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Redes  ‐ Aula 1
Conceitos Básicos
LANs, Ethernet, Token ring e Modelo OSI
Prof. Rodrigo Coutinho –
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1
O que são redes?
Conjunto de dois ou mais dispositivos (nós) que usam 
um conjunto de regras em comum para compartilhar 
recursos (hardware, dados, mensagens)
Exemplos de rede
Rede local de um domícilio
Rede telefônica
Internet
Exemplos de dispositivos (ou nós)
Computadores
Impressoras
Switches
Roteadores
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2
Endereçamento
• Cada dispositivo tem uma identificação única, ou seja, 
um endereço
• Os endereços se comunicarão via rede, por meio dos 
protocolos de transmissão
• Na Internet, endereços utilizados são IP, do protocolo 
TCP/IP
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3
Protocolo
• Protocolos definem as regras de construção 
de um pacote, criando uma linguagem 
comum entre diferentes máquinas, que 
inclui:
– Endereços
– Correções de erros 
– Regras de reconstrução de pacotes
– Controle de fluxo
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4

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Instalação, configuração e administração de um SO Cliente/Servidor Módulo 6 da disciplina Aplicações Informáticas e Sistemas de Exploração Curso Técnico de Informática de Gestão

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Modelo osi
Modelo osiModelo osi
Modelo osi

O documento descreve dois modelos de referência para comunicação em redes: (1) O modelo OSI, desenvolvido pela ISO, que define sete camadas para interconexão de sistemas, e (2) o modelo TCP/IP. O modelo OSI divide as camadas em três blocos: aplicação, transporte e rede.

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Endereçamento IPV4
Endereçamento IPV4Endereçamento IPV4
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O documento explica os conceitos básicos de endereçamento IPv4, incluindo classes de rede A, B e C, máscaras de rede, endereços de broadcast, sub-redes e endereços privados.

Serviços de rede
Conjunto de operações implementadas por um protocolo
Cada serviço pode ser usado por diferentes aplicações
Uma aplicação também pode usar vários serviços
Ex. Browser de internet
Serviços orientados à conexão
Estabelece conexão prévia à transmissão dos dados
Gera uma comunicação de dados confiável
Possibilita correção de erros e controle de fluxo
Gera overhead na comunicação
Serviços sem conexão
Envia dados sem conhecimento prévio
Mais rápido
Menos confiável, pois não há garantia de entrega
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5
Meios
• Ambiente físico usado para conectar os nós de 
uma rede
• Meios físicos são variados:
– Cabo coaxial
– Cabo par trançado
– Fibra óptica
– Ondas de rádio 
– Infravermelho
– Outros meios
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6
Classificação das redes
• Por área geográfica
• Por topologia da rede
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7
Classificação por área
LAN (Local Area Network) 
Permite a conexão de equipamentos em uma pequena 
região (até 5‐10km) 
Encontrada em lares e escritórios de empresas
MAN (Metropolitan Area Network)
Área de abrangência pouco maior que as LANs
Considere uma empresa na mesma cidade, com várias 
sedes
WAN (Wide Area Network)
Geograficamente distribuída
Altos custos de comunicação
Velocidades menores
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8

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Redes 3 protocolosRedes 3 protocolos
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O documento descreve protocolos de comunicação de dados, com foco nos protocolos TCP/IP. Apresenta os principais protocolos das camadas de aplicação e transporte, como HTTP, FTP, SMTP, DNS, DHCP, TCP e UDP. Explica o funcionamento de cada protocolo e sua relação com as camadas do modelo OSI.

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Classificação por área
• Outras redes:
• SAN (Storage Area Network) – rede exclusiva 
para armazenamento de dados
• GAN (Global Area Network) – Coleções de 
redes de longa distância ao longo do Globo
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9
Classificação por área
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10
Classificação por topologia
• Barramento
– Computadores compartilham cabo único
– Dados são recebidos por todos, mas só a máquina de destino aceita
– Somente 1 computador por vez pode transmitir dados
– Se houver ruptura no cabo, toda rede é afetada
– Está em desuso, com popularização da Ethernet/estrela
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11
Classificação por topologia
• Anel 
– Estações conectadas por um único cabo, em forma de círculo
– Conceito de Token para transmissão
– Falha em um computador impacta toda rede
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12

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Projeto de redesProjeto de redes
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redesprojeto
Classificação por topologia
• Malha
– Utiliza vários segmentos de cabos
– Oferece redundância e confiabilidade
– Dispendiosa
– Geralmente utilizada em conjunto com outras topologias
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13
Classificação por topologia
• Estrela
– Topologia mais comum na atualidade
– Utilizam hubs e switches para intercomunicação
– Falha em um cabo não paralisa toda rede
– Ponto único de falha: Switch ou Hub
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14
Formas de transmissão
Simplex
Ocorre em apenas uma direção
Ex. TV Aberta
Half‐Duplex
Ocorre em ambas as direções, mas um evento de cada 
vez
Ex. Rádio amador
Full Duplex
Recepção e envio ocorrem simultaneamente
Ex. tv a cabo
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15
Colisões
Ocorrem quando dois ou mais computadores enviam 
dados ao mesmo tempo
Ocorrem somente em half‐duplex
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision
Detection)
Dispositivos são avisados da colisão e aguardam tempo aleatório 
para retransmitir
Não efetivo em redes muito longas  ( a detecção é feita pela 
estação que irá transmitir)
CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision
Avoidance)
Manda um “aviso” de transmissão
Mais eficaz, porém aumenta o tráfego na rede
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16

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Colisões
• Prioridade de demanda
– Surgiu com as redes Fast Ethernet
– Padrão IEEE 802.12
– Se dois computadores enviam pedidos ao mesmo 
tempo, o switch atenderá primeiro o pedido com 
maior prioridade
– Se a prioridade é idêntica, são servidos com 
alternância
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17
Cabeamento ‐ Coaxial
• Usados nas redes com topologia de barramento
• Baixo custo, alta flexibilidade
• Utiliza conectores BNC
• Necessita terminador na rede
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18
Cabeamento – Par trançado
• Tecnologia mais comum na atualidade
• Pode ser blindado (STP) ou não (UTP)
• Tamanho máximo: 100 metros
• Cat 5 – certificada para 100 Mbps / Cat 5e – 1 Gbps
• Conector: RJ45
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Cabeamento – Fibra
Tecnologia mais cara, mas atinge maiores distâncias
Fibra monomodo
Caminho único do feixe de laser
Usada para comunicação de longa distância
Mais difícil conexão – núcleo da fibra é mais fino
Fibra multimodo
Diversos caminhos para o feixe
Usada para distâncias mais curtas
A fibra é mais cara, mas a implementação é mais barata
Núcleo maior permite uso de lasers mais baratos
Conectores mais confiáveis e baratos
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Diferença osi tcp ip
Diferença osi tcp ipDiferença osi tcp ip
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Os modelos de referência OSI e TCP/IP são comparados. Embora tenham funcionalidades semelhantes nas camadas superiores, eles diferem no número de camadas e na distinção entre serviços, interfaces e protocolos, com o modelo OSI fazendo uma separação mais clara entre esses conceitos. O modelo TCP/IP foi desenvolvido a partir de protocolos existentes, enquanto o OSI foi criado como um guia geral antes da especificação de protocolos.

Cabeamento – Fibra
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21
Modelo OSI
Padronização de protocolos e padrões pela ISO 
para Interconexão de sistemas abertos
Sistema aberto, não vinculado a hardware 
Sozinho não define arquitetura da rede (Não diz 
como fazer, apenas o que fazer)
Divisão em 7 camadas
“Dividir para conquistar”
Estabelece uma interface bem definida entre as 
camadas
Vantagens: Implementação independente das 
camadas; Reutilização de código; Adaptabilidade
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Camadas ‐ comunicação
Camadas parceiras se comunicam por um objeto 
chamado entidade da camada
Entidade pode ser elemento de hardware ou de 
software
Entidade significa: Capacidade de comunicação
Ex: Protocolo IP, roteador, etc
Comunicação entre camadas verticais: Serviços
Comunicação entre camadas horizontais: 
Protocolos
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Camadas
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1) O documento discute os modelos OSI e TCP/IP, comparando suas camadas e protocolos. 2) É explicado que o TCP/IP é o modelo "de fato" utilizado atualmente, com quatro camadas principais (Acesso à rede, Internet, Transporte e Aplicação). 3) São descritos conceitos como endereçamento IP, classes de endereços, máscaras de sub-rede e VLSM.

Camadas OSI
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25
Camada Exemplos Funcionalidades
Aplicação E‐mail, Web, ftp, etc Aplicações 
Apresentação Encriptação e 
compressão de dados
Sessão Controlar as sessões
Transporte TCP/UDP Conectividade virtual 
ponto a ponto
Rede IP, X.25 Roteamento
Enlace Ethernet, PPP, ATM Comunicação com 
correção de erros
Física Transmissão do sinal
Camada física
Fluxo de bits pelo meio físico
Totalmente orientada a HW e trata dos aspectos do 
link físico entre dois computadores
Define, dentre outras coisas:
Técnica de transmissão dos dados (half duplex, etc)
Pinagem do conector
Níveis do sinal elétrico
Como estabelecer e cancelar a conexão
Não trata:
Significado do que está sendo transmitido
Erros de transmissão
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Camada de enlace
Detecta e corrige os erros de transmissão da camada física
Controle de Fluxo
Delimitação de quadros
Bits são organizados em frames, com frame check sequence
FCS – Controle de erros (CRC, etc)
Fornece ao nível de rede 3 tipos de serviços:
Sem conexão e sem reconhecimento: Demora na transmissão é pior 
que perda de dados (Ex. Voz)
Sem conexão com reconhecimento: Mais confiável – frames incorretos 
são descartados e retransmitidos
Orientado à conexão: Garante entrega dos quadros na ordem correta e 
“error free” à camada de rede
Subcamadas MAC (acesso ao meio) e LLC (interface com as demais 
camadas e controle de erros e de fluxo)
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27
Camada de rede
Transparência com relação às camadas inferiores
Função: Transporte de pacotes
Comunicação se torna ponto a ponto
Nos níveis anteriores, comunicação era apenas com o próximo 
nó
Funções principais
Endereçamento
Roteamento
Tradução de endereços lógicos em físicos (enlace)
Controle de congestionamento
Normalmente não orientado à conexão, mas pode existir o 
contrário
Ex. Protocolo X.25
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28

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Camada de transporte
• Principal função: garantir confiabilidade dos 
dados
• Particionamento da mensagem em 
segmentos
• Garante a comunicação entre os hosts
– Reconhece o recebimento de pacotes
– Controle de fluxo
– Sequenciamento e retransmissão de pacotes
– Pode ser orientado ou não à conexão
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29
Camada de sessão
Conexão entre duas aplicações que residem em 
computadores diferentes
Gerenciamento do “diálogo” entre essas máquinas
Pontos de sincronização
Ex. Transmissão de um arquivo muito grande ou envio de 
mensagens de correio
Atividade – cada ponto de sincronização é uma 
unidade de diálogo. Cada grupo de unidades é uma 
atividade
Estabelece direitos de atividades prioritárias (acessos 
de administrador, por exemplo)
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30
Camada de apresentação
• Um grande “tradutor”
• Define formato para trocas de mensagens
• Funções principais
– Tradução de protocolos
– Conversão de padrões (ASCII, ANSI, etc)
– Criptografia
– Compressão de dados
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31
Camada de aplicação
• “Janela” onde as aplicações conversam com 
a rede
• Identificação dos parceiros na comunicação
• Determinação dos níveis de serviço 
aceitáveis
– Retardo, tempo máximo de espera, taxa de 
erro tolerável
• Segurança de acesso e integridade dos 
dados
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32

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Relacionamento entre camadas
• Comunicação virtual entre pares de camadas
• Pacotes são encapsulados da camada mais alta até a mais 
baixa, adicionando informações em cada camada
• O processo se repete até a camada física, onde os dados são 
enviados
• No host de destino, acontece o procedimento inverso
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33
PDU
• Protocol Data Unit
• É a informação transmitida como uma unidade em uma rede, 
que pode transportar informações de controle ou dados
• Conforme a camada do modelo OSI, tem diferentes nomes:
– Camada física – bit
– Camada de enlace – frame (quadro)
– Camada de rede – packet (pacote)
– Camada de transporte – segmento 
– Demais – dados 
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34
Redes Ethernet
Camada 2 do modelo OSI
Utilizada em pequenas e grandes redes
Padronizado pela IEEE – especificação 802.3
Velocidade: 10/100 Mbps e 1/10 Gbps
Pode utilizar tanto cabos coaxiais quanto pares 
trançados
Frames com tamanhos variando entre 64 e 1518 
bytes. 18 bytes são usados pelo próprio frame
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35
Redes Ethernet ‐ Características
• Topologia lógica: barramento
• Uso de CSMA/CD em half duplex
• Camada MAC faz encapsulamento e 
transmissão dos frames
• Pacotes enviados a toda a rede
• MTU – Maximum transfer Unit – delimita o 
tamanho máximo do frame
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36

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Redes Ethernet ‐ Frame
• Preamble: seqüência  de bytes para sincronizar comunicação
• SOF – Start of frame: delimitador
• Endereços: usam os MACs das placas
• Type: Indica o tipo, para formatos opcionais
• Dados: Dados propriamente ditos
• FCS: Checagem de CRC
• Tamanho do frame: 64 (mín.) ou 1518 (máx) bytes
– Jumbo Frames: Não aceito pela ISO 802.3, permite até 9000 bytes
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37
Padrões Ethernet 10 Mbps
• 10BaseT
– Sistema de sinalização – barramento 
(normalmente se configura estrela ‐ hub)
– Cabo par trançado UTP ou STP
– Nós finais da rede: Os computadores
– Segmento máximo: 100 metros
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38
Padrões Ethernet 10 Mbps
10Base2
Cabo coaxial fino
Segmento máximo: 185 metros
Comprimento mínimo: 0,50 metros entre estações
Máximo de 30 computadores por segmento
Máximo de 5 segmentos interligados por 4 
repeaters
Performance melhora caso se divida os segmentos 
(bridges)
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39
Padrões Ethernet 10 Mbps
• 10Base5
– Cabo coaxial grosso
– Segmento máximo: 500 metros
– Máximo de 100 nós (computadores e repetidores) 
por segmento
– Máximo de 5 segmentos interligados por 4 
repeaters
– Comum utilização de coaxiais finos e grossos na 
mesma rede (Tv a Cabo)
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Padrões Ethernet 10 Mbps
• 10BaseFL
– Fibra óptica
– Vantagem: Grande comprimento
– Desvantagem: Custo 
– Segmento máximo: 2 km
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41
Fast Ethernet 100 Mbps
Mantém formato do frame, MTU e mecanismos 
MAC
Capacidade de operação full duplex
Aumento de velocidade e eliminação de colisões
100BaseTX ou FX (Fast Ethernet)
TX: Cabos par trançado cat 5
○ São usados apenas 2 pares (Pinos 1e2; 3e6)
FX: Fibra ótica multimodo
Extensão do padrão original 10BaseT (CSMA/CD)
Full Duplex (802.3x) – somente switches
Topologia física em estrela
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42
Gigabit Ethernet
Norma: Operação full duplex, com switches
Com half duplex:
Carrier extension para que o frame atinja tamanho 
mínimo de 512 bytes; ou
Frame bursting: envia múltiplos pequenos frames até 
o limite de 1500 bytes, sem controle CSMA/CD entre 
frames
Utiliza fibra ótica ou par trançado
Cabos UTP mínimos de categoria 5
Cat 5e ou 6 são recomendados
Velocidade 1 Gbps
Usado para grandes backbones, no início
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43
Padrões Gigabit Ethernet
1000‐BaseT
Utiliza os 4 pares do cabo UTP
Autonegociação é requerida
Padrão bastante sensível ao cabeamento
Cabos cat 5 de baixa qualidade geram erros de 
conexão
1000‐BaseTX
Utiliza apenas 2 pares do cabo UTP
Exige UTP Cat 6
Menos sucesso comercial (mais caro e a exigência cat. 
6)
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Padrões Gigabit Ethernet
1000‐BaseCX
Padrão inicial do GbE
Utiliza cabos STP
Distância máxima: 25m
1000‐BaseLX
Fibra ótica com laser de comprimento de onda longo
Especificação: 5km; Na prática: até 10 ou 20 km
Funciona também na fibra multimodo: 550m
1000‐BaseSX
Fibra ótica multimodo com comprimento de onda curto
Especificaçao: 220m; Prática: até 550m
Popular para ligação intra‐edifício em largas corporações
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45
10G Ethernet
Suporta apenas full duplex
Não suporta half duplex e nem CSMA/CD
Conexões apenas com switches
Hubs e pontes não são usados
Cabos UTP mínimos de categoria 6
Categoria 6a recomendada
Velocidade 10 Gbps
Usado para backbones de corporações
Utiliza fibra ótica ou cabos UTP/STP
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46
Padrões 10G Ethernet
10GBASE‐T
Cabos par trançado UTP ou STP
Distância: 100m
Autonegociação também presente
10GBASE‐SR
Fibra ótica multimodo(Short Range)
Distância típica: até 85m
10GBASE‐LR
Fibra ótica monomodo (Long Range)
Distâncias típicas: 10 a 25 km
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Autonegociação
• Alta complexidade por várias taxas de dados e 
configurações de duplex diferentes
• Utilizados em cabos de par trançado (fibra 
ótica não suporta)
• Assim que o link for detectado, o processo 
começa
• É negociada sempre a melhor combinação 
velocidade/duplex possível
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Redes Token Ring
• Criada pela IBM nos anos 80
• Características
– Topologia em anel estrela (anel lógico em que o 
anel físico está no HUB)
– Método de acesso baseado na passagem do Token
– Cabo par trançado UTP ou STP (specs IBM)
– Taxa de Transferência de 4 e 16 Mbit
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49
Redes Token Ring
Funcionamento
Token percorre a rede até que uma estação se apodera
Apenas a máquina que detém o token pode transmitir
O frame percorre o anel até a máquina de destino e o 
retorno à máquina de origem com o status
Máquina de origem então libera o Token
Só há um Token por anel e ele só percorre a rede em uma 
direção (horário ou anti‐horário)
Monitoração ou beaconing: Feito pelo primeiro 
computador que fica online, assegura entrega dos frames e 
existência de apenas um token na rede
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50
Redes Token Ring
Cabeamento
IBM 1,2 e 3
MSAU = Hubs da tecnologia
Conectores de interface de mídia para cabos tipo 1 e 2
RJ‐45 para tipo 3
Fibra ótica também é utilizada (maiores custo e 
alcance)
Utilização bastante restrita atualmente
Gerenciamento mais oneroso
Congestionamento das pontes
Velocidade inferior aos principais concorrentes
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51
Exercícios – Aula 1 ‐ Cabeamento
(Susep/06 – Esaf) 71‐ Analise as seguintes afirmações relacionadas às 
especificações que definem as características funcionais, mecânicas e 
elétricas para rede local Ethernet.
I. Uma rede local 10Base2 e uma 10Base5 utilizam, respectivamente, cabo 
coaxial grosso e fino.
II. Uma rede local 10Base‐T utiliza cabo coaxial fino com conector BNC, ou 
cabo coaxial grosso.
III. Uma rede local 10Base‐T utiliza cabos categorias 3, 4 e 5 com conectores 
RJ‐45.
IV. Uma rede local 100Base‐TX utiliza cabo trançado, categoria 5, e conectores 
RJ‐45.
Opção que contém todas as afirmações verdadeiras.
a) I e II b) II e III 
c) III e IV d) I e III 
e) II e IV
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Exercícios – Aula 1 ‐ Topologia
(Pref. Vitória/07 – CESPE) 51.  Uma rede de computadores pode ter 
topologia em malha, estrela, barramento ou anel, podendo, ainda, 
assumir formas híbridas. Em redes com topologia em estrela, cada 
máquina é diretamente ligada a cada uma das outras máquinas da rede.
(STF/08 – Cespe) 82. A topologia de uma rede de computadores indica 
como as estações na rede são interconectadas. Em uma topologia em 
anel, a rede tipicamente contém repetidores interligados por enlaces 
físicos ponto a ponto, formando um anel, cada repetidor participa em dois 
enlaces e os dados circulam no anel.
(TJPA/2006 – Cespe) Nas redes locais usando o padrão IEEE 802.5 (voltado 
para redes do tipo token ring), emprega‐se o mecanismo conhecido como 
binary exponential backoff para tratar colisões entre diferentes estações 
que tentem competir simultaneamente pelo acesso ao meio 
compartilhado, da mesma forma como ocorre na Ethernet.
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53
Exercícios – Aula 1 ‐ Ethernet
• (FUB/2008 – Cespe) 80 As redes ethernet, definidas no padrão IEEE 802.3 não possuem 
mecanismos de detecção de colisão.
• (FUB/2008 – Cespe) 81 O endereço de uma interface de rede ethernet, denominado 
endereço MAC (medium access control), possui 32 bits.
• (ABIN/2004 – Cespe)94. O emprego de concentradores de cabeamento (hubs) em rede 
ethernet com cabeamento 10baseT permite mudar a localização física de estações da 
rede e detectar quebras de cabos de forma mais simples que nas redes com cabeamento 
10base2 ou 10base5.
• (Cohab/2004 – Cespe) O padrão IEEE 802.3 define um conjunto de tecnologias para 
redes locais (LAN) conhecidas pelo termo genérico ethernet. Essas redes têm como 
característica a utilização de um protocolo de acesso ao meio sem contenção e com 
controle de transmissão pela emissão de tokens.
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54
Exercícios – Aula 1 – Quadro Ethernet
• (TCU/2008 – Cespe) 135 Ao avaliar a camada física de um dos segmentos
da rede da organização, o analista identificou as seguintes características:
o método de acesso ao meio é CSMA/CD, o meio de transmissão é cabo
de par trançado com fios de cobre e a transmissão de quadros apresenta
um preâmbulo, indicador de início de quadro, endereços, tamanho e
seqüência de validação. Nesse situação, é possível que a rede da
organização seja do tipo Eth ernet IEEE 802.3.
• (STF/2008 – Cespe) 87 Nas redes que adotam o padrão IEEE 802.3, a
técnica de controle de acesso ao meio denomina‐se CSMA/CD. Os dados
são transmitidos em quadros (frames) MAC, que contêm, entre outras
informações, um preâmbulo para sincronização e endereços da origem e
do destino do quadro.
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55
Exercícios – Aula 1 ‐ Gigabit
• (Pref. Rio Branco/2007 – Cespe) 87. O gigabit Ethernet 
permite taxas de transmissão na ordem de 1 Gbps. Por esse 
motivo, o padrão gigabit Ethernet não pode ser utilizado 
sobre cabos UTP.
• 88 O padrão 1000Base‐LX é definido para fibras monomodo.
• (STJ/2004 – Cespe) No formato do quadro gigabit‐ethernet, o 
campo de extensão (extention field) possui tamanho 
invariante pré‐fixado que permite garantir uma mínima 
duração de transmissão do quadro, o que é necessário para a 
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