Redes de computadores

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Redes de computadores

  1. 1. Redes de Computadores
  2. 2. Uma rede de computadores consiste em 2ou mais computadores e outros dispositivosinterligados entre si de modo a poderemcompartilhar recursos físicos e lógicos, estespodem ser do tipo: dados, impressoras,mensagens (e-mails),entre outros. As redes de computadores se subdividemem: estruturas físicas (que são oscomponentes de hardware) e estrutura lógica(que são os protocolos e softwares).
  3. 3. As redes podem ser classificadas de acordocom a sua extensão física: LAN (Local Area Network): É uma redelocal que interliga computadores dentro deuma mesma empresa, casa ou prédio que sãoconectados através de cabos de rede. WAN (Wide Area Network): É uma redede longo alcance que interliga diversoscomputadores, sendo que muitos estãoconectados através de linhas telefônicas,ondas de rádio, satélites etc.
  4. 4. 1. Tipos de Aplicações As LAN possuem três domínios deaplicações: Em uma sala. Em um edifício. Em um conjunto de edifícios.
  5. 5. 2. Topologia A topologia define como é o layout de umarede de computadores e o modo como todosos dispositivos estão conectados a ela. Os principais tipos de topologia são: Em estrela. Em anel. Em barra.
  6. 6. Outras Topologias Em árvore. Em grafo ou parcialmente ligadas. Mista ou Híbrida.
  7. 7. 2.1 Topologia em estrela É constituída por diversos computadoresconectados a um equipamento centralresponsável por promover a comunicaçãoentre todas as estações da rede. Se algum computador desta rede deixar defuncionar, ela continuará trabalhandonormalmente devido ao equipamento centralque realiza o roteamento dos dados dentro darede, o que facilita a localização do defeito.
  8. 8. 2.2 Topologia em anel Este tipo de rede não é capaz de conectartodos os computadores uns aos outrosdiretamente. A conexão é feita através derepetidores instalados em cada estação detrabalho. Quando algum computador sofre umapane, toda a rede deixa de funcionar. Geralmente esta rede utiliza cabos coaxiaise conectores do tipo BNC em forma de “T”.
  9. 9. 2.3 Topologia em barra Todos os computadores estão interligadosem uma única rede física. Apenas umcomputador por vez pode enviar dados pelarede. Se ocorrer de mais de uma estação tentarenviar ao mesmo tempo, ocorrerá uma colisãoentre os dados e a rede ficará ocupada. Para evitar problemas como este énecessário que os usuários da rede organizemuma fila de envio para que sejam feitos um porvez.
  10. 10. 2.4 Topologia em árvore Sua estrutura é baseada em um conjunto debarras conectadas entre si, contendo umabarra central por onde ramificações menoresse interligam. É essencialmente em série de barrasinterconectadas. Geralmente, existe um barracentral onde ramos menores se conectam.
  11. 11. 2.5 Topologia em Grafo Serve como ponto de partida para odesenvolvimento de outras topologias comoestrela, anel, parcialmente ou totalmenteligada. Em redes interligadas ponto a ponto não épreciso que um computador esteja conectadoa todos os outros da rede.
  12. 12. 2.6 Estrutura Mista ou Híbrida A topologia híbrida é bem complexa emuito utilizada em grandes redes. Nela podemos encontrar uma mistura detopologias, tais como as deanel, estrela, barra, entre outras, que possuemcomo características as ligações ponto a pontoe multiponto.
  13. 13. 3. Servidores Em informática o servidor é umcomputador que fica disponível na redepara prover arquivos e/ou periféricospara os demais computadores. Apesar de existir uma grande variedadede tipos de servidores capazes de realizaras mais diferentes funções, o principal éo de servir a rede.
  14. 14. 3.1 Servidores de Arquivos É um computador cuja função principal é a dearmazenamento e distribuição dos arquivos dentro darede local que está conectado.
  15. 15. 3.2 Servidor de Impressão É possível compartilhar uma impressoraatravés de uma chaveador de impressora, deum computador conectado em uma rede localou, então, de um dispositivo eletrônicoservidor de impressão conectado à rede. O chaveador é um periférico utilizado parao compartilhamento de uma impressora entredois computadores, conectados por um caboparalelo ou USB.
  16. 16. Existem dois tipos de chaveadores: o manual e oautomático. Uma desvantagem em relação ao usodestes aparelhos é que ao alcançar determinado tempode uso, eles tendem a apresentar problemas de maucontato, que se torna ainda mais evidente emchaveadores manuais. O servidor de impressão (print server) é a melhoralternativa para a impressão de grandes quantidades dearquivos através de uma rede com muitoscomputadores. Neste tipo de compartilhamento é o aparelho PrintServer que controla as impressões, impedindo queocorra sobrecarga de tarefas em apenas um computadorda rede local, aumentando a performance da rede.
  17. 17. Com o servidor de impressão, a impressora passa a tersua própria identidade dentro da rede, obtendo umnome ou endereço de IP, se tornando disponível paratodos os usuários da rede. Este equipamento possuicusto acessível.
  18. 18. 3.3 Servidor de Comunicação É um computador configurado especialmente paraexecutar todos os procedimentos, prover acesso à rede edesenvolver uma interface com os dispositivos usuáriosde modo que seja possível a utilização da rede pelosdemais computadores interligados a ele.
  19. 19. 3.4 Servidor Gateway Computador capaz de constituir umaconexão entre duas redes que utilizamprotocolos distintos. Ele recebe informaçõesda internet e as converte em um formatocompatível para os demais computadoresconectados à mesma rede intranet.
  20. 20. 3.5 Servidor de Rede Tem a função de coordenar o tráfego dosdados entre os computadores da rede, além demonitorar os recursos e performance dela.Cabe ao servidor de rede o monitoramento domeio de transmissão dos dados e outros sinaispara que seja possível identificar erros,diagnosticá-los e solucioná-los rapidamente.
  21. 21. 3.6 Servidor DHCP Tem a função de atender os pacotes de broadcast doscomputadores da rede, despachando um pacote comum dos endereços IP disponíveis e outros dados darede. Constantemente, este servidor faz umaconferência para verificar se todas as estações estãoconectadas à rede e, então, exige delas a renovação dosseus endereços IP. A única exigência é que este computador permaneçasempre conectado para que possa fazer a renovação dospacotes de protocolo nos computadores da rede.
  22. 22. 3.7 Servidor Proxy Permite que os computadores de uma redelocal tenham acesso à internet. Utilizandoeste servidor é possível compartilhar aconexão com a internet, sendo uma grandevantagem quando o IP for fixo. Desta forma, oservidor permanece conectado e os outroscomputadores da rede local se conectam àinternet através deste servidor proxy.
  23. 23. 4. Arquitetura de Protocolos Protocolo é um conjunto de informações oudados que viabiliza o envio e recebimento dedados entre diversos computadores em umarede. Podemos citar: FTP, HTTP, IP, NNTP etc. Dependendo do nível de controle de dadosem uma rede os protocolos são classificadosda seguinte maneira:
  24. 24.  Protocolos orientados à conexão: São protocolos que controlam a transmissão de dados enquanto é estabelecida a comunicação entre dois computadores. Durante este processo, o computador receptor emite avisos de recepção aguardando a comunicação,em contrapartida, o computador emissor faz a validação do pedido e envia os dados em forma de fluxo. O protocolo TCP, portanto, destina-se à conexão. Protocolos não orientados à conexão: São protocolos nos quais o computador emissor envia dados sem emitir avisos ao computador que irá recebê- los. Durante o processo de transferência os dados são enviados na forma de datagramas (blocos).
  25. 25. 4.1 Visão Geral do Modelo ISO OSI O modelo OSI foi desenvolvido no ano de1977 pela ISO, que foi a organização pioneirana criação de padrões de conexões capazes deinterligar diversos computadores locais eremotos. Os parâmetros de conexões gerais da redesão divididos em sete camadas, ajudando aentender questões fundamentais sobre a rede.
  26. 26. 4.2 Camada Física A camada física está relacionada àconsideração dos dispositivos de hardwareque compõem um determinado processo. Nalinguagem da rede, ela faz referências àsconexões por onde os dados irão trafegarcomo, por exemplo, as interfaces seriais,LPTS, hubs ou cabos coaxiais. Dentro domodelo OSI esta é a camada de nível-1 dossete de camadas.
  27. 27. 4.3 Camada de Enlace Esta camada é um gerenciador de enlace de dados,que é responsável pela conexão lógica e física darede. Neste nível é realizada a transmissão,identificação de erros e também a codificação econversão das informações em pacotes. A camada deenlace possui os métodos de acesso ao meio e faz ocontrole do fluxo. O endereço MAC (Media Access Control) que éprotocolo que gerencia o acesso dos computadores àrede Ethernet também está alocado nesta camada.
  28. 28. 4.4 Camada de Rede A camada de rede tem a função deestabelecer uma conexão lógica entre doispontos, fazendo a administração do tráfego eroteamento dos arquivos relacionados aoestabelecimento e operação de uma conexãoem uma rede.
  29. 29. 4.5 Camada de Transporte Como a camada de rede não garante a entrada dopacote de dados ao seu destino, ocorrendo o risco delesserem perdidos ou extraviados foi necessária a utilizaçãode uma outra camada de protocolo, que é de transporte. A função dela é isolar os níveis superiores da parte detransmissão de dados através da rede, administrar ostatus de funcionamento e desativar uma conexão. Alémdisso, a função dessa camada é controlar o fluxo dedados e as diversas conexões em uma rede.
  30. 30. 5. Meios de Transmissão Servem de suporte para que possa ocorrer atransmissão de dados entre dois pontos. Eles sãoclassificados em dois grupos distintos: meios detransmissão guiados (fibra de vidro, fios, cabocoaxial etc.) e meios de transmissão não guiados(micro-ondas, raios infravermelhos, ondas de rádioetc.). Ao escolher um sistema de transmissão de dados éimportante considerar a taxa de transferência edistância que ele consegue atingir.
  31. 31. 5.1 Cabo Coaxial Tipo de cabo utilizado para a transmissão de sinais eque utiliza camadas de condutores e isolantes. Estes cabos são constituídos por quatro camadas: Condutor interno: É o fio de cobre por onde osdados são transportados. Camada isolante de plástico: Denominada dedielétrico, tem a função de proteger o condutor interno. Malha de metal: Responsável pela proteção da duascamadas internas citadas anteriormente. Jaqueta: Camada de revestimento externa.
  32. 32. 5.2 Par Trançado Substituiu os cabos coaxiais. É constituídopor 4 pares de fios entrelaçados o quepermite maior proteção dos fios, pois osenrolados uns aos outros criam um campoeletromagnético que protege os dados dasinterferências externas. Há dois tipos: o UTP ou Par TrançadoBlindado e o STP ou Par Trançado semBlindagem.
  33. 33. 5.3 Fibra Óptica Faz a transmissão de uma luz produzida porum LED ou diodo emissor de luz e estes sinaisde luz por sua vez são traduzidos em sinaisdigitais através de um circuito de fotodiodo. São dois os modelos de fibra óptica: omonomodo e o multimodo.
  34. 34. 5.4 Radio Difusão (Wireless) É uma tecnologia que possibilita a conexãode dois dispositivos por ondas de rádio,dispensando a utilização de cabos. Para estabelecer uma conexão sem fio, doisitens são indispensáveis: dispositivo comsuporte a tecnologia wireless e um hotspot,que é um ponto de acesso através do qual osinal é repassado.
  35. 35. Este tipo de rede, chamado de WLAN permiteconexão de alta velocidade com a internet em raiosinferiores a 100 metros, sendo indicado para áreas comespaço restrito. Várias tecnologias são abrangidas pelas redes locaissem fio: Sistema Infrared (infravermelho): Para realizar atransmissão de dados são utilizados frequênciaselevadas, sendo um pouco inferior à luz visível noespectro eletromagnético. Sistemas Narrowband – banda estreita: Trabalhaem uma frequência específica de rádio, preservando osinal restrito o suficiente apenas para enviar asinformações.
  36. 36.  Sistemas Spread Spectrum: São os mais difundidos e utilizam o método de espalhamento espectral com sinais de rádio frequência de banda larga.
  37. 37. 6. Interligando Segmentos de Rede Local Para conectar segmentos dentro de umarede local o usuário poderá utilizar diferentesdispositivos, os quais variam de acordo com otipo de rede existente. Entre os principaisdispositivos destinados a esta função,podemos citar as pontes, os hubs, osrepetidores, os roteadores e os switches.
  38. 38. 6.1 Repetidores São dispositivos clientes, sem fio que têm afunção de receberem o sinal e enviá-lo,ampliando a área de alcance de uma redewireless, atingindo um ponto afastado quenão é abrangido pelo roteador alcançado coma mesma potência.
  39. 39. 6.2 Pontes (Bridge) É um dispositivo que conecta duas ou mais redes queutilizam protocolos iguais ou diferentes ou, então, doissegmentos em uma mesma rede que utilizam um mesmoprotocolo. É importante distinguir as diferenças entre afuncionalidade de um hub e um bridge. O hub conectadiversos computadores, que passam a constituir umúnico segmento de rede, de modo que todos os dadostransmitidos através de um computador seja repassadoaos demais fazendo com que a performance da redediminua à medida que o tráfego aumente.
  40. 40. Já o bridge reúne dois ou mais hubs dandoorigem a uma única rede de modo que oscomputadores conectados em cada um desteshubs se convertam em um segmentodiferente. Cada computador pode suportar apenasuma ponte de rede.
  41. 41. 6.3 Roteadores (Router) É um aparelho que contém diversas entradas deconexão do tipo RJ45 para fazer a conexão doscabos de rede, sendo utilizado em redes de grandeporte. Sua função, além de conectar diversoscomputadores em uma rede, é de especificar qual amelhor rota que os dados devem seguir até seusrespectivos destinos, impedindo que ocorracongestionamento de arquivos. Existem dois modelos de roteadores:
  42. 42.  Roteador Estático: Faz a busca pelo caminho mais curto para transportar os dados e as informações, com a ressalva que ele não identifica o congestionamento de dados. Roteador Dinâmico: Também identifica um caminho mais curto e sem congestionamento ou com menor quantidade de dados trafegando simultaneamente. Além disso, ele possui seu próprio sistema de firewall e faz a compactação dos dados possibilitando uma transferência mais veloz.
  43. 43. 6.4 Gateways Para que um computador se comunique comoutro através de uma rede é necessário possuiruma função que informe como devem estabeleceresta comunicação. Esta função, por sua vez,recebe o nome de roteamento. Uma rota é um conjunto de endereços que sedivide em duas etapas: destino e gateway. Destaforma, para um computador conseguir permissãode acesso para algum destino da rede é necessáriorealizar uma prévia comunicação gateway.
  44. 44. O destino pode estar representadodentro da rede como computadoresindividuais, subredes e padrão, sendoque a opção padrão é utilizada apenas senenhuma das outras opções de rotaestiverem disponíveis. Os gatewaystambém podem ser de três tipos:computadores individuais, enlaces ouinterfaces e endereços MAC.

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