Redes de Comunicação de Dados Perguntas e Respostas Exercícios do livro: Tecnologias Informáticas – Porto Editora 1. Em que consiste uma rede de computadores? Refira‐se à vantagem da sua implementação. Uma rede de computadores é constituída por dois ou mais computadores interligados por cabo, por linhas telefónicas ou por comunicações sem fios. Na rede podem ser adicionados outros tipos de equipamentos, como por exemplo, periféricos (impressoras, modems, etc.) ou equipamentos de rede, como, os hubs, switchs, routers, etc. As vantagens mais significativas de uma rede de computadores são a partilha de hardware e de software. Relativamente ao hardware pode‐se referir a partilha de impressora para todos ou para um grupo de computadores, modem comum para acesso à Internet, partilha de discos rígidos para armazenar informação, partilha de leitores de CD e DVD. Relativamente ao software pode‐se referir a partilha de programas e dados armazenados nos discos rígidos, acesso a bases de dados centralizadas ou partilhadas num computador, troca de mensagens e informação pelos utilizadores da rede, acesso e administração remota, centralização das cópias de segurança, etc. 2. Classifique uma rede de computadores: a) Quanto à distância ou distribuição geográfica. Relativamente à distância, as redes de computadores podem ser classificadas em LAN; CAMPUS; MAN e WAN. LAN (Local Area Network ou rede local) encontra‐se geralmente dentro de um edifício e não ultrapassa a centena de metros, ex, uma ou várias salas de aulas no mesmo edifício, um escritório ou departamentos de uma empresa, etc. CAMPUS (CAMPUS Network ou rede de campus) interliga vários edifícios da mesma organização concentrados numa determinada área, cada edifício pode ter uma ou
Luis Ramos 1 Redes de Comunicação de Dados Perguntas e Respostas mais redes locais, ex, uma escola ou universidade com vários edifícios, uma empresa com vários edifícios concentrados numa área. MAN (Metropolitan Area Network ou rede de área metropolitana) é uma rede informática que interliga vários locais dentro de uma grande cidade, ex, ligação entre as universidades de uma cidade, uma empresa com vários edifícios espalhados por uma cidade. WAN (Wide Area Network ou rede de área alargada) este tipo de redes interliga regiões, países ou o planeta, ex, a Internet, a ligação de uma empresa que se encontra em duas cidades, a ligação de uma empresa multinacional, etc. b) Quanto à relação entre nós. Relativamente à relação entre nós as redes podem ser classificadas em ponto a ponto e cliente/servidor. Uma rede ponto a ponto (pear to pear) caracteriza‐se por todos os computadores terem as mesmas competências, não existe nenhum computador dedicado para partilhar recursos, ou seja, não existe nenhum computador exclusivo para servidor, todos os computadores são, ou podem ser, servidores e clientes ao mesmo tempo. É o utilizador que decide quais os recursos que quer partilhar e a quais é que pretende aceder. Uma rede cliente/servidor (client‐server) é caracterizada pela existência de computadores (servidores) dedicados exclusivamente para partilharem recursos e outros (clientes) que acedem aos recursos partilhados pelos servidores. Normalmente, os servidores têm um sistema operativo de rede, como o Windows Server, Linux Server, OS400, etc. Existem diferentes tipos de servidores, como por exemplo, servidor de ficheiros, servidor de bases de dados, servidor de impressoras, servidor de acesso à Internet, servidor de e‐mail, servidor de alojamento de páginas de Internet, etc. 3. Faça um levantamento (tendo em conta os custos) do material necessário para ligar: a) Dois computadores em rede. b) Três computadores em rede. 4. Qual a diferença entre transmissão série e transmissão paralela? Faça um esquema. Na transmissão em série é enviado um bit de cada vez enquanto na transmissão em paralelo são enviados vários bits ao mesmo tempo, um por cada fio condutor, uma vez que a transmissão em paralelo utiliza vários fios condutores no mesmo cabo. A rede de computadores utiliza a transmissão em série. Para transmissão dos bits são enviados sinais eléctricos, uma dada tensão eléctrica vai corresponder ao bit 0 ou 1, por exemplo, uma tensão de 2,4V corresponderá ao bit 1 e 0,4V ao bit 0. 5. O transporte de informação ao longo dos canais de comunicação é feito de três formas distintas, Simplex, Half‐duplex e Full‐duplex, caracterize cada uma das formas de transmissão. Simplex: A comunicação ocorre apenas num sentido, ex, sinal de televisão.
Luis Ramos 2 Redes de Comunicação de Dados Perguntas e Respostas Half‐duplex: A comunicação ocorre nos dois sentidos mas não em simultâneo, ex, walkie‐talkies. Full‐duplex: A comunicação ocorre nos dois sentidos e em simultâneo, ex, telefone. 6. Qual a diferença entre as seguintes formas de transmissão: a) Difusão e ponto a ponto. A transmissão por difusão (Broadcast) é quando se envia a informação em simultâneo para todos os receptores. A difusão pode ser selectiva (Multicast) quando é enviada para um determinado grupo de receptores. Numa transmissão por difusão (broadcast), um dispositivo emite para um conjunto de dispositivos receptores, seja através do espaço (como acontece na radiodifusão), seja através de um cabo (como acontece em grande parte das redes locais de computadores). Numa transmissão ponto‐a‐ponto, as mensagens são transmitidas de um ponto (emissor) para outro ponto (receptor). Estas comunicações podem ocorrer de forma sequencial entre computadores ligados em rede. Nestes casos o receptor de uma mensagem pode não ser o seu destinatário, mas apenas um ponto de passagem de mensagem; então, esta terá de ser reenviada para o próximo nó da rede, no sentido do seu destinatário final. esta forma de comunicação verifica‐se em muitas redes de computadores, sobretudo WAN, como é o caso da Internet. b) Baseband e broadband. A transmissão em banda‐base (Baseband) é a mais utilizada nas LANS, é transmitido sinal digital em toda a largura de banda disponível. Os sinais fluem por impulsos descontínuos de electricidade (cabo) ou luz (fibra óptica). A transmissão em banda larga (Broadband) transporta múltiplos canais de informação, mas a informação tem de ser analógica. Esta técnica permite que, ao mesmo tempo, circulem sinais de voz (telefone), vídeo (TV) e dados (computador), cada sinal tem a sua frequência. Esta técnica é utilizada no acesso à Internet do tipo ADSL e por cabo.
Luis Ramos 3 Redes de Comunicação de Dados Perguntas e Respostas c) Síncrona e assíncrona. A transmissão síncrona e assíncrona tem a haver com a sincronização da transmissão em série, então, numa transmissão síncrona os bits de um carácter são transmitidos e a seguir transmitem‐se os bits do carácter seguinte enquanto que, na transmissão assíncrona, no início de um carácter é enviado um bit de start e no final do carácter é enviado um bit de stop. 7. Diga qual é o processo utilizado para a transmissão sem fios. Caracterize‐o. Numa transmissão sem fios (wireless) a informação é transmitida utilizando o ar como meio de comunicação. Na rede informática utilizam‐se as ondas rádio, onde o emissor espalha o sinal num dado raio de acção e o emissor que detectar e reconhecer o sinal pode recolher essa informação. Numa rede deste tipo, a transmissão utiliza um determinado canal de comunicação, um identificador da rede e quem acede à rede pode ter que se identificar através de um nome e palavra passe. 8. Qual é a diferença entre um sinal analógico e um sinal digital? Represente esquematicamente cada um destes tipos de sinal. O sinal digital caracteriza‐se por possuir apenas duas amplitudes (“altura do sinal”), que deste modo codificam os bits (0 e 1) que transportam. Como exemplo de sinais eléctricos digitais temos todos os que circulam no computador. O sinal analógico possui duas grandezas, a amplitude, que pode variar e está associada à tensão eléctrica, e a frequência, que mede a periodicidade com que o sinal passa por um determinado nível de amplitude. Os sinais que transportam a voz são exemplos de sinais analógicos. 9. Ao transmitir sinais é necessário, muitas vezes, proceder à sua codificação ou encriptação. a) O que entende por modulação. Um sinal analógico pode ter um comportamento no qual apresenta infinitos valores de amplitude e de frequência. Esta característica é muito explorada por sistemas de rádio e de televisão. Para garantir que a transmissão analógica ocorre de modo mais uniforme, utiliza‐se a modulação. A modulação é o processo pelo qual uma onda portadora (sinal eléctrico que transporta a informação) analógica pode ser alterada, de modo que consiga um padrão uniforme para a transmissão de dados. b) Caracterize os três tipos de modulação que estudou. Modulação por amplitude (AM) – a amplitude da onda portadora varia de acordo com o sinal a ser transmitido.
Luis Ramos 4 Redes de Comunicação de Dados Perguntas e Respostas Modulação por frequência (FM) – a frequência da onda portadora varia de acordo com o sinal a ser transmitido. Modulação por fase (PM) – a onda portadora é modulada por variação da fase, de acordo com o sinal modulado. c) O que significa taxa de transmissão? Qual é a unidade associada? A taxa de transmissão indica o número de bits que são transmitidos pelo canal de transmissão, por segundo. Esta grandeza tem como unidade bps (bit por segundo). A taxa de transmissão depende de dois factores: o meio de transmissão utilizado (tipo e comprimento do cabo) e o tráfego na rede. d) O que significa largura de banda de um canal de comunicação? A largura de banda de um canal é definida como a diferença entre a mais alta e a mais baixa frequência que o canal pode realmente transmitir. Quanto maior for a largura de banda, mais informação o canal pode transmitir. 10. O que é encriptação de dados? Dê exemplos. A encriptação consiste na codificação de uma mensagem, para garantir que não seja lida directamente por qualquer pessoa, apenas as que conheçam as chaves de encriptação é que podem ler ou codificar/descodificar a mensagem. Exemplos, dicionário partilhado; WEP; DES (Data Encryption Standard) , etc. 11. Em que consiste a técnica de multiplexagem? Caracterize as multiplexagens TDM e STDM. A multiplexagem é uma técnica utilizada para que, pelo mesmo canal de comunicação, possam circular diferentes transmissões. Os equipamentos multiplexadores (Multiplexers) transformam a mensagem de forma a que possa ser transmitida num determinado canal de comunicação, no outro extremo da comunicação, equipamentos similares efectuam a desmultiplexagem de forma a obter a mensagem original. Desta forma diferentes sinais de comunicação são transmitidos pela mesma infra‐estrutura, como exemplo, dados e voz a circular em fios de cobre. A multiplexagem FDM (Frequency Division Multiplexing) – multiplexagem por divisão da frequência, consiste em fazer passar pelo mesmo cabo sinais com frequências diferentes. Exemplo, TV por cabo coloca várias frequências dos canais no mesmo cabo. A multiplexagem TDM (Time Division Multiplexing) – multiplexagem por divisão do tempo, é baseada na divisão do tempo de transmissão do canal em pequenas partes. O canal fica assim reservado para cada emissor num determinado tempo. A multiplexagem STDM (Statistical Time Division Multiplexing) – multiplexagem por divisão do tempo que aproveita o facto de os utilizadores não transmitirem durante 10 a 30% do tempo para usar essa banda livre para enviar outros dados. 12. Em que consiste o encapsulamento dos dados? A informação que circula na rede, circula em pacotes de dados ou frames, estes pacotes de dados tem uma determinada informação, como a origem e destino da informação. O
Luis Ramos 5 Redes de Comunicação de Dados Perguntas e Respostas encapsulamento é o empacotamento da informação nas frames que posteriormente serão transmitidas no canal de comunicação. Uma frame, ou pacote de dados, tem o endereço de destino, o endereço de origem, informações de controlo, os dados e no final um elemento de controlo de erros. 13. Na transmissão de dados, a qualidade de transmissão é fundamental. Explique, por palavras suas, cada um dos seguintes termos: a) Atenuação; Corresponde à perda de intensidade ou de amplitude do sinal transmitido à medida que percorre o canal de comunicação. b) Distorção; Ocorre pela alteração do sinal devido a uma resposta imperfeita do sistema de transmissão. c) Interferência; Provocada pela contaminação do sinal transmitido por outros sinais estranhos do mesmo tipo e frequência. d) Ruído. Sinal de comportamento aleatório que pode ser gerado interna ou externamente ao sistema de transmissão. e) Quais os principais métodos utilizados para a verificação dos erros? Os principais métodos de correcção dos erros são: método de verificação de paridade (par ou impar)(no final da comunicação é enviado o bit que indica se o número de 1 (uns) enviado é par ou impar); método da verificação polinomial (CRC); códigos de hamming; FEC –Forward Error Correction.
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