Apostila de Redes de Computadores Qwerty Escola

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Introduçã a Rede de Computa ores Definição de Rede de Computadores Uma rede de computadores consi te de dois ou mais computadores e outros dispositivos conectados entre si de modo a poderem compartilhar seus serviços, que podem ser: dados, impressoras, mensagens (e-mails), etc. A Internet é um amplo sistema de comunicação que cone ta muitas redes de computadores. Existem várias formas e recursos de vários equipamentos que podem ser interligad s e compartilhados, mediante meios de acesso, protocolos e requisitos de segurança. Exemplos de Redes de Computadores















Dados

Os dados referem-se a uma recolha de informações organizadas, organizadas, normalmente o resultado da experiência ou observação de outras informações dentro de um sistema de computador, ou um conjunto de instalações. Dados analógicos: Apresentam variação contínua de intensidade e sua semântica é determinada pela passagem do tempo. Exemplos: temperatura pressão, áudio, vídeo, etc.

Dados digitais: Assumem somente valores discretos, que podem ser representados pelos símbolos binários 0 e 1. Exemplo: codificação binária de textos (ASCII).

Codificação A codificação é o processo de transformação de um dado analógico ou digital em um sinal elétrico/eletromagnético, analógico ou digital, para fins de transmissão. Sinais

Dados são transmitidos de um dispositivo a outro sob a forma de sinais . Os sinais são a codificação elétrica/eletromagnética elétrica/eletromagnética dos dados. Os sinais são modulados e demodulados por equipamentos destinados a este fim chamados modems. Tipos de Transmissões de Sinais Transmissão Síncrona: Utiliza modems síncronos. Esse tipo de transmissão é mais eficiente, porém necessita de clock de sincronismo e de um meio de transmissão mais confiável em virtude de os dados serem transferidos em blocos. Exemplo de Transmissão Síncrona















Transmissão Assíncrona: Utiliza modems assíncronos. É mais adaptável à velocidade e qualidade da linha e não necessita de sincronismo. Devido ao processamento de caracteres de controle, é menos eficiente que a transmissão síncrona. Exemplo de Transmissão Assincrona















Relacionamento de Redes O termo relacionamento de rede se refere a dois conceitos diferentes sobre como um computador utiliza os recursos de outro computador pela rede. As redes peer-to-peer e cliente/servidor exigem que certas camadas da rede sejam comuns a elas. Ambas exigem uma conexão de rede física entre os computadores e os mesmos protocolos de rede utilizados, e assim por diante. Sob este aspecto, não há diferenças entre os dois tipos de relacionamentos de rede. A diferença provém do fato de você distribuir os recursos de rede compartilhados por todos o s computadores da rede, ou utilizar servidores de rede centralizados.

Rede Peer-to-Peer (Ponto-a-Ponto) O Relacionamento de rede peer-to-peer define um conceito no qual os computadores da rede se comunicam entre si como similares. Cada computador é responsável por disponibilizar seus próprios recursos a outros computadores da rede. Cada computador também é responsável por definir e manter sua própria segurança para esses recursos.

Vantagens das Redes Peer-to-Peer •

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Utiliza hardwares mais baratos: Os recursos são distribuídos por muitos outros computadores não havendo,

portanto, necessidade de um computador servidor de topo de linha; Fácil de administrar : Cada máquina realiza a sua própria administração e o trabalho de administrar a rede é distribuído entre diversas pessoas; Não exige NOS(Sistema Operacional de Rede): Poderá ser construido uma rede peer-to-peer usando apenas o Windows 98, Windows 2000, Windows XP, Windows 2003, Windows Vista em todas as estações de trabalho ou computadores Macintosh para este caso; Maior redundância incorporada: Caso você possua uma rede de pequeno porte, com 10-20 estações de trabalho, cada uma delas contendo dados importantes e uma delas falhe, ainda poderá dispor da maior parte de seus recursos compartilhados.

Desvantagens de Redes Peer-to-Peer •

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Pode prejudicar o desempenho do usuário: Caso algumas estações de trabalho tenham seus recursos

utilizados com freqüência, esta utilização através da rede poderia afetar o usuário. Pouca segura: Redes peer-to-peer são muito menos seguras que as redes rede s cliente/servidor, porque você não pode garantir que os usuários administrem suas máquinas de forma adequada, não importa quanto sejam competentes. Fazer cópias de segurança(backup) é complicado: Fazer cópias de segurança de todas as informações espalhadas pelas diversas estações de trabalho é complicado, e não seria sensato deixar que e ste trabalho seja feito pelos usuários de cada máquina. Mantém o controle de versão com dificuldade: Gerenciar as diferentes versões dos documentos pode se tornar extremamente difícil.

Exemplo de Peer-to-Peer

















Rede cliente/servid cli ente/servidor or Um relacionamento de rede cliente/servidor é aquele em que existe distinção entre os computadores que disponibilizam os recursos de redes(servidores) e aqueles que usam os recursos (clientes ou estações de trabalho). Uma rede puramente cliente/servidor é aquela na qual todos os recursos de rede disponíveis, como arquivos, diretórios, aplicativos e dispositivos compartilhados são gerenciados e hospedados centralizadamente centralizadamente e, em seguida acessados pelos computadores clientes.

Vantagens das Redes Cliente/Servidor •

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Bastante segura: Primeiramente, devido aos recursos compartilhados estarem localizados em uma área

centralizada, eles podem ser administrados naquele ponto. Segundo, os servidores normalmente residem fisicamente em local seguro, como em uma sala fechada. Terceiro, os sistemas operacionais, onde em um deles roda uma rede cliente/servidor, são projetados para serem seguros. Melhor desempenho: Embora os servidores dedicados sejam mais caros que as estações de trabalho tr abalho padronizadas, padronizadas, eles também oferecem desempenho consideravelmente superior e são otimizados para lidar simultaneamente com as necessidades de vários usuários. Backup centralizado: Fazer Backup dos dados importantes de uma empresa é muito mais fácil quando os mesmos estão localizados num servidor central. Além de ser mais fácil, são também mais rápidos que os descentralizados. Bastante confiáveis: Embora haver mais redundância integrada a uma rede peer-to-peer, também é verdade que uma boa rede cliente/servidor pode ser mais confiável. Devido o servidor dedicado ter somente uma simples tarefa a cumprir, sua complexidade é reduzida e sua confiabilidade aumentada.

Desvantagens das Redes Cliente/Servidor •

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Exige uma administração profissional: Redes cliente/servidor normalmente precisam de uma administração

profissional, mesmo para redes pequenas. Utilização mais intensa do hardware: Além dos computadores clientes, você precisará também de um computador servidor que, normalmente, precisa ser um computador robusto, com bastante memória e espaço em disco. Utilização mais intensa do hardware: Além dos computadores clientes, você precisará também de um computador servidor que, normalmente, precisa ser um computador robusto, com bastante memória e espaço em disco.

Exemplo de Rede Cliente/Servidor

















Arquitetura de Rede É um conjunto de camadas e protocolo. A especificação de uma arquitetura deve conter informações suficientes para permitir que um implementador desenvolva o programa ou construa o hardware de cada camada, de forma que ela obedeça corretamente ao protocolo adequado.

Modelo ISO/OSI de Rede O modelo OSI (Open Systems Interconnection) define todos os métodos e protocolos necessários para conectar dois computadores pela rede. O modelo ISO/OSI é um modelo conceitual, normalmente usados em projetos de rede e na engenharia de soluções de rede. O modelo ISSO/OSI divide os métodos e protocolos exigidos para uma conexão de rede em sete camadas diferentes. Cada camada depende dos serviços fornecidos por uma camada inferior.

















A camada de Enlace é normalment subdivida em duas subcamadas, chamadas logi cal link control (LLC) e media acess control (MAC). Caso seja utilizada, a s ubcamada LLC realiza tarefas como geração e té rmino de chamada e transferência de dados. A subcamada MAC manipula a montagem e desmontagem do fram , detecção e correção de erros e endereçamento.

Camada de Rede A camada de rede determina como os pacotes de dados são transportados de um onto para outro em uma rede e o conteúdo de cada um. A camada de rede define os diferentes pacotes de protocolos, como o Internet Protocol (IP) e o Internet Protocol Exchange (IPX). Estes pacotes d protocolos incluem a origem e o roteamento da informação. O roteamento da informação contida em ca a pacote informa à rede qual o destino do pa ote e comunica ao computador receptor a origem do mesmo.

Camada de Transporte Gerencia o fluxo das informaçõe s de um nó de rede a outro. Ela assegura qu os pacotes sejam decodificados na seqüência correta e ta mbém que sejam recebidos. Camada Sessão Define a conexão de um usuário para um servidor de rede ou de um peer em uma rede a outro peer. Camada de Apresentação Recebe os dados fornecidos pela s camadas inferiores e transforma-os de mo do que possam ser apresentados ao sistema. Camada de aplicativo Controla a maneira como os sist mas operacionais e seus aplicativos interag m com a rede. Entendendo como os dados são transmitidos através das camadas OSI Conforme mencionado anterior ente nesta seção, os dados fluem de um pr ograma aplicativo ou de um sistema operacional. Depois passam pel os protocolos e dispositivos que compõem a s sete camadas do modelo ISO/OSI, uma por uma, até que os dado cheguem à camada física e sejam transmiti dos pela conexão de rede.

Modelo TCP/IP O TCP/IP tem apenas quatro ca adas e dessa forma algumas camadas do pr tocolo TCP/IP representam mais de uma camada do modelo OSI.

















A idéia por trás do TCP/IP é exatamente a mesma que explicamos para o modelo de referência OSI: na transmissão de dados, os programas se comunicam com a camada de Aplicação, que por sua vez se comunica com a camada de Transporte, que se comunica com a camada de Rede, que se comunica com a camada de Interface com a Rede, que então e ntão envia quadros para serem transmitidos pelo meio (cabo, ar, etc). Camada Interface com a Rede Esta camada é responsável por enviar os dados para o meio de transmissão. O que há dentro desta camada dependerá do seu tipo de rede. Se você está usando uma rede Ethernet (o tipo mais comum) você encontrará as três camadas do Ethernet (LLC, MAC e Física – LLC significa Controle do Link Lógico e MAC significa Controle de Acesso ao Meio) dentro desta camada do TCP/IP. A camada Física da rede Ethernet corresponde à camada Física do modelo de referência OSI, enquanto que as outras duas camadas (LLC e MAC) correspondem à camada de Link de Dados do modelo OSI.

Camada Internet ou Rede Tudo o que dissemos sobre a camada de Rede do modelo de referência OSI é válido para a camada de Rede do TCP/IP. Vários protocolos podem ser usados nesta camada e o mais comum deles é o protocolo IP.

Camada Transporte Tudo o que dissemos sobre a camada de Transporte do modelo de referência OSI é válido para a camada de Transporte TCP/IP. Dois protocolos diferentes podem ser usados nesta camada, TCP (Transmission Control Protocol) e UDP (User Datagram Protocol). O primeiro usa o esquema de confirmação de recebimento, enquanto que o UDP não usa. O TCP é usado para transmitir dados do usuário (como páginas da web e e-mails) enquanto que o UDP é mais usado para transmitir dados de controle.

Camada Aplicação Como mencionamos, os programas se comunicam com esta camada. Vários protocolos diferentes podem ser usados nesta camada, dependendo do programa que você estiver usando. Os mais conhecidos são HTTP (navegação web), SMTP (para envio de e-mails), POP3 (para o recebimento de e-mails) e o FTP (para transferência de arquivos).

















Topologias de Cabeamento A palavra topologia significa basicamente configuração, o termo topologia de rede se refere à configuração configuração de rede – a forma como todos os nós (pontos) de uma rede são conectados conectados juntos. Existem diversas diversas topologias diferentes nas nas quais as redes são conectadas, e a escolha de uma topologia será uma das mais importantes que você fará ao planejar uma rede. As diferentes topologias possuem custos variados (tanto para instalar quanto para manter), diferentes níveis de desempenho e de confiabilidade.

Rede em Barramento Rede em barramento é uma topologia de rede em que todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados. Apesar de os dados não passarem por dentro de cada um dos nós, apenas uma máquina pode “escrever” no barramento num dado momento. Todas as outras “escutam” e recolhem para si os dados destinados a elas. Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão. Essa topologia utiliza cabos coaxiais. Para cada barramento existe um único cabo, que vai de uma ponta a outra. O cabo é seccionado em cada local onde um micro será inserido na rede. Com o seccionamento do cabo formam-se duas pontas e cada uma delas recebe um conector BNC. No micro é colocado um "T" conectado à placa que junta as duas pontas. Embora ainda existam algumas instalações de rede que utilizam esse modelo, é uma tecnologia obsoleta.

Conector T



















Placa de rede com NBC

Vantagem: Se um cabo for cortado, não serão todos que perderão a conexão com a rede. Desvantagem: Essa arquitetura é muito antiga, ou seja, é uma tecnologia pouco aceita.

Rede Anel Na topologia em anel os dispositivos são conectados em série, formando um circuito fechado (anel). Os dados são transmitidos unidirecionalmente de nó em nó até atingir o seu destino. Uma mensagem enviada por uma estação estação passa por



















Repetidor de sinais

Vantagem: Rede fácil de ser instalada. Desvantagem: Deixa a transmissão de dados um pouco lenta, pois para enviar um certo arquivo para uma máquina que não esteja diretamente conectada com a primeira, o arquivo terá de passar por outras máquina , deixando a conexão lenta.

Rede em Estrela A mais comum atualmente, a top logia em estrela utiliza cabos de par trançado e um concentrador como ponto central da rede. O concentrador se encarrega de retransmitir todos os dados para todas a s estações, mas com a vantagem de tornar mais fácil a localização dos pro lemas, já que se um dos cabos, uma das port as do concentrador ou uma das placas de rede estiver com problemas, ape as o nó ligado ao componente defeituoso ficará fora da rede. Esta topologia se aplica apenas a p quenas redes, já que os concentradores costu am ter apenas oito ou dezesseis portas. Em redes maiores é utilizada a topologia de árvore, onde temos vários concent adores interligados entre si por comutadores ou roteadores.





































Componentes de Hardware de Rede Servidores Um servidor é qualquer computador que execute as funções de rede para outros computadores. Estas funções incorrem em algumas categorias, que incluem: • Servidores de arquivo e de impressoras que proporcionam o compartilhamento de arquivos e os serviços d e compartilhamento de impressoras. • Servidores de aplicativos que forneçam serviços de aplicativos específicos a um aplicativo. Por exemplo, um serv idor que rode um banco de dados utilizado por um aplicativo distribuído. armazenamento de e-mail e serviços de interconexão com computadores • Servidores de e-mail que fornecem armazenamento clientes • Servidores de rede que podem suprir um host com vários serviços de rede. Estes serviços incluiriam a distribuição automática de endereços TCP/IP, roteamento de pacotes de um rede para outra, criptografia/decodificação criptografia/decodificação e outros serviços de segurança, etc. • Servidores de Internet que fornecem serviços Web, Usenet News(NNTP), Internet e e-mail. • Servidores de acesso remoto que fornecem acesso à rede local para usuários remotos. Servidores normalmente executam alguma espécie de NOS, como Windows 2000 Server, Novell NetWare ou Linux

Hubs, Roteadores e Switches Hub É um dispositivo que conecta uma série de cabos de rede do computador cliente à rede. Todas as conexões de rede em um hub compartilham de um único Domínio de Colisão, que é um meio sofisticado de se dizer que todas as conexões em um hub “conversam” através de um único cabo lógico e estão sujeitas à interferência de outros computadores conectados ao mesmo HUB.



















Roteador

Um roteador direciona pacotes de dados de uma rede para outra. As duas redes se conectam ao roteador usando seus próprios cabos e conexões.

Cabeamento Cabo Coaxial O cabo coaxial é formado por dois condutores separados e envoltos por um material isolante. O primeiro condutor, normalmente o cobre, é mais rígido e está envolto pelo segundo condutor, este em forma de malha e normalmente de alumínio. Este segundo condutor, além de ajudar na transmissão é também responsável por proteger o primeiro condutor contra interferências magnéticas. O cabo coaxial pode ser classificado de duas formas dependendo do material do condutor em malha.





















Cabo de Par Trançado O cabo de par trançado é formado por pares de fios condutores entrelaçados separados separados por material isolante. Cada par é composto por um positivo e um negativo. Isso é o que garante a proteção contra interferências eletromagnéticas. eletromagnéticas. Os cabos de par trançado também podem ser divididos em duas subcategorias de acordo com a blindagem externa. Os cabos de par trançado sem blindagem externa são chamados de UTP. Os que possuem essa blindagem são os STP. Esse meio de transmissão é muito utilizado em redes de computadores.

Conector RJ 45





















Cabos de Fibra Óptica Os cabos de fibra óptica são filamentos de vidro ou de materiais poliméricos com capacidade capacidade de transmitir sinais digitais sob a forma de sinais luminosos. Tal filamento pode apresentar diâmetros variáveis, dependendo da aplicação, indo desde diâmetros ínfimos, da ordem de micrômetros (mais finos que um fio de cabelo) até vários milímetros. Os cabos de fibra óptica são filamentos de vidro ou de materiais poliméricos com capacidade capacidade de transmitir sinais digitais sob a forma de sinais luminosos. Tal filamento pode apresentar diâmetros variáveis, dependendo da aplicação, indo desde diâmetros ínfimos, da ordem de micrômetros (mais finos que um fio de cabelo) até vários milímetros. Graças a essa característica, são cabos que conseguem ter uma velocidade ilimitada, se comparados com cabos elétricos. Também torna seu uso desejável quando existe a necessidade de transmitir dados a grandes distâncias. Outra característica interessante destes tipos de cabos é que eles não sofrem interferência de campos eletromagnéticos. São cabos com custo mais alto, e com certa dificuldade de manuseio. Entretanto, seu uso vem se disseminando cada vez mais, com a necessidade cada vez maior de velocidades mais altas. Os cabos de fibra óptica são compostos por dois fios(um para a recepção e outro para a transmissão) formados por minúsculos cilindros de vidro. Possui duas camadas: Núcleo (vítreo) e Revestimento (Silicone).





















Planta de Cabeamento Refere-se à completa instalação de todos os cabos de sua rede. Inclui não somente os cabos que passam pelo prédio, mas também conectores, tomadas e parede, painéis de ligações e assim por diante.

Hardware de Estações de Trabalho Qualquer computador em uma rede usado por pessoas, normalmente é conhecid como uma estação de trabalho em rede. Estações de trabalho em rede podem ser PCs baseados em Intel rodando alg ma versão do Windows, Apple Macintosh ou algum tipo de computador b seado em Unix. Exemplos de Rede









































Recursos de Redes Compartilhamento de Arquivos O compartilhamento de arquivos foi a razão principal para se ter uma rede. O compartilhamento de arquivos exige um diretório ou uma unidade de disco compatilhada que os usuário possam acessar através da rede, junto com a lógica necessária para assegurar que mais de um pessoa, ao mesmo tempo, não faça modificações conflitantes em um arquivo. O motivo de não querer que sejam feitas várias modificações em um arquivo, ao mesmo tempo, é que poderão estar fazendo simultaneamente modificações modificações conflitantes, sem que seja percebido o problema. A maioria dos softwares não tem a capacidade de permitir modificações múltiplas em um único arquivo e, ao mesmo tempo, solucionar problemas que poderão surgir(exceção à regra é que a maioria dos programas de banco de dados permite que os usuários acessem simultaneamente o banco de dados). Além disso, os sistemas operacionais de rede que compartilham arquivos (praticamente todos) também administram a segurança desses arquivos compartilhados. Esta segurança pode controlar, com um nível sutil de detalhamento, quem tem acesso a determinados arquivos e que tipos de acesso. Por exemplo, alguns usuários poderiam ter permissão apenas para visualizar certos arquivos compartilhados, enquanto outros teriam permissão para editá-los ou até mesmo apagá-los.

Compartilhamento de Impressora O Segundo lugar em importância é o compartilhamento de impressora, pelo simples fato de redução de custos na























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Usar um sistema dedicado de acesso remoto que manipula vários modems e normalmente inclui muitos computadores, cada um com sua placa independente. Empregar uma estação de trabalho na rede e fazer com que os usuários disquem através de um programa de controle remoto como PC Anywhere.

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Como funciona o PC Anywhere























Exemplo de VPN























Exemplo Windows Terminal Services Servic es























Rede Remota(WAN) WAN é simplesmente a conexão de muitas m uitas redes locias (LAN) juntas. Isto pode ser executado de diversas maneiras, dependendo da frequência com que as LANs precisam ser conectadas umas às outras, capacidade de dados exigida(largura de banda) e a distância entre as LANs. WANs são criadas quando os usuários de uma LAN necessitam de acesso frequente aos recursos em outra LAN. Exemplo: O sistema corporativo de planejamento de recursos (ERP) de uma empresa pode estar rodando na matriz, mas o depósito precisa acessá-lo para usar as funções de inventário e remessa. Exemplo de Wan























Endereços IP IP significa “Internet Protocol”. A Internet é uma rede, e assim como ocorre em qualquer tipo de rede, os seus nós (computadores, impressoras, etc.) precisam ter endereços. Graças a esses endereços, as informações podem trafegar pela rede até chegar ao destino correto. Endereços IP são formados por quatro bytes. Cada byte pode representar um número decimal de 0 a 255. Portanto um endereço IP é formado por quatro números, entre 0 e 255. Por exemplo, na figura abaixo, o computador em teste está usando o endereço IP: 192.168.0.2

























Endereços IP em rede local Em meados dos anos 90 tornou-se omum o uso do protocolo TCP/IP em redes locais. locais. A estrutura das redes locais

























Funcionamento do DHCP Um servidor DHCP simplesmente mantém uma tabela contendo os nomes dos diversos computadores da rede e atribui a eles IPs dentro de uma faixa de endereços. No exemplo abaixo, esta tabela seria: seria:

























Nom do computador

IP

























Redes classe A, B e C www.iana.org O IANA (Internet Assigned Numbers Authority) é uma organização responsável pela regulamentação regulamentação do uso da

























Redes classe C são distribuídas pelo IANA para pequenas corporações. O Brasil recebeu do IANA uma faixa de endereços classe C, cuja distribuição é de responsabilidade da FAPESP. Ao receber uma rede classe C, a empresa tem seus três primeiros números definidos e pode variar livremente o quarto número.









































































































































































































































































































































































Apostila de Redes de Computadores Qwerty Escola

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