Redes 1 introducao historico conceitos

Redes de Computadores
Professor: Mauro Jansen
Introdução, histórico e conceitos

Objetivos
Conhecer conceitos de redes
Conhecer o histórico das redes
Prof. Mauro Jansen
Introdução, histórico e conceitos 2

Introdução
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Redes de computadores
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Redes em geral
• Objetivos:
• Compartilhar recursos
• Trocar informações
• Exemplos:
• Telefonia fixa
• Telefonia celular
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• Telefonia celular
• Radiodifusão
• Televisão
• Redes de computadores

• Dois ou mais computadores conectados
entre si com pelo menos um serviço
compartilhado
• Estrutura física e lógica que permite que
diversos computadores se interliguem,
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diversos computadores se interliguem,
trocando informações entre si na forma de
compartilhamento de recursos

Recursos que são compartilhados
nas redes de computadores
• Arquivo (ex: documento, planilha, slides,
arquivo HTML, etc)
• Dados (banco de dados)
• Pastas
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• Discos
• Impressoras
• Mensagens (ex: e-mail)
• Modem (conexão à inter net)
• Outros recursos de hardware e software

Exemplo de rede de
computadores
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Compartilhamento de recursos na
rede
Visão local no computador hospedeiro:
Visão no computador cliente:
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Exemplos de uso das redes de
computadores
• Compartilhamento de internet
• Jogos on-line
• Videoconferência
• Acesso e suporte remoto
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• Acesso e suporte remoto
• Sistemas de Informações cliente-servidor
• Redes sociais

Compartilhamento de internet
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Jogos multiplayer em rede
FlatoutCounter Strike
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FlatoutCounter Strike
Resident Evil

Vídeoconferência
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Acesso e suporte remoto
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Fonte: Vianet

Sistemas de Informação Cliente-
servidor
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Vantagens e desvantagens das
redes de computadores
• Vantagens: compartilhamento de
– Arquivos de trabalho
– Programas
– Periféricos. Ex: impressoras
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– Periféricos. Ex: impressoras
– Acesso á internet
• Desvantagens
– Ataque de vírus
– Problemas nos equipamentos ativos e passivos
– Invasão de hackers internos e externos

Histórico
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Rússia e o satélite Sputnik 1
Após a 2ª guerra mundial, inicia uma corrida
armamentista e tecnológica entre Rússia e EUA
04/10/1957: Rússia lança primeiro satélite
artificial: o Sputnik 1
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Satélite Sputnik 1

EUA e a ARPANET
• Final da década de 1960: a ARPA ou DARPA
(Department of Defense’s Advanced Research
Project, ou Agência de Projetos Avançados do
Departamento de Defesa dos EUA)
• Começou a criar a ARPANET, uma rede de
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• Começou a criar a ARPANET, uma rede de
computadores de longa distância
• Inicialmente, 4 computadores:
– UCLA (Universidade da Califórnia) em Los Angeles
– UCSB (Universidade da Califórnia) em Santa Bárbara
– UTAH (Universidade de Utah, em Salt Lake City)
– SRI (Stanford Research Institute), em Stanford

Localização dos nós da rede
Arpanet no mapa dos EUA
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Evolução histórica
• Anos 50:
– Máquinas grandes e complexas;
– Operadas por pessoas altamente especializadas;
– Processamento em lote (batch);
• Anos 60:
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• Anos 60:
– Surgiram os terminais interativos;
– Acesso ao computador central por meio de linhas de
comunicação;
– Processamento em tempo compartilhado (time-
sharing).

• 1976: criado o padrão ARCNET:
– cabos coaxiais, hub central e cabo individual por
estação, com topologia estrela
– Cabos até 610m, taxa de 2,5 Mbits, padrão
proprietário
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Hub de 8 portas para cabos coaxiaisPlaca ARCNET ISA

• 1980: A IBM cria o padrão Token Ring
– Topologia física de estrela, cabos de par trançado e
hub central “MAU” (Multistation Access Units), que
eram interligados em anel
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Cabo token ring
Hub token ring

• Anos 90:
– Compartilhamento de periféricos, programas, aplicativos e
informações de banco de dados entre microcomputadores;
– Interconectividade entre redes;
• Atualmente:
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– Internet Ultra-Rápida;
– Servidores de usos diversos;
– Redes privadas virtuais;
– Voz sobre IP;
– Evolução do terminal multifuncional
– Computação em nuvem

Conceitos
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Conceito
“Um conjunto de equipamentos capazes de
trocar informações, compartilhar recursos
entre si, utilizando protocolos para se
comunicarem e sendo interligados por
meios de comunicação.”
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meios de comunicação.”

Princípios de Sistemas de
Comunicação
• Termo “Comunicação” envolve uma área
muito ampla (símbolos, implicações e
efeitos sociais)
• Comunicação: transmissão de informação
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• Comunicação: transmissão de informação
de um ponto a outro
• Podem ser de pequeno alcance (ex:
bluetooth, redes locais) ou de longo
alcance (ex: transmissão via satélite,
internet, etc)

Componentes de um sistema de
comunicação
• Visão básica:
mensagem
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EMISSOR RECEPTOR
mensagem

comunicação
• Visão detalhada:
Fonte
Emissor
C
O
D
M
O
D
Receptor
D
E
C
O
D
E
M
O Destino
Canal
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Fonte
de
informação
D
I
F
I
C
A
D
R
D
U
L
A
D
O
R
O
D
I
F
I
C
A
D
R
O
D
U
L
A
D
O
R
Destino
Canal
Ou
Meio
Adaptado de Haykin, S; e Moher, 2011. Sistemas de Comunicação

comunicação
• Fonte - Ex.: voz, música, imagem , arquivos de dados;
• Transmissor: converte a informação da fonte em uma forma
adequada para transmitir pelo canal. Ex: Modulação em Frequência
(FM) no rádio
– Codificador / decodificador: converte as mensagem em
símbolos usados no sistema de comunicação ou vice-versa. Ex:
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símbolos usados no sistema de comunicação ou vice-versa. Ex:
analógico para digital
– Modulador / demodulador: transforma os símbolos em sinais
elétricos usados no meio de transmissão. Ex: símbolos em pulsos
luminosos para fibra óptica
• Canal – Ex: cabo ou atmosfera (no caso de transmissão por ondas
de rádio ou luz)
• Receptor: converte a informação recebida pelo canal de volta a uma
forma entendível pelo destino

Tipos de serviço de comunicação
em redes
• Orientados a conexão
• Não orientados a conexão
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Tipos de serviço de comunicação
em redes: Orientados a conexão
• A comunicação funciona como caminho único
entre origem e destino
• Dados são recebidos pelo receptor na mesma
ordem em que forem enviados
• Pode ser permanente ou temporária
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• Pode ser permanente ou temporária
• Exemplo: Sistema telefônico
Pega o
telefone e
disca o
número
Conversa Desliga
(Inicia aconexão) (usa a conexão) (Libera a conexão)

Tipos de serviço de comunicação em
redes: Não orientados a conexão
• Não existe uma conexão entre origem e destino
• Pacotes podem ser encaminhados por caminhos
diferentes e chegarem em ordem diferente da
que foram enviados
• Exemplo: Internet, Sistema postal
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• Exemplo: Internet, Sistema postal
– Cada correspondência deve ter o endereço do
remetente e destinatário
– Se duas ou mais cartas são postadas na mesma data e
hora para o mesmo destino, podem chegar em ordem
diferente da postada

Modos de comunicação de dados
• São definidos pela quantidade de elementos que
atuam como emissores na comunicação
• Tipos:
Tipo Quant. Sentido
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Tipo Quant.
transmissores
Sentido
Simplex 1 Unidirecional
Half duplex 2 Bidirecional alternado
Full duplex 2 Bidirecional simultâneo

Modos de comunicação de dados:
Simplex
• Um elemento da rede só envia ou só recebe
dados
• Comunicação unidirecional
– Ex: rádio AM e FM
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Half-duplex
• Um elemento pode enviar ou receber dados,
mas não ao mesmo tempo
• Comunicação bidirecional não simultânea
• Exemplos:
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Aparelhos de FAX Walkoe-Talkie

Full duplex
• Um elemento pode enviar e receber dados ao
mesmo tempo que o outro
• Comunicação bidirecional e simultânea
• Exemplo: Telefone
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Simplex, Half duplex, Full duplex
• Outros exemplos:
– Televisão;
– Modem;
– Placa de rede;
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– Placa de rede;
– Telex;
– Código morse.

Topologias de redes
• Topologia (do grego topos, "lugar", e logos, "estudo") é o
ramo da matemática que estuda os espaços topológicos,
sendo considerado como uma extensão da geometria.
• Topologia de uma rede
– Diagrama que descreve como seus elementos estão conectados
(disposição geométrica)
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(disposição geométrica)
• Cada elemento é chamado de nó:
– computadores, impressoras ou outros equipamentos de rede
• Os nós devem estar interligados através de um meio de
transmissão

Topologias de redes: tipos
• Anel
• Barramento
• Estrela
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Topologia de rede: Anel
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Topologia de rede: Anel
• Ligações são ponto-a-ponto, com um único sentido de
transmissão (simplex)
• Uma mensagem deve circular pelo anel até que chegue
ao destino, passando em cada nó, no sentido definido
pelo anel
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• Comunicação baseada em um “token” (ficha), que é uma
autorização para transmitir
– O token circula entre os nós no anel
– Cada nó só transmite se estiver com o “token” na sua porte
• São redes conhecidas como Token Ring (IEE 802.5)

Topologia de rede: Barramento
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Topologia de rede: Barramento
• Todos nós são conectados ao mesmo meio de
transmissão em série;
• Cada nó conectado à barra pode “ouvir”
todas as informações transmitidas;
• Desvantagens:
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• Desvantagens:
– Dificuldade de expansão: se um novo equipamento
for adicionado à rede, pode ser preciso fazer um
remanejamento de cabos;
– Se um cabo for desconectado, toda a rede fica
inoperante;
• Ex.: Redes de Cabo Coaxial (Antiga – 10base5).

Topologia de rede: Estrela
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Topologia de rede: Estrela
• Existe um nó central, normalmente chamado de
concentrador, por onde passa todo o tráfego da
rede;
• Vantagens:
– Maior confiabilidade (parada de uma única estação)
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– Facilidade de manutenção (identificação setorizada de
problemas)
– Ampliação mais simples sem necessidade de parada da rede;
• Desvantagens:
– Apresenta uma maior quantidade de cabos
– A falha do equipamento central pode provocar a paralisação
total da rede.

Topologias de redes: comparativo
Topologia Pontos positovos Pontos negativos
Anel •Facilidade de instalação
razoável
•Requer Pontos cabos
•Desempenho uniforme
•Se uma estação parar, todas
param
•Dificuldade para identificar
problemas
Barramento •Facilidade de instalação •Lentidão quando em uso intenso
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Barramento •Facilidade de instalação
razoável
•Requer Pontos cabos
•Ligações fáceis de entender
•Lentidão quando em uso intenso
•Dificuldade para a identificação
de problemas
•Possibilidade de colisão
Estrela •Maior tolerância a falahs
•Facilidade de instação
•Monitoramento centralizado
•Custo de instalação maior por
requerer mais cabos

Redes de computadores: Classifi-
cação quanto à abrangência
• LAN (Rede Local): rede que interliga vários
computadores em um espaço pequeno (casa,
prédio, etc)
• MAN (Rede Metropolitana): rede média.
Estende-se por uma área metropolitana
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Estende-se por uma área metropolitana
• WAN (Rede extensa): não tem limite de
extensão geográfica. Ex: internet

Exemplos de abrangência de
redes
Exemplo Distância Localização
Data Flow 0,1m Placa de circuito
Multiprocessador 1m Sistema
LAN 10 m Sala
100 m Prédio
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100 m Prédio
1 Km Campus
MAN 10 Km Cidade
100 Km País
1.000 Km Continente
WAN 10.000 Km Planeta

Abrangência das redes
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Componentes de uma rede
• Estações de trabalho (clientes e
servidores);
• Placas e cabos;
• Protocolos.
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• Protocolos.

• São recursos que identificam um computador
numa rede e devem ser atribuídos a todos
computadores da rede
• Devem ser únicos
• Os nomes e endereços podem ser:
Nomes e Endereços
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• Os nomes e endereços podem ser:
– Restritos, quando restritos a uma LAN
– Públicos: quando visíveis em uma WAN
• Ex: uma URL (google.com.br)
• Há dois tipos básicos de endereços:
– Endereço físico ou endereço MAC
– Endereço lógico
Informática Básica –
Internet53

Endereço físico
– Endereço físico ou endereço MAC: endereço
do dispositivo de rede (hardware), com 48 bits.
– Já vem pré-determinado no hardware, pelo
fabricante
Exemplo: endereço físico da placa de rede
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– Exemplo: endereço físico da placa de rede
Internet54
00:1B:5E:00:02:2A

Endereço lógico
• Endereço lógico: endereço numérico ou literal
associado a um endereço físico e que
normalmente usamos para acessar um micro na
rede
• Pode ser fixo ou automático (DHCP)
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• Pode ser fixo ou automático (DHCP)
• O nome do computador é um endereço lógico
• Exemplos:
– Endereços IP: 192.168.0.1 ; 200.249.72.201
– URL: google.com.br
– Nomes: MICRO_MAURO; CONTABILIDADE; LAB01
Internet55

Nomes e endereços lógicos em uma
rede local
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Internet56

Pacote
• Pequena unidade de informação que é
transmitida pela rede.
• Qualquer mensagem (e-mail, páginas, arquivos)
que é transmitida pela rede é enviada, na
verdade, dividida em pequenos pedaços,
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verdade, dividida em pequenos pedaços,
chamados pacotes.
Internet57

Protocolos
• Ferramentas (softwares) que são ativados de
acordo com a forma de utilização da rede
– Rodam como processos do sistema operacional
• Exemplos:
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– TCP/IP
– DHCP
– DNS
Internet58

Protocolos TCP/IP e DHCP
• TCP/IP: família de protocolos mais usada nas
redes locais e internet
– TCP: trata do transporte
– IP: trata dos endereços
• DHCP: atribui endereços IP’s automaticamente
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• DHCP: atribui endereços IP’s automaticamente
para computadores na rede, evitando atribuição
manual
– OBS: Alguns computadores têm endereço fixo, por
oferecerem serviços públicos na rede (servidores)
Internet59

DNS (Servidor de nomes)
• DNS (Domain Name Server) é um protocolo
ou serviço (programa) que roda em um servidor
de internet e converte nomes de domínios em
endereços IP e vice-versa:
Nome de domínio Endereço IP
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• Exercício prático: entre no prompt de comando e digite
“ping” seguindo de espaço, um nome de domínio e
<enter>. Ex:
– ping hotmail.com
Internet60
Nome de domínio Endereço IP
Hotmail.com 65.55.72.135
Orkut.com 74.125.45.85
...

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Internet61

Meios de transmissão
• Com cabeamento
– Cabo coaxial
– Cabo par trançado
– Fibra ótica
– Rede elétrica (PLC)
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• Sem cabeamento (wireless)
– Infravermelho
– Bluetooth
– Wi-fi
– Rádio
– Rede de telefonia celular (2G/3G/4G)
– Microondas (via satélite)
Internet62

Cabo coaxial
• Cabo similar aos de antena (núcleo e malha de
blindagem)
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– Raramente usado atualmente
• Desvantagens: mal contato, rigidez, custo
– Velocidade máxima: 10 Mbits
– Comprimento máximo: 500m
Internet63
Cabo coaxial
Conbector BNC

Cabo par trançado
• 4 pares de fios de cobre trançados entre si,
com ou sem blindagem metálica
Prof. Mauro Jansen
– Mais usados atualmente e de baixo custo
– Velocidade máxima: 100 a 1.000 Mbps
– Comprimento máximo: 100m
Internet64
Cabo par trançado Cabo par trançado
c/ conector RJ-45

Fibra ótica
• Usam o fenômeno da refração interna total para
transmitir feixes de luz a longa distância
Prof. Mauro Jansen
– Sinal ótico gerado por laser ou LEDs
– Imune a interferência eletromagnética
– Velocidade máxima: 10 Gbits
– Distância: 300m até 80Km
Internet65
Fibra ótica

Conexão pela rede elétrica
(PLC)
• Transmissão de dados via rede elétrica
(PLC=Power Line Communication)
Prof. Mauro Jansen
– Vantagens: Alcance amplo e altas taxas de
transmissão
– Desvantagens: Necessita regulamentação, gera
interferência e é prejudicada em rede elétrica com
ruído Informática Básica –
Internet66
Rede PLC Placa PLC

Redes sem fio
• Utilizam radiação eletromagnética:
– Ondas de rádio
– Microondas
– Infravermelho
Prof. Mauro Jansen
• Aparelhos são controlados por órgão (ANATEL)
Internet67
Espectro eletromagnético

Infravermelho
• Padrão irDA
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– Velocidade: até 4Mbits
– Distância: até 4,5m
– É preciso visão direta entre transmissor e receptor
– Está sendo substituída pelo Bluetooth
Internet68
Adapcator irDA USB

Bluetooth
• Usa frequências de rádio de curso alcance
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– Baixa taxa de transmissão e custo
– Usado em redes pessoais sem fio e dispositivos como
celulares, fones de ouvido, mouses, teclados, etc.
– Velocidade: 1Mbps a 480Mbps
Internet69
Adaptatores bluetooth USB

Wi-fi / Wireless
• Usa faixas de ondas de rádio em ambientes
limitados
Prof. Mauro Jansen
– Alcance: 50 a 500m2 omnidirecional ou direcional
– Velocidades: 54Mbps a 300Mbps
– Problemas: vidro, água e paredes diminuem o alcance
Internet70
Reteador wireless ou
Ponto de aceso
Placa de rede sem fio Adaptador wireless
USB

Conexão via rádio
• Variação do wireless para longas distâncias, com
uso de antenas direcionais
Prof. Mauro Jansen
– Boas taxas de custo e velocidade, divididos por vários
usuários
– Desvantagem: interferência de fenômenos
meteorológicos e obstáculos
Internet71

Telefonia móvel
• Usa a infra-estrutura da rede de telefonia celular
• Vantagens: tecnologia existente, implementada
e em funcionamento
• Desvantagens: Alto custo de implementação
Prof. Mauro Jansen
• Padrões (gerações da telefonia celular):
Internet72
Geração Tecnologias Sinal Velocidade
1G AMPS (em desuso) Analógico -
2G TDMA, CDMA, GSM Digital
2,5G GPRS, EDGA Digital 30-150Kbps
3G HSDPA, UMTS(WCDMA) Digital 144K-2Mbps

Microondas
• Usa ondas eletromagnéticas de longo
alcance (a partir de 50Km) para
transmitir sinais
– Visibilidade direta (antena
parabólica)
Prof. Mauro Jansen
– Tropodifusão: sinal refletido na
troposfera para alcançar o destino
– Via satélite: sinal enviado a
satélite em órbita e depois
reenviado ao destino
Internet73

Dispositivos de rede
• Placas ou adaptadores de rede
– com fio/sem fio, interno/externo (USB)
• Cabos e conectores
• Hubs e switches
Prof. Mauro Jansen
• Hubs e switches
• Roteadores
• MODEMs
• Antenas
Internet74

FIM
Prof. Mauro Jansen
FIM

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