Cisco ccna modulo 01

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CAPITULO 01 -Introdução à Redes
Visão Geral
Para entender o papel que os computadores exercem em um sistema de redes, considere a
Internet. A Internet é um recurso de grande importância; estar conectado a ela é essencial no
comércio, na indústria e na educação. A elaboração de uma rede que será conectada à
Internet exige um planejamento cuidadoso. Para que um computador pessoal (PC) individual
se conecte a Internet, é necessário algum planejamento e tomar algumas decisões. Os
recursos do computador precisam ser considerados para a conexão a Internet. Isto inclui o tipo
de equipamento que conecta o PC a Intenet, tal como placa de rede (NIC) ou modem.
Protocolos, ou regras, devem ser configurados antes que um computador possa se conectar a
Internet. A seleção de um navegador web apropriado também é importante.
Os alunos, ao concluírem esta lição, deverão poder:
• Entender a conexão física que precisa ser realizada para o computador conectar-se à
Internet.
• Reconhecer os componentes do computador.
• Instalar e resolver problemas com placas de interface de rede e modems.
• Configurar o conjunto de protocolos necessários a conexão Internet.
• Usar procedimentos básicos para testar a conexão à Internet.
• Demonstrar um conhecimento básico da utilização de navegadores web e seus plug-
ins.
Requisitos para uma conexão à Internet
1.1– Fazendo uma conexão com a internet
1.1.1 – Requisitos para um conexão com a internet
A Internet é a maior rede de dados do mundo. A Internet consiste em um grande número de
redes interconectadas, incluindo redes de pequeno, médio e grande porte. Computadores
individuais são as origens e destinos da informação que atravessa a Internet. A conexão à
Internet pode ser dividida em conexão física, conexão lógica e aplicações.
A conexão física é realizada pela conexão de uma placa de expansão, como um modem ou
uma placa de rede, entre um PC e a rede. A conexão física é utilizada para transferir sinais
entre PCs dentro de uma Rede local (LAN) e para dispositivos remotos na Internet.
A conexão lógica utiliza padrões denominados protocolos. Um protocolo é uma descrição
formal de um conjunto de regras e convenções que governam a maneira de comunicação entre
os dispositivos em uma rede. As conexões na Internet podem utilizar vários protocolos. A suíte
TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) é o principal conjunto de protocolos
utilizados na Internet. O conjunto TCP/IP coopera entre si para transmitir e receber dados, ou
informações.
A última parte da conexão são os aplicativos, ou programas, que interpretam e exibem os
dados de forma inteligível. Os aplicativos trabalham em conjunto com os protocolos para enviar
e receber dados através da Internet. Um navegador Web exibe HTML como página Web.
Exemplos de navegadores Web incluem o Internet Explorer e o Netscape. O File Transfer
Protocol (FTP) é utilizado para fazer a transferência de arquivos e programas através da
Internet. Os navegadores web também utilizam aplicativos plug-in proprietários para exibir tipos
de dados especiais tais como filmes ou animações em flash.

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Esta é uma visão inicial da Internet, e poderá parecer um processo demasiadamente simples.
Ao explorarmos este tópico mais profundamente, tornar-se-á aparente que o envio de dados
através da Internet é uma tarefa complicada.
1.1.2 Conceitos básicos de um PC
Já que os computadores são elementos importantes de uma rede, é necessário poder
reconhecer e identificar os principais componentes de um PC. Muitos dispositivos de uma rede
são em si computadores com objetivos específicos, contendo muitos dos componentes
também utilizados em um PC normal.
Para poder utilizar um computador como meio confiável na obtençãode informações, tal como
o acesso a de confiança na obtenção de informação, tal como o acesso de um curso baseado
na Web, ele precisa estar em bom estado de funcionamento. Para manter um PC em bom
estado de funcionamento, será necessário ocasionalmente analisar e resolver problemas
simples com o hardware e software do computador. É portanto necessário poder reconhecer os
nomes e o propósito dos seguintes componentes de um PC:
Componentes Pequenos, Discretos
• Transistor – Um dispositivo que amplifica um sinal ou que abre e fecha um circuito.
• Circuito integrado – Um dispositivo feito de material semicondutor que contém vários
transistores e realiza uma tarefa específica.
• Resistor – Um componente elétrico que limita ou regula o fluxo de corrente elétrica em
um circuito eletrônico.
• Capacitor – Um componente eletrônico que armazena energia na forma de campo
eletrostático que consiste em duas placas de metal condutor separadas por um
material isolante.
• Conector – A parte de um cabo que se liga a uma porta ou interface.
• Diodo emissor de luz (LED-Light emitting diode) – Um dispositivo semicondutor que
emite luz ao passar por ele uma corrente elétrica.
Subsistemas de um Computador Pessoal
• Placa de circuito impresso (PCB) – Uma placa de circuito que possui trilhas
condutoras superpostas, ou impressas, em um ou nos dois lados. Também pode conter
camadas internas de sinalização ou planos de terra e voltagem. Microprocessadores,
chips e circuitos integrados e outros componentes eletrônicos são montados em uma
PCB.
• Unidade CD-ROM (Compact disk read-only memory drive) – um dispositivo que pode
ler informações de um CD-ROM.
• Unidade central de processamento (CPU) – A parte do computador que controla a
operação de todas as outras partes. Ela obtém instruções da memória e as decodifica.
Executa operações matmáticas e lógicas, e traduz e executa instruções.
• Unidade de disco flexível – Uma unidade de disco que pode ler e gravar dados em
discos plásticos cobertos de metal de 3,5 polegadas. Um disco flexível padrão pode
armazenar aproximadamente 1 MB de informação.
• Unidade de disco rígido – Um dispositivo de armazenagem que usa um conjunto de
discos revestidos magneticamente, chamados de pratos, para armazenar dados ou
programas. As unidades de discoo rígido estão disponíveis em diferentes capacidades
de armazenagem.
• Microprocessador – Um microprocessador é um processador que consiste de um chip
de silício projetado com um propósito e fisicamente muito pequeno. O
microprocessador utiliza tecnologia de circuito VLSI (Very Large-Scale Integration) para
integrar memória, lógica e controle do computador em um único chip. Um
microprocessador contém uma CPU.

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• Placa-mãe – A placa impressa principal em um microcomputador. A placa-mãe contém
o barramento, o microprocessador, e os circuitos integrados usados para controlar
quaisquer periféricos integrados, tal como teclado, display texto e gráficos, portas serial
e paralela, interfaces de joystick e de mouse.
• Barramento – Um conjunto de fios na placa-mãe através dos quais são transmitidos os
dados e sinais de temporização de uma parte do computador a outra.
• Memória de acesso aleatório (RAM) – Também conhecida como memória de Leitura-
Gravação. Nela podem ser gravados novos dados e dela podem ser lidos dados
armazenados. A RAM exige alimentação elétrica para manter os dados armazenados.
Se o computador for desligado ou se falta energia, todos os dados armazenados na
RAM serão perdidos.
• Memória apenas de leitura (ROM) – Memória de um computador na qual foram pré-
gravados dados. Uma vez que foram gravados dados no chip ROM, não podem ser
removidos e só podem ser lidos.
• Unidade do sistema (system unit) – A parte principal de um PC, que inclui o chassis,
o microprocessador, a memória principal, o barramento e as portas. A unidade do
sistema não inclui o teclado, o monitor, ou qualquer dispositivo externo ligado ao
computador.
• Slot de expansão – Um Conector na placa-mãe onde pode ser inserido uma placa de
circuitos para acrescentar novas capacidades ao computador. A Figura mostra slots de
expansão PCI (Peripheral Component Interconnect) e AGP (Accelerated Graphics
Port). PCI provê conexão rápida para placas, como NICs, modems internos, e placas
de vídeo. A porta AGP provê conexão com grande largura de banda entre dispositivos
gráficos e a memória do sistema. AGP provê conexão rápida para gráficos 3-D em
sistemas de computador.
• Fonte de alimentação – O componente que fornece energia ao computador.
Componentes de backplane
• Backplane – O backplane é uma placa de circuito eletrônico que contém circuitaria e
soquetes nos quais dispositivios eletrônicos em outras placas ou cartões podem ser
conectados adicionalmente; em um computador, geralmente é sinônimo da ou de parte
da placa-mãe.
• Placa de rede(NIC) – Uma placa de expansão inserida num computador para que este
possa ser conectado a uma rede.
• Placa de vídeo – Uma placa que é inserida em um PC para proporcionar-lhe
capacidades de exibição visual.
• Placa de áudio – Uma placa de expansão que permite que o computador manipule e
produza sons.
• Porta paralela – Uma interface com capacidade para transferir simultaneamente mais
de um bit e que é utilizada para conectar dispositivos externos tais como impressoras.
• Porta serial – Uma interface que pode ser utilizada para comunicações seriais, nas
quais é transmitido apenas 1 bit de cada vez.
• Porta USB – Um conector Universal Serial Bus. Uma porta USB conecta dispositivos
como mouse ou impressora ao computador rapidamente e facilmente.
• Firewire – Um padrão de interface de barramento serial que oferece comunicação de
alta velocidade, e serviços de dados em tempo-real isócrono.
• Porta do mouse – Uma porta destinada à conexão de um mouse ao PC.
• Cabo de alimentação – Um cabo utilizado para ligar um dispositivo elétrico a uma
tomada elétrica que fornece energia ao dispositivo.
Pense nos componentes internos de um PC como uma rede de dispositivos, todos ligados ao
barramento do sistema. De certa maneira, um PC é uma pequena rede de computador.

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1.1.3 Placa de Rede
Uma placa de rede (NIC), ou adaptador de rede, oferece capacidades de comunicações nos
dois sentidos entre a rede e um computador pessoal. Em um sistema de computação desktop,
é uma placa de circuito impresso que reside em um slot na placa-mãe e provê uma interface de
conexão ao meio de rede . Em um sistema de computação laptop, é normalmente integrada ao
laptop ou disponível em um cartão PCMCIA, que é pequeno do tamanho de um cartão de
crédito . A placa de rede utilizada precisa ser compatível com o meio físico e com os protocolos
utilizados na rede local.
A placa de rede utiliza um pedido de interrupção (IRQ-Interrupt Request), um endereço de I/O e
um espaço na memória superior para interagir com o sistema operacional. Um valor de IRQ
(requisição de interrupção) é um local designado onde o computador sabe que um dispositivo
em particular pode interrompê-lo, quando o dispositivo enviar ao computador sinais sobre sua
operação. Por exemplo, quando a impressora termina de imprimir, ela envia um sinal de
interrupção ao computador. O sinal interrompe momentaneamente o computador, de modo que
ele possa decidir o que processar a seguir. Como múltiplos sinais na mesma linha de
interrupção podem não ser entendidos pelo computador, um valor único deve ser especificado
para cada dispositivo, assim como o seu caminho para o computador.Antes de existirem
dispositivos Plug-and-Play (PnP), usuários freqüentemente tinham que configurar valores de
IRQ manualmente, ou estar a par deles, ao adicionar novos dispositivos a um computador.
Ao selecionar uma placa de rede, considere os seguintes fatores:
• Protocolos – Ethernet, Token Ring, ou FDDI
• Tipos de meios – Par trançado, coaxial, wireless, ou fibra óptica
• Tipo de barramento do sistema – PCI ou ISA
1.1.4 Instalação da placa de rede e modem
A conectividade à Internet exige uma placa adaptadora, que pode ser um modem ou uma placa
de rede.
Um modem, ou modulador-demodulador, é um dispositivo que proporciona ao computador a
conectividade através de uma linha de telefone. O modem converte (modula) os dados de um
sinal digital em sinal analógico compatível com uma linha de telefone padrão. O modem na
extremidade receptora demodula o sinal, o qual é convertido novamente em sinal digital. Os
modems podem ser instalados internamente ou ligados ao computador externamente usando
uma linha telefônica.
A instalação de uma placa de rede, que proporciona a interface de um computador com a rede
rede, é exigida para cada dispositivo que se conecta à rede. Existem placas de rede de vários
tipos conforme a configuração do dispositivo. Notebooks podem ter interfaces embutidas ou
podem utilizar um cartão PCMCIA. A Figura mostra placas de rede PCMCIA com e sem fio, e
um adaptador Ethernet USB. Desktops podem utilizar uma placa de rede interna , chamada
NIC, ou uma placa de rede externa que conecta a rede através de uma porta USB.
Situações que requerem a instalação de uma placa de rede incluem as seguintes:
• A instalação de uma placa de rede em um PC que não tem uma já instalada
• A substituição de uma placa de rede defeituosa ou danificada
• Atualização de uma placa de rede de 10-Mbps para uma placa de rede de
10/100/1000-Mbps
• A mudança para uma placa de rede diferente, como uma sem fio

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• A instalação de uma placa de rede secundária, ou backup, por razões de segurança de
redes
Para realizar a instalação de uma placa de rede ou modem, poderão ser necessários os
seguintes recursos:
• Conhecimento da configuração do adaptador, incluindo os jumpers e o software plug
and play
• A disponibilidade de ferramentas de diagnóstico
• A capacidade de resolver conflitos nos recursos de hardware
1.1.5 Visão geral da conectividade em alta velocidade e por discagem
No início da década de 60, foram introduzidos modems para proporcionar a conectividade de
terminais burros com um computador central. Muitas empresas alugavam tempo nos
computadores devido à grande despesa de possuir um sistema nas próprias instalações, o que
era economicamente inviável. A taxa de transmissão de dados era muito lenta, 300 bits por
segundo (bps), que se traduzia em aproximadamente 30 caracteres por segundo.
À medida que os PCs se tornaram mais acessíveis nos anos 70, começaram a aparecer
sistemas de quadro de avisos (BBS-Bulletin Board Systems). Estes BBSs permitiam que os
usuários se conectassem para colocar ou ler mensagens em um quadro de avisos. A
transmissão a 300 bps era aceitável, já que esta velocidade excedia a capacidade da maioria
das pessoas de ler e digitar. No início da década de 80, a utilização dos quadros de avisos
aumentou exponencialmente e a velocidade de 300 bps se tornou muito lenta para a
transferência de grandes arquivos e gráficos. Até os anos 90, os modems já rodavam a 9600
bps e até 1998, atingiram o padrão atual de 56 kbps (56.000 bps).
Inevitavelmente, os serviços de alta velocidade utilizados no ambiente corporativo, tais como
Digital Subscriber Line (DSL) e acesso por cable modem, entraram no mercado consumidor.
Estes serviços já não exigem equipamentos caros ou uma linha de telefone adicional. Estes
serviços estão "sempre conectados" permitindo um acesso instantâneo e não exigem o
estabelecimento de uma conexão para cada sessão. Isto resulta em maior confiabilidade e
flexibilidade, e acabou facilitando o compartilhamento de conexões de Internet em redes de
escritórios pequenos e domésticos.
1.1.6 Descrição e configuração TCP/IP
O Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) é um conjunto de protocolos ou
regras desenvolvidas para a cooperação entre computadores para que compartilhem recursos
através de uma rede. Para ativar o TCP/IP em uma estação de trabalho, esta precisa ser
configurada através das ferramentas do sistema operacional. O processo é bastante
semelhante independentemente da utilização de um sistema operacional Windows ou Mac.
1.1.7 Testando a conectividade com o ping
O ping é um programa básico que verifica se um endereço IP particular existe e pode aceitar
requisições. O acrônimo de computação ping significa Packet Internet or Inter-Network Groper.
O nome foi concebido para ser comparável ao termo usado em submarinos para o som de um
pulso de sonar retornando de um objeto submerso.
O comando ping funciona enviando vários pacotes IP, chamados datagramas ICMP de
Requisição de Eco, a um destino específico. Cada pacote enviado é uma solicitação de
resposta. A resposta de saída de um ping contém a relação de sucesso e o tempo de ida e
volta ao destino. A partir destas informações, é possível determinar se existe ou não

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conectividade com um destino. O comando ping é utilizado para testar a função de
transmissão/recepção da placa de rede, a configuração do TCP/IP e a conectividade na rede.
Os seguintes tipos de testes ping podem ser emitidos:
• ping 127.0.0.1 – Como nenhum pacote é transmitido, efetuar o ping da interface
loopback testa a configuração TCP/IP basica.
• ping endereço IP do computador – Um ping para um PC host verifica a
configuração do endereço TCP/IP do computador local assim como a conectividade
com o computador.
• ping endereço IP do gateway padrão – Um ping para o gateway padrão
verifica se o roteador que conecta a rede local a outras redes pode ser alcançado.
• ping endereço IP do destino remoto – Um ping para o destino remoto
verifica a conectividade ao computador remoto
1.1.8 Navegador Web e plug-ins
Um navegador Web realiza as seguintes funções:
• Faz contato com um servidor da Web
• Solicita informações
• Recebe informações
• Exibe os resultados na tela
Um navegador Web é um software que interpreta a linguagem de marcação de hipertexto
(HTML-Hypertext Markup Language), uma das linguagens utilizadas para codificar o conteúdo
de páginas da Web. Outras linguagens de marcação com recursos mais avançados fazem
parte de tecnologias emergentes. A HTML, a linguagem de marcação mais comum, pode exibir
gráficos, tocar sons, filmes e outros arquivos de multimídia. Hiperlinks são embutidos nas
páginas da Web e proporcionam um link rápido para outro local na mesma página ou em outra
página da Web totalmente diferente.
Dois dos navegadores Web mais utilizados são o Internet Explorer (IE) e o Netscape
Communicator. Embora sejam idênticos nas tarefas que realizam, existem diferenças entre
estes dois navegadores. Certos websites talvez não suportem a utilização de um ou outro, e
poderá ser vantajoso contar com os dois programas instalados no computador.
Netscape Navigator:
• O primeiro navegador popular
• Ocupa menos espaço no disco
• Exibe arquivos HTML, realiza a transferência de e-mail e de arquivos, assim como
outras funções
Internet Explorer (IE):
• Fortemente integrado com outros produtos da Microsoft
• Ocupa mais espaço no disco
• Exibe arquivos HTML, realiza a transferência de e-mail e de arquivos, assim como
outras funções
Também existem tipos de arquivos especiais, ou proprietários, que os navegadores Web
normais não podem exibir. Para visualizar tais arquivos, o navegador precisa ser configurado
para utilizar aplicativos plug-in. Estes aplicativos trabalham em conjunto com o navegador para
iniciar o programa requerido para visualizar os seguintes tipos de arquivos:
• Flash – toca arquivos de multimídia e foi criado pelo Macromedia Flash

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• Quicktime – toca arquivos de vídeo e foi criado pela Apple
• Real Player – toca arquivos de áudio
Para instalar o plug-in do Flash, faça o seguinte:
• Vá até o website da Macromedia.
• Faça o download do programa de instalação mais recente do "Macromedia flash
player".
• Rode-o e instale-o no Netscape ou no IE.
• Verifique a instalação e correta operação, acessando o website da Cisco Academy.
Além de configurar o computador para visualizar o currículo da Cisco Academy, os
computadores realizam várias outras tarefas úteis. No comércio, os funcionários
freqüentemente utilizam um conjunto de aplicativos que se apresentam como conjunto para
escritório, por exemplo, o Microsoft Office. Os conjuntos para escritório tipicamente incluem os
seguintes:
• Software de planilha, contendo tabelas constituídas de colunas e linhas onde
freqüentemente se utilizam fórmulas para processar e analisar dados.
• Um processador de texto é um aplicativo usado para criar e editar documentos de
texto. Os processadores de texto modernos permitem que o usuário crie documentos
sofisticados, que incluem gráficos e texto com rica formatação.
• O software de gerenciamento de banco de dados é utilizado para armazenar, manter,
organizar, classificar e filtrar registros. Um registro é uma compilação de informações
identificadas por algum conceito em comum, tal como nome de cliente.
• O software de apresentação é utilizado para projetar e desenvolver apresentações a
serem exibidas em reuniões, aulas ou apresentações de vendas.
• Um gerenciador de informações pessoais inclui um utilitário de e-mail, uma lista de
contatos, um calendário e uma lista de tarefas a realizar.
Os aplicativos de escritório hoje fazem parte do trabalho diário, como era o caso da máquina
de escrever antes do advento do computador pessoal.
1.1.9 Resolução de problemas com conexões na Internet
Neste exercício de identificação e resolução de problemas, existem problemas na configuração
do hardware, do software e da rede. O objetivo, dentro de um período de tempo
predeterminado, é identificar e resolver os problemas, permitindo finalmente o acesso ao
currículo. Este exercício demonstrará a complexidade da configuração até dos processos mais
simples de acesso à Web. Isto inclui os processos e procedimentos envolvidos na resolução de
problemas no hardware do computador, no software e nos sistemas da rede.
• Definir o problema
• Juntar os fatos
• Considerar as possibilidades
• Criar um plano de ação
• Implementar o plano
• Observar os resultados
• Documentar os resultados
• Introduzir problemas e resolver
1.2 A Matemática das Redes

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1.2.1 Apresentação binária de dados
Os computadores funcionam e armazenam dados mediante a utilização de chaves eletrônicas
que são LIGADAS ou DESLIGADAS. Os computadores só entendem e utilizam dados
existentes neste formato de dois estados, ou seja binário. Os uns e zeros são utilizados para
representar os dois possíveis estados de um componente eletrônico em um computador. 1
representa um estado LIGADO, e 0 representa um estado DESLIGADO. São denominados
dígitos binários ou bits.
O American Standard Code for Information Interchange (ASCII) é o código mais
freqüentemente utilizado para representar dados alfanuméricos em um computador. O código
ASCII utiliza dígitos binários para representar os símbolos digitados no teclado. Quando os
computadores enviam estados LIGADOS/DESLIGADOS através de uma rede, as ondas de
rádio ou de luz são utilizadas para representar os 1s e 0s. Note que cada caractere possui um
conjunto singular de oito dígitos binários designado para representar o caractere.
Os computadores são desenhados para trabalharem com chaves LIGADAS/DESLIGADAS, e
portanto os dígitos binários e números binários são naturais para eles. Os seres humanos
utilizam o sistema numérico decimal, que é relativamente simples quando comparado com as
longas séries de 1s e 0s utilizados pelos computadores. Portanto, os números binários do
computador precisam ser convertidos em números decimais.
Às vezes os números binários precisam ser convertidos em números hexadecimais (hex), o
que reduz uma longa seqüência de dígitos binários em poucos caracteres hexadecimais. Estes
processos tornam os números mais fáceis de lembrar e manipular.
1.2.2 Bits e bytes
Um 0 binário pode ser representado por 0 volts de eletricidade (0 = 0 volts).
Um 1 binário pode ser representado por +5 volts de eletricidade (1 = +5 volts).
Os computadores foram concebidos para utilizarem grupos de oito bits. Este grupo de oito bits
é denominado byte. Em um computador, um byte representa um único local de
armazenamento endereçável. Estes locais de armazenamento representam um valor ou um
único caractere de dados, por exemplo, um código ASCII. O número total de combinações de
oito chaves ligadas ou desligadas é de 256. A faixa de valores de um byte é de 0 a 255.
Portanto, é importante entender o conceito do byte ao trabalhar com computadores e redes
1.2.3 Sistema numérico Base 10
Os sistemas numéricos consistem em símbolos e regras para a utilização destes símbolos. O
sistema numérico mais freqüentemente utilizado é o sistema numérico Base 10 ou decimal.
Base 10 utiliza os dez símbolos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9. Estes símbolos podem ser
combinados para representar todos os valores numéricos possíveis.
O sistema numérico decimal é baseado em potências de 10. Cada posição colunar de um
valor, da direita para a esquerda, é multiplicada pelo número 10, que é o número base, elevado
a uma potência, que é o exponente. A potência à qual é elevado o valor 10 depende da sua
posição à esquerda do ponto decimal. Quando um número decimal é lido da direita para a
esquerda, a primeira posição, ou a mais à direita representa 100
(1), a segunda posição
representa 101
(10 x 1 = 10). A terceira posição representa 102
(10 x 10 = 100). A sétima
posição à esquerda representa 106
(10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 = 1,000,000). Esta é a verdade
independentemente de quantas colunas sejam ocupadas pelo número.

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Exemplo:
2134 = (2 x 103
) + (1 x 102
) + (3 x 101
) + (4 x 100
)
Existe o número 4 na posição das unidades, 3 na posição das dezenas, 1 na posição das
centenas e 2 na posição dos milhares. Este exemplo parece óbvio ao usar-se o sistema
numérico decimal. É importante entender exatamente como funciona o sistema decimal porque
este conhecimento é necessário para entender dois outros sistemas numéricos, Base 2 e Base
16, hexadecimal. Estes sistemas utilizam o mesmo método do sistema decimal
1.2.4 Sistema numérico Base 2
Os computadores reconhecem e processam dados, utilizando-se o sistema numérico binário ou
Base 2. O sistema binário utiliza dois símbolos, 0 e 1, em vez dos dez símbolos utilizados no
sistema numérico decimal. A posição, ou casa, de cada algarismo da direita para a esquerda
em um número binário representa 2, o número base, elevado a uma potência ou expoente,
começando com 0. Estes valores das casas são, da direita para a esquerda, 20
, 21
, 22
, 23
, 24
,
25
, 26
, e 27
, ou 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 e 128, respectivamente.
Exemplo:
101102 = (1 x 24
= 16) + (0 x 23
= 0) + (1 x 22
= 4) + (1 x 21
= 2) + (0 x 20
= 0) = 22 (16 + 0 + 4 +
2 + 0)
Se o número binário (101102) for lido da esquerda para a direita, estão os números 1 na
posição dos 16, 0 na posição dos 8, 1 na posição dos 4, 1 na posição dos 2 e 0 na posição das
unidades, que, quando somados, equivalem ao número decimal 22
1.2.5 Convertendo números decimais em números binários de 8 bits
Existem várias maneiras de converter números decimais em números binários. O fluxograma
na Figura descreve um dos métodos. O processo tenta descobrir quais valores da potência 2
podem ser somados para obter o número decimal que está sendo convertido em número
binário. Este método é um dos vários que podem ser utilizados. É melhor selecionar um
método e ir praticando com ele até que sempre produza a resposta correta.
Exercício de conversão
Use o exemplo a seguir para converter o número decimal 168 em número binário:
• 128 cabe dentro de 168. Portanto, o bit mais à esquerda do número binário é 1. 168 –
128 = 40.
• 64 não cabe dentro de 40. Portanto, o segundo bit da esquerda é 0.
• 32 cabe dentro de 40. Portanto, o terceiro bit da esquerda é 1. Subtraindo 40 – 32 = 8.
• 16 não cabe dentro de 8. Portanto, o segundo bit da esquerda é 0.
• 8 cabe dentro de 8. Portanto, o quinto bit da esquerda é 1. 8 – 8 = 0. Portanto todos os
bits à direita são 0.
Resultado: 168 decimal = 10101000
Para ter mais prática, tente converter 255 decimal em binário. A resposta deve ser 11111111
1.2.6 Conversão de números binários de 8 bits em números decimais
Existem duas maneiras básicas de converter números binários em números decimais. O
fluxograma na Figura mostra um exemplo.

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Os números binários também podem ser convertidos em números decimais, multiplicando os
dígitos binários pelo número base do sistema, o qual é Base 2, e elevando-os ao expoente da
sua posição.
Exemplo:
Converta o número binário 01110000 em um número decimal.
OBSERVAÇÃO:
Calcule da direita para a esquerda. Lembre-se de que qualquer número elevado à potência de
0 equivale a 1. Portanto, 20
= 1
0 x 20
= 0
0 x 21
= 0
0 x 22
= 0
0 x 23
= 0
1 x 24
= 16
1 x 25
= 32
1 x 26
= 64
+ 0 x 27
= 0
___________
= 112
OBSERVAÇÃO:
A soma das potências de 2 que possuem o número 1 na sua posição.
1.2.7 Representação decimal pontuada em quatro octetos
Atualmente, os endereços designados a computadores na Internet consistem em números
binários de 32 bits. Para facilitar a utilização destes endereços, o número binário de 32 bits é
convertido em uma série de números decimais. Para este fim, divida o número binário em
quatro grupos de oito dígitos binários. Em seguida, converta cada grupo de oito bits, também
denominado octeto, em seu equivalente decimal. Faça esta conversão exatamente conforme
indicado no tópico de conversão de binário em decimal na página anterior.
Quando escrito, o número binário completo é representado por quatro grupos de dígitos
decimais separados por pontos. Esta representação é denominada notação decimal pontuada
e provê uma maneira compacta e fácil de lembrar de referir-se aos endereços de 32 bits. Esta
representação é usada freqüentemente mais adiante neste curso, de modo que é necessário
entendê-la. Ao converter em binário de decimal pontuado, lembre-se de que cada grupo, que
consiste em entre um e três dígitos decimais, representa um grupo de oito dígitos binários. Se
o número decimal a ser convertido for inferior a 128, será necessário adicionar zeros à
esquerda do número binário equivalente até que existam um total de oito bits.
Exemplo:
Converta 200.114.6.51 em seu equivalente binário de 32 bits.
Converta 10000000 01011101 00001111 10101010 em seu equivalente decimal pontuado.
1.2.8 Hexadecimal

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Hexadecimal (hex) é freqüentemente utilizado ao trabalhar com computadores pois pode ser
usado para representar números binários em uma forma mais legível. O computador realiza
computações em binário, mas existem várias situações em que a saída binária de um
computador é expressa em hexadecimal para torná-la mais fácil de ler.
A conversão de números hexadecimais em binários e números binários em hexadecimais é
uma tarefa comum ao manejar os registros de configuração em roteadores da Cisco. Os
roteadores da Cisco possuem um registro de configuração de 16 bits. Este número binário de
16 bits pode ser representado como número hexadecimal de quatro dígitos. Por exemplo,
0010000100000010 em binário equivale a 2102 em hex. A palavra hexadecimal é
frequentemente abreviada como 0x quando utilizada com um valor, conforme aparece com o
número acima: 0x2102.
Igualmente aos sistemas binário e decimal, o sistema hexadecimal baseia-se na utilização de
símbolos, potências e posições. Os símbolos usados pelo sistema hex são 0 a 9, e A, B, C, D,
E, e F.
Todas as combinações possíveis de quatro dígitos binários podem ser representadas por um
só símbolo hexadecimal. Estes valores requerem entretanto, um ou dois simbolos decimais.
Dois digitos hexadecimais podem representar eficientemente qualquer combinação de oito
digitos binários. A representação decimal de um número binário de 8 bits irão requerer dois ou
três digitos decimais. Uma vez que um digito hexadecimal sempre representa 4 digitos binários,
simbolos hexadecimais são mais fáceis de utilizar que simbolos decimais ao operar com
números binários muito grandes. O uso da representação hexadecimal também reduz a
confusão na leitura de números binários muito grandes e a quantidade de espaço normalmente
utilizado para gravar números binários. Lembre que a representação 0x pode ser utilizada para
indicar um número hexadecimal. O número hexadecimal 5D pode ser escrito como 0x5D.
Para converter de hex em binário, simplesmente expanda cada dígito hex ao seu equivalente
binário de quatro bits
1.2.9 A lógica booleana ou binária
A lógica booleana baseia-se em circuitos digitais que aceitam uma ou duas voltagens de
entrada. Com base na voltagem de entrada, é gerada uma voltagem de saída. Para os fins dos
computadores, a diferença de voltagem é associada como dois estados, ligado ou desligado.
Por sua vez, estes dois estados são associados como 1 ou 0, equivalentes aos dois dígitos do
sistema numérico binário.
A lógica booleana é uma lógica binária que permite a comparação de dois números e a
geração de uma escolha baseada nos dois números. Estas escolhas são as operações lógicas
AND, OR e NOT. Com a exceção do NOT, as operações booleanas têm a mesma função.
Aceitam dois números, a saber, 1 ou 0, e geram um resultado baseado na regra lógica.

13
A operação NOT examina qualquer valor apresentado, 0 ou 1, e o inverte. O um se torna zero
e o zero se torna um. Lembre-se que as portas lógicas são dispositivos eletrônicos criados
especificamente para este fim. A regra lógica que seguem é que qualquer que seja a entrada, a
saída será o contrário.
A operação AND aceita dois valores de entrada. Se ambos os valores forem 1, a porta lógica
gera uma saída de 1. Caso contrário, gera uma saída de 0. Existem quatro combinações de
valores de entrada. Três destas combinações geram 0, e uma combinação gera 1.
A operação OR também aceita dois valores de entrada. Se pelo menos um dos valores de
entrada for 1, o valor de saída será 1. Mais uma vez, existem quatro combinações de valores
de entrada. Desta vez, três das combinações geram uma saída de 1 e a quarta gera uma saída
de 0.
As duas operações de redes que utilizam a lógica booleana são máscaras de sub-rede e as
máscaras coringa. As operações de máscara oferecem uma maneira de filtrar endereços. Os
endereços identificam os dispositivos na rede, permitindo que os endereços sejam agrupados
ou controlados por outras operações da rede. Estas funções serão explicadas em maiores
detalhes mais adiante no currículo.
1.2.10 Endereços IP e máscaras da rede
Os endereços binários de 32 bits utilizados na Internet são denominados endereços IP (Internet
Protocol). A relação entre os endereços IP e as máscaras da rede será considerada nesta
seção.
Quando os endereços IP são designados a computadores, alguns dos bits à esquerda do
número IP de 32 bits representam uma rede. O número de bits designados depende da classe
do endereço. Os bits restantes do endereço IP de 32 bits identificam um computador em
particular na rede. Um computador é identificado como "host". O endereço IP de um
computador consiste em uma parte para uma rede e outra parte para um host que juntos
representam um computador em particular em uma rede em particular.
Para informar um computador sobre como o endereço IP de 32 bits foi dividido, é utilizado um
segundo número de 32 bits, denominado máscara de sub-rede. Esta máscara é um gabarito
que indica como o endereço IP deve ser interpretado, identificando quantos dos bits são

14
utilizados para identificar a rede do computador. A máscara de sub-rede preenche
seqüencialmente os 1s do lado esquerdo da máscara. Uma máscara de sub-rede será
totalmente constituída de 1s até que seja identificado o endereço da rede e em seguida será
constituída totalmente de 0s daquele ponto até o bit mais à direita da máscara. Os bits na
máscara de sub-rede com valor de 0 identificam o computador ou host naquela rede. Alguns
exemplos de máscaras de sub-rede são:
11111111000000000000000000000000 escrito em decimal pontuado como 255.0.0.0
ou
11111111111111110000000000000000 escrito em decimal pontuado como 255.255.0.0
No primeiro exemplo, os primeiros oito bits da esquerda representam a porção do endereço da
rede, e os últimos 24 bits representam a porção do endereço do host. No segundo exemplo, os
primeiros 16 bits representam a porção do endereço da rede, e os últimos 16 bits representam
a porção do endereço do host.
A conversão do endereço IP 10.34.23.134 em binário resultaria em:
00001010.00100010.00010111.10000110
A operação booleana AND sobre o endereço IP 10.34.23.134 junto com a máscara de sub-rede
255.0.0.0 produz o endereço de rede deste host:
00001010.00100010.00010111.10000110
11111111.00000000.00000000.00000000
00001010.00000000.00000000.00000000
00001010.00100010.00010111.10000110
11111111.11111111.00000000.00000000
00001010.00100010.00000000.00000000
Ao converter o resultado em decimal pontuado, 10.0.0.0 será a parte do endereço IP
correspondente à rede, ao utilizar a máscara 255.0.0.0.
A operação booleana AND sobre o endereço IP 10.34.23.134 junto com a máscara de sub-rede
255.255.0.0 produz o endereço de rede deste host:
Ao converter o resultado em decimal pontuado, 10.34.0.0 será a parte do endereço IP
correspondente à rede, ao utilizar a máscara 255.255.0.0.
Esta é uma breve ilustração do efeito que tem uma máscara de rede sobre um endereço IP. A
importância das máscaras se tornará muito mais óbvia ao trabalharmos mais com os
endereços IP. Para o momento, é só importante que o conceito de máscaras seja entendido.

15
Resumo
Deve ter sido obtido um entendimento dos seguintes conceitos importantes:
• A conexão física que precisa ser realizada para que um computador seja conectado à
Internet
• Os principais componentes de um computador
• A instalação e resolução de problemas de placas de rede e/ou de modems
• Os procedimentos básicos para testar a conexão à Internet
• A seleção e configuração de um navegador Web
• O sistema numérico Base 2
• A conversão de números binários em decimais
• O sistema numérico hexadecimal
• A representação binária de endereços IP e máscaras de redes
• A representação decimal de endereços IP e máscaras de redes

16
CAPITULO 02 – Conceitos Básicos de Rede
Visão Geral
A largura de banda é um componente crucial de redes. A largura de banda é uma das decisões
mais importantes a serem tomadas quando da criação de uma rede. Este módulo estuda a
importância da largura de banda, explica como é calculada e como é medida.
As funções de rede são descritas utilizando-se modelos em camadas. Este módulo cobre os
dois modelos mais importantes, que são o modelo Open System Interconnection (OSI) e o
modelo Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). O módulo apresenta também
as diferenças e similaridades entre os dois modelos.
Além disso, este módulo apresenta uma breve história sobre redes. Ele descreve também os
dispositivos de rede, assim como cabeamento, e as disposições físicas e lógicas. Este módulo
também define e compara LANs, MANs, WANs, SANs, e VPNs.
Os alunos, ao concluírem este módulo, deverão poder:
• Explicar a importância da largura de banda em redes.
• Usar uma analogia a partir de sua experiência para explicar a largura de banda.
• Identificar bps, Kbps, Mbps, e Gbps como sendo unidades de largura de banda.
• Explicar a diferença entre largura de banda e throughput.
• Calcular as taxas de transferência de dados.
• Explicar por que são usados os modelos em camadas para descrever a comunicação
de dados.
• Explicar o desenvolvimento do modelo Open System Interconnection (OSI).
• Listar as vantagens de uma abordagem de camadas.
• Identificar cada uma das sete camadas do modelo OSI.
• Identificar as quatro camadas do modelo TCP/IP.
• Descrever as similaridades e diferenças entre os dois modelos.
• Explicar rapidamente a história das redes.
• Identificar os dispositivos usados nas redes.
• Entender a função dos protocolos nas redes.
• Definir LAN, WAN, MAN, e SAN.
• Explicar VPNs e suas vantagens.
• Descrever as diferenças entre intranets e extranets.
2.1 Terminologia de Redes
2.1.1 Redes de dados
As redes de dados foram desenvolvidas como um resultado dos aplicativos empresariais que
foram escritos para microcomputadores. Naquela época os microcomputadores não eram
conectados da mesma maneira que os terminais de computadores mainframe, portanto não
havia uma maneira eficiente de compartilhar dados entre vários microcomputadores. Tornou-se
óbvio que o compartilhamento de dados através da utilização de disquetes não era uma
maneira eficiente e econômica de se administrar empresas. Os "Sneakernets", como este
compartilhamento era chamado, criavam várias cópias dos dados. Cada vez que um arquivo
era modificado ele teria que ser compartilhado novamente com todas as outras pessoas que
precisavam daquele arquivo. Se duas pessoas modificavam o arquivo e depois tentavam
compartilhá-lo, um dos conjuntos de modificações era perdido. As empresas precisavam de
uma solução que respondesse satisfatoriamente às três questões abaixo:
• Como evitar a duplicação de equipamentos e recursos
• Como se comunicar eficazmente
• Como configurar e gerenciar uma rede

17
As empresas perceberam que a tecnologia de rede aumentaria a produtividade enquanto lhes
economizaria dinheiro. Novas redes foram sendo criadas ou expandidas tão rapidamente
quanto surgiam novos produtos e tecnologias de rede. As redes no início dos anos 80, houve
uma grande expansão no uso de redes, apesar da desorganização na primeira fase de
desenvolvimento.
No início dos anos 80, as tecnologias de rede que surgiram tinham sido criadas usando
diferentes implementações de hardware e software. Cada empresa que criava hardware e
software para redes usava seus próprios padrões. Estes padrões individuais eram
desenvolvidos devido à competição com outras companhias. Conseqüentemente, muitas das
novas tecnologias de rede eram incompatíveis umas com as outras. Tornou-se cada vez mais
difícil para as redes que usavam especificações diferentes se comunicarem entre si.
Freqüentemente era necessário que o equipamento antigo de rede fosse removido para que
fosse implementado o novo equipamento.
Uma das primeiras soluções foi a criação de padrões de redes locais (LAN). Já que os padrões
de redes locais ofereciam um conjunto aberto de diretrizes para a criação de hardware e
software de rede, equipamentos de diferentes companhias poderiam então tornar-se
compatíveis. Isto permitiu estabilidade na implementação de redes locais.
Em um sistema de rede local, cada departamento da empresa é uma espécie de ilha
eletrônica. À medida que o uso do computador nas empresas cresceu, logo se percebeu que
até mesmo as redes locais não eram o suficiente.
Era necessário um modo de mover informações de maneira rápida e eficiente, não só dentro
da empresa, mas também de uma empresa para outra. A solução, então, foi a criação de redes
de áreas metropolitanas (MANs) e de redes de longa distância (WANs). Como as WANs
podiam conectar as redes usuárias dentro de grandes áreas geográficas, elas tornaram
possível a comunicação entre empresas ao longo de grandes distâncias. Figura resume os
tamanhos relativos de redes locais e WANs.
2.1.2 História das Redes
A história das redes de computador é complexa. Ela envolveu pessoas do mundo inteiro nos
últimos 35 anos. Apresentamos aqui uma visão simplificada de como evoluiu a Internet. Os
processos de invenção e comercialização são muito mais complicados, mas pode ser útil
examinar o desenvolvimento fundamental.
Nos anos 40, os computadores eram enormes dispositivos eletromecânicos propensos a
falhas. Em 1947, a invenção de um transistor semicondutor criou várias possibilidades para a
fabricação de computadores menores e mais confiáveis. Nos anos 50, os mainframes, que
eram acionados por programas em cartões perfurados, começaram a ser usados por grandes
instituições. No final dos anos 50, foi inventado o circuito integrado, que combinava vários,
depois muitos e agora combina milhões de transistores em uma pequena peça de
semicondutor. Durante os anos 60, o uso de mainframes com terminais era bastante comuns
assim como os circuitos integrados eram largamente utilizados.
No final dos anos 60 e 70, surgiram computadores menores, chamados de minicomputadores.
No entanto, estes minicomputadores eram ainda muito grandes para os padrões modernos. Em
1977, a Apple Computer Company apresentou o microcomputador, também conhecido como
computador pessoal. Em 1981 a IBM apresentou o seu primeiro computador pessoal. O Mac
amigável, o IBM PC de arquitetura aberta e a maior micro-miniaturização dos circuitos
integrados conduziram à difusão do uso de computadores pessoais nas casas e nos
escritórios.
Em meados dos anos 80, os usuários com computadores stand alone começaram a
compartilhar dados usando modems para fazer conexão a outros computadores. Era conhecido
como comunicação ponto-a-ponto ou dial-up. Este conceito se expandiu com a utilização de

18
computadores que operavam como o ponto central de comunicação em uma conexão dial-up.
Estes computadores eram chamados de bulletin boards (BBS). Os usuários faziam a conexão
aos BBSs, onde deixavam ou pegavam mensagens, assim como faziam upload e download de
arquivos. A desvantagem deste tipo de sistema era que havia pouquíssima comunicação direta
entre usuários e apenas com aqueles que conheciam o BBS. Uma outra limitação era que o
computador de BBS precisava de um modem para cada conexão. Se cinco pessoas quisessem
se conectar simultaneamente, seria necessário ter cinco modems conectados a cinco linhas
telefônicas separadas. Conforme foi crescendo o número de pessoas desejando usar o
sistema, este não foi capaz de atender às exigências. Por exemplo, imagine se 500 pessoas
quisessem fazer a conexão ao mesmo tempo. Tendo início nos anos 60 e continuando pelos
anos 70, 80 e 90, o Departamento de Defesa americano (DoD) desenvolveu grandes e
confiáveis redes de longa distância (WANs) por razões militares e científicas. Esta tecnologia
era diferente da comunicação ponto-a-ponto usada nos quadros de aviso. Ela permitia que
vários computadores se interconectassem usando vários caminhos diferentes. A própria rede
determinaria como mover os dados de um computador para outro. Em vez de poder comunicar
com apenas um outro computador de cada vez, muitos computadores podiam ser conectados
usando a mesma conexão. A WAN do DoD com o tempo veio a se tornar a Internet
2.1.3 Dispositivos de rede
Os equipamentos que se conectam diretamente a um segmento de rede são chamados de
dispositivos. Estes dispositivos são divididos em duas classificações. A primeira classificação é
de dispositivos de usuário final. Os dispositivos de usuário final incluem computadores,
impressoras, scanners e outros dispositivos que fornecem serviços diretamente ao usuário. A
segunda classificação é de dispositivos de rede. Dispositivos de rede incluem todos os
dispositivos que fazem a interconexão de todos os dispositivos do usuário final permitindo que
se comuniquem.
Os dispositivos de usuário final que fornecem aos usuários uma conexão à rede são também
conhecidos como hosts. Estes dispositivos permitem que os usuários compartilhem, criem e
obtenham informações. Os hosts podem existir sem uma rede, porém, sem a rede, suas
capacidades são muito limitadas. Os hosts são fisicamente conectados aos meios de rede
usando uma placa de rede (NIC). Eles usam esta conexão para realizar as tarefas de enviar de
e-mails, imprimir relatórios, digitalizar imagens ou acessar bancos de dados. Uma placa de
rede é uma placa de circuito impresso que cabe no slot de expansão de um barramento em
uma placa-mãe do computador, ou pode ser um dispositivo periférico. É também chamada
adaptador de rede. As placas de rede dos computadores laptop ou notebook geralmente são
do tamanho de uma placa PCMCIA. Cada placa de rede individual transporta um indentificador
exclusivo, denominado endereço de Controle de Acesso ao Meio (MAC - Media Access
Control). Este endereço é usado para controlar as comunicações de dados do host na rede.
Maiores detalhes sobre endereços MAC serão fornecidos mais adiante. Como o nome sugere,
a placa de rede controla o acesso do host ao meio.
Não existem símbolos padronizados para representar na indústria de rede os dispositivos de
usuário final. Eles apresentam uma aparência semelhante aos dispositivos verdadeiros para
permitir um reconhecimento rápido.
Os dispositivos de rede proporcionam transporte para os dados que precisam ser transferidos
entre os dispositivos de usuário final. Os dispositivos de rede proporcionam extensão de
conexões de cabos, concentração de conexões, conversão de formatos de dados, e
gerenciamento de transferência de dados. Exemplos de dispositivos que realizam estas
funções são: repetidores, hubs, bridges, switches e roteadores. Todos os dispositivos de rede
mencionados aqui serão explicados em maiores detalhes mais adiante neste curso. Para o
momento, será fornecida uma breve visão geral dos dispositivos de rede.
Um repetidor é um dispositivo de rede usado para regenerar um sinal. Os repetidores
regeneram os sinais analógicos e digitais que foram distorcidos por perdas na transmissão
devido à atenuação. Um repetidor não realiza decisões inteligentes sobre o encaminhamento
de pacotes como um roteador ou bridge.

19
Os hubs concentram conexões. Em outras palavras, juntam um grupo de hosts e permitem que
a rede os veja como uma única unidade. Isto é feito passivamente, sem qualquer outro efeito
na transmissão dos dados. Os hubs ativos não só concentram hosts, como também regeneram
sinais.
As bridges, ou pontes, convertem os formatos de dados transmitidos na rede assim como
realizam gerenciamento básico de transmissão de dados. As bridges, como o próprio nome
indica, proporcionam conexões entre redes locais. As bridges não só fazem conexões entre
redes locais, como também verificam os dados para determinar se devem ou não cruzar a
bridge. Isto faz com que cada parte da rede seja mais eficiente.
Os switches de grupos de trabalho (Workgroup switches) adicionam mais inteligência ao
gerenciamento da transferência de dados. Eles não só podem determinar se os dados devem
ou não permanecer em uma rede local, mas como também podem transferir os dados somente
para a conexão que necessita daqueles dados. Outra diferença entre uma bridge e um switch é
que um switch não converte os formatos dos dados transmitidos.
Os roteadores possuem todas as capacidades listadas acima. Os roteadores podem regenerar
sinais, concentrar conexões múltiplas, converter formatos dos dados transmitidos, e gerenciar
as transferências de dados. Eles também podem ser conectados a uma WAN, que lhes permite
conectar redes locais que estão separadas por longas distâncias. Nenhum outro dispositivo
pode prover este tipo de conexão
2.1.4 Topologias de rede
Topologias de rede definem a estrutura da rede. Uma parte da definição de topologia é a
topologia física, que é o layout efetivo dos fios ou meios físicos.
A outra parte é a topologia lógica, que define como os meios físicos são acessados pelos hosts
para o envio de dados. As topologias físicas que são comumente usadas são as seguintes:
• Uma 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.

20
• 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.
A topologia lógica de uma rede 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 topologia de broadcast simplesmente significa que cada host envia seus dados a todos os
outros hosts conectados ao meio físico da rede. Não existe uma ordem que deve ser seguida
pelas estações para usar a rede. A ordem é: primeiro a chegar, primeiro a usar. A Ethernet
funciona desta maneira conforme será explicado mais tarde neste curso.
A segunda topologia lógica é a passagem de token. A passagem de token controla o acesso à
rede, passando um token eletrônico seqüencialmente para cada host. Quando um host recebe
o token, significa que esse host pode enviar dados na rede. Se o host não tiver dados a serem
enviados, ele vai passar o token para o próximo host e o processo será repetido. Dois
exemplos de redes que usam passagem de token são: Token Ring e Fiber Distributed Data
Interface (FDDI). Uma variação do Token Ring e FDDI é Arcnet. Arcnet é passagem de token
em uma topologia de barramento.

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O diagrama na Figura mostra muitas topologias diferentes conectadas pelos dispositivos de
rede. Ele mostra uma rede local de complexidade moderada que é típica de uma escola ou de
uma pequena empresa. Ele tem muitos símbolos e representa muitos conceitos de rede que
vão levar tempo para serem aprendidos.
2.1.5 Protocolos de rede
Conjuntos de protocolos (protocol suites) são coleções de protocolos que permitem a
comunicação de um host para outro através da rede. Um protocolo é uma descrição formal de
um conjunto de regras e convenções que governam a maneira de comunicação entre os
dispositivos em uma rede. Os protocolos determinam o formato, temporização, seqüência, e
controle de erros na comunicação de dados. Sem os protocolos, o computador não pode criar
ou reconstruir o fluxo de bits recebido de outro computador no seu formato original.
Os protocolos controlam todos os aspectos de comunicação de dados, que incluem o seguinte:
• Como é construída a rede física
• Como os computadores são conectados à rede
• Como são formatados os dados para serem transmitidos
• Como são enviados os dados
• Como lidar com erros
Estas regras para redes são criadas e mantidas por diferentes organizações e comitês.
Incluídos nestes grupos estão: Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), American
National Standards Institute (ANSI), Telecommunications Industry Association (TIA), Electronic
Industries Alliance (EIA) e International Telecommunications Union (ITU), anteriormente
conhecida como Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique (CCITT).
2.1.6 Redes locais (LANs)
As redes locais consistem nos seguintes componentes:
• Computadores
• Placa de Interface de Rede
• Dispositivos periféricos
• Meios de rede
• Dispositivos de rede
Redes locais possibilitam que as empresas utilizem a tecnologia para o compartilhamento
eficiente de arquivos e impressoras locais, além de possibilitar a comunicação interna. Um bom
exemplo desta tecnologia é o e-mail. Elas unem dados, comunicações locais e equipamento de
computação.
Algumas tecnologias comuns à rede local são:
• Ethernet
• Token Ring
• FDDI
2.1.7 Redes de longa distância (WANs)
As WANs interconectam as redes locais, fornecendo então acesso a computadores ou
servidores de arquivos em outros locais. Como as WANs conectam redes de usuários dentro
de uma vasta área geográfica, elas permitem que as empresas se comuniquem ao longo de
grandes distâncias. Com a utilização de WANs torna-se possível que os computadores,
impressoras e outros dispositivos em uma rede local compartilhem e sejam compartilhados
com locais distantes. As WANs proporcionam comunicações instantâneas através de grandes

22
áreas geográficas. A capacidade de enviar uma mensagem instantânea (IM) para alguém em
qualquer lugar do mundo proporciona as mesmas capacidades de comunicação que
antigamente eram possíveis somente se as pessoas estivessem no mesmo escritório físico. O
software de colaboração proporciona acesso a informações em tempo real e recursos que
permitem a realização de reuniões remotamente, ao invés de pessoalmente. Redes de longa
distância criaram também uma nova classe de trabalhadores conhecidos como
telecomutadores, que são pessoas que nunca precisam sair de casa para ir trabalhar.
As WANs são projetadas para executar as seguintes ações:
• Operar em grandes áreas separadas geograficamente.
• Permitir que os usuários tenham capacidades de comunicação em tempo real com
outros usuários
• Proporcionar que recursos remotos estejam permanentemente conectados aos
serviços locais
• Proporcionar serviços de e-mail, World Wide Web, transferência de arquivos e e-
commerce
Algumas tecnologias comuns à WAN são:
• Modems
• Integrated Services Digital Network (ISDN)
• Digital Subscriber Line (DSL )
• Frame Relay
• Hierarquias digitais T (EUA) e E (Europa): T1, E1, T3, E3
• Synchronous Optical Network (SONET)
2.1.8 Redes de áreas metropolitanas (MANs)
Uma MAN é uma rede que abrange toda a área metropolitana como uma cidade ou área
suburbana. Uma MAN geralmente consiste em duas ou mais redes locais em uma mesma área
geográfica. Por exemplo, um banco com várias sucursais pode utilizar uma MAN. Tipicamente.
um provedor de serviços está acostumado a conectar dois ou mais sites de redes locais
usando linhas privadas de comunicação ou serviços óticos. É também possível criar uma MAN
usando uma tecnologia de bridge sem fio (wireless) emitindo sinais através de áreas públicas.
2.1.9 Storage-area networks (SANs)
Uma SAN é uma rede dedicada de alto desempenho, usada para transportar dados entre
servidores e recursos de armazenamento (storage). Por ser uma rede separada e dedicada,
ela evita qualquer conflito de tráfego entre clientes e servidores.
A tecnologia SAN permite a conectividade em alta velocidade de servidor-a-área de
armazenamento, de área de armazenamento-a-área de armazenamento ou de servidor-a-
servidor. Este método usa uma infra-estrutura de rede separada que alivia qualquer problema
associado à conectividade da rede existente.
SANs oferecem os seguintes recursos:
• Desempenho: SANs permitem um acesso simultâneo de disk arrays ou tape arrays
por dois ou mais servidores em alta velocidade, oferecendo um melhor desempenho do
sistema.
• Disponibilidade: SANs já incorporam uma tolerância contra desastres, já que
permitem o espelhamento de dados usando uma SAN a distâncias de até 10
quilômetros (6,2 milhas).

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• Escalabilidade: Como uma LAN/WAN, ela pode usar uma variedade de tecnologias.
Assim permitindo uma transferência fácil de dados de backup, operações, migração de
arquivos, e replicação de dados entre sistemas.
2.1.10 Virtual Private Network (VPN)
Uma VPN é uma rede particular que é construída dentro de uma infra-estrutura de rede pública
como a Internet global. Ao usar uma VPN, um telecomutador pode acessar a rede da matriz da
empresa através da Internet criando um túnel seguro entre o PC do telecomutador a um
roteador da VPN na matriz.
2.1.11 Vantagens das VPNs
Os produtos Cisco suportam a tecnologia VPN mais moderna. Uma VPN é um serviço que
oferece conectividade segura e confiável através de uma infra-estrutura de rede pública
compartilhada como a Internet. As VPNs mantêm as mesmas diretivas de segurança e
gerenciamento como uma rede particular. Elas apresentam o método mais econômico no
estabelecimento de uma conexão ponto-a-ponto entre usuários remotos e uma rede de clientes
empresariais.
Seguem abaixo os três tipos principais de VPNs:
• Access VPNs: Access VPNs proporcionam o acesso remoto para funcionários móveis
e para pequenos escritórios/escritórios domiciliares (SOHO) à Intranet ou Extranet da
matriz através de uma infra-estrutura compartilhada. Access VPNs utilizam tecnologias
analógicas, de discagem (dial-up), ISDN, DSL (digital subscriber line), IP móvel e de
cabo para fazerem a conexão segura dos usuários móveis, telecomutadores e filiais.
• Intranet VPNs: Intranet VPNs ligam os escritórios regionais e remotos à rede interna
da matriz através de uma infra-estrutura compartilhada com a utilização de conexões
dedicadas. Intranet VPNs diferem das Extranet VPNs dado que só permitem o acesso
aos funcionários da empresa.
• Extranet VPNs: Extranet VPNs ligam os associados empresariais à rede da matriz
através de uma infra-estrutura compartilhada com a utilização de conexões dedicadas.
Extranet VPNs diferem das Intranet VPNs dado que só permitem o acesso aos
usuários externos à empresa.
2.1.12 Intranets e extranets
Intranet é uma configuração comum de uma rede local. Os servidores Intranet da Web diferem
dos servidores públicos da Web dado que os públicos devem ter permissões e senhas corretas
para acessarem a Intranet de uma organização. Intranets são projetadas para permitir o acesso
somente de usuários que tenham privilégios de acesso à rede local interna da organização.
Dentro de uma Intranet, servidores Web são instalados na rede. A tecnologia do navegador
Web é usada como uma interface comum para acessar informações tais como dados ou
gráficos financeiros armazenadas em formato texto nesses servidores.
Extranets se referem aos aplicativos e serviços desenvolvidos para a Intranet, e através de
acesso seguro têm seu uso estendido a usuários ou empresas externas. Geralmente este
acesso é realizado através de senhas, IDs dos usuários e outros meios de segurança ao nível
do aplicativo. Portanto, uma Extranet é uma extensão de duas ou mais estratégias da Intranet
com uma interação segura entre empresas participantes e suas respectivas intranets
2.2 Largura de Banda

24
2.2.1 Importância da largura de banda
Largura de banda é definida como a quantidade de informações que flui através da conexão de
rede durante de um certo período de tempo. É extremamente importante entender o conceito
de largura de banda durante o estudo de redes devido às seguintes razões:
1. A largura de banda é finita.
Em outras palavras, independentemente dos meios usados para criar a rede, existem
limites na capacidade daquela rede de transportar informações. A largura de banda é
limitada por leis da física e pelas tecnologias usadas para colocar as informações nos
meios físicos. Por exemplo, a largura de banda de um modem convencional está
limitada a aproximadamente 56 Kbps pelas propriedades físicas dos fios de par
trançado da rede de telefonia e pela tecnologia do modem. Entretanto, as tecnologias
usadas pelo DSL também usam os mesmos fios de telefone de par trançado, e ainda
assim o DSL proporciona uma largura de banda muito maior do que a disponível com
modems convencionais. Assim, mesmo os limites impostos pelas leis da física são às
vezes difíceis de serem definidos. A fibra óptica possui o potencial físico de fornecer
largura de banda virtualmente sem limites. Mesmo assim, a largura de banda da fibra
óptica não pode ser completamente entendida até que as tecnologias sejam
desenvolvidas para aproveitar de todo o seu potencial.
2. Largura de banda não é grátis.
É possível comprar equipamentos para uma rede local que lhe oferecerá uma largura
de banda quase ilimitada durante um longo período de tempo. Para as conexões WAN
(wide-area network), é quase sempre necessário comprar largura de banda de um
provedor de serviços. Em qualquer caso, um entendimento de largura de banda e
mudanças na demanda de largura de banda durante certo período de tempo, poderá
oferecer a um indivíduo ou a uma empresa, uma grande economia de dinheiro. Um
gerente de redes precisa fazer as decisões corretas na compra dos tipos de
equipamentos e serviços.
3. A largura de banda é um fator importante na análise do desempenho da rede, na
criação de novas redes, e no entendimento da Internet.
Um profissional de rede precisa entender o grande impacto da largura de banda e do
throughput no desempenho e desenho de redes. As informações fluem como uma
seqüência de bits de computador a computador por todo o mundo. Esses bits
representam enormes quantidades de informações que fluem de um lado a outro
através do globo em segundos ou menos. De certa maneira, pode ser apropriado dizer
que a Internet é largura de banda.
4. A demanda por largura de banda está sempre crescendo.
Tão logo são criadas novas tecnologias de rede e infra-estruturas para fornecer maior
largura de banda, também são criados novos aplicativos para aproveitar da maior
capacidade. A transmissão, através da rede, de conteúdo rico em mídia, inclusive
vídeo e áudio streaming, exige quantidades enormes de largura de banda. Os sistemas
de telefonia IP agora são comumente instalados em lugar dos sistemas de voz
tradicionais, o que aumenta mais ainda a necessidade da largura de banda. O
profissional de rede eficiente deverá antecipar a necessidade de aumentar a largura de
banda e agir de acordo
2.2.2 O desktop
Largura de banda é definida como a quantidade de informações que flui através da conexão de
rede durante de um certo período de tempo. A idéia de que as informações fluem sugere duas
analogias que podem facilitar a visualização de largura de banda na rede. Já que se diz que
tanto a água como o tráfego fluem, considere as seguintes analogias:
1. A largura de banda é como o diâmetro de um cano.
Uma rede de canos traz água potável para residências e empresas e leva embora a
água do esgoto. Esta rede de água consiste em canos de vários diâmetros. Os canos
principais de água de uma cidade podem ter até dois metros de diâmetro, enquanto
que o cano para a torneira da cozinha pode ter apenas dois centímetros de diâmetro. O

25
diâmetro do cano determina a capacidade do cano levar água. Portanto, a água é
como os dados, e o diâmetro do cano é como a largura de banda. Muitos especialistas
em rede falam que precisam colocar canos maiores quando precisam aumentar a
capacidade de transmitir informações.
2. A largura de banda é como o número de pistas de uma rodovia.
Uma rede de estradas que atendem todas as cidades e municípios. As grandes
rodovias com muitas pistas são alimentadas por estradas menores com menos pistas.
Estas estradas podem conduzir a estradas menores e mais estreitas, que mais cedo ou
mais tarde chegam até a entrada da garagem das casas e das empresas. Quando
pouquíssimos carros utilizam o sistema de rodovias, cada veículo estará mais livre para
se locomover. Quando houver mais tráfego, os veículos se locomoverão mais
lentamente. Este é o caso, especialmente em estradas com menor número de pistas
para os carros se locomoverem. Mais cedo ou mais tarde, conforme o tráfego vai
aumentando no sistema rodoviário, até mesmo as rodovias com várias pistas se
tornam lentas e congestionadas. Uma rede de dados é bem semelhante ao sistema
rodoviário. Os pacotes de dados são comparáveis a automóveis, e a largura de banda
é comparável ao número de pistas na rodovia. Quando é visualizada a rede de dados
como um sistema rodoviário, torna-se mais fácil ver como as conexões de largura de
banda baixa podem causar um congestionamento através de toda a rede.
2.2.3 Medição
Nos sistemas digitais, a unidade básica de largura de banda é bits por segundo (bps). A largura
de banda é a medida da quantidade de informação que pode ser transferida de um lugar para o
outro em um determinado período de tempo, ou segundos. Apesar de que a largura de banda
pode ser descrita em bits por segundo, geralmente pode-se usar algum múltiplo de bits por
segundo. Em outras palavras, a largura de banda é tipicamente descrita como milhares de bits
por segundo (Kbps), milhões de bits por segundo (Mbps), bilhões de bits por segundo (Gbps) e
trilhões de bits per segundo (Tbps). Embora os termos largura de banda e velocidade sejam
freqüentemente confundidos, não são exatamente sinônimos. Pode-se dizer, por exemplo, que
uma conexão T3 a 45Mbps opera a uma velocidade mais alta que uma conexão T1 a
1,544Mbps. No entanto, se apenas uma pequena quantidade da sua capacidade de transmitir
dados estiver sendo usada, cada um desses tipos de conexão transportará os dados com
aproximadamente a mesma velocidade. Por exemplo, uma pequena quantidade de água fluirá
à mesma taxa através de um cano fino ou através de um grosso. Portanto, é mais adequado
dizer que uma conexão T3 tem uma largura de banda maior que uma conexão T1. A razão é
que a conexão T3 é capaz de transmitir mais informações durante o mesmo período de tempo
e não porque tem uma velocidade mais alta.
2.2.4 Limitações
A largura de banda varia dependendo do tipo dos meios físicos assim como das tecnologias de
rede local e WAN utilizadas. A física dos meios explica algumas das diferenças. Os sinais são
transmitidos através de fio de cobre de par trançado, de cabo coaxial, de fibra óptica e do ar.
As diferenças físicas na maneira com que os sinais são transmitidos resultam em limitações
fundamentais na capacidade de transporte de informações de um determinado meio. Porém, a
largura de banda real de uma rede é determinada pela combinação de meios físicos e das
tecnologias escolhidas para a sinalização e a detecção de sinais de rede.
Por exemplo, o entendimento atual da física do cabo de cobre de par trançado não blindado
(UTP) coloca o limite teórico da largura de banda acima de um gigabit por segundo (Gbps). No
entanto, na realidade, a largura de banda é determinada pela utilização de Ethernet 10BASE-T,
100BASE-TX, ou 1000BASE-TX. Em outras palavras, a largura de banda real é determinada
pelos métodos de sinalização, placas de rede (NICs), e outros itens de equipamento de rede
escolhidos. Conseqüentemente, a largura de banda não é somente determinada pelas
limitações dos meios físicos.

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2.2.5 Throughput
Largura de banda é a medição da quantidade de informações que podem ser transferidas
através da rede em certo período de tempo. Portanto, a quantidade de largura de banda
disponível é uma parte crítica da especificação da rede. Uma rede local típica poderá ser
confeccionada para fornecer 100 Mbps para cada estação de trabalho de mesa, mas isso não
quer dizer que cada usuário será capaz de transmitir centenas de megabits de dados através
da rede para cada segundo de uso. Isto só seria possível sob circunstâncias ideais. O conceito
de throughput poderá ajudar na explicação de como isto é possível.
O throughput se refere à largura de banda real medida, em uma hora do dia específica, usando
específicas rotas de Internet, e durante a transmissão de um conjunto específico de dados na
rede. Infelizmente, por muitas razões, o throughput é muito menor que a largura de banda
digital máxima possível do meio que está sendo usado. Abaixo seguem alguns dos fatores que
determinam o throughput:
• Dispositivos de interconexão
• Tipos de dados sendo transferidos
• Topologias de rede
• Número de usuários na rede
• Computador do usuário
• Computador servidor
• Condições de energia
A largura de banda teórica de uma rede é uma consideração importante na criação da rede,
pois a largura de banda de rede nunca será maior que os limites impostos pelos meios e pelas
tecnologias de rede escolhidas. No entanto, é também importante que o projetista e o
administrador de redes considerem os fatores que podem afetar o throughput real. Com a
medição constante do throughput, um administrador de redes ficará ciente das mudanças no
desempenho da rede e na mudança das necessidades dos usuários da rede. A rede poderá
então ser ajustada apropriadamente
2.2.6 Cálculo da transferência de dados
Geralmente os administradores e projetistas de redes são convidados a tomar decisões
relativas à largura de banda. Uma das decisões seria a de aumentar ou não o tamanho das
conexões de WAN para acomodar um novo banco de dados. Outra decisão seria se o
backbone atual da rede local tem ou não largura suficiente para um programa de treinamento
que utilize vídeo streaming. Nem sempre é fácil encontrar as respostas aos problemas como
esses, mas o melhor lugar por onde começar é com um simples cálculo de transferência de
dados.

27
Usando a fórmula tempo de transferência = tamanho do arquivo / largura de banda (T = S/BW)
permite que um administrador da rede faça uma estimativa de vários dos componentes
importantes do desempenho da rede. Se for conhecido o tamanho típico do arquivo para um
determinado aplicativo, a divisão do tamanho do arquivo pela largura de banda da rede resulta
em uma estimativa do tempo mais rápido no qual o arquivo pode ser transferido.
Devem ser considerados dois pontos importantes ao fazer estes cálculos.
• O resultado é apenas uma estimativa, pois o tamanho do arquivo não inclui qualquer
encargo adicionado pela encapsulação.
• É provável que o resultado seja um tempo de transferência na melhor das hipóteses,
pois a largura de banda disponível nem sempre está a um máximo teórico para o tipo
de rede utilizada. Uma estimativa mais precisa poderá ser obtida se o throughput for
substituído pela largura de banda na equação.
Apesar dos cálculos da transferência de dados serem bem simples, deve-se ter cuidado para
usar as mesmas unidades por toda a equação. Em outras palavras, se a largura de banda for
medida em megabits por segundo (Mbps), o tamanho do arquivo deverá ser em megabits (Mb),
e não megabytes (MB). Já que os tamanhos de arquivos são tipicamente dados em
megabytes, talvez seja necessário multiplicar por oito o número de megabytes para convertê-
los em megabits.
Tente responder a seguinte pergunta, usando a fórmula T=S/BW. Não se esqueça de converter
as unidades de medição conforme o necessário.
O que levaria menos tempo, enviar o conteúdo de um disquete (1,44 MB) cheio de dados por
uma linha ISDN ou enviar o conteúdo de um disco rígido de 10 GB cheio de dados por uma
linha OC-48?
2.2.7 Digital versus analógico
Até recentemente, as transmissões de rádio, televisão e telefone têm sido enviadas através do
ar e através de fios usando ondas eletromagnéticas. Essas ondas são denominadas analógicas
pois têm as mesmas formas das ondas de luz e de som que são produzidas pelos
transmissores. Conforme as ondas de luz e de som mudam de tamanho e forma, o sinal
elétrico que transporta a transmissão muda proporcionalmente. Em outras palavras, as ondas
eletromagnéticas são análogas às ondas de luz e de som.
A largura de banda analógica é medida de acordo com o quanto do espectro eletromagnético é
ocupado por cada sinal. A unidade básica da largura de banda analógica é hertz (Hz), ou ciclos
por segundo. Tipicamente, os múltiplos desta unidade básica da largura de banda são usados,
da mesma maneira que a largura de banda digital. As unidades de medição mais comumente
usadas são kilohertz (KHz), megahertz (MHz), e gigahertz (GHz). Estas são as unidades que
se usa para descrever as freqüências de telefones sem fio, que geralmente operam a 900 MHz

28
ou 2,4 GHz. Estas são também as unidades que se usa para descrever as freqüências de
redes sem fio (wireless) de 802.11a e 802.11b, que operam a 5 GHz e 2,4 GHz.
Já que os sinais analógicos são capazes de transportar uma variedade de informações, eles
possuem algumas desvantagens significativas ao serem comparados às transmissões digitais.
O sinal de vídeo analógico que requer uma ampla gama de freqüências para a transmissão não
pode ser comprimido para caber dentro de uma banda mais estreita. Portanto, se por acaso
não estiver disponível a largura de banda analógica, o sinal não poderá ser enviado.
Na sinalização digital, todas as informações são transmitidas como bits, independentemente do
tipo de informações. Voz, vídeo e dados todos se tornam fluxo de bits quando são preparados
para a transmissão através de meios digitais. Este tipo de transmissão proporciona uma
vantagem muito importante da largura de banda digital sobre a largura de banda analógica.
Podem ser enviadas quantidades ilimitadas de informações através do canal digital que tenha a
menor ou mais baixa largura de banda. Independentemente do tempo que a informação digital
leva para chegar ao seu destino e ser reagrupada, ela pode ser vista, ouvida, lida ou
processada na sua forma original.
É muito importante entender as diferenças e semelhanças entre a largura de banda analógica e
digital. Os dois tipos de largura de banda são fáceis de serem encontrados no campo da
tecnologia da informática. Porém, em função deste curso se preocupar primariamente com
redes digitais, o termo ‘largura de banda’ se refere a largura de banda digital.
2.3 Modelos de Redes
2.3.1 Usando camadas para analisar problemas em um fluxo de materiais
O conceito de camadas é usado para descrever como ocorre a comunicação de um
computador para outro. A Figura mostra um conjunto de questões que são relacionadas ao
fluxo, que é definido como um movimento de objetos físicos ou lógicos através de um sistema.
Estas questões mostram como o conceito de camadas ajuda na descrição dos detalhes do
processo de fluxo. Este processo pode ser associado a qualquer tipo de fluxo, de um fluxo de
tráfego em um sistema rodoviário até o fluxo de dados através de uma rede. A Figura mostra
vários exemplos de fluxo e maneiras em que o fluxo de informações pode ser decomposto em
detalhes ou camadas.
Uma conversação entre duas pessoas apresenta uma boa oportunidade para usar uma
abordagem de camadas para analisar o fluxo de informações. Em uma conversação, cada
pessoa que deseja comunicar-se começa por criar uma idéia. Em seguida deve-se tomar uma
decisão de como comunicar a idéia de maneira correta. Por exemplo, uma pessoa poderia
decidir falar, cantar ou gritar, e qual idioma usar. Finalmente a idéia seria entregue. Por
exemplo, a pessoa cria o som que transporta a mensagem.

29
Este processo pode ser dividido em camadas separadas que podem ser aplicadas a todas as
conversações. A camada superior é a idéia que será comunicada. A camada do meio é a
decisão de como será comunicada a idéia. A camada inferior é a criação do som para
transportar a comunicação.
O mesmo método de dividir uma tarefa em camadas explica como uma rede de computador
distribui informações a partir de uma fonte até o seu destino. Quando os computadores enviam
informações através de redes, todas as comunicações têm origem na fonte e depois trafegam
até um destino.
A informação que navega pela rede é geralmente conhecida como dados ou um pacote. Um
pacote é uma unidade de informações logicamente agrupadas que se desloca entre sistemas
de computadores. Conforme os dados são passados entre as camadas, cada camada
acrescenta informações adicionais que possibilitam uma comunicação efetiva com a camada
correspondente no outro computador.
Os modelos OSI e TCP/IP possuem camadas que explicam como os dados são comunicados
desde um computador para outro. Os modelos diferem no número e função das camadas.
Entretanto, cada modelo pode ser usado para ajudar na descrição e fornecimento de detalhes
sobre o fluxo de informação desde uma fonte até um destino.
2.3.2 Usando camadas para descrever a comunicação de dados
Para que os pacotes de dados trafeguem de uma origem até um destino, através de uma rede,
é importante que todos os dispositivos da rede usem a mesma linguagem, ou protocolo. Um
protocolo é um conjunto de regras que tornam mais eficiente a comunicação em uma rede. Por
exemplo, ao pilotarem um avião, os pilotos obedecem a regras muito específicas de
comunicação com outros aviões e com o controle de tráfego aéreo.
Um protocolo de comunicações de dados é um conjunto de regras, ou um acordo, que
determina o formato e a transmissão de dados.
A Camada 4 no computador de origem comunica com a Camada 4 no computador de destino.
As regras e convenções usadas para esta camada são conhecidas como protocolos de
Camada 4. É importante lembrar-se de que os protocolos preparam dados de uma maneira
linear. Um protocolo em uma camada realiza certos conjuntos de operações nos dados ao
preparar os dados que serão enviados através da rede. Em seguida os dados são passados
para a próxima camada onde outro protocolo realiza um conjunto diferente de operações.
Uma vez enviado o pacote até o destino, os protocolos desfazem a construção do pacote que
foi feito no lado da fonte. Isto é feito na ordem inversa. Os protocolos para cada camada no
destino devolvem as informações na sua forma original, para que o aplicativo possa ler os
dados corretamente.
2.3.3 Modelo OSI
O início do desenvolvimento de redes era desorganizado em várias maneiras. No início da
década de 80 houve um grande aumento na quantidade e no tamanho das redes. À medida
que as empresas percebiam as vantagens da utilização da tecnologia de redes, novas redes
eram criadas ou expandidas tão rapidamente quanto eram apresentadas novas tecnologias de
rede.

30
Lá pelos meados de 1980, essas empresas começaram a sentir os problemas causados pela
rápida expansão. Assim como pessoas que não falam o mesmo idioma têm dificuldade na
comunicação entre si, era difícil para as redes que usavam diferentes especificações e
implementações trocarem informações. O mesmo problema ocorreu com as empresas que
desenvolveram tecnologias de rede proprietária ou particular. Proprietário significa que uma
empresa ou um pequeno grupo de empresas controla todos os usos da tecnologia. As
tecnologias de rede que seguiam estritamente as regras proprietárias não podiam comunicar-
se com tecnologias que seguiam diferentes regras proprietárias.
Para tratar dos problemas de incompatibilidade entre as redes, a International Organization for
Standardization (ISO) realizou uma pesquisa nos modelos de redes como Digital Equipment
Corporation net (DECnet), Systems Network Architecture (SNA) e TCP/IP a fim de encontrar
um conjunto de regras aplicáveis a todas as redes. Com o resultado desta pesquisa, a ISO
criou um modelo de rede que ajuda os fabricantes na criação de redes que são compatíveis
com outras redes.
O modelo de referência da Open System Interconnection (OSI) lançado em 1984 foi o modelo
descritivo de rede que foi criado pela ISO. Ele proporcionou aos fabricantes um conjunto de
padrões que garantiam uma maior compatibilidade e interoperabilidade entre as várias
tecnologias de rede produzidas pelas companhias ao redor do mundo.
O modelo de referência OSI é o modelo fundamental para comunicações em rede. Apesar de
existirem outros modelos, a maioria dos fabricantes de redes relaciona seus produtos ao
modelo de referência OSI. Isto é especialmente verdade quando querem educar os usuários na
utilização de seus produtos. Eles o consideram a melhor ferramenta disponível para ensinar às
pessoas a enviar e receber dados através de uma rede
2.3.4 Camadas OSI
O modelo de referência OSI é uma estrutura que você pode usar para entender como as
informações trafegam através de uma rede. O modelo de referência OSI explica como os
pacotes trafegam através de várias camadas para outro dispositivo em uma rede, mesmo que
a origem e o destino tenham diferentes tipos de meios físicos de rede.
No modelo de referência OSI, existem sete camadas numeradas e cada uma ilustra uma
função particular da rede. – Dividir a rede nessas sete camadas oferece as seguintes
vantagens:
• Decompõe as comunicações de rede em partes menores e mais simples.

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• Padroniza os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o suporte por
parte de vários fabricantes.
• Possibilita a comunicação entre tipos diferentes de hardware e de software de rede
para que possam comunicar entre si.
• Evita que as mudanças em uma camada afetem outras camadas.
• Decompõe as comunicações de rede em partes menores, facilitando sua
aprendizagem e compreensão.
2.3.5 Comunicação ponto-a-ponto
Para que os pacotes de dados trafeguem da origem para o destino, cada camada do modelo
OSI na origem deve se comunicar com sua camada par no destino. Essa forma de
comunicação é chamada ponto-a-ponto. Durante este processo, os protocolos de cada camada
trocam informações, denominadas unidades de dados de protocolo (PDUs). Cada camada de
comunicação no computador de origem se comunica com uma PDU específica da camada, e
com a sua camada correspondente no computador de destino.
Pacotes de dados em uma rede são originados em uma origem e depois trafegam até um
destino. Cada camada depende da função de serviço da camada OSI abaixo dela. Para
fornecer esse serviço, a camada inferior usa o encapsulamento para colocar a PDU da camada
superior no seu campo de dados; depois, adiciona os cabeçalhos e trailers que a camada
precisa para executar sua função. A seguir, enquanto os dados descem pelas camadas do
modelo OSI, novos cabeçalhos e trailers são adicionados. Depois que as Camadas 7, 6 e 5
tiverem adicionado suas informações, a Camada 4 adiciona mais informações. Esse
agrupamento de dados, a PDU da Camada 4, é chamado segmento.

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A camada de rede, fornece um serviço à camada de transporte, e a camada de transporte
apresenta os dados ao subsistema da internetwork. A camada de rede tem a tarefa de mover
os dados através da internetwork. Ela efetua essa tarefa encapsulando os dados e anexando
um cabeçalho, criando um pacote (a PDU da Camada 3). O cabeçalho tem as informações
necessárias para completar a transferência, como os endereços lógicos da origem e do
destino.
A camada de enlace de dados fornece um serviço à camada de rede. Ela faz o
encapsulamento das informações da camada de rede em um diagrama (a PDU da Camada 2).
O cabeçalho do quadro contém informações (por exemplo, endereços físicos) necessárias para
completar as funções de enlace de dados. A camada de enlace fornece um serviço à camada
de rede encapsulando as informações da camada de rede em um quadro.
A camada física também fornece um serviço à camada de enlace. A camada física codifica o
quadro de enlace de dados em um padrão de 1s e 0s (bits) para a transmissão no meio
(geralmente um cabo) na Camada 1.
2.3.6 Modelo TCP/IP
O padrão histórico e técnico da Internet é o modelo TCP/IP. O Departamento de Defesa dos
Estados Unidos (DoD) desenvolveu o modelo de referência TCP/IP porque queria uma rede
que pudesse sobreviver a qualquer condição, mesmo a uma guerra nuclear. Em um mundo
conectado por diferentes tipos de meios de comunicação como fios de cobre, microondas,
fibras ópticas e links de satélite, o DoD queria a transmissão de pacotes a qualquer hora e em
qualquer condição. Este problema de projeto extremamente difícil originou a criação do modelo
TCP/IP.
Ao contrário das tecnologias de rede proprietárias mencionadas anteriormente, o TCP/IP foi
projetado como um padrão aberto. Isto queria dizer que qualquer pessoa tinha a liberdade de
usar o TCP/IP. Isto ajudou muito no rápido desenvolvimento do TCP/IP como padrão.
O modelo TCP/IP tem as seguintes quatro camadas:
• A camada de Aplicação
• A camada de Transporte
• A camada de Internet.
• A camada de acesso à rede
Embora algumas das camadas no modelo TCP/IP tenham os mesmos nomes das camadas no
modelo OSI, as camadas dos dois modelos não correspondem exatamente. Mais notadamente,
a camada de aplicação tem diferentes funções em cada modelo.
Os projetistas do TCP/IP decidiram que os protocolos de mais alto nível deviam incluir os
detalhes da camada de sessão e de apresentação do OSI. Eles simplesmente criaram uma
camada de aplicação que trata de questões de representação, codificação e controle de
diálogo.
A camada de transporte lida com questões de qualidade de serviços de confiabilidade, controle
de fluxo e correção de erros. Um de seus protocolos, o Transmission Control Protocol (TCP),
fornece formas excelentes e flexíveis de se desenvolver comunicações de rede confiáveis com
baixa taxa de erros e bom fluxo.
O TCP é um protocolo orientado a conexões. Ele mantém um diálogo entre a origem e o
destino enquanto empacota informações da camada de aplicação em unidades chamadas
segmentos. O termo orientado a conexões não quer dizer que existe um circuito entre os
computadores que se comunicam. Significa que segmentos da Camada 4 trafegam entre dois
hosts para confirmar que a conexão existe logicamente durante um certo período.

33
O propósito da camada de Internet é dividir os segmentos TCP em pacotes e enviá-los a partir
de qualquer rede. Os pacotes chegam à rede de destino independente do caminho levado para
chegar até lá. O protocolo específico que governa essa camada é chamado Internet Protocol
(IP). A determinação do melhor caminho e a comutação de pacotes ocorrem nesta camada.
É muito importante a relação entre IP e TCP. Pode-se imaginar que o IP aponta o caminho
para os pacotes, enquanto que o TCP proporciona um transporte confiável.
O significado do nome da camada de acesso à rede é muito amplo e um pouco confuso. É
também conhecida como a camada host-para-rede. Esta camada lida com todos os
componentes, tanto físico como lógico, que são necessários para fazer um link físico. Isso
inclui os detalhes da tecnologia de redes, inclusive todos os detalhes nas camadas física e de
enlace do OSI.
A Figura ilustra alguns dos protocolos comuns especificados pelo modelo de referência TCP/IP.
Alguns dos protocolos da camada de aplicação incluem os seguintes:
• File Transfer Protocol (FTP)
• Hypertext Transfer Protocol (HTTP)
• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP)
• Sistema de Nomes de Domínios (DNS)
• Trivial File Transfer Protocol (TFTP)
Os protocolos mais comuns da camada de transporte incluem:
• Transport Control Protocol (TCP)
• User Datagram Protocol (UDP)
O principal protocolo da camada de Internet é:
• Internet Protocol (IP)
A camada de acesso à rede se refere a qualquer tecnologia em particular usada em uma rede
específica.
Independentemente dos aplicativos de rede fornecidos e do protocolo de transporte utilizado,
existe apenas um protocolo de Internet que é o IP. Esta é uma decisão intencional de projeto.
O IP serve como um protocolo universal que permite que qualquer computador, em qualquer
lugar, se comunique a qualquer momento.
Uma comparação entre o modelo OSI e o modelo TCP/IP realçará algumas semelhanças e
diferenças.
Semelhanças incluem:
• Ambos têm camadas.
• Ambos têm camadas de aplicação, embora incluam serviços muito diferentes.
• Ambos têm camadas de transporte e de rede comparáveis.
• Os dois modelos precisam ser conhecidos pelos profissionais de rede.
• Ambos supõem que os pacotes sejam comutados. Isto quer dizer que os pacotes
individuais podem seguir caminhos diferentes para chegarem ao mesmo destino. Isto é
em contraste com as redes comutadas por circuitos onde todos os pacotes seguem o
mesmo caminho.
As diferenças incluem:

34
• O TCP/IP combina os aspectos das camadas de apresentação e de sessão dentro da
sua camada de aplicação.
• O TCP/IP combina as camadas física e de enlace do OSI na camada de acesso à rede.
• O TCP/IP parece ser mais simples por ter menos camadas.
• Os protocolos TCP/IP são os padrões em torno dos quais a Internet se desenvolveu,
portanto o modelo TCP/IP ganha credibilidade apenas por causa dos seus protocolos.
Ao contrário, geralmente as redes não são desenvolvidas de acordo com o protocolo
OSI, embora o modelo OSI seja usado somente como um guia.
Embora os protocolos do TCP/IP sejam os padrões com os quais a Internet cresceu, este
currículo vai usar o modelo OSI pelas seguintes razões:
• É um padrão genérico, independente de protocolos.
• Tem mais detalhes, o que o torna de maior ajuda para o ensino e a aprendizagem.
• Tem mais detalhes, o que pode ser útil na solução de problemas.
Muitos profissionais da rede têm opiniões diversas sobre que modelo usar. Devido à natureza
da indústria, é necessário familiarizar-se com ambos. Ambos os modelos OSI e TCP/IP serão
mencionados por todo o currículo. A ênfase deve ser no seguinte:
• TCP como um protocolo da Camada 4 do OSI
• TCP como um protocolo da Camada 3 do OSI
• Ethernet como uma tecnologia da Camada 2 e da Camada 1
Lembre-se de que existe uma diferença entre um modelo e um protocolo real que é usado em
redes. O modelo OSI será usado para descrever os protocolos TCP/IP.
2.3.7 Processo detalhado de encapsulamento
Todas as comunicações numa rede começam em uma origem e são enviadas a um destino. As
informações enviadas através da rede são conhecidas como dados ou pacotes de dados. Se
um computador (host A) desejar enviar dados para outro computador (host B), os dados devem
primeiro ser empacotados através de um processo chamado encapsulamento.
O encapsulamento empacota as informações de protocolo necessárias antes que trafeguem
pela rede. Assim, à medida que o pacote de dados desce pelas camadas do modelo OSI, ele

35
recebe cabeçalhos, trailers e outras informações.
Para ver como o encapsulamento ocorre, vamos examinar a forma como os dados viajam
pelas camadas. Uma vez que os dados são enviados pela origem, eles viajam através da
camada de aplicação em direção às outras camadas. O empacotamento e o fluxo dos dados
que são trocados passam por alterações à medida que as camadas executam seus serviços
para os usuários finais.As redes devem efetuar as cinco etapas de conversão a seguir para
encapsular os dados:
1. Gerar os dados.
Quando um usuário envia uma mensagem de correio eletrônico, os seus caracteres
alfanuméricos são convertidos em dados que podem trafegar na internetwork.
2. Empacotar os dados para transporte fim-a-fim.
Os dados são empacotados para transporte na internetwork. Usando segmentos, a
função de transporte assegura que os hosts da mensagem em ambas as extremidades
do sistema de correio eletrônico possam comunicar-se com confiabilidade.
3. Adicionar o endereço IP da rede ao cabeçalho.
Os dados são colocados em um pacote ou datagrama que contém um cabeçalho de
pacote contendo endereços lógicos de origem e destino. Esses endereços ajudam os
dispositivos da rede a enviar os pacotes através da rede por um caminho escolhido.
4. Adicionar o cabeçalho e o trailer da camada de enlace de dados.
Cada dispositivo da rede deve colocar o pacote dentro de um quadro. O quadro
permite a conexão com o próximo dispositivo da rede diretamente conectado no link.
Cada dispositivo no caminho de rede escolhido requer enquadramento de forma que
possa conectar-se com o próximo dispositivo.
5. Converter em bits para transmissão.
O quadro deve ser convertido em um padrão de 1s e 0s (bits) para transmissão no
meio físico. Uma função de sincronização de clock permite que os dispositivos
diferenciem esses bits à medida que trafegam no meio físico. O meio físico das redes
interconectadas pode variar ao longo do caminho usado. Por exemplo, a mensagem de
correio eletrônico pode ser originada em uma rede local, atravessar um backbone do
campus e sair por um link da WAN até alcançar seu destino em outra rede local
remota.

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RESUMO
Deve ter sido obtido um entendimento dos seguintes conceitos importantes:
• Ao estudar redes é essencial ter um entendimento de largura de banda
• Largura de banda é finita, custa dinheiro e a demanda aumenta diariamente
• Usando a analogia como o fluxo de água e o fluxo de tráfego pode ajudar na
explicação de largura de banda
• A largura de banda é medida em bits por segundo, bps, Kbps, Mbps ou Gbps
• As limitações da largura de banda incluem o tipo de meio usado, as tecnologias de
rede local de WAN e o equipamento de rede
• O throughput se refere à medida real da largura de banda, que é afetada por fatores
que incluem o número de usuários na rede, dispositivos de rede, tipos de dados, o
computador do usuário e o servidor
• A fórmula T = S/BW (tempo de transferência = tamanho do arquivo / largura de banda)
pode ser usada para calcular o tempo que leva para fazer a transferência de dados
• Comparação entre larguras de banda analógica e digital
• Uma abordagem de camadas é eficiente ao analisar problemas
• A comunicação de rede é descrita por modelos de camadas
• Os modelos OSI e TCP/IP são os dois modelos mais importantes de comunicação de
rede
• O International Organization for Standardization criou o modelo OSI para tratar dos
problemas de incompatibilidade de redes
• As sete camadas do OSI são: aplicação, apresentação, sessão, transporte, rede,
enlace de dados e física
• As quatro camadas do TCP/IP são: aplicação, transporte, internet e acesso à rede
• Os dispositivos fundamentais de rede são: hubs, bridges, switches e roteadores
• A disposição da topologia física inclui: barramento, anel, estrela, estrela estendida,
hierárquica e malh
• Uma WAN consiste em duas ou mais redes locais abrangendo uma área geográfica em
comum
• Uma SAN oferece um melhor desempenho do sistema, é escalonável, e possui
incorporada uma tolerância contra desastres
• Uma VPN é uma rede particular que é construída dentro de uma infra-estrutura de rede
pública
• Três tipos principais de VPNs são: acesso, Intranet e Extranet
• As Intranets são projetadas para serem disponíveis aos usuários que têm privilégios de
acesso à rede interna de uma organização
• As Extranets têm a finalidade de proporcionar aplicativos e serviços baseados na
Intranet, usando um acesso seguro para estendê-las para usuários ou empresas
externas

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