Introdução às Redes de Computadores

Redes

1 Coordenação de Ensino - Duque de Caxias

Redes

Aula 1 - Introdução
Nenhuma outra tecnologia evoluiu tanto como a
Informática. Mesmo em menor escala, as redes
permitem a pequenas e médias empresas maior
agilidade e eficiência na troca de informações e
compartilhamento de dados e recursos como por
exemplo, impressoras e HDs.
Não importa se vocês está conectando uma
impressora a dois ou mais computadores, ou
interligando dois sistemas via satélite, a realidade
das redes vai estar cada vez mais ligada ao nosso
cotidiano.
2


Redes

Definição

É uma ligação existente entre dois
ou mais computadores permitindo a
troca ou o compartilhamento de
informações .

3


Redes

Utilização de uma rede
Podemos resumir como facilidades
disponíveis nas redes de comunicação as
seguintes opções:
o Acesso remoto
o Cópia de arquivos remotos
(downloads)
o Compartilhamento de conexão

o Compartilhamento de periféricos

o Compartilhamento de arquivos
o Teleconferência
4


Redes

Meios de Transmissões

As principais diferenças entre os diversos
meios de transmissão são relacionados à
largura de faixa, imunidade a ruído, custo,
etc. Falaremos de cada um deles à seguir:

5


Par Trançado Redes

Consiste de dois fios enrolados em espiral envolto em
material plástico. Sua construção busca reduzir o ruído e
manter constante as propriedades elétricas do meio
através de todo o seu comprimento (evita a
interferência). É o meio de transmissão mais comum
usado nos sistemas telefônicos, que em consequência,
existe uma grande quantidade de linhas de comunicação
disponíveis a serem utilizadas em redes de comunicação
de dados. Sua principal desvantagem é a susceptividade
a interferências e ruídos a latas e médias frequências.
6


Redes

Cabo Coaxial

É composto por um condutor interno circundado por um
condutor, tendo, entre os condutores um material
isolante plástico. O condutor externo é uma trança tecida
de cobre para servir de blindagem para o condutor
interno evitando interferências elétricas. Este condutor é
também circundado por uma outra camada isolante. É o
principal meio utilizado no sistema de tv a cabo. 7

Coordenação de Ensino - Duque de Caxias

Redes

Cabo de Fibra Óptica

O cabo consiste de uma fibra de vidro revestida com aço
inox, por onde é realizada a transmissão da luz. Ao redor
do filamento existe uma outra substância de baixo índice
de refração, que faz com que os raios sejam refletidos
internamente, minimizando assim, as perdas de
transmissão. É mais leve e menor que o fio de cobre,
podendo transmitir informações em velocidades muito
superiores aos outros modos. 8


Comparações entre os tipos de cabos

9


Via Rádio ou Wi-Fi

Transmissão através de microondas utiliza ondas de alta
frequência de rádio para transporte de informação. Um
sério problema neste tipo de transmissão é a facilidade
de se interceptar transmissões o que fragiliza em muito o
aspecto a segurança de informações. Em função disso, a
utilização de criptografia de dados se faz muitas vezes10
necessária.

Via Satélite

Pode atingir áreas de alcance muito grande, podendo em
conjunto com três satélites cobrir todo o planeta Terra. A
principal vantagem é o grande volume de informações
que podem ser transmitidas para todas as localidades do
planeta com grande facilidade. Seu maior problema como
a Wifi é a segurança de dados. 11


Redes

Tipos de Redes

Veremos a seguir uma breve descrição
dos tipos de redes existentes: 12


Redes

LAN

É uma rede de área
local (Local Area
Network) é uma rede
local (prédio).
13


Redes

MAN

Rede de área metropolitana,
(Metropolitan Area Network) uma
rede de comunicação que abrange
uma cidade.

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Redes

WAN

Wide Area Network (Rede de área
alargada ou Rede de longa
distância) (rede mundial).

15


Redes

Modos de Transmissão
Definem a maneira como a
comunicação é realizada entre dois
dispositivos de uma rede. Os dados
podem ser encaminhados de diferentes
maneiras em função do meio de
transmissão utilizado: Simplex, Half-
Duplex, Full-Duplex
16


Redes

Simplex

Transmissor Receptor

Permite que os dados sejam
transmitidos em uma única
direção. Ex: Rádio de pilha.
17


Redes

Half-Duplex

Permite que dados sejam
transmitidos nas duas direções,
porém nunca de maneira
simultânea. Ex: Nextel.
18


Redes

Full-Duplex

Transmite dados nas duas
direções simultaneamente. Ex:
Telefone.
19


Redes

Aula 2 – Equipamentos e Arquitetura de
uma rede de computadores
Para criarmos uma rede
necessitamos de equipamentos
específicos, veremos a seguir
uma breve descrição sobre cada
um deles:
20


Redes

HUBS

É um dispositivo que tem a função de interligar os computadores de uma
rede local. Sua forma de trabalho é a mais simples se comparado ao switch
e ao roteador: o hub recebe dados vindos de um PC e os transmite às
outras máquinas. No momento em que isso ocorre, nenhum outro
computador consegue enviar sinal. Sua liberação acontece após o sinal
anterior ter sido completamente distribuído.
21


Redes

SWITCH

É um aparelho muito semelhante ao hub, mas tem uma grande
diferença: os dados vindos do computador de origem somente são
repassados ao computador de destino. Isso porque os switchs
criam uma espécie de canal de comunicação exclusiva entre a
origem e o destino. Dessa forma, a rede não fica "presa" a um único
computador no envio de informações. Isso aumenta o desempenho
da rede já que a comunicação está sempre disponível, exceto
quando dois ou mais computadores tentam enviar dados
simultaneamente à mesma máquina. Essa característica também
diminui a ocorrência de erros (colisões de pacotes, por exemplo).
Assim como no hub, é possível ter várias portas em um switch e a
quantidade varia da mesma forma.
22


ROTEADORES Redes

É um equipamento utilizado em redes de maior porte. Ele é mais
"inteligente" que o switch, pois além de poder fazer a mesma função
deste, também tem a capacidade de escolher a melhor rota que um
determinado pacote de dados deve seguir para chegar em seu destino. É
como se a rede fosse uma cidade grande e o roteador escolhesse os
caminhos mais curtos e menos congestionados. Daí o nome de roteador.
Alguns dos serviços dos roteadores:
oControlar o congestionamento da rede;
o controlar o caminho que oferece o melhor desempenho;
23

o prover o roteamento dos pacotes, etc.

Cabo Par Trançado
Redes

(Rede Cabeada)
Para montar um cabo de par trançado
tomaremos como base a tabela abaixo:
Ordem Norma EIA/TIA 568A Norma EIA/TIA 568B

1 BV – Branco com Verde BL – Branco com Laranja
2 V – Verde L – Laranja
3 BL – Branco com Laranja BV – Branco com Verde
4 A – Azul A – Azul
5 BA – Branco com Azul BA – Branco com Azul
6 L – Laranja V – Verde
7 BM– Branco com Marrom BM– Branco com Marrom
24
8 M– Marrom M– Marrom


Cabo Par Trançado
Redes

(Rede Cabeada)
Ordem correta para organizar os
cabos desenrolados:

B
BV V BL A BA L M
M 25


Redes

Conectores RJ-45

É um tipo de conector utilizado em redes com
padrão Ethernet configurado fisicamente como
estrela mas que logicamente funciona como uma
rede com topologia de barramento.
26


Redes

Alicate de Crimpagem

Utilizado para cortar os cabos e
depois de organizados, encaixá-los
no conector RJ-45 ou no RJ-11. 27


Redes

Modelo OSI
Para facilitar a interconexão de Camadas do Modelo OSI
sistemas de computadores, a
ISO desenvolveu um modelo de 1 Física
referência chamado OSI (Open
System Interconnection), para 2 Enlace ou Link de Dados
que os fabricantes pudessem 3 Rede
criar protocolos a partir desse
modelo. 4 Transporte
O modelo de protocolos OSI é 5 Sessão
um modelo de sete camadas,
divididas da seguinte forma: 6 Apresentação
7 Aplicação

28


Redes

1 – Física
Pega os quadros enviados pela camada de Link de
Dados e os converte em sinais compatíveis com o
meio onde os dados deverão ser transmitidos. A
camada física é quem especifica a maneira com
que os quadros de bits serão enviados para a rede.
A camada Física não inclui o meio onde os dados
trafegam, isto é, o cabo de rede. Quem faz o seu
papel é a placa de rede.
A camada Física pega os dados que vem do meio
(sinais elétricos, luz, etc.) converte em bits e
repassa a camada de Link de dados que montará o
pacote e verificará se ele foi recebido corretamente.
29


Redes

2 – Enlace ou Link de Dados
Pega os pacotes de dados vindos da
camada de Rede e os transforma em
quadros que serão trafegados pela rede,
adicionando informações
como endereço físico da placa de rede
de origem e destino,dados de controle,
dados em si, e os controle de erros.
Esse pacote de dados é enviado para a
camada Física, que converte esse
quadro em sinais elétricos enviados
pelo cabo da rede. 30


3 – Rede Redes

É responsável pelo endereçamento dos
pacotes, convertendo endereços lógicos
em endereços físicos, de forma que os
pacotes consigam chegar corretamente
ao destino. Essa camada também
determina a rota que os pacotes irão
seguir para atingir o destino, baseada
em fatores como condições de tráfego
da rede e prioridades. Rotas são os
caminhos seguidos pelos pacotes na
rede.
31

4 – Transporte Redes

É responsável por pegar os dados vindos da camada de
Sessão dividi-los em pacotes que serão transmitidos
pela rede. No receptor, esta camada é responsável por
pegar os pacotes recebidos da camada de Rede e
remontar o dado original para enviá-lo à camada de
Sessão, isso inclui o controle de fluxo, correção de
erros, confirmação de recebimento (acknowledge)
informando o sucesso da transmissão.
A camada de Transporte divide as camadas de nível de
aplicação (de 5 a 7 — preocupadas com os dados
contidos no pacote) das de nível físico (de 1 a 3 —
preocupadas com a maneira que os dados serão
transmitidos. A camada de Transporte faz a ligação
entre esse dois grupos.

32


Redes

5 – Sessão
Permite que dois computadores
diferentes estabeleçam uma sessão de
comunicação. Com esta camada os
dados são marcados de forma que se
houver uma falha na rede quando a
rede se tomar disponível novamente, a
comunicação pode reiniciar de onde
parou.

33


Redes

6 – Apresentação
Converte os dados recebidos pela camada de
Aplicação em um formato a ser usado na
transmissão desse dado, ou seja, um
formato entendido pelo protocolo. Ele
funciona como um tradutor, se está
enviando traduz os dados da camada de
Aplicação para acamada de Sessão, se está
recebendo traduz os dados da camada de
Sessão para a Aplicação.

34


Redes

7 – Aplicação
Faz a interface entre o protocolo de
comunicação e o aplicativo que pediu
ou que receberá a informação através
da rede. Por exemplo, se você quiser
baixar o seu e-mail com seu aplicativo
de e-mail, ele entrará em contato com a
Camada de Aplicação do protocolo de
rede efetuando este pedido.

35


Redes

Modelo TCP/IP
Vem dos nomes dos protocolos mais
utilizados desta pilha, o IP Camadas do Modelo
(Internet Protocol) e o TCP
(Transmission Control Protocol). TCP/IP

Mas a pilha TCP/ IP possui ainda 1 Enlace ou Link de Dados
muitos outros protocolos, dos quais
veremos apenas os mais 2 Rede
importantes, vários deles
necessários para que o TCP e o IP
desempenhem corretamente as 3 Transporte
suas funções.
Visto superficialmente, o TCP/IP 4 Aplicação
possui 4 camadas, desde as
aplicações de rede até o meio físico
que carrega os sinais elétricos até o
seu destino: 36


Redes

1 – Enlace ou Link de Dados
Tem a função de fazer com que informações sejam
transmitidas de um computador para outro em
uma mesma mídia de acesso compartilhado
(também chamada de rede local) ou em uma
ligação ponto-a-ponto (ex: modem). Nada mais do
que isso. A preocupação destes protocolos é
permitir o uso do meio físico que conecta os
computadores na rede e fazer com que os bytes
enviados por um computador cheguem a um outro
computador diretamente desde que haja
uma conexão direta entre eles.

37


Redes

2 – Rede
o Internet Protocol (IP), é responsável por fazer
com que as informações enviadas por um
computador cheguem a outros computadores
mesmo que eles estejam em redes fisicamente
distintas, ou seja, não existe conexão direta entre
eles. Como o próprio nome (Inter-net) diz, o IP
realiza a conexão entre redes. E é ele quem traz
a capacidade da rede TCP/IP se "reconfigurar"
quando uma parte da rede está fora do ar,
procurando um caminho (rota) alternativo para a
comunicação.

38


Redes

3 – Transporte
Mudam o objetivo, que era conectar dois
equipamentos, para conectar dois programas. Você
pode ter em um mesmo computador vários
programas trabalhando com a rede
simultaneamente, por exemplo um browser web e
um leitor de e-mail. Da mesma forma, um mesmo
computador pode estar rodando ao mesmo tempo
um servidor Web e um servidor POP3. Os
protocolos de transporte (UDP e TCP) atribuem a
cada programa um número de porta, que é
anexado a cada pacote de modo que o TCP/IP saiba
para qual programa entregar cada mensagem
recebida pela rede.
39


4 – Aplicação Redes

São específicos para cada programa que
faz uso da rede. Desta forma existe um
protocolo para a conversação entre um
servidor web e um browser web
(HTTP), um protocolo para a
conversação entre um cliente Telnet e
um servidor (daemon) Telnet, e assim
em diante. Cada aplicação de rede tem
o seu próprio protocolo de comunicação,
que utiliza os protocolos das camadas
mais baixas para poder atingir o seu
destino. 40


Redes

Aula 3 - Topologias, Backbone e Endereço IP

Muitas vezes para criarmos um projeto
em uma rede devemos verificar
primeiro qual será o tipo de rede criada
e qual a topologia que devemos
implementar, veremos a seguir os tipos
de redes e topologias existentes:

41


Redes

Topologia
É a forma como se monta uma rede,
quais equipamentos serão utilizados e
toda a sua estrutura física. Veremos a
seguir cada uma dessas topologias:

42


Redes

Barramento

É a organização mais simples de uma rede. Com efeito,
numa topologia em bus todos os computadores estão
ligados a uma mesma linha de transmissão através de
cabo, geralmente coaxial. A palavra “bus” designa a linha
física que liga as máquinas da rede. Esta topologia tem
por vantagens ser fácil de instalar e funcionar facilmente.
Em contrapartida, é extremamente vulnerável já que se
uma das conexões for defeituosa, é o conjunto da rede que
é afetado. 43


Redes

Estrela

Os computadores da rede estão ligados a um sistema material
central chamado hub. Trata-se de uma caixa que compreende
diversas junções às quais se podem conectar os cabos provenientes
dos computadores. Este tem como papel assegurar a comunicação
entre as diferentes junções. Contrariamente às redes construídas
numa topologia em bus, as redes de acordo com uma topologia em
estrela são muito menos vulneráveis porque pode-se facilmente
retirar uma das conexões que a desligam do hub sem, no entanto,
paralisar o resto da rede. 44


Anel(Ring) Redes

Os computadores são situados num anel e comunicam
cada um de sua vez. a realidade, os computadores de uma
rede em topologia anel não estão ligados em anel, mas
ligados a um distribuidor (chamado MAU, Multistation
Acess Unit) que vai gerir a comunicação entre os
computadores que a ele estão ligados, fixando para cada
um deles um tempo de palavra.
45


Redes

Malha (Mesh)

Na topologia em malha existe uma ligação física direta
entre cada um dos nós, isto é, todos comunicam com todos.
Sua vantagem é a tolerância de falhas, pois a relação entre
os computadores dependem mais deles do que da rede.
46


Wireless (Sem fio) Redes

As redes wireless estão a vulgarizar-se de dia para dia, sendo usadas
tanto em redes empresariais como nas redes domésticas e ligações à
Internet. O exemplo mais simples de uma rede sem fios é a rede Ad-Hoc.
Este tipo de rede é estabelecido quando dois ou mais dispositivos com
emissores e receptores wireless estão ao alcance um do outro. Os
dispositivos enviam sinais de um para o outro e ambos reconhecem a
existência de outro dispositivo com o qual pode comunicar.
Este tipo de rede é muito utilizado nas comunicações entre portáteis ou
PDAs e permitem a transferência de dados entre dispositivos com
bastante facilidade. 47


Híbrida Redes

Numa topologia híbrida, o desenho final da rede resulta da combinação
de duas ou mais topologias de rede. A combinação de duas ou mais
topologias de rede permite-nos beneficiar das vantagens de cada uma
das topologias que integram esta topologia. Embora muito pouco usada
em redes locais, uma variante da topologia em malha, a malha híbrida,
é usada na Internet e em algumas WANs. A topologia de malha
híbrida pode ter múltiplas ligações entre várias localizações, mas isto é
feito por uma questão de redundância, além de que não é uma
verdadeira malha porque não há ligação entre cada um e todos os nós,
somente em alguns por uma questão de backup. 48


Redes

Hierárquica

A topologia Hierárquica ou em árvore é essencialmente uma série de barras
interconectadas, semelhante a estrela só que contém um nó central.
Geralmente existe uma barra central onde outros ramos menores se conectam.
A ligação entre barras é realizada através de derivadores e as conexões das
estações realizadas da mesma maneira que no sistema de barras padrão.Cada
ramificação significa que o sinal deverá se propagar por dois caminhos
diferentes. A menos que estes caminhos sejam perfeitamente casados, os sinais
terão velocidades de propagação diferentes e refletirão os sinais de diferentes
maneiras. Por este motivo, em geral, as redes hierárquicas trabalham com
taxas de transmissão menores do que as redes de barra comuns.
Esta topologia é muito usada para supervisionar aplicações de tempo real,
como algumas de automação industrial e automação bancária.
49


Redes

Rede Ponto a Ponto

É uma rede onde os computadores estão conectados a um meio, sem
que haja nenhum serviço centralizado em uma máquina. Ou seja, não
há a figura do servidor. São redes montadas para compartilhar
dispositivos ou dados e não serviços.
Normalmente são redes simples de serem implementadas e de fácil
manutenção.
Ela também é conhecida como peer to peer ou rede distribuída ou
rede não hierárquica. 50


Vantagens
Redes

o Rede mais simples que existe, possuindo
suporte a praticamente todos os sistemas
operacionais;
o Indicada para redes pequenas, onde não existe
grande preocupação com a segurança;
o Baixo custo e fácil implementação tanto a nível
de hardware, quanto a nível de software;
o Compartilhamento dos recursos de forma
simples, mas sem preocupação com segurança;
o Todos os computadores devem ser completos, ou
seja, funcionarem independentemente da rede.

51


Redes

Desvantagens

o Baixa segurança;
o Ocorrerá problemas na rede, pois não pode
crescer de tamanho (máximo 10 PCs);
o Alto custo;
o Dependência;
o Não existe micros servidores.

52


Cliente/Servidor Redes

São sistemas computacionais que fornecem serviços a redes de
computadores. Serviço é a provisão de uma ou mais funções
de interesse dos clientes. Os computadores que acessam esses
serviços são considerados clientes. As redes com esta
arquitetura são designadas cliente-servidor. Embora o termo
servidor seja costumeiramente aplicado a computadores
completos, eles tratam de softwares executados nestes
computadores ou em outros sistemas computacionais. Os tipos
mais conhecidos são os servidores de arquivos, conteúdo web,
correio eletrônico, impressão, banco de dados, DNS, Proxy,
imagens, FTP, DHCP e Diretórios. 53


Redes

Vantagens

GerênciaCentralizada;
Performance;
Segurança.

54


Redes

Desvantagens

oDifícil
instalação;
oDependência;
oAlto Custo.

55


Backbone (Espinha Dorsal)

É uma rede principal por onde passam os dados dos clientes da
internet. No Brasil, as empresas Brasil Telecom, Telecom Italia,
Telefônica, Embratel, Global Crossing e a Rede Nacional de Ensino e
Pesquisa (RNP) prestam esse serviço. Essa mesma rede também é
responsável pelo envio e recebimento de dados entre grandes cidades e
até entre Brasil e outros países. Por ser a rede principal, o backbone
captura e transmite informações de várias redes menores que se
conectam a ele. Quando o usuário envia um e-mail, por exemplo, essa
informação vai de sua rede local para o backbone e, então, é
encaminhada até a rede de destino. O mesmo acontece quando o
internauta acessa informações de um site: elas têm de passar pelo
backbone até chegarem à rede local do usuário. 56


Redes

Tipos de Endereçamento IP

Geralmente podemos ter dois tipos de
endereço IP (Protocolo de Identidade):
IP Dinâmico: Utilizado quando não há a
necessidade de configurarmos um PC em
uma rede.
IP Estático: Utilizado quando existe a
necessidade fixarmos o IP de um PC em
uma rede, para evitarmos conflito de
endereçamento, ou para o envio de pacotes
57

de dados.

Redes

Endereçamento IP

O protocolo TCP/IP foi desenvolvido com a
intenção de permitir o roteamento de
pacotes, e graças a essa característica é
possível fazer a interligação de diversas
redes (como é o caso da Internet). Qualquer
dispositivo que deseja se comunicar com
uma rede TCP/IP deve ter um endereço
único que é chamado de endereço IP.

58


Redes

Formato de Endereço IP

É constituído de 4 bytes (32 bits) representados na
forma decimal, e separados por ponto, no formato
X.Y.Z.W. Assim o menor número do endereço IP
possível é 0.0.0.0 e o maior é 255.255.255.255.
Como cada dispositivo de uma rede TCP/IP precisa
ter um endereço IP único, para que o pacote de dados
consiga ser entregue corretamente, você terá que
usar um endereço que não esteja sendo utilizado por
nenhum outro computador da rede.

59


Redes

Classes de Endereço IP
End. Mais End. Mais
Classe Alto Baixo

A 1.0.0.0 126.0.0.0
Para facilitar a
B 128.1.0.0 191.255.0.0
distribuição dos endereços
IP, foram especificadas C 192.0.1.0 233.255.255.0
cinco classes de endereços
IP, como mostra a tabela:
D 224.0.0.0 239.255.255.255

E 240.0.0.0 255.255.255.254

60


Redes

Classe A - Primeiro bit é 0 (zero)

O primeiro número identifica a rede,
os demais três números indicam a
máquina. Cada endereço classe A
consegue endereçar até 16.777.216
máquinas

61


Redes

Classe B - Primeiros dois
bits são 10 (um, zero)

Os dois primeiros números identificam
a rede, os dois demais identificam a
máquina. Esse tipo de endereço
consegue endereçar até 65.536
maquinas em uma rede

62


Redes

Classe C - Primeiros três bits são 110 (um,
um, zero

Os três primeiros números identificam
a rede, o último indica a máquina.
Com isso consegue-se endereçar até
256 máquinas

63


Redes

Classe D - Primeiros três bits são 110 (um,
um, zero

(endereço multicast): Primeiros
quatro bits são: 1110 (um, um, um,
zero)

64


Redes

Classe E - Primeiros cinco bits
são 11110 (um, um, um, um, zero)

(endereço especial reservado): Uso futuro; atualmente
reservada a testes pela IETF sigla em inglês de (Internet
Engineering Task Force) é uma comunidade internacional
ampla e aberta (técnicos, agências, fabricantes,
fornecedores, pesquisadores) preocupada com a evolução
da arquitetura da Internet e seu perfeito funcionamento.

65


Redes

Máscara de Rede
Acompanha a classe do endereço IP: num endereço de
classe A, a máscara será 255.0.0.0, indicando que o
primeiro octeto se refere à rede e os três últimos ao
host. Num endereço classe B, a máscara padrão será
255.255.0.0, onde os dois primeiros octetos referem-se
à rede e os dois últimos ao host, e num endereço classe
C, a máscara padrão será 255.255.255.0 onde apenas o
último octeto refere-se ao host.
Os 32 bits das Máscaras de Subrede são divididos em
duas partes: um primeiro bloco de 1s seguido por um
bloco de 0s. Os 1s indicam a parte do endereço IP que
pertence à rede e os 0s indicam a parte que pertence
ao host.
66


Redes

Máscara de Rede

Mostrar na prática como se
configura a máscara de sub
rede.

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