Redes de computadores - apostila do ciee

Redes de computadores - apostila do ciee

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De uma forma geral são utilizados os seguintes termos:

• Mensagem: é uma unidade de informação que contém as entidades de origem e de destino acima da camada 3 - Rede, freqüentemente na camada 7 - Aplicação.

• Segmento: é uma unidade de informação que contém as entidades de origem e de destino da camada 4 - Transporte.

• Pacote: é uma unidade de informação que contém as entidades de origem e destino da camada 3 - Rede.

• Datagrama: é uma unidade de informação que contém as entidades de origem e de destino da camada 3 - Rede, e utiliza o serviço de rede sem conexão.

• Frame: é a unidade de informação que contém as entidades de origem e de destino da camada 2 - Enlace.

• Célula: é a unidade de informação que contém as entidades de origem e de destino da camada 2 - Enlace, e possui tamanho fixo sendo utilizados em ambientes comutados.

Topologias É a forma como os computadores são ligados na rede.

Conforme os computadores são ligados através de um meio físico, normalmente cabos, define-se características básicas de como os sinais devem ser transportados e como este fluxo deve ser controlado.

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Temos 3 topologias básicas: • Barramento (Bus)

• Anel (Ring)

• Estrela (Star)

Barramento Os computadores são ligados à rede ao longo de um cabo formando um barramento. O computador transmite os sinais para o cabo e estes são propagados da conexão no computador para as extremidades do cabo que devem possuir um terminador. Se houver algum problema no cabo, a rede toda ficará fora de operação.

Anel Os computadores são ligados à rede ao longo de um cabo formando um anel, portanto as extremidades do cabo devem estar conectadas. O computador transmite os sinais para o cabo que deve ser propagado apenas em um sentido passando seqüencialmente de computador para computador até o computador de origem que deve encerrar a propagação dos sinais.

Se o cabo for rompido em apenas um ponto pode-se mudar o sentido de propagação para continuar operacional.

Estrela Os computadores são ligados à rede através de vários cabos saindo de um equipamento central. Há um cabo para cada computador. O computador transmite os sinais para o cabo que se propaga até o equipamento central que o propaga pelo cabo do computador de destino. Se um cabo for rompido apenas o computador a ele conectado ficará fora da rede.

Função do Computador Os computadores na rede podem ter a função de cliente ou de servidor.

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O computador é cliente quando utiliza algum recurso disponível na rede.

O computador é servidor quando disponibiliza recursos na rede.

Podemos classificar as redes em: • Ponto a Ponto

• Baseado em Servidor Vamos conhecê-las com mais detalhes.

Ponto a Ponto Vem do termo em inglês Peer to Peer e é utilizado para denominar uma rede em que todos os computadores podem ter a função de cliente ou de servidor. Cada computador na rede tem a sua autonomia, podendo compartilhar os recursos que possui e nesse caso atua como um servidor. Pode também acessar os recursos de outros computadores na rede, atuando como cliente.

Baseado em Servidor É utilizado para denominar uma rede que possui computadores dedicados a tarefas específicas. Inicialmente os servidores de rede executavam apenas tarefas de compartilhamento de dados e impressora, permitindo que seus clientes utilizassem esses recursos, mas foram surgindo novas tarefas como fax, comunicação e banco de dados, de forma que apenas um computador não conseguia executar todas as tarefas. Com esta evolução foi necessário dividir as tarefas em vários computadores, surgindo os servidores de arquivo, impressão, comunicação e banco de dados.

Protocolos Quando queremos falar com uma pessoa através do telefone, seguimos uma série de procedimentos e normas. Tiramos o fone do gancho, aguardamos o sinal de linha, discamos o número do telefone da pessoa e aguardamos o atendimento. A pessoa

Programa CIEE de Educação a Distância retira o fone do gancho e inicia a comunicação, cada um falando e ouvindo no seu devido tempo.

Protocolo é a definição desses procedimentos e normas para a comunicação entre dois computadores.

Quando uma camada OSI em um computador quer enviar dados para a sua camada adjacente em outro computador, é preciso que o dado seja preparado e enviado segundo regras que os dois computadores possam entender.

Portanto a condição básica é que os dois computadores utilizem o mesmo protocolo. Existem muitos protocolos. Cada protocolo tem suas vantagens e restrições e são apropriadas para uma determinada função ou situação.

A camada na qual um protocolo trabalha descreve as suas funções, mas para cada camada existem vários protocolos porque são apropriadas para diferentes requisitos e condições. Por exemplo: se o requisito é a garantia de entrega na seqüência dos pacotes, devemos usar somente os protocolos que implementam essa garantia.

principais pilhas são: IBM SNA, Digital Decnet, TCP/IP, Apple AppleTalk etc

Vários protocolos podem trabalhar juntos sendo chamado de pilha de protocolos. Os níveis na pilha de protocolos se correspondem às camadas do modelo OSI. Considerados como um todo, os protocolos descrevem todas as funções da pilha. As

Como funcionam os protocolos Quando um computador vai enviar dados, eles são passados para o protocolo ou pilha de protocolos que o converterá no formato mais adequado para a transmissão dependendo das características da rede.

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Serão incluídas informações adicionais denominadas Header como endereço, prioridade, tipo, e demais informações que sejam necessários para que os dados sigam o caminho até o computador de destino.

O computador de destino deve possuir o mesmo protocolo ou pilha de protocolos para que interprete as informações adicionais para restaurar os dados originais.

Todas as operações que foram realizadas pelo computador que está emitindo o dado serão efetuadas pelo computador que recebe os dados, mas agora na forma inversa.

Para que a transmissão de dados tenha sucesso na rede, será necessário que o computador que envia e o computador que recebe os dados cumpram sistematicamente as mesmas etapas, para tanto, devem possuir as mesmas camadas e os mesmos protocolos.

Classificação dos Protocolos Existem protocolos em cada camada do Modelo OSI realizando as funções de comunicação da rede.

São classificados em três níveis: Aplicativo, Transporte e Rede.

• Aplicativo: Camadas 7-Aplicação, 6-Apresentação, 5-Sessão • Transporte: Camada 4-Transporte

• Rede: Camadas 3-Rede, 2-Enlace

Protocolos de Aplicativo Os protocolos de Aplicativo são os que trabalham nas 3 camadas mais altas do modelo OSI (Aplicação, Apresentação e Sessão). Eles proporcionam interação de aplicativo para aplicativo e a troca de dados. Os protocolos mais populares são:

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• APPC Advanced Program to Program Communication: para a comunicação par a par no IBM AS/400.

• FTP File Transfer Protocol: para a tranferência de arquivos, muito utilizado na

Internet e Unix.

• SNMP Simple Network Management Protocol: para monitoração e gerenciamento de redes.

• Telnet: para conectar um computador remoto a outro local sendo que o remoto pode executar os mesmos serviços que o local.

• SMTP Simple Mail Transfer Protocol: para a transferência de correio eletrônico no Unix. • X.400: protocolo padrão OSI de transmissão de correio eletrônico.

• X.500: protocolo padrão OSI de serviço de diretório global · AppleShare: para compartilhamento de arquivo nas redes Macintosh.

Protocolos de Transporte Os protocolos de Transporte asseguram o empacotamento e a entrega segura dos dados. Os protocolos mais populares são:

• SPX Sequential Packet eXchange: constitui uma parte do grupo de protocolos para dados seqüenciais IPX/SPX desenvolvido pela Novell para o seu sistema operacional Netware.

• TCP Transmission Control Protocol: da pilha TCP/IP que realiza a entrega garantida de dados.

• UDP User Datagram Protocol: da pilha TCP/IP que realiza a entrega de dados, mas sem a garantia de entrega dos dados por não executar a correção de erros e controle de fluxo. • Nwlink: para a comunicação de dados entre os ambientes Windows e o Netware.

• NetBEUI NetBIOS (NET-Network Basic/EUI-Extended User Interface/IOS-

Input/Output System): para proporcionar serviço de transporte de dados em computadores utilizando a interface NetBIOS. É uma interface para estabelecer nomes lógicos na rede, estabelecer sessões entre dois nomes lógicos, entre dois

Programa CIEE de Educação a Distância computadores na rede e suportar a transferência de dados entre os computadores.

Protocolos de Rede Os protocolos de Rede controlam as informações de endereçamento e roteamento, estabelecem regras de comunicação e realizam testes de erros e pedidos de retransmissão. Os protocolos mais populares são:

IPX Intenetwork Packet eXchange: realiza o encaminhamento de roteamento do pacote padrão IPX/SPX, desenvolvido pela Novell para o seu sistema operacional Netware.

IP Internet Protocol: da pilha TCP/IP para encaminhamento e roteamento do pacote, realiza o roteamento das informações de um computador para outro.

Resumo A comunicação tem 3 tipos distintos: Modo, Operação e Técnica. Quanto ao modo pode ser Assíncrona e Síncrona. Quanto à operação pode ser half duplex e full duplex. Quanto à técnica pode ser baseband e broadband. Os dados que trafegam podem ser mensagem, segmento, pacote, datagrama, frame ou célula. As principais topologias são barramento, anel e estrela. As redes podem ser baseadas em servidor ou par a par. Os protocolos são procedimentos e normas que regem a comunicação e devem ser iguais nos dois computadores que estão se comunicando. Temos vários protocolos e de acordo com a camada de atuação temos protocolos de Aplicativo, Transporte ou Rede.

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AULA 3 Introdução Definida a topologia, protocolos e tipos de comunicação da rede desejada, temos mais um passo importante que são os recursos físicos para seu funcionamento.

Conteúdo da Aula Componentes e Cabeamento Estruturado: • Meios Físicos

• Placa de Rede

• Cabeamento Estruturado

Objetivos Conhecer os principais meios físicos, cabos e ondas eletromagnéticas que podem ser utilizados para a ligação de computadores, suas características e limitações.

Principais características de uma placa de rede local, tipos de placa em função do barramento e conectores em função do meio físico.

Conhecer o que é cabeamento estruturado e como organizar o sistema de cabos para facilitar a instalação de novas estações e a manutenção dos cabos.

Meios Físicos Existem vários meios físicos que podem ser utilizados para ligar os computadores em rede.

Conforme as características do material e do tipo de cabo, o sinal pode ser transportado por uma distância maior ou menor e determina o comprimento máximo do cabo.

O meio físico por si só não determina a velocidade de transmissão, que é determinado pelo método de acesso especificado na camada 2 do modelo ISO/OSI.

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O meio físico pode não suportar a velocidade exigida e deve ser trocado por outro que suporte a velocidade.

Vamos estudar os principais meios físicos: • Cabo Coaxial

• Cabo Par Trançado

• Fibra Ótica

• Sem Fio (Ondas Eletromagnéticas)

Cabo Coaxial É um cabo com núcleo de cobre coberto por um isolante de PVC ou teflon e uma camada de blindagem de malha de cobre ou alumínio e por último um plástico protetor externo. Os sinais trafegam pelo núcleo do cabo.

O PVC ou teflon protege o cabo evitando que se quebre. A blindagem de malha protege os dados absorvendo os sinais eletrônicos dispersos, denominados de ruídos, para que não cheguem ao núcleo e distorçam os dados.

O cabo coaxial também é utilizado na TV por assinatura e em várias conexões de antena de TV e também para conectar a TV ao videocassete.

Nas redes são utilizados dois tipos de cabo coaxial: • Grosso (ThickNet)

• Fino (ThinNet)

Cabo coaxial grosso (Thicknet) É relativamente rígido e difícil de ser manuseado. O diâmetro é cerca de 1,25 cm e pode transportar um sinal até 500 metros. A conexão é através de um cabo transceptor e conector AUI (Attachment Unit Interface) de 15 pinos.

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Cabo coaxial fino (Thinnet) É flexível com cerca de 0,63 cm de espessura, e pode transportar um sinal por 185 metros. A conexão é através de um conector BNC tipo T, um conector BNC fêmea em cada extremidade do T ligado ao cabo coaxial e um conector BNC macho na placa de rede local.

Par trançado É formado por dois fios isolados de cobre torcidos e podem ser blindados (STP) ou não blindados (UTP). Sendo este último mais utilizado.

Um cabo é formado por 2 ou 4 pares de fios agrupados e fechados em um revestimento protetor. Transporta o sinal por 100 metros.

A conexão é através de um conector RJ45 macho no cabo e um conector RJ45 fêmea na placa de rede.

São divididos em categorias dependendo de sua aplicação: Categoria 1 - refere-se ao cabo UTP para telefonia. Transporta apenas voz. Categoria 2 - certificado para transmitir até 4 MHz. Contém 2 pares. Categoria 3 - certificado para transmitir até 10 MHz. Contém 2 pares. Categoria 4 - certificado para transmitir até 16 MHz. Contém 4 pares. Categoria 5 - certificado para transmitir até 100 MHz. Contém 4 pares. Categoria 5e - certificado para transmitir até 100 MHz. Contém 4 pares. Categoria 6e - certificado para transmitir até 250 MHz. Contém 4 pares.

Fibra Ótica É um filamento de vidro recoberto com uma substância com índices menores de refração, que fazem com que os raios sejam refletidos internamente, minimizando as perdas de transmissão. Sendo recoberto por uma camada de plástico de reforço.

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Cada filamento de vidro pode transportar o sinal somente em um sentido, portanto um cabo é formado por duas fibras óticas que são revestidas com plástico e com fibras de Kevlar entre elas para dar firmeza ao cabo.

Existem dois tipos de fibra ótica:

Multímodo - utiliza um LED como fonte de luz que é de menor custo. O filamento tem 62,5 micron ou 50 micron de diâmetro. Transporta o sinal por 2 km à velocidade de 100Mbps e por 550 metros à velocidade de 1Gbps. Monomodo - utiliza o laser como fonte de luz. O filamento é mais fino com cerca de 10 microns de diâmetro. Transporta o sinal por 5 km até na velocidade de 1Gbps.

Comunicação sem fio As ondas eletromagnéticas têm a propriedade de transportar informações pelo ar e são amplamente utilizadas para a transmissão de rádio AM/FM, televisão, rádio amador e mais recentemente para a telefonia celular.

A freqüência é medida em hertz, onde 1Hz é igual a 1 ciclo por segundo. Pode variar de menos de 1Hz a mais de 1.0.0.0.0.0.0Hz. Foi dividido em faixas de freqüência para determinadas utilizações.

Exemplo: a transmissão de rádio AM utiliza faixa de freqüência de 550 a 1650KHz, já a rádio FM utiliza de 8 a 108MHz.

Para utilizar uma determinada freqüência é necessário o licenciamento junto ao Órgão Governamental do país, mas já estão previamente definidas as faixas de freqüência e sua possível utilização em termos mundiais. Também foram definidas faixas com utilização livre, mas que não podem gerar interferências nas faixas licenciadas.

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