos os outros acessavam este
principal;
Eram centralizados no CPD;
O fabricante do mainframe era a IBM;



Problema do modelo:
Se o computador principal parasse, todos
os outros ficavam inoperantes;
Custo elevado do mainframe;
Existência de “terminais burros” (sem
capacidade de processamento);
A evolução dos sistemas computacionais
exigiu a evolução dos computadores
(processamento e distribuição de dados).



Hoje em dia, atuam separadamente de
maneira autônoma e interconectados
dividindo a carga de armazenamento;
A esse molde de computadores interligados
entre si, dá-se o nome de Redes de
Computadores.


Rede de Computadores

Meio eficaz de compartilhar equipamentos
de comunicação: servidores, impressoras,
modems etc.
São ligados através de um meio de
comunicação (cabo ou via aérea);
Conceito:
Dois ou mais computadores
interconectados permitindo o
compartilhamento de recursos



Sem uso da rede, cada usuário teria que ter
seus próprios periféricos sem compartilhá-los;
As redes existem para facilitar a vida dos
usuários e propiciar a convergência de
recursos.
Surgiram como resultado de aplicativos de
computadores criados para empresas.



Na época da criação desses aplicativos, os
computadores eram dispositivos dedicados
operando independentemente de outros
computadores.
Maneira não econômica e pouco eficaz de
administrar a empresa;



Problemas para as empresas:
Como evitar duplicação de equipamentos
e recursos?
Como se comunicar eficazmente?
Como configurar e gerenciar uma rede?
No início dos anos 80 começou-se a
expansão no campo das redes devido a
grande implantação delas quanto ao
surgimento de novos produtos e tecnologias.



Com o grande crescimento das redes na
década de 80, surgiram também muitos
problemas de incompatibilidade devido ás
novas tecnologias;
Muitas tecnologias tinham sido criadas
usando-se diferentes implementações de
hardware e software



Muitas das novas tecnologias de redes
eram incompatíveis entre si;
Tornou-se cada vez mais difícil para redes
que usavam especificações diferentes
comunicarem-se umas com as outras.
Assim, surgiram as redes locais


Objetivo das Redes

Utilização de redes gera economia, rapidez
controle de processos, informação em tempo
real;
Necessidade de manter uma boa
comunicação e compartilhar informação com
o mundo interno e externo;
Empresas têm investido cada vez mais no
e-commerce.


Objetivo das Redes

Proporciona maior interação entre fabricante e
consumidor: cor, tipo, forma de pagamento, data
de entrega etc;
Principais objetivos:
Tornar programas, dados e outros recursos
disponíveis a todos os usuários;
Diminuição dos custos de processamento;
Fornecer um meio de comunicação eficiente
para a troca de informações entre pessoas e
empresas.

Objetivo das Redes

Fatores a observar em um projeto rede:
Posição geográfica;
Número de estações de trabalho;
Tempo de resposta;
Confiabilidade exigida;
Tipo de tráfego;
Ambiente de operação.


Redes Locais (LANs)

 Redes de dados com
baixo nível de erros e de
alta velocidade com área
geográfica pequena;
 Conectam estações de
trabalho, periféricos,
terminais e outros
dispositivos em um único
prédio ou área
geograficamente limitada.


Redes Locais (LANs)

Funções das LANs:
Operar dentro de uma área geográfica
limitada;
Permitir o acesso a meios de grande
largura de banda;
Fornecer conectividade ininterrupta a
serviços locais;
Conectar dispositivos fisicamente
adjacentes;


Redes Metropolitanas (MANs)

 Necessidade de
comunicação não
apenas dentro de
uma empresa, mas
entre uma empresa e
outra.


Redes de Longa Distância (WANs)

 Operam em grandes
áreas geográficas;
 Características:
 Operarem em grandes
áreas geográficas;
 Permitir acesso a
interfaces seriais com
baixas velocidades;
 Fornecer conectividade em
tempo integral e parcial;
 Conectarem dispositivos
separados por áreas
amplas, até mesmo
globais.


Redes de Longa Distância (WANs)

Tecnologias comuns:
Modems;
ISDN;
DSL;
Frame Relay;
ATM;
SONET.


Organizações de Padronização

Devido á grande divergência de tecnologias,
hardware e software, criou-se organizações
internacionais de padronização para
construção de redes.
Organizações:
ISO, IEEE, ANSI, IETF, EIA/TIA, ITU,
CCITT, ATM Forum, ABNT.


Principais tipos de redes

 Redes Ponto-a-ponto
 Cada usuário administra seu
próprio computador;
 Determina o que compartilhar;
 Todos os micros são tanto
servidor quanto cliente;
 Ausência de servidores
dedicados;
 Ausência de administrador de
redes;
 Tamanho relativamente
pequeno;
 Baixo custo.



Redes ponto-a-ponto (aplicação)
Redes com tráfego de dados pequeno;
Segurança não é um fator importante.



 Cliente-servidor
 Informações centralizadas;
 Administradas por um
servidor;
 Cliente = estação de trabalho,
Servidor = computador
dedicado;
 exige um administrador de
redes;
 Tamanho relativamente
grande;
 Alto custo.



Tipos de servidores:
Servidor web;
Servidor de arquivos;
Servidor de impressão;
Servidor de e-mail;
Servidor de banco de dados;
Servidor de aplicações.
Aplicação:
Grande número de componentes na rede;
Tráfego de informações intenso;
Imprescindível a existência de segurança.

Ponto-a-Ponto X Cliente-Servidor

 Ponto-a-ponto  Cliente-Servidor
 Redes que possuem  Redes com grande número
menos de 15 PCs; de máquinas;
 Usada em pequenas  Pequenas, médias e
empresas e residências; grandes empresas;
 Baixo custo e fácil de se  Alto custo. Centralização
implementar; de informações;
 Dados não centralizados.  Gerenciamento
As maquinas são cliente e centralizado permite o
servidor ao mesmo tempo. controle dos recursos
compartilhados.

Elaborado por: Leandro de C. Machado

Internet/Intranet/Extranet

Internet:
Rede mundial de computadores;
Interligação de várias redes em todo o
mundo utilizando os mesmos padrões de
comunicação;
Telefone: levou 74 anos para atingir 50
milhões de usuários;
Internet: levou 4 anos para atingir 50
milhões de usuários.


Intranet

Tipo especial de internet cujo acesso é
restrito a usuários de uma rede corporativa;
Utiliza o melhor da tecnologia
cliente/servidor com o melhor da internet;
Aumenta o tempo produtivo através de
compartilhamento de documentos comuns;
Reduz distâncias através de reuniões
virtuais;
Acesso rápido pelos tomadores de decisão
a relatórios.

Extranet

Parte da intranet que fica disponível na
internet para acesso ao público em geral
(clientes, fornecedores, funcionários) com
acesso controlado a algumas áreas.


Itens de uma rede

Servidor;
Cliente;
Recurso;
Meios de comunicação;
Placa de Rede;
Protocolo;
Hardware de rede
Repetidor;
Ponte (Bridge)


Itens de uma rede - Hub

O hub é um dispositivo que tem a função de interligar
os computadores de uma rede local. Sua forma de
trabalho é a mais simples se comparado ao switch e ao
roteador: o hub recebe dados vindos de um computador
e os transmite às outras máquinas. No momento em que
isso ocorre, nenhum outro computador consegue enviar
sinal. Sua liberação acontece após o sinal anterior ter
sido completamente distribuído. Em um hub é possível
ter várias portas, ou seja, entradas para conectar o cabo
de rede de cada computador. Geralmente, há aparelhos
com 8, 16, 24 e 32 portas. A quantidade varia de acordo
com o modelo e o fabricante do equipamento.


Itens de uma rede - Hub

Caso o cabo de uma máquina seja desconectado ou
apresente algum defeito, a rede não deixa de funcionar, pois é
o hub que a "sustenta". Também é possível adicionar um
outro hub ao já existente.
Hubs são adequados para redes pequenas e/ou domésticas.
Havendo poucos computadores é muito pouco provável que
surja algum problema de desempenho.


Itens de uma rede - Switch

O switch é um aparelho muito semelhante ao hub, mas tem
uma grande diferença: os dados vindos do computador de
origem somente são repassados ao computador de destino.
Isso porque os switches criam uma espécie de canal de
comunicação exclusiva entre a origem e o destino. Dessa
forma, a rede não fica "presa" a um único computador no
envio de informações. Isso aumenta o desempenho da rede já
que a comunicação está sempre disponível, exceto quando
dois ou mais computadores tentam enviar dados
simultaneamente à mesma máquina. Essa característica
também diminui a ocorrência de erros (colisões de pacotes,
por exemplo). Assim como no hub, é possível ter várias portas
em um switch e a quantidade varia da mesma forma.


Itens de uma rede - Switch

 O hub está cada vez mais
em desuso. Isso porque
existe um dispositivo
chamado "hub switch" que
possui preço parecido com
o de um hub convencional.
Trata-se de um tipo de
switch econômico,
geralmente usado para
redes com até 24
computadores. Para redes
maiores mas que não
necessitam de um roteador,
os switches são mais
indicados.


Itens de uma rede - Roteador

O roteador (ou router) é um equipamento
utilizado em redes de maior porte. Ele é mais
"inteligente" que o switch, pois além de poder
fazer a mesma função deste, também tem a
capacidade de escolher a melhor rota que um
determinado pacote de dados deve seguir para
chegar em seu destino. É como se a rede fosse
uma cidade grande e o roteador escolhesse os
caminhos mais curtos e menos congestionados.
Daí o nome de roteador.


Itens de uma rede - Roteador

Os roteadores são capazes de interligar
várias redes e geralmente trabalham em
conjunto com hubs e switches.
Ainda, podem ser dotados de recursos
extras, como firewall, por exemplo.


Itens de uma rede - Gateway

A comunicação entre computadores que
pertencem a redes diferentes é garantida apenas
por um componente ativo (roteador). Este
componente é configurado como um computador e
é inserido nas redes;
O gateway é o endereço IP do roteador (servidor)
que pertence à rede dos computadores que
configuramos;
Máquina geralmente destinada a interligar redes e
separar domínios de colisão;
Um gateway pode ser: Roteador, firewall ou proxy.

Itens de uma rede - Proxy

É um servidor situado entre uma aplicação cliente e um
servidor web. O Proxy tem dois grandes objetivos:
- melhorar o desempenho, isto acontece porque quando
um usuário acessa a Internet, o Proxy guarda em cache os
pedidos já efetuados durante um determinado período de
tempo. Estes pedidos podem ser acessados por outros
usuários sem que seja necessário encaminhá-los até o
servidor real.
- filtrar pedidos, o Proxy pode ser utilizado para prevenir
que acessos não permitidos sejam bloqueados.


Itens de uma rede - Firewall

 Barreira de proteção entre o computador ou a
rede e a internet, controlando o tráfego de
dados;
 Permite apenas o tráfego de dados autorizados;
 Ex: Isa Server (Microsoft) e Iptables (Linux);
 Por que utilizar uma Firewall?
 Impede que sua rede ou computador seja acessada
sem autorização;
 É um aliado no combate a vírus e spywares;
 Restringe o acesso de outras máquinas em ambiente
corporativo.

Itens de uma rede - Firewall


Transmissão de dados

Existem três tipos:
Simplex:
 Somente em um sentido;
 Ex: TV Aberta
Half-duplex:
 Um sentido de cada vez;
 Ex: Walk-Talk
Full-duplex:
 Transmissão simultânea
nos dois sentidos
 Ex: Telefone


Topologias


Topologias

É a estrutura da rede;
Pode ser física ou lógica;
Topologia física: Ligada ao meio de comunicação,
layout dos computadores e componentes da rede;
Topologia lógica: é a forma como os hosts se
comunicam através dos meios. Os dois tipos mais
comuns de topologias lógicas são broadcast e
passagem de token.
A arquitetura é quem determina o tipo de cabo, placa
de rede e outros dispositivos utilizados na rede;


Topologias

A topologia em barramento (bus) usa um único cabo (backbone) que é terminado
em ambas as extremidades. Todos os hosts são diretamente conectados a este
backbone.
Uma topologia em anel (ring) conecta um host ao próximo e o último host ao
primeiro. Isto cria um anel físico utilizando o cabo.
Uma topologia em estrela (star) conecta todos os cabos a um ponto central de
concentração.
Uma topologia em estrela estendida (extended star) une estrelas individuais ao
conectar os hubs ou switches. Esta topologia pode estender o escopo e a cobertura
da rede.
Uma topologia hierárquica é semelhante a uma estrela estendida. Porém, ao invés
de unir os hubs ou switches, o sistema é vinculado a um computador que controla o
tráfego na topologia.
Uma topologia em malha (mesh) é implementada para prover a maior proteção
possível contra interrupções de serviço. A utilização de uma topologia em malha nos
sistemas de controle de uma usina nuclear de energia interligados em rede seria um
excelente exemplo. Como é possível ver na figura, cada host tem suas próprias
conexões com todos os outros hosts. Apesar da Internet ter vários caminhos para
qualquer local, ela não adota a topologia em malha completa.

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