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Disciplina: Softwares Aplicativos Professor: Luiz Henrique Curso: Técnico em Informática Assunto: Apostila Fundamentos de Redes e TCP/IP Aluno: Série: Turma: Nº:

I Modulo - 2007

Fundamentos de Redes e TCP/IP

Disciplina REDES DE COMPUTADORES

Luiz Henrique Pimentel Gomes Tecnólogo em informática

I. Redes de computadores6
1. Tipos de redes7
1.1. Redes Ponto-a-Ponto7
1.2. Redes Cliente/Servidor8
2. Componentes de uma Rede9
2.1. Tipos de Transmissão de Dados1
3. Classificação de redes de computadores1
3.1. Internet1
3.2. lntranet12
3.3. Extranet12
3.4. Virtual Private Network12
3.5. Redes Sem fio12
3.5.1. O que são redes sem fio12
3.5.2. Redes sem fio de área pessoal - WPAN13
3.5.3. Redes sem fio de área local - WLAN16
I. Tipos de Topologias20
1. O que é topologia física da rede20
1.1. Barramento20
1.1.1. Comunicação21
1.1.2. Implementação21
1.1.3. Problemas com o barramento21
1.1.4. Situação atual2
1.2. Estrela2
1.2.1. Comunicação2
1.2.2. Implementação2
1.2.3. Problemas2
1.2.4. Vantagens23
1.2.5. Situação atual23
1.3. Anel23
1.3.1. Comunicação23
1.3.2. Implementação23
1.3.3. Problemas24
1.3.4. Vantagens24
1.3.5. Situação atual24
1.4. Malha24
1.4.1. Implementação24
1.4.2. Vantagens24
1.5. Sem Fio24
1.5.1. Comunicação25
1.5.2. Implementação25
1.5.3. Problemas25
1.5.4. Vantagens25
1.5.5. Situação atual26
1.6. Topologias híbridas26
1.6.1. Barramento-Estrela26
1.6.2. Anel-Estrela26
1.6.3. Hierarquia27
1.7. Backbones e Segmentos27
1.8. Selecionando a topologia correta27

ÍNDICE 2. Mídias de Rede ...........................................................................................................................28

2.1.1. Barramento de conexão28
2.1.2. Conector de mídia29
2.1.3. Padrão29
2.1.4. Velocidade29
2.1.5. Endereço físico29
2.1.6. Escolha da placa adaptadora de rede30
3. Cabeamento de rede30
3.1. Cabo Coaxial31
3.1.1. Coaxial ThinNet31
3.1.2. Cabo ThickNet32
3.1.3. Velocidades e distâncias dos cabos do tipo coaxial32
3.2. Cabo Par-Trançado32
3.2.1. UTP32
3.2.2. Categoria 53
3.2.3. STP34
4. Cabeamento Estruturado34
4.1.1. Montagem de cabos UTP/RJ-4535
4.1.2. EIA/TIA36
4.2. Interligando dois computadores37
4.3. Velocidades e distâncias39
5. Cabo de Fibra Óptica40
5.1. Conectores41
5.2. Velocidade e distâncias41
6. Escolha do tipo de cabeamento41
6.1. Custo42
6.2. Facilidade de Manuseio42
6.3. Ambiente de operação42
6.4. Segurança42
6.5. Distâncias42
6.6. Velocidades42
7. Padrões de meio físico42
7.1.1. Ethernet42
7.1.2. Fast Ethernet43
7.1.3. Gigabit Ethernet43
I. Componentes de expansão e segmentação43
1. Expansão43
1.1. Repetidores4
1.2. Hubs4
1.2.1. Cascateamento45
1.2.2. Empilhamento45
2. Segmentação46
2.1.1. Bridges (Pontes)46
2.1.2. Switches46
2.2. Roteadores47
2.3. Gateways48
IV. Modelo OSI e Projeto 80248
1. Padronização48
2. Modelo OSI49
2.1. Camada 7 — Aplicação49
2.2. Camada 6 — Apresentação50

2.1. Placas Adaptadoras de Rede ...............................................................................................28 2.3. Camada 5 — Sessão............................................................................................................50

2.5. Camada 3 — Rede50
2.6. Camada 2 — Link de Dados50
2.7. Camada 1 — Física50
3. Comunicação entre computadores51
4. Padrão IEEE 80251
V. Protocolos52
1. O que são protocolos52
2. Como trabalham os protocolos53
3. Pilhas de protocolos mais comuns54
4. Classificação de protocolos54
4.1. Aplicativo54
4.2. Transporte5
4.3. Rede5
4.4. Física56
5. Protocolos de Mercado56
5.1. NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface)56
5.2. IPX/SPX e NWLink57
VI. TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)58
1. Benefícios na utilização de TCP/IP58
2. A história do TCP/IP59
2.1. A padronização do TCP/IP59
2.2. Esquemas de nomes TCP/IP60
2.2.1. Nomes de Domínios60
2.2.2. Endereços de IP60
2.3. A suíte de protocolos TCP/IP61
2.3.1. Camada de Interface de Rede61
2.3.2. Camada de Internet61
2.3.3. Camada de Transporte61
2.3.4. Camada de Aplicativo61
2.3.5. Protocolos e camadas62
2.4. Modelo OSI e TCP/IP63
3. Porque Endereçamento IP63
3.1. O que é um endereço IP?63
3.2. Representação do endereço IP64
3.3. Entendendo o endereço de IP64
4. Técnicas para atribuir o Net ID65
5. Técnicas para atribuir o Host ID65
5.1. Relembrando o Sistema numérico6
Obs: Trataremos somente do sistema Binário e Decimal6
5.1.1. O Sistema Binário6
5.1.2. Binário para Decimal67
5.1.3. Decimal para Binário67
5.2. Aritmética Binária67
6. Classes de Endereços68
6.1. A Classe A68
6.2. A Classe B68
6.3. A Classe C69
6.4. A Classe D70
6.5. A Classe E70
7. Roteamento inter-domínios sem classificação (CIDR)70

2.4. Camada 4 — Transporte .....................................................................................................50 7.1. Problemas com o CIDR ......................................................................................................71

7.3. Controle do Crescimento das Tabelas de Roteamento72
7.4. Sub-rede e roteamento (routing)72
8. Endereços Privados e Públicos75
9. Roteamento IP76
9.1. Comunicação entre computadores76
9.2. Formas de Entrega7
9.2.1. Forma de delivery Unicast7
9.2.2. Forma de delivery Broadcast7
9.2.3. Forma de delivery Multicast7
9.2.4. Forma de delivery Anycast78
9.3. Roteadores78
9.3.1. O que é um roteamento79
9.3.2. Processo de roteamento de IP79
10. Tipos de roteamento80
10.1. Roteamento estático81
10.2. Roteamento dinâmico82
VII. Testando a conectividade83
1. PING83
1.1. É possível ping de nome?83
2. Problemas Gerais do TCP/IP84
2.1. Traceroute84
2.2. Tracert84
2.3. ARP84
2.4. Pathping84
2.5. Route85
2.6. Netstat85

7.2. Alocação eficiente de endereços.........................................................................................71 2.7. Ipconfig ...............................................................................................................................85

I. Redes de computadores

Atualmente é praticamente impossível não se deparar com uma rede de computadores, em ambientes relacionados à informática, principalmente porque a maioria dos usuários de computadores se conectam a Internet - que é a rede mundial de computadores.

Mesmo em ambientes que não estão relacionados à informática, mas fazem uso de computadores, a utilização de redes pode ser facilmente evidenciada. Observe o ambiente de um supermercado, cada caixa registradora pode ser um computador, que, além de estar somando o total a ser pago, está automaticamente diminuindo o do controle de estoque dos produtos que você está comprando. O responsável pelo controle de estoque tem acesso em tempo real à lista de mercadorias que tem dentro do supermercado, assim como o responsável pelo fluxo de finanças tem acesso ao fluxo de caixa daquele momento, facilitando enormemente o processo de gerência e controle do supermercado.

As redes de computadores surgiram da necessidade de troca de informações, onde é possível ter acesso a um dado que está fisicamente localizado distante de você, por exemplo em sistemas bancários. Neste tipo de sistema você tem os dados sobre sua conta armazenado em algum lugar, que não importa onde, e sempre que você precisar consultar informações sobre sua conta basta acessar um caixa automático.

As redes não são uma tecnologia nova. Existe desde a época dos primeiros computadores, antes dos PC‘s existirem, entretanto a evolução da tecnologia permitiu que os computadores pudessem se comunicar melhor a um custo menor.

Além da vantagem de se trocar dados, há também a vantagem de compartilhamento de periféricos, que podem significar uma redução nos custos de equipamentos. A figura abaixo representa uma forma de compartilhamento de impressora (periférico) que pode ser usado por 3 computadores.

É importante saber que quando nos referimos a dados, não quer dizer apenas arquivos, mas qualquer tipo de informação que se possa obter de um computador. Outra aplicação para redes de computadores é a criação de correio eletrônico, o que facilita a comunicação interna em uma empresa, e se esta empresa estiver conectada a Internet, pode-se usar esse tipo de correio para

Resumindo

Como foi visto, as redes de computadores são um conjunto de computadores autônomos interligados através de um meio físico de comunicação para o compartilhamento de recursos, isso os diferencia bem de um sistema multiterminal onde os terminais funcionam como uma unidade de entrada e saída de dados do computador principal – chamado Mainframe. Nas Redes os computadores conectados são sistemas independentes, cada computador, ou nó da rede, processa localmente suas informações, executa seus próprios programas e opera de maneira autônoma em relação aos demais.

Os principais motivos que levam a implantação de uma rede de computadores são:

• Possibilitar o compartilhamento de informações (programas e dados) armazenadas nos computadores da rede;

Redes de Computadores– I modulo – Prof. Luiz Henrique Pimentel Gomes Página 6

• Permitir o compartilhamento de recursos associados às máquinas interligadas; • Permitir a troca de informações entre os computadores interligados;

• Permitir a troca de informações entre usuários dos computadores interligados;

• Possibilitar a utilização de computadores localizados remotamente;

• Permitir o gerenciamento centralizado de recursos e dados;

• Melhorar a segurança de dados e recursos compartilhados

1. Tipos de redes

Do ponto de vista da maneira com que os dados de uma rede são compartilhados podemos classificar as redes em dois tipos básicos:

• Ponto-a-ponto: que é usado em redes pequenas;

• Cliente/servidor: que pode ser usado em redes pequenas ou em redes grandes.

Esse tipo de classificação não depende da estrutura física usada pela rede (forma como está montada), mas sim da maneira com que ela está configurada em software.

1.1. Redes Ponto-a-Ponto

Esse é o tipo mais simples de rede que pode ser montada, praticamente todos os Sistemas Operacionais já vêm com suporte a rede ponto-a-ponto (com exceção do DOS).

Nesse tipo de rede, dados e periféricos podem ser compartilhados sem muita burocracia, qualquer micro pode facilmente ler e escrever arquivos armazenados em outros micros e também usar os periféricos instalados em outros PC‘s, mas isso só será possível se houver uma configuração correta, que é feita em cada micro. Ou seja, não há um micro que tenha o papel de —servidor da rede, todos micros podem ser um servidor de dados ou periféricos.

Apesar de ser possível carregar programas armazenados em outros micros, é preferível que todos os programas estejam instalados individualmente em cada micro. Outra característica dessa rede é na impossibilidade de utilização de servidores de banco de dados, pois não há um controle de sincronismo para acesso aos arquivos.

Redes de Computadores– I modulo – Prof. Luiz Henrique Pimentel Gomes Página 7

Redes de Computadores– I modulo – Prof. Luiz Henrique Pimentel Gomes Página 8 • Servidor de Correio Eletrônico: Responsável pelo processamento e pela entrega de

Vantagens e Desvantagens de uma rede Ponto-a-Ponto: • Usada em redes pequenas (normalmente até 10 micros);

• Baixo Custo;

• Fácil implementação;

• Baixa segurança;

• Sistema simples de cabeamento;

• Micros funcionam normalmente sem estarem conectados a rede;

• Micros instalados em um mesmo ambiente de trabalho;

• Não existe um administrador de rede;

• Não existe micros servidores;

• A rede terá problemas para crescer de tamanho.

1.2. Redes Cliente/Servidor

Este tipo de rede é usado quando se deseja conectar mais de 10 computadores ou quando se deseja ter uma maior segurança na rede.

Nesse tipo de rede aparece uma figura denominada servidor. O servidor é um computador que oferece recursos especializados, para os demais micros da rede, ao contrário do que acontece com a rede ponto-a-ponto onde os computadores compartilham arquivos entre si e também podem estar fazendo um outro processamento em conjunto.

A grande vantagem de se ter um servidor dedicado é a velocidade de resposta as solicitações do cliente (computador do usuário ou estações de trabalho), isso acontece porque além dele ser especializado na tarefa em questão, normalmente ele não executa outra tarefas. Em redes onde o desempenho não é um fator importante, pode-se ter servidores não dedicados, isto é, micros servidores que são usados também como estação de trabalho.

Outra vantagem das redes cliente/servidor é a forma centralizada de administração e configuração, o que melhora a segurança e organização da rede.

Para uma rede cliente/servidor podemos ter vários tipos de servidores dedicados, que vão variar conforme a necessidade da rede, para alguns tipos desses servidores podemos encontrar equipamentos específicos que fazem a mesma função do computador acoplado com o dispositivo, com uma vantagem, o custo desses dispositivos são bem menores. Abaixo temos exemplos de tipos de servidores:

dados - como arquivos de texto, planilhas eletrônicas, etcÉ importante saber que esse servidor só é

• Servidor de Arquivos: É um servidor responsável pelo armazenamento de arquivos de responsável por entregar os dados ao usuário solicitante (cliente), nenhum processamento ocorre nesse servidor, os programas responsáveis pelo processamento dos dados dos arquivos deve estar instalados nos computadores clientes.

• Servidor de Impressão: É um servidor responsável por processar os pedidos de impressão solicitados pelos micros da rede e enviá-los para as impressoras disponíveis. Fica a cargo do servidor fazer o gerenciamento das impressões.

• Servidor de Aplicações: É responsável por executar aplicações do tipo cliente/servidor como, por exemplo, um banco de dados. Ao contrário do servidor de arquivos, esse tipo de servidor faz processamento de informações.

Redes de Computadores– I modulo – Prof. Luiz Henrique Pimentel Gomes Página 9 mensa ns nicação: Usado para comunicação da sua rede com outras redes, como a Intet.

em ser usados, vai depender da neces svantagens de uma Rede Ciente/Servidor:

pequenas que necessitam de alto grau d maior que as redes ponto-a-ponto; a-ponto; anutenção na rede é feita de forma centralizada; ecursos aos demais ge eletrônicas. Se for um e-mail destinado a uma pessoa fora da rede, este deverá ser passado ao servidor de comunicação.

• Servidor de Comu rne Se você acessa a Internet através de uma linha telefônica convencional, o servidor de comunicação pode ser um computador com uma placa de modem.

Além desses, existem outros tipos de servidores que pod sidade da rede.

Vantagens e De

Usada normalmente em redes com mais de 10 micros ou redes e segurança;

• Custo

• Maior desempenho do que as redes ponto-

• Implementação necessita de especialistas;

• Alta segurança;

• Configuração e m

• Existência de servidores, que são micros capazes de oferecer r micros da rede;

2. Componentes de uma Rede os diversos elementos que compõem a rede t te em uma rede, corresponde a todo computador que busca a utilização de recursos comp or em uma rede corresponde a um computador que centraliza o oferecimento de recurs

No ambiente de uma rede de computadores encontram anto em termos físicos, quanto em termos lógicos. É importante ter-se neste ponto uma visão geral destes elementos que caracterizam um ambiente de rede.

Cliente

Um clien artilhados ou o acesso a informações que encontram-se em pontos centralizados desta rede.

Servidor

Um servid os ou informações compartilhadas e que atende as requisições dos computadores clientes desta rede

Redes de Computadores– I modulo – Prof. Luiz Henrique Pimentel Gomes Página 10

Usuário m uma rede corresponde a toda pessoa que utiliza um computador cliente e que procura acess de uma rede corresponde a pessoa que cuida do gerenciamento e administração dos dores e dos recursos compartilhados. Ele também é responsável por toda a segurança de acesso na

Mídia ou meio de comunicação corresponde à forma física de conexão entre os computadores de um o com fio – ex: fibra óptica.

interface de rede corresponde ao dispositivo que anexado ao computador permi de um cartão PCMCIA para u de mídia corresponde a um meio de telefonia analógica ou digital, então a interface de conex l de rede em uma rede, tanto no papel cliente, como no de servidor, é neces lo de rede corresponde a um padrão de comunicação existente em uma rede. Para que d gia de rede corresponde ao desenho lógico que uma rede apresenta, mostrando princi

Usuário e ar recursos e informações compartilhadas

Administrador O administrador servi rede.

A mídia a rede. Basicamente corresponde a dois tipos:

Cabeamento ou também denominada conexã

Wireless ou também denominada conexão sem fio – ex: rádio. Hardware de rede

A placa de rede ou te que ele possa ser conectado fisicamente a alguma mídia de conexão.

Pode ter a forma de uma placa de expansão interna ou externa, ou até so em palmtops e notebooks

Modem

Se o tipo ão é denominada modem, pois é responsável por um processo denominado modulaçãodemodulação.

Sistema operaciona

Para um computador operar sário que o sistema operacional instalado neste computador possa suportar as operações de comunicação em rede. Todos os sistemas operacionais atuais suportam e reconhecem a operação em rede,implementando em suas operações de entrada e saída, as funções de utilização como clientes e servidores. Temos como exemplo os seguintes sistemas: Windows (9x, XP, NT, 2000 e 2003), Novell Netware, Mac OS, Unix e Linux.

Protocolo

Um protoco ois computadores possam trocar informações entre si, é necessário que utilizem o mesmo protocolo de rede. Como exemplos de protocolos de rede atuais temos: TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk, SNA, NETBEUI.

Topologia

Uma topolo palmente o caminho da comunicação entre os computadores desta rede.

2.1. Tipos de Transmissão de Dados

As redes de computadores foram criadas com um único propósito, transmissão de dados. Existem 3 formas de transmissão de dados que estudaremos a seguir:

Simplex: Nesse tipo de transmissão existem dois tipos de dispositivos (esses dispositivos também existem nas outras formas de transmissão) o transmissor -chamado Tx e o receptor - chamado Rx; sendo que o papel deles nunca será invertido, ou seja, o transmissor só pode transmitir e nunca receber, já o receptor só pode receber e nunca transmitir.

Half-Duplex: É um tipo de transmissão bidirecional, mas como compartilham o mesmo meio de transmissão, não é possível transmitir e receber ao mesmo tempo. Tradicionalmente a transmissão nas redes segue esse padrão.

FulI-Duplex: É a verdadeira comunicação bidirecional, onde quem transmite pode receber os dados de outro computador durante a sua transmissão.

3. Classificação de redes de computadores

As redes de computadores podem ser classificadas de duas formas: pela sua dispersão geográfica e pelo seu tipo de topologia de interconexão. Em relação a dispersão geográfica podemos classifica-las como:

Rede Local - LAN (Local Area Network): que são redes de pequena dispersão geográfica dos computadores interligados que conectam computadores numa mesma sala, prédio, ou campus com a finalidade de compartilhar recursos associados aos computadores, ou permitir a comunicação entre os usuários destes equipamentos.

Rede de Longa Distância -WAN (Wide Area Network): redes que usam linhas de comunicação das empresas de telecomunicação. É usada para interligação de computadores localizados em diferentes cidades, estados ou países

Rede Metropolitana - MAN (Metropolitan Area Network): computadores interligados em uma região de uma cidade, chegando, às vezes, a interligar até computadores de cidades vizinhas próximas. São usadas para interligação de computadores dispersos numa área geográfica mais ampla, onde não é possível ser interligada usando tecnologia para redes locais.

Podemos fazer interligações entre redes, de forma que uma rede distinta possa se comunicar com uma outra rede. Entre as formas de interligações de rede destacamos a Internet, Extranet e Intranet.

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