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Redes de Computadores
Professor: Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Objetivos
Conhecer conceitos de redes
Conhecer o histórico das redes
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 2
Introdução
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 3
Redes de computadores
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Redes em geral
• Objetivos:
• Compartilhar recursos
• Trocar informações
• Exemplos:
• Telefonia fixa
• Telefonia celular
Prof. Mauro Jansen
• Telefonia celular
• Radiodifusão
• Televisão
• Redes de computadores
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 5
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,
Prof. Mauro Jansen
diversos computadores se interliguem,
trocando informações entre si na forma de
compartilhamento de recursos
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 6
Recursos que são compartilhados
nas redes de computadores
• Arquivo (ex: documento, planilha, slides,
arquivo HTML, etc)
• Dados (banco de dados)
• Pastas
Prof. Mauro Jansen
• Discos
• Impressoras
• Mensagens (ex: e-mail)
• Modem (conexão à inter net)
• Outros recursos de hardware e software
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Exemplo de rede de
computadores
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Compartilhamento de recursos na
rede
Visão local no computador hospedeiro:
Visão no computador cliente:
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Exemplos de uso das redes de
computadores
• Compartilhamento de internet
• Jogos on-line
• Videoconferência
• Acesso e suporte remoto
Prof. Mauro Jansen
• Acesso e suporte remoto
• Sistemas de Informações cliente-servidor
• Redes sociais
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Compartilhamento de internet
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Jogos multiplayer em rede
FlatoutCounter Strike
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
FlatoutCounter Strike
Resident Evil
Vídeoconferência
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Acesso e suporte remoto
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Fonte: Vianet
Sistemas de Informação Cliente-
servidor
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Vantagens e desvantagens das
redes de computadores
• Vantagens: compartilhamento de
– Arquivos de trabalho
– Programas
– Periféricos. Ex: impressoras
Prof. Mauro Jansen
– Periféricos. Ex: impressoras
– Acesso á internet
• Desvantagens
– Ataque de vírus
– Problemas nos equipamentos ativos e passivos
– Invasão de hackers internos e externos
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Histórico
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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
Prof. Mauro Jansen
• Começou a criar a ARPANET, uma rede de
computadores de longa distância
• Inicialmente, 4 computadores:
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– UCSB (Universidade da Califórnia) em Santa Bárbara
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Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Localização dos nós da rede
Arpanet no mapa dos EUA
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Evolução histórica
• Anos 50:
– Máquinas grandes e complexas;
– Operadas por pessoas altamente especializadas;
– Processamento em lote (batch);
• Anos 60:
Prof. Mauro Jansen
• Anos 60:
– Surgiram os terminais interativos;
– Acesso ao computador central por meio de linhas de
comunicação;
– Processamento em tempo compartilhado (time-
sharing).
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Evolução histórica
• 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
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Hub de 8 portas para cabos coaxiaisPlaca ARCNET ISA
Evolução histórica
• 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
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Cabo token ring
Hub token ring
Evolução histórica
• Anos 90:
– Compartilhamento de periféricos, programas, aplicativos e
informações de banco de dados entre microcomputadores;
– Interconectividade entre redes;
• Atualmente:
Prof. Mauro Jansen
– Internet Ultra-Rápida;
– Servidores de usos diversos;
– Redes privadas virtuais;
– Voz sobre IP;
– Evolução do terminal multifuncional
– Computação em nuvem
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Conceitos
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Redes de computadores
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.”
Prof. Mauro Jansen
meios de comunicação.”
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Princípios de Sistemas de
Comunicação
• Termo “Comunicação” envolve uma área
muito ampla (símbolos, implicações e
efeitos sociais)
• Comunicação: transmissão de informação
Prof. Mauro Jansen
• 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)
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Componentes de um sistema de
comunicação
• Visão básica:
mensagem
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Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
EMISSOR RECEPTOR
mensagem
Componentes de um sistema de
comunicação
• Visão detalhada:
Fonte
Emissor
C
O
D
M
O
D
Receptor
D
E
C
O
D
E
M
O Destino
Canal
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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
Componentes de um sistema de
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:
Prof. Mauro Jansen
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
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Tipos de serviço de comunicação
em redes
• Orientados a conexão
• Não orientados a conexão
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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
Prof. Mauro Jansen
• Pode ser permanente ou temporária
• Exemplo: Sistema telefônico
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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
Prof. Mauro Jansen
• 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
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modos de comunicação de dados
• São definidos pela quantidade de elementos que
atuam como emissores na comunicação
• Tipos:
Tipo Quant. Sentido
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Modos de comunicação de dados:
Half-duplex
• Um elemento pode enviar ou receber dados,
mas não ao mesmo tempo
• Comunicação bidirecional não simultânea
• Exemplos:
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Aparelhos de FAX Walkoe-Talkie
Modos de comunicação de dados:
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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Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Simplex, Half duplex, Full duplex
• Outros exemplos:
– Televisão;
– Modem;
– Placa de rede;
Prof. Mauro Jansen
– Placa de rede;
– Telex;
– Código morse.
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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)
Prof. Mauro Jansen
(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
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Topologias de redes: tipos
• Anel
• Barramento
• Estrela
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Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Topologia de rede: Anel
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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
Prof. Mauro Jansen
• 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)
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Topologia de rede: Barramento
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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:
Prof. Mauro Jansen
• 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).
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Topologia de rede: Barramento
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Topologia de rede: Estrela
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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)
Prof. Mauro Jansen
– 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.
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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
Prof. Mauro Jansen
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
Introdução, histórico e conceitos
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
Prof. Mauro Jansen
Estende-se por uma área metropolitana
• WAN (Rede extensa): não tem limite de
extensão geográfica. Ex: internet
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
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
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
Componentes de uma rede
• Estações de trabalho (clientes e
servidores);
• Placas e cabos;
• Protocolos.
Prof. Mauro Jansen
• Protocolos.
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos
• 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
Prof. Mauro Jansen
• Os nomes e endereços podem ser:
– Restritos, quando restritos a uma LAN
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• 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.
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fabricante
Exemplo: endereço físico da placa de rede
Prof. Mauro Jansen
– Exemplo: endereço físico da placa de rede
Informática Básica –
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)
Prof. Mauro Jansen
• Pode ser fixo ou automático (DHCP)
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Informática Básica –
Internet55
Nomes e endereços lógicos em uma
rede local
Prof. Mauro Jansen
Informática Básica –
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,
Prof. Mauro Jansen
verdade, dividida em pequenos pedaços,
chamados pacotes.
Informática Básica –
Internet57
Protocolos
• Ferramentas (softwares) que são ativados de
acordo com a forma de utilização da rede
– Rodam como processos do sistema operacional
• Exemplos:
Prof. Mauro Jansen
– TCP/IP
– DHCP
– DNS
Informática Básica –
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
Prof. Mauro Jansen
• 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)
Informática Básica –
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
Prof. Mauro Jansen
• Exercício prático: entre no prompt de comando e digite
“ping” seguindo de espaço, um nome de domínio e
<enter>. Ex:
– ping hotmail.com
Informática Básica –
Internet60
Nome de domínio Endereço IP
Hotmail.com 65.55.72.135
Orkut.com 74.125.45.85
...
Prof. Mauro Jansen
Informática Básica –
Internet61
Meios de transmissão
• Com cabeamento
– Cabo coaxial
– Cabo par trançado
– Fibra ótica
– Rede elétrica (PLC)
Prof. Mauro Jansen
• Sem cabeamento (wireless)
– Infravermelho
– Bluetooth
– Wi-fi
– Rádio
– Rede de telefonia celular (2G/3G/4G)
– Microondas (via satélite)
Informática Básica –
Internet62
Cabo coaxial
• Cabo similar aos de antena (núcleo e malha de
blindagem)
Prof. Mauro Jansen
– Raramente usado atualmente
• Desvantagens: mal contato, rigidez, custo
– Velocidade máxima: 10 Mbits
– Comprimento máximo: 500m
Informática Básica –
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
Informática Básica –
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
Informática Básica –
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)
Informática Básica –
Internet67
Espectro eletromagnético
Infravermelho
• Padrão irDA
Prof. Mauro Jansen
– Velocidade: até 4Mbits
– Distância: até 4,5m
– É preciso visão direta entre transmissor e receptor
– Está sendo substituída pelo Bluetooth
Informática Básica –
Internet68
Adapcator irDA USB
Bluetooth
• Usa frequências de rádio de curso alcance
Prof. Mauro Jansen
– 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
Informática Básica –
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
Informática Básica –
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
Informática Básica –
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):
Informática Básica –
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
Informática Básica –
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
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FIM
Prof. Mauro Jansen
Redes de Computadores
Introdução, histórico e conceitos 75
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  • 1. Redes de Computadores Professor: Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 2. Objetivos Conhecer conceitos de redes Conhecer o histórico das redes Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 2
  • 3. Introdução Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 3
  • 4. Redes de computadores Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 5. Redes em geral • Objetivos: • Compartilhar recursos • Trocar informações • Exemplos: • Telefonia fixa • Telefonia celular Prof. Mauro Jansen • Telefonia celular • Radiodifusão • Televisão • Redes de computadores Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 5
  • 6. 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, Prof. Mauro Jansen diversos computadores se interliguem, trocando informações entre si na forma de compartilhamento de recursos Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 6
  • 7. Recursos que são compartilhados nas redes de computadores • Arquivo (ex: documento, planilha, slides, arquivo HTML, etc) • Dados (banco de dados) • Pastas Prof. Mauro Jansen • Discos • Impressoras • Mensagens (ex: e-mail) • Modem (conexão à inter net) • Outros recursos de hardware e software Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 8. Exemplo de rede de computadores Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 9. Compartilhamento de recursos na rede Visão local no computador hospedeiro: Visão no computador cliente: Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 10. Exemplos de uso das redes de computadores • Compartilhamento de internet • Jogos on-line • Videoconferência • Acesso e suporte remoto Prof. Mauro Jansen • Acesso e suporte remoto • Sistemas de Informações cliente-servidor • Redes sociais Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 11. Compartilhamento de internet Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 12. Jogos multiplayer em rede FlatoutCounter Strike Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos FlatoutCounter Strike Resident Evil
  • 13. Vídeoconferência Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 14. Acesso e suporte remoto Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos Fonte: Vianet
  • 15. Sistemas de Informação Cliente- servidor Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 16. Vantagens e desvantagens das redes de computadores • Vantagens: compartilhamento de – Arquivos de trabalho – Programas – Periféricos. Ex: impressoras Prof. Mauro Jansen – Periféricos. Ex: impressoras – Acesso á internet • Desvantagens – Ataque de vírus – Problemas nos equipamentos ativos e passivos – Invasão de hackers internos e externos Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 17. Histórico Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 18. 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 Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos Satélite Sputnik 1
  • 19. 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 Prof. Mauro Jansen • 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 Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 20. Localização dos nós da rede Arpanet no mapa dos EUA Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 21. Evolução histórica • Anos 50: – Máquinas grandes e complexas; – Operadas por pessoas altamente especializadas; – Processamento em lote (batch); • Anos 60: Prof. Mauro Jansen • Anos 60: – Surgiram os terminais interativos; – Acesso ao computador central por meio de linhas de comunicação; – Processamento em tempo compartilhado (time- sharing). Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 22. Evolução histórica • 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 Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos Hub de 8 portas para cabos coaxiaisPlaca ARCNET ISA
  • 23. Evolução histórica • 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 Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos Cabo token ring Hub token ring
  • 24. Evolução histórica • Anos 90: – Compartilhamento de periféricos, programas, aplicativos e informações de banco de dados entre microcomputadores; – Interconectividade entre redes; • Atualmente: Prof. Mauro Jansen – Internet Ultra-Rápida; – Servidores de usos diversos; – Redes privadas virtuais; – Voz sobre IP; – Evolução do terminal multifuncional – Computação em nuvem Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 25. Conceitos Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 26. Redes de computadores 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.” Prof. Mauro Jansen meios de comunicação.” Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 27. Princípios de Sistemas de Comunicação • Termo “Comunicação” envolve uma área muito ampla (símbolos, implicações e efeitos sociais) • Comunicação: transmissão de informação Prof. Mauro Jansen • 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) Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 28. Componentes de um sistema de comunicação • Visão básica: mensagem Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos EMISSOR RECEPTOR mensagem
  • 29. Componentes de um sistema de comunicação • Visão detalhada: Fonte Emissor C O D M O D Receptor D E C O D E M O Destino Canal Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 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
  • 30. Componentes de um sistema de 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: Prof. Mauro Jansen 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 Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 31. Tipos de serviço de comunicação em redes • Orientados a conexão • Não orientados a conexão Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 32. 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 Prof. Mauro Jansen • Pode ser permanente ou temporária • Exemplo: Sistema telefônico Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos Pega o telefone e disca o número Conversa Desliga (Inicia aconexão) (usa a conexão) (Libera a conexão)
  • 33. 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 Prof. Mauro Jansen • 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 Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 34. Modos de comunicação de dados • São definidos pela quantidade de elementos que atuam como emissores na comunicação • Tipos: Tipo Quant. Sentido Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos Tipo Quant. transmissores Sentido Simplex 1 Unidirecional Half duplex 2 Bidirecional alternado Full duplex 2 Bidirecional simultâneo
  • 35. Modos de comunicação de dados: Simplex • Um elemento da rede só envia ou só recebe dados • Comunicação unidirecional – Ex: rádio AM e FM Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 36. Modos de comunicação de dados: Half-duplex • Um elemento pode enviar ou receber dados, mas não ao mesmo tempo • Comunicação bidirecional não simultânea • Exemplos: Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos Aparelhos de FAX Walkoe-Talkie
  • 37. Modos de comunicação de dados: Full duplex • Um elemento pode enviar e receber dados ao mesmo tempo que o outro • Comunicação bidirecional e simultânea • Exemplo: Telefone Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 38. Simplex, Half duplex, Full duplex • Outros exemplos: – Televisão; – Modem; – Placa de rede; Prof. Mauro Jansen – Placa de rede; – Telex; – Código morse. Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 39. 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) Prof. Mauro Jansen (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 Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 40. Topologias de redes: tipos • Anel • Barramento • Estrela Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 41. Topologia de rede: Anel Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 42. 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 Prof. Mauro Jansen • 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) Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 43. Topologia de rede: Barramento Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 44. 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: Prof. Mauro Jansen • 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). Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 45. Topologia de rede: Barramento Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 46. Topologia de rede: Estrela Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 47. 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) Prof. Mauro Jansen – 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. Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 48. 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 Prof. Mauro Jansen 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 Introdução, histórico e conceitos
  • 49. 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 Prof. Mauro Jansen Estende-se por uma área metropolitana • WAN (Rede extensa): não tem limite de extensão geográfica. Ex: internet Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 50. 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 Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 100 m Prédio 1 Km Campus MAN 10 Km Cidade 100 Km País 1.000 Km Continente WAN 10.000 Km Planeta
  • 51. Abrangência das redes Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 52. Componentes de uma rede • Estações de trabalho (clientes e servidores); • Placas e cabos; • Protocolos. Prof. Mauro Jansen • Protocolos. Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos
  • 53. • 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 Prof. Mauro Jansen • 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
  • 54. 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 Prof. Mauro Jansen – Exemplo: endereço físico da placa de rede Informática Básica – Internet54 00:1B:5E:00:02:2A
  • 55. 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) Prof. Mauro Jansen • 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 Informática Básica – Internet55
  • 56. Nomes e endereços lógicos em uma rede local Prof. Mauro Jansen Informática Básica – Internet56
  • 57. 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, Prof. Mauro Jansen verdade, dividida em pequenos pedaços, chamados pacotes. Informática Básica – Internet57
  • 58. Protocolos • Ferramentas (softwares) que são ativados de acordo com a forma de utilização da rede – Rodam como processos do sistema operacional • Exemplos: Prof. Mauro Jansen – TCP/IP – DHCP – DNS Informática Básica – Internet58
  • 59. 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 Prof. Mauro Jansen • 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) Informática Básica – Internet59
  • 60. 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 Prof. Mauro Jansen • Exercício prático: entre no prompt de comando e digite “ping” seguindo de espaço, um nome de domínio e <enter>. Ex: – ping hotmail.com Informática Básica – Internet60 Nome de domínio Endereço IP Hotmail.com 65.55.72.135 Orkut.com 74.125.45.85 ...
  • 61. Prof. Mauro Jansen Informática Básica – Internet61
  • 62. Meios de transmissão • Com cabeamento – Cabo coaxial – Cabo par trançado – Fibra ótica – Rede elétrica (PLC) Prof. Mauro Jansen • Sem cabeamento (wireless) – Infravermelho – Bluetooth – Wi-fi – Rádio – Rede de telefonia celular (2G/3G/4G) – Microondas (via satélite) Informática Básica – Internet62
  • 63. Cabo coaxial • Cabo similar aos de antena (núcleo e malha de blindagem) Prof. Mauro Jansen – Raramente usado atualmente • Desvantagens: mal contato, rigidez, custo – Velocidade máxima: 10 Mbits – Comprimento máximo: 500m Informática Básica – Internet63 Cabo coaxial Conbector BNC
  • 64. 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 Informática Básica – Internet64 Cabo par trançado Cabo par trançado c/ conector RJ-45
  • 65. 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 Informática Básica – Internet65 Fibra ótica
  • 66. 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
  • 67. Redes sem fio • Utilizam radiação eletromagnética: – Ondas de rádio – Microondas – Infravermelho Prof. Mauro Jansen • Aparelhos são controlados por órgão (ANATEL) Informática Básica – Internet67 Espectro eletromagnético
  • 68. Infravermelho • Padrão irDA Prof. Mauro Jansen – Velocidade: até 4Mbits – Distância: até 4,5m – É preciso visão direta entre transmissor e receptor – Está sendo substituída pelo Bluetooth Informática Básica – Internet68 Adapcator irDA USB
  • 69. Bluetooth • Usa frequências de rádio de curso alcance Prof. Mauro Jansen – 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 Informática Básica – Internet69 Adaptatores bluetooth USB
  • 70. 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 Informática Básica – Internet70 Reteador wireless ou Ponto de aceso Placa de rede sem fio Adaptador wireless USB
  • 71. 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 Informática Básica – Internet71
  • 72. 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): Informática Básica – 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
  • 73. 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 Informática Básica – Internet73
  • 74. 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 Informática Básica – Internet74
  • 75. FIM Prof. Mauro Jansen Redes de Computadores Introdução, histórico e conceitos 75 FIM