1. O documento discute conceitos gerais sobre redes de computadores, incluindo definição, estrutura física, topologia e protocolos. 2. As estruturas físicas incluem servidores, clientes, cabos e interfaces de rede. Vários tipos de cabos e meios sem fio são discutidos. 3. As topologias de rede incluem barramento, estrela, anel e híbrida. Vários equipamentos de rede como repetidores, hubs, switches e roteadores também são explicados.

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Redes de Computadores 1
Redes – Conceitos Gerais
José Ronaldo Trajano

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Rede de Computadores
Rede de computadores ou Rede de dados, na informática e
na telecomunicação é um conjunto de dois ou mais
dispositivos eletrônicos de computação (ou módulos
processadores ou nós da rede) interligados por um sistema
de comunicação digital (ou link de dados), guiados por um
conjunto de regras (protocolo de rede) para compartilhar
entre si informação, serviços e, recursos físicos e lógicos.
Estes podem ser do tipo: dados, impressoras, mensagens (e-
mails), entre outros. As conexões podem ser estabelecidas
usando mídia de cabo ou mídia sem fio.

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A teoria de redes de computadores pode ser dividida em três partes:
Estrutura física
Topologia
Protocolos

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Estrutura Física
Existem diversos tamanhos e tipos de redes, mas o ponto de partida para
elas é o mesmo: a necessidade de comunicação entre dois ou mais
computadores. As formas de conexão podem ser as mais variadas, desde
pares de cabos e de baixo custo, passando pelos cabos coaxiais e fibras
óticas até equipamentos sem fio. Há ainda outros componentes utilizados
para expandir a capacidade da rede. Entre esses componentes, podemos
destacar:
 Servidor
 Cliente
 Cabos
 Interfaces de Rede

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Servidor de Rede
Servidor: máquina central responsável por disponibilizar
recursos e serviços na maioria das redes. Sua função á agir
como fonte de dados para as configurações da rede,
armazenamento de dados e plataforma para rodar
aplicativos, além de possuir mecanismos de autenticação e
controle de acesso – evitando assim que usuários acessem
recursos não autorizados. Existem diversos tipos de
servidores, a escolha depende da necessidade e do
tamanho da rede em que será instalado. Exemplos de servidores:
 Servidor de arquivos
 Servidor de impressão
 Servidor de aplicações
 Servidor de correio eletrônico
 Servidor de fax
 Servidor de comunicação.

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Cliente da Rede
Cliente é a máquina que utilizará a rede em questão. É com ela que o usuário vai
acessar os recursos disponíveis, como serviços, programas e dispositivos de
armazenamento no servidor, em outras maquinas cliente ou em dispositivos
autônomos como fax ou impressoras remotas.

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Cabos de Redes
São o meio físico por meio dos quais os dados serão transmitidos. Veja na tabela
os diferentes tipos e padrões:

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Interface de Rede
É o hardware responsável pela conexão entre as máquinas, agindo como porta
de entrada e saída para acesso ao “espaço público” da rede.

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A estrutura física de uma rede de computadores com relação a sua abrangência
pode ser dividida em:
PAN (Personal Area Network)
LAN (Local Area Network)
MAN (Metropolitan Area Nerwork)
WAN (Wide Area Network)

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PAN (Personal Area Network)
Rede de Área Pessoal (residencial) - Esta rede tem como função ligar aparelhos
de uso pessoal (computadores, notebooks, smartphones e tablets) através de
uma conexão sem fio, alcançando uma área geográfica de até 10 metros, ou com
cabeamento.

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LAN (Local Area Network)
É um conjunto de computadores ligados em uma pequena região. São sinônimos
de Rede LAN – Rede Local, Rede Interna, Ethernet, Intranet.

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MAN (Metropolitan Área Network)
É uma rede que visa cobrir uma área urbana com aproximadamente 30 Km de
raio. Normalmente é composta pela interligação de todas as redes locais de uma
mesma empresa, na mesma região metropolitana.

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WAN (Wide Área Network)
É um conjunto de computadores ligados a grandes distâncias. Seu sinal é
reforçado sempre para que não haja perda nos dados durante a transmissão dos
mesmos. No caso de redes privadas, uma WAN é a interligação das MANs de
uma mesma instituição ou grupo de instituições. Em se tratando de redes
públicas, a WAN mais conhecida do mundo é a Internet.

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SAN (Storage Area Networks)
São redes configuradas para armazenamento, têm como objetivo a interligação
entre vários computadores e dispositivos de storage (armazenamento) numa
área limitada. Considerando que é fundamental que estas redes tenham rápido
acesso à informação), utilizam tecnologias como por exemplo Fiber Channel.

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Tipos de Redes de Computadores (Cliente-Servidor)
Na rede cliente-servidor uma máquina, ou um pequeno grupo de máquinas,
centraliza os serviços da rede oferecidos a demais estações, tais como aplicativos
e filas de impressão. As máquinas que requerem esses serviços são chamadas de
clientes, e as máquinas que os fornecem são chamadas de servidores.

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Tipos de Redes de Computadores (Ponto-a-Ponto)
Na rede ponto-a-ponto não existem servidores, todas as estações compartilham
seus recursos mutuamente. A grande desvantagem que as redes ponto-a-ponto
oferecem com relação às redes cliente-servidor é a dificuldade de gerenciar os
seus serviços, já que não existe um sistema operacional que centralize a
administração da rede. Também não é possível estendê-las excessivamente, já
que um número elevado de nós sobrecarregaria o fluxo de dados, tornando-a
lenta e, por conseguinte ineficaz.

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Redes de Acesso e Meio Físico
● Redes de acesso residencial
● Redes de acesso empresarial (escolas, empresas)
● Redes de acesso sem fio
Questões a serem consideradas:
➢Largura de banda
➢Acesso compartilhado ou dedicado?

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Acesso discado – Telefonia antiga
central
telefônica
rede
telefônica Internet
PC
Modem
modem
discado
doméstico do ISP
(ex.,Terra)
● Usa a infraestrutura existente da telefonia
● Até 56kbps de acesso
● Não dá pra navegar e usar o telefone ao mesmo tempo

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Rede de Acesso DSL (Digital Subscriber Line)
Modem splitter
DSL
voz e dados transmitidos em
diferentes frequências sobre
uma linha dedicada até a
central
central telefônica rede
telefônica
DSLAM
ISP
Multiplexador
de acesso
DSL
 Utiliza a rede telefônia existente até o DSLAM na Central Telefônica
 Dados vão para a internet
 Voz vão para a rede telefônica
 TV

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Rede de acesso corporativas (Ethernet)
● Usado tipicamente em empresas, universidades, etc
● Ethernet de 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps e 10Gbps
● Atualmente sistemas terminais conectam a Switches Ethernet

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Redes de acesso sem fio (Wirelles)
Uma rede sem fio é uma infraestrutura das comunicações sem fio que permite a
transmissãode dados e informações sem a necessidade do uso de cabos – sejam
eles telefónicos, coaxiais ou óticos. Issoé possível graças ao uso, por exemplo,
de equipamentos de radiofrequência, de comunicações via infravermelho etc.

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WiMAX
● É uma tecnologia wireless desenvolvida para oferecer acesso banda larga a
distâncias de 16km
● Similar a telefonia celular, onde a cobertura é implantada no formato de
células
● Rede do futuro

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Meios Físicos – Par trançado
● Bit: Propaga-se entre o transmissore o receptor
● Enlace Físico: está entre o transmissore o receptor
● Meios guiados: propagam-seem meios sólidos: cobre,
fibra, cabo coaxial
● Meios não guiados: propagam-selivremente: rádio
 Par trançado (TP-Twisted Par) Dois fios de cobre
isolados
 Categoria 5 – 100 Mbps e 1Gbps Ethernet Categoria 6
- 10Gbps

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Meios Físicos – cabo coaxial
Cabo coaxial:
● Fio (transporta o sinal) dentro de outro fio (blindagem)
● Bidirecional
● Banda Larda (broadland):Múltiplos canais num cabo

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Meios Físicos – Fibra óptica
-
Fibra óptica:
● Fibra de vidro que transporta pulsos de luz
● Opera em alta velocidade (até 100 Mbits por
segundo)
● Banda taxa de erros
➔ Repedidores mais afastados
➔ Imune a ruído eletromagnético

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Comparação entre Cabos de Transmissão

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Meios Físicos
Rádio:
● Sinal transportado em ondas
eletromagnéticas
● Não há “fio” físico
● Biredicional
Tipos de enlaces:
➔ Microondas (Antenas de Rádio)
➔ WiFi (Residencial) – WiMax (Urbano)
➔ Celular
➔ Satélite

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Topologia de Rede
A topologia de rede é o canal no qual o meio de rede está conectado aos
computadores e outros componentes de uma rede de computadores.
Essencialmente, é a estrutura topológica da rede, e pode ser descrito física ou
logicamente. Há várias formas nas quais se podem organizar a interligação
entre cada um dos nós da rede.

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Barramento ou Linear
 Todos os computadores são ligados fisicamente a um mesmo cabo,
com isso, nenhum computador pode usá-lo enquanto uma
comunicação está sendo efetuada.

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Estrela
Utiliza um periférico concentrador, interligando todas as máquinas da rede.
Ligação Física (Cabo) Ligação sem fio (Wifi)

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Anel
 Cada computador, obedecendo a um determinado sentido, é
conectado ao computador vizinho, que por sua vez, também é
conectado ao vizinho e assim por diante, formando um anel.
Rede em Anel Unidirecional Rede em Anel Bidirecional

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Estrutura Mista ou Híbrida
 É bem complexa e utilizada em grandes redes.
Nela podemos encontrar uma mistura de topologias, tais como anel, estrela,
barramento, entre outras.
Topologia Híbrida: 1-Anel; 2-Anel; 3-Barra; 4-Estrela;5-Estrela
1
5
4
3
2

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Grafo ou Malha
 É uma mistura de várias topologias, e cada nó da rede contém uma
rota alternativa que geralmente é usada em situações de falha ou
congestionamento. Traçada por nós, essas rotas tem como função
rotear endereços que não pertencem a sua rede.

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Equipamentos de Rede
● Para que uma rede de computadores possa funcionar é necessário que
existam, além do cabeamento propriamente dito, dispositivos de hardware e
software cuja função é controlar a comunicação entre os diversos
componentes da rede.
● Vários dispositivos são usados em uma rede, cada um deles possuindo
funções específicas.

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Repetidores (REPEATER)
 Os repetidores são dispositivos de hardware utilizados para a conexão
de dois ou mais segmentos de uma rede local.
 Eles recebem e amplificam o sinal proveniente de um segmento de
rede e repetem esse mesmo sinal no outro segmento.
Repetidor Repetidor Extensor Repetidor Extensor Repetidor Wireless
Diagrama do Repetidor em uma Rede

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Modem
 O Modem é um dispositivo conversor de sinais que faz a comunicação
entre computadores através de uma linha dedicada para esse fim.
 Seu nome é a contração das palavras Modulador e Demodulador, pois
essas são suas principais funções.

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Hub
 Um hub, concentrador ou Multiport Repeater, nada
mais é do que um repetidor que, promove um ponto
de conexão física entre os equipamentos de uma rede.
HUB Padrão HUB Extensor USB Modem USB HUB USB Multport
HUB USB Multport HUB USB Multport HUB Extensor USB HUB Padrão

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Switch
 Trata-se de uma evolução do hub
 O switch permite a troca de mensagens entre
várias estações ao mesmo tempo

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Roteador
O Roteador é um equipamento responsável pela interligação das
redes locais entre si e redes remotas em tempo integral.
Roteador Híbrido (RJ45 e Wifi) Roteador Híbrido (RJ45 e Wifi) Roteador Híbrido (RJ45 e Wifi) Roteador Wifi
Aplicação do Roteador para uso Residencial

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BRIDGE (Ponte)
Uma Bridge (Ponte) pode ser tanto um dispositivo de hardware quanto um
software, projetado para conectar segmentos diferentes de uma rede. Estes
equipamentos possuem a capacidade de isolamento de tráfego por segmento de
rede, apresentando-se como uma solução para resolver problemas de tráfego
em redes locais.

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Gateway
Em telecomunicações, o termo em inglês Gateway (Ponte de ligação)
refere-se a um hardware de rede ou a um software de controle (web
Gateway) que possui os seguintes significados:
 Como hardware - usa dispositivos como tradutores de protocolo,
dispositivos de comparação de impedância, conversores de taxas,
isoladores de falhas ou tradutores de sinais , conexão entre redes de
padrões diferentes, quando necessário para
fornecer interoperabilidade de sistemas.
 Como programa de computador é configurado para realizar tarefas
de controle de tráfego de rede e comutação de informações
(pacotes) para diferentes redes.

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Comutação de Pacotes
A comutação de pacotes permite que mais usuários usem a rede!
Não há estabelecimento de circuito fim a fim entre os dois sistemas terminais
que desejam se comunicar. Por exemplo, quando um computador deseja enviar
uma informação a outro computador da rede, ele encapsula a informação em
um pacotes de dados, inclui em um cabeçalho o endereço do destinatário e
envia pela rede. O pacote será então encaminhado de roteador em roteador em
função do endereço do destino. Na comutação de pacotes não há reservade
recursos da rede, mas sim compartilhamento de recursos na forma de
uma multiplexação estatística.

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Meios de Transmissão
Os meios de transmissão de dados nas redes são:
 Simplex: rádio am/fm,
tv não interativa.
 Half-duplex: rádio
amador e walkie-talk.
 Full-duplex: telefone,
placas de rede.