Curso de Redes
Prof.: Bruno Rafael de Oliveira Rodrigues
Introdução
O que são redes de computadores?
As redes são conjuntos de módulos processadores capazes
de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um
sistema de comunicação
Porque ligar micros em rede?
A partir dessa necessidade de troca de informações e
compartilhamento de periféricos é que se deve fazê-las.
Não sendo uma tecnologia recente existindo desde a época dos primeiros
computadores, com a diminuição dos custos e a crescente demanda no
cenário empresarial e pessoal é inevitável não pensar em redes quando o
assunto é informática.
Podemos utilizá-la para
Troca de arquivos
Acesso a aplicativos
Impressoras
Internet
Jogos
Outros
Exemplos:
Caixas eletrônicos de bancos
Supermercados
A própria internet
Farmácias
Grande parte de usuários que contém 2 ou mais computadores.
Tipos de redes
Ponto-a-ponto(cross-over)
Cliente/servidor
Tipos de Servidores
Servidor de arquivos: onde todas as máquinas acessam os seus
arquivos por ele.
Servidor de impressão: onde existe uma impressora sendo utilizada
pelo computador que está instalada e pelos demais.
Servidor de Aplicações: onde os computadores da rede possam
acessar seu banco de dados.
Servidor de internet: este compartilha a internet com os
computadores da rede
Geograficamente podemos citar as redes abaixo:
PAN (Personal Area Network – Rede de Área Pessoal):
Periféricos. Bluetooth. ~1Mbps. (<10m)
LAN (Local Área Network – Rede de Área Local): 10 a
100Mbps. (<10km)
MAN (Metropolitan Área – Rede de Área Metropolitana):
Fibra óptica. 10 a 100Mbps. (<100km)
WAN (Wide Área Network – Rede de Área Ampla): (>100 km)
Internet, holdings de telecomunicações
Entre outros termos temos:
Internet: rede mundial de computadores
Intranet: Rede local como a mesma estrutura da internet
Extranet: porção da rede que utiliza a internet para partilhar
com segurança o seu sistema de informação. Sendo que
apenas usuários registrados podem usa-la.
O que é necessário para se fazer uma rede?
Para que possamos compor uma rede devemos ter
computadores com sistemas operacionais apropriados
para conexão em rede, como windows, linux, solares,
unix etc,cada computador deve portar também pelo
menos uma placa de rede, sendo ela a responsável
pela transmição e recepção dos dados, cabos e
hardware de redes, que são periféricos que vão auxiliar
na trasmição dos dados, como hub, switches,
roteadores.
Os dados da rede são transmitidos através de pacotes
Existem três tipos de transmissão de dados:
Simples: este tipo apenas um envia e outro recebe. Sendo a
transmissão unidirecional.
Half-Duplex: neste tipo a transmissão é bidirecional, sendo que
todos os dois transmitem e recebem, porém não simultaneamente.
Full-Duplex: neste a comunicação também é bidirecional
porém simultânea, ou seja, ambos podem transmitir e receber ao
mesmo tempo.
Dependendo da forma como são interligados os
computadores e os tipos de protocolos utilizados
temos as topologias da rede.
Topologia de Barramento ou Linear
Topologia em Anel
Topologia em Estrela
Topologias Lógicas
A topologia lógica da rede, determina como os dados são transmitidos através da rede
Existem três topologias lógicas de rede: Ethernet, Token Ring e Arcnet
Ethernet
Redes Token Ring
Redes Arcnet
Protocolos
O protocolo de rede é a linguagem usada para a comunicação
entre um computador e outro. Existem vários tipos de protocolos
usados para a comunicação de dados, alguns são projetados para
pequenas redes (como é o caso do NetBios) outros para redes
mundiais (TCP/IP que possui características de roteamento).
Dentre os protocolos, o que mais se destaca atualmente é o
TCP/IP devido ao seu projeto, velocidade e capacidade de
roteamento
É possível que um mesmo micro tenha instalados vários
protocolos diferentes, tornando-se assim um “poliglota”.
Graças aos protocolos, também é possível que
computadores rodando diferentes sistemas operacionais
de rede, ou mesmo computadores de arquiteturas
diferentes se comuniquem, basta apenas que todos tenham
um protocolo em comum.
Arquitetura OSI
Fabricantes de computadores de grande porte
desenvolveram uma variedade de arquiteturas de redes.
Algumas destas arquiteturas definem o inter-relacionamento
de fornacedores de hardware e software, em particular, para
permitir o fluxo de comunicações através da rede para
fabricantes de computadores em geral.
Com a finalidade de padronizar o desenvolvimento de produtos
para redes de comunicação de dados, foi elaborado um modelo
aberto, que teve como referência o OSI - Open System
Interconnection pela ISO (International Organization for
Standardization). Este modelo estabelece sete camadas para as
funções de comunicação de dados:
7 - Aplicação
6 - Apresentação
5 - Sessão
4 - Transporte
3 - Rede
2 - Enlace
1 - Física
Aplicação
Baseado em pedidos de um usuário da rede, esta camada
seleciona serviços a serem fornecidos por funções das camadas
mais baixas.
Esta camada deve providenciar todos os serviços diretamente
relacionados aos usuários.
Alguns destes serviços são:
•identificação da intenção das partes envolvidas na comunicação
e sua disponibilidade e autenticidade
•estabelecimento de autoridade para comunicar-se
•acordo sobre o mecanismo de privacidade
•determinação da metodologia de alocação de custo
•determinação de recursos adequados para prover uma qualidade
de serviços aceitável
•sincronização de cooperação para aplicações
•seleção da disciplina de diálogo
•responsabilidade da recuperação de erros de estabelecimento
•acordo na validação de dados
•transferência de informações
Apresentação
Esta camada é responsável pela representação da informação
para entidades de aplicação, comunicando-se em um
determinado caminho, e preservar o sentido em determinado
espaço de tempo resolvendo diferenças de sintaxe. Para esses
objetivos, esta camada pode prover as seguintes funções:
•transformação de dados
•formatação de dados
•sintaxe de seleção
Sessão
O objetivo desta camada é prover os mecanismos necessários para
organizar e sincronizar o diálogo e o gerenciamento da troca de
dados entre entidades de apresentação. É o suporte para ordenar a
troca de dados.
•estabelecimento de conexão de sessão
•liberação de conexão de sessão
•troca normal de dados
•gerenciamento de interação
•reporte de condições de exceção
•mecanismos para sincronização de conexão de sessão
Transporte
Esta camada existe para realizar a transferência transparente de
dados entre entidades em sessão. Protocolos de transporte são
empregados para estabelecimento, manutenção e liberação de
conexões de transporte que representam um caminho duplo para os
dados entre dois endereços de transporte. O modelo OSI define três
fases de operação dentro da camada de transporte:
• fase de estabelecimento
• fase de transferência
• fase de terminação
Rede
A função básica desta camada é providenciar a
transferência transparente de todos os dados
submetidos pelo nível de transporte.
Enlance ou Link de Dados
Os objetivos são providenciar a transmissão de dados
para a camada de rede e detectar, e possivelmente
corrigir erros que possam ocorrer no meio físico
Física
A camada física provê características físicas, elétricas,
funcionais e procedimentos para ativar, manter e desativar
conexões entre duas partes
Tipos de Protocolos
Atualmente são usados basicamente 3 protocolos de rede: o
NetBEUI, o IPX/SPX e o TCP/IP. Cada um com suas
características próprias:
NetBEUI
Significa Network Basic End User Interface. Ele suporta
pequenas LAN’s é rápido e simples. Porém, tem uma
estrutura arquitetônica inerente que limita sua eficiência
à medida que a rede se expande.
Bastante ágil e rápido e fosse considerado o mais
rápido protocolo de rede durante muito tempo
Devido ao método simples de endereçamento usado pelo NetBEUI,
podemos usa-lo em redes de no máximo 255 micros. Além disso, o
NetBEUI não suporta enumeração de redes (para ele todos os
micros estão ligados na mesma rede)
IPX/SPX
Significa Internet Packet Exchange/Sequence Packet Exchange. Ele
foi desenvolvido para suportar redes NetWare, e suporta redes de
tamanho pequeno e médio e também tem a capacidade básica de
roteamento.
TCP/IP
Transfer Control Protocol/Internet Protocol. Ele foi
desenvolvido para ser um protocolo roteável, e serve como
padrão para redes de longa distância (WAN’s) e para acesso
a internet.
O segredo do TCP/IP é dividir a grande rede em pequenas
redes independentes, interligadas por roteadores. Como
apesar de poderem comunicar-se entre sí, uma rede é
independente da outra;
Atualmente, o TPC/IP é suportado por todos os principais
sistemas operacionais, não apenas os destinados a PCs,
mas a todas as arquiteturas, inclusive mainframes,
minicomputadores e até mesmo celulares e handhelds.
TCP/IP
Dentro de uma rede TCP/IP, cada micro recebe um endereço IP
único que o identifica na rede. Um endereço IP é composto de
uma seqüência de 32 bits, divididos em 4 grupos de 8 bits
cada.
Os desenvolvedores do TPC/IP dividiram o endereçamento
IP em cinco classes, denominadas A, B, C, D, e E, sendo as
três primeiras são usadas para fins de endereçamento e as
duas últimas são reservadas para expansões futuras.
Classe A: O primeiro número identifica a rede e os demais três números
indicam a máquina. Consegue endereçar até 16.777.216 máquinas.
Classe B: Os primeiros números identificam a rede e os dois demais indicam
a máquina. Consegue endereçar 65.536 máquinas.
Classe C: Os três primeiros números identificam a rede o último número
indica a máquina.Consegue endereçar 256 máquinas
Na internet, todos os endereços IP disponíveis já possuem
dono. A entidade responsável pelo registro e atribuição dos
endereços é a ARIN (http://www.arin.net/).
Máscaras de Rede
Ao contrário do endereço IP, que é formado por valores entre 0 e
255, a máscara de sub-rede é normalmente formada por apenas
dois valores: 0 e 255, como em 255.255.0.0 ou 255.0.0.0
A máscara de rede padrão acompanha a classe do endereço IP:
Em um endereço de classe A, a máscara será 255.0.0.0,
Em endereço classe B, a máscara padrão será 255.255.0.0
Em um endereço classe C, a máscara padrão será 255.255.255.0
Mas, é possível usar máscaras diferentes para utilizar os
endereços IP disponíveis de formas diferentes das padrão.
O importante, neste caso, é que todos os micros da rede
sejam configurados com a mesma máscara, caso contrário
poderão não conseguir comunicar-se, pois pensarão estar
conectados a redes diferentes.
DNS e Gateway
Periféricos de Redes Locais
Repetidor
Ponte (Bridge)
Hub (Concentrador)
Switch (Chaveador)
Roteador (Router)
Tipos de cabos de rede
Existem basicamente 3 tipos diferentes de cabos de rede
•Par Trançado
•Fibra Óptica
•Coaxial
Cabo Par Trançado
Esse é o tipo de cabo mais utilizado atualmente. Existem
basicamente dois tipos de cabo par trançado: sem
blindagem (UTP, Unshielded Twisted Pair) e com
blindagem (STP, Shielded Twisted Pair).
O par trançado é também chamado 10BaseT ou
100BaseT, dependendo da taxa de transferência da
rede, se é de 10 Mbps ou 100 Mbps.
Vantagens:
 Fácil
instalação
 Barato
 Instalação
flexível
Desvantagens:
 Cabo curto (máximo de 100
metros)
 Interferência eletromagnética
Categoria 1: Utilizado em instalações telefônicas, porém
inadequado para transmissão de dados.
Categoria 2: Outro tipo de cabo obsoleto. Permite transmissão
de dados a até 2.5 megabits e era usado nas antigas redes
Arcnet.
Categoria 3: Era o cabo de par trançado sem blindagem mais
usado em redes há uma década. Pode se estender por até 100
metros e permite transmissão de dados a até 10 Mbps. A principal
diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos cabos de
categoria 1 e 2 é o entrançamento dos pares de cabos.
Enquanto nos cabos 1 e 2 não existe um padrão definido, os
cabos de categoria 3 (assim como os de categoria 4 e 5)
possuem pelo menos 24 tranças por metro e, por isso, são muito
mais resistentes a ruídos externos. Cada par de cabos tem um
número diferente de tranças por metro, o que atenua as
interferências entre os pares de cabos. Praticamente não existe a
possibilidade de dois pares de cabos terem exatamente a mesma
disposição de tranças.
Categoria 4: Cabos com uma qualidade um pouco melhor que os
cabos de categoria 3. Este tipo de cabo foi muito usado em redes
Token Ring de 16 megabits. Em teoria podem ser usados também
em redes Ethernet de 100 megabits, mas na prática isso é
incomum, simplesmente porque estes cabos não são mais
fabricados.
Categoria 5: A grande vantagem desta categoria de cabo sobre as
anteriores é a taxa de transferência: eles podem ser usados tanto
em redes de 100 megabits, quanto em redes de 1 gigabit.
Categoria 5e: Os cabos de categoria 5e são os mais comuns
atualmente, com uma qualidade um pouco superior aos cat 5.
Eles oferecem uma taxa de atenuação de sinal mais baixa, o que
ajuda em cabos mais longos, perto dos 100 metros permitidos.
Estão disponíveis tanto cabos blindados, quantos cabos sem
blindagem, os mais baratos e comuns.
Categoria 6: Utiliza cabos de 4 pares, semelhantes aos cabos de
categoria 5 e 5e. Este padrão não está completamente estabelecido,
mas o objetivo é usá-lo (assim como os 5e) nas redes Gigabit
Ethernet. Já é possível encontrar cabos deste padrão à venda em
algumas lojas.
Categoria 7: Os cabos cat 7 também utilizam 4 pares de fios, porém
usam conectores mais sofisticados e são muito mais caros. Tanto a
freqüência máxima suportada, quanto a atenuação de sinal são
melhores do que nos cabos categoria 6. Está em desenvolvimento
um padrão de 10 Gigabit Ethernet que utilizará cabos de categoria 6 e
7.
Cabo Coaxial
No passado esse era o tipo de cabo mais utilizado. Atualmente,
por causa de suas desvantagens, está cada vez mais caindo em
desuso, sendo, portanto, só recomendado para redes pequenas.
A topologia mais utilizada com esse cabo é a topologia linear
(também chamada topologia em barramento)
A rede inteira sai do ar caso haja o rompimento ou mau contato
de algum trecho do cabeamento da rede. Como a rede inteira cai,
fica difícil determinar o ponto exato onde está o problema, muito
embora existam no mercado instrumentos digitais próprios para
a detecção desse tipo de problema.
Vantagens:
 Fácil instalação
 Barato
Desvantagens:
 Mau contato
 Difícil manipulação
 Lento para muitos micros
 Em geral utilizado em
topologia linear
Cabo Coaxial Fino (10Base2)
Esse é o tipo de cabo coaxial mais utilizado
É também chamado "Thin
Ethernet" ou 10Base2. Nesta
nomenclatura, "10" significa taxa
de transferência de 10 Mbps e "2"
a extensão máxima de cada
segmento da rede, neste caso 200
m (na verdade o tamanho real é
menor).
· Utiliza a especificação RG-58 A/U
· Cada segmento da rede pode ter, no máximo, 185
metros
· Cada segmento pode ter, no máximo, 30 nós
· Distância mínima de 0,5 m entre cada nó da rede
· Utilizado com conector BNC
Cabo Coaxial Grosso (10Base5)
Esse tipo de cabo coaxial é pouco utilizado. É também chamado
"Thick Ethernet" ou 10Base5. Analogamente ao 10Base2,
10Base5 significa 10 Mbps de taxa de transferência e que cada
segmento da rede pode ter até 500 metros de comprimento
·
·
·
·
·
Especificaçao RG-213 A/U
Cada segmento de rede pode ter, no máximo, 500 metros
Cada segmento de rede pode ter, no máximo, 100 nós
Distância mínima de 2,5 m entre cada nós da rede
Utilizado com transceiver
Preparação do cabo coaxial
Embora o cabo coaxial possa ser soldado ao seu
respectivo conector BNC, esse método não é o mais
apropriado. Os conectores BNC a serem utilizados com o
cabo coaxial funcionam na base da pressão ("crimp"),
economizando um tempo enorme na confecção de cada
cabo. Para preparar um cabo coaxial, você necessitará de
duas ferramentas:
 Descascador de cabo coaxial
 Alicate para crimp
Figura 4: Descascador de cabo coaxial
Fibra ótica
A fibra ótica, sob o aspecto construtivo, é similar ao cabo
coaxial sendo que o núcleo e a casca são feitos de sílica
dopada (uma espécie de vidro) ou até mesmo plástico, da
espessura de um fio de cabelo. No núcleo é injetado um sinal
de luz proveniente de um LED ou laser, modulado pelo sinal
transmitido, que percorre a fibra se refletindo na casca
Podem ser multimodo ou monomodo. Em linhas gerais, sem a
utilização de amplificadores, a primeira tem capacidade de
transmissão da ordem de 100 Mbps a até cerca de 10 km (mais
empregadas em redes locais), enquanto que a segunda alcança
algo em torno de 1 Gbps a uma distância de por volta de 100 km
(empregadas em redes de longa distância).
Seu custo é superior, é mais frágil requerendo que
seja encapsulada em materiais que lhe confiram uma
boa proteção mecânica e necessita de equipamentos
microscopicamente precisos para sua conectorização,
instalação e manutenção.
Interligando os hubs, colapsados em switches e/ou
roteadores que isolam os diversos segmentos, formando
assim o backbone (espinha dorsal) da rede.
Vantagens:
 Velocidade
 Isolamento elétrico
 O cabo pode ser longo
 Alta taxa de transferência
Desvantagens:
 Muito caro
 Difícil de instalar
 Quebra com facilidade
 Difícil de ser remendado
Crimpando os cabos
No padrão EIA 568B, a ordem dos fios dentro do conector é a seguinte:
1- Branco com Laranja
2- Laranja
3- Branco com Verde
4- Azul
5- Branco com Azul
6- Verde
7- Branco com Marrom
8- Marrom
Padrão (EIA 568A). Note que trocamos a posição dos pares verde e
laranja:
1- Branco com Verde
2- Verde
3- Branco com Laranja
4- Azul
5- Branco com Azul
6- Laranja
7- Branco com Marrom
8- Marrom