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Redes de Computadores –
Topologia e Hardware
Conceitos de redes
Rede de computadores é um sistema de comunicação que conecta dois ou mais computadores fisicamente por cabo, fibra óptica, sinal de rádio ou outro dispositivo de conexão, utilizando um protocolo de comunicação com o objetivo de compartilhar recursos como documentos, sistemas, banco de dados, impressoras, planilhas, acesso à internet, entre outros.
Intranet
Intranet é uma rede com todas as características já mencionadas, mas de acesso controlado ou restrito a um grupo de pessoas, uma rede interna de uma empresa por exemplo é uma intranet, onde o acesso é controlado através de usuários e senhas. Esse formato de rede geralmente é controlado por um ou mais computadores centrais os chamados servidores de rede onde ficam ar- mazenados dados centralizados e os recursos que serão compartilhados pelos usuários além de todo o controle de acesso e segurança da intranet.
IESDE Brasil S.A.
TERMINAL^ DATA
PC/ WORKSATION
DATA
DATA
LAN 1 DATA
LAN 2
LAN 3
IP’ TERMINAL
IP’ TERMINAL
VIDEOCONFERENCINGTERMINAL TERMINAL DE VÍDEOCONFERÊNCIA
SERVER/ROUTER SERVER/ROUTER
IP’ TERMINAL
IP’ TERMINAL
IP’ TERMINAL
IP’ TERMINAL
PC/ WORKSATION HIERARCHY^ ISP^ NETWORK (TIER N...TIER 1) HIERARCHYISP^ NETWORK (TIER NAP NAP N...TIER 1) BACKBONEINTERNET
INTRANET
TERMINAL^ DATA
TERMINALDATA
TERMINAL DE VÍDEOCONFERÊNCIA
Intranet.
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Extranet
Extranet é um formato ou conceito de rede usado quando uma intranet pri- vada permite o acesso controlado e remoto de um computador, ou vários, atra- vés da internet pública, tornando a rede uma extensão privada da empresa.
Essa extensão permite que clientes, parceiros e fornecedores comuni- quem-se e façam negócios através do acesso aos dados e processos internos da empresa.
Em sua maioria as extranets são utilizadas para as seguintes finalidades:
venda de produtos e serviços;
pagamentos eletrônicos;
acompanhamento (tracking) de pedidos;
integração de processos com vendedores e fornecedores;
troca de informações em tempo real de volumes de dados usando aplicações EDI (Electronic Data Interchange).
Internet
Intranet da Filial
Intranet da Matriz
Intranet do Clienteou fornecedor
EXTRANET
IESDE Brasil S.A.
Extranet.
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IESDE Brasil S.A.
LAN
LAN.
MAN – (Metropolitan Area Network)
São as redes de computadores interligados quando a área de cobertura ultrapassa os 10km da LAN.
LMAN
LMAN IESDE Brasil S.A.
MAN.
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WAN – (Wide Area Network)
São as redes acima das MAN’s que abrangem uma grande área geográfica em outros países ou continentes.
Computador Mainframe
Parabólica
Alta frequência ondas de rádio Satélite
Computador Mainframe
Computador Mainframe
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WAN.
Topologia de redes de computadores
Topologia de rede é a referência técnica utilizada para designar a forma como a rede está fisicamente construída e conectada.
Existem vários formatos de desenho e implementação física de redes ba- seando-se no tipo de projeto, tamanho e escala, existindo hoje vários tipos de topologias físicas que atendem a todos os tipos de finalidades.
Topologia em barramento (BUS)
Esse tipo de topologia muito utilizado no passado foi o modelo pioneiro de redes e era o formato mais simples de conexão.
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Topologia em estrela.
IESDE Brasil S.A.
Topologia em anel
Neste tipo de topologia os pontos (computadores) também são conecta- dos ao cabo, mas a diferença é que ele se fecha em seu ponto de origem for- mando então um caminho de rede fechado exatamente com o formato de um anel. Seu funcionamento é bastante simples e consiste basicamente em que cada ponto (computador) coloca sua mensagem ou pacote de dados no cabo e esse pacote circula no anel até ser retirado pelo computador de destino. Caso não seja retirado pelo computador de destino, o pacote de dados volta então ao computador de onde partiu. Esse tráfego de pacotes é gerenciado pelo protocolo de comunicação adotado na rede.
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Topologia em anel.
IESDE Brasil S.A.
Redes Wireless
Redes Wireless (redes sem fio)
As redes sem fio são a implementação dos mesmos conceitos da rede física com cabos através de tecnologias que permitem a interconexão dos computadores sem a utilização de cabos físicos.
A tecnologia sem fio inclui desde redes de dados e de voz globais, que permitem que os usuários estabeleçam conexões sem fio por longas distân- cias, até tecnologias de frequência de rádio e luz infravermelha, que são oti- mizadas para conexões sem fio de curta distância.
Entre os dispositivos utilizados com frequência nas redes sem fio estão computadores portáteis, computadores de mesa, computadores de bolso, telefones celulares etc.
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IESDE Brasil S.A.
WLAN via Bluetooth.
Servidor de aplicação
Internet
Conexão IP
Bluetooth (até 100m)
Servidor de BD
WLAN – via rádio
É o sistema utilizado para interconexão utilizando ondas de rádio para transmissão e recepção do sinal. Sua operação é normatizada em uma fre- quência de 2,4Ghz que é considerada de uso público e portanto sem a ne- cessidade de concessões governamentais para sua utilização.
Por trafegar os dados publicamente, na maioria dos casos, essas transmis- sões são protegidas por criptografia.
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WLAN via rádio.
IESDE Brasil S.A. Sistema MRP/ERP MODCOMP Comunicação interna
Ponto de acesso Rádio LAN
Recebimento das mercadorias
Coordenador Kanban
Armazén
Firewall Aplliance
Rádio LAN LAN Corporativa
Pocket PC Sistema de comunicação interna
Convergência tecnológica
Com a convergência da telefonia e a computação, surgem padrões para transmissão e interconexão de dados entre computadores e telefones ce- lulares que utilizam os mesmos conceitos de rede dos computadores para comunicação. O GSM (Global System for Mobile) é hoje outro padrão emergente para transmissão e interconexão de dados entre computadores e telefones ce- lulares. Ele opera a uma frequência de 900MHz, e hoje está em sua terceira geração (3G).
IESDE Brasil S.A.
Rede GSM
Conexão de rede externa (xDSL/Modem, roteador, Gateway, etc.)
Conexão de rede local (PC, outras redes, dispositivos)
AC/DC Adaptador de corrente (use o fornecido ou equivalente)
PC PC
GSM LAN (LAN 3G). Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
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PAR trançado (UTP)
É o cabo mais utilizado atualmente nas redes com topologia de estrela ou mista.
Permite velocidades de tráfego de 10/100/1000 MBits e ainda pode manter uma distância de até 100 metros entre o ponto (computador) e o concentrador (Hub/switch).
Esse cabo é formado internamente por oito cabos (quatro coloridos e quatro brancos) dispostos em quatro pares, onde cada cabo colorido é tran- çado com um cabo branco formando um par individual trançado. O primeiro par é laranja com um branco, o segundo é azul com um branco, o terceiro é verde com um branco e o quarto é o marrom com um branco.
Existem categorias de cabo tipo UTP (Unshielded Twisted Pair) que são especificadas por entidades normatizadoras como ANSI (American National Standards Institute) e TIA (Telecommunications Industry Association).
Categoria 3: até 10Mbps
Categoria 4: até 16Mbps
Categoria 5: até 100Mbps
Categoria de cabo 5
É o cabo mais utilizado em redes Ethernet para frequências até 100MHz e uma taxa de transferência de dados de até 100Mbps.
Wikimedia Commons/ Richard Wheeler. Cabo categoria 5.
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O cabo de par trançado utiliza para sua conexão entre o ponto (com- putador) e o concentrador (Hub/switch) um conector chamado de RJ- (Registered Jack- v.45).
Wikimedia Commons/ Baran Ivo.
Conector RJ-
Para conectar o cabo com seus pares ao conector RJ-45 deve-se obedecer às normas de numeração dos pares com as posições dos pinos no conector RJ-45. Essas normas estabelecem a velocidade e tipo de sinal que se deseja trafegar na rede.
As conexões por rede Ethernet usam apenas quatro fios. Os fios de nú- meros 1 e 2 (TD+ e TD–) para a placa de rede do computador enviar o sinal de transmissão de dados até o concentrador (hub/switch), e entre os fios de números 3 e 6 (RD+ e RD–) para a placa de rede do computador receber o sinal de transmissão de dados do concentrador.
No padrão EIA 568B, a ordem dos fios dentro do conector (em ambos os lados do cabo) é a seguinte:
1.º – Branco com laranja 2.º – Laranja 3.º – Branco com verde 4.º – Azul 5.º – Branco com azul 6.º – Verde 7.º – Branco com marrom 8.º – Marrom Este material é parte integrante do acervo do IESDE BRASIL S.A.,
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O custo do cabo de fibra óptica não é muito elevado em comparação com os cabos convencionais de UTP. O custo mais alto vem da implantação do sistema complementar aos cabos, como os conectores e a mão de obra es- pecializada necessária para a sua montagem.
A montagem desses conectores, além de pessoal especializado, requer instrumentos e ferramentas especiais para corte, montagem, emendas e po- limento onde se utilizam medidores e outros aparelhos específicos da sua tecnologia.
Ao contrário dos cabos de cobre que levam os dados em forma de sinal elétrico, na fibra óptica os dados trafegam em sinais de luz.
A fibra é mais utilizada atualmente em aplicações de missão crítica com necessidade de alto desempenho no tráfego de dados, pois utiliza protoco- los de comunicação específicos para as suas características como o ATM e o Frame Relay.
Em situações de processamento sem tolerância a falhas, das empresas de telefonia e de dados, a fibra também é utilizada para interligar grandes quantidades de redes, os chamados Backbones.
As empresas que exploram transmissão de dados, voz e imagem por saté- lites utilizam também a fibra para interligar o sinal vindo dos satélites à rede terrestre de transmissão.
A transmissão de dados em fibra óptica por enquanto, devido ao seu custo, é utilizada somente nesses tipos de aplicações mais críticas e comple- xas, integrando-se em harmonia aos outros tipos de cabeamento.
Wikimedia Commons/
Srleffler. IESDE Brasil S.A.
Revestimento Casca Núcleo
Cabo de fibra óptica.
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Protocolos de rede
Modelo OSI (Open System Interconnection)
Protocolo é a forma pela qual os computadores fazem a comunicação entre si. Através dos protocolos se estabelece a comunicação entre um ou mais computadores em rede.
Quando as redes de computadores ganharam popularidade e escala mundial de utilização, a organização ISO (International Standards Organiza- tion) desenvolveu um modelo de referência ou regra chamado OSI (Open System Interconnection) para que os fabricantes e toda a comunidade que cria produtos e serviços voltados para a internet, pudessem utilizar uma regra comum de comunicação entre os produtos e serviços.
Um protocolo de comunicação é uma regra pela qual um pacote de dados é transmitido e recebido entre computadores.
No modelo OSI o pacote é dividido em sete camadas: 1.ª – Física 2.ª – Enlace 3.ª – Rede 4.ª – Transporte 5.ª – Sessão 6.ª – Apresentação 7.ª – Aplicação
Protocolo de rede TCP/IP
O Protocolo Internet TCP/IP é chamado mais popularmente de TCP/IP, devido a seus dois componentes mais importantes (TCP: Transport Control Protocol e IP: Internet Protocol).
O TCP/IP na verdade engloba uma família de protocolos que são utiliza- dos na internet para as mais diversas finalidades. Essa família de protocolos
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Camada de transporte
Nesta camada rodam os protocolos que fazem as funções de transporte de dados ponto a ponto ou seja, consideram apenas a origem e o destino da comunicação, não se preocupam com os parâmetros intermediários da comunicação que é uma tarefa executada por outra camada.
A camada de transporte possui dois protocolos que são o UDP (User Datagram Protocol) e o TCP (Transmission Control Protocol).
O protocolo UDP realiza uma multiplexação com o objetivo de que várias aplicações possam acessar o sistema de comunicação de forma sincronizada.
Já o protocolo TCP realiza também uma multiplexação para dar conta do acesso das várias aplicações, além de uma série de funções de segurança para tornar a comunicação entre origem e destino mais confiável. As fun- ções de segurança são o controle de fluxo de pacotes, o controle de erro, a sequenciação e a multiplexação de mensagens.
Camada de rede
A camada de rede é a responsável pelo envio dos datagramas da camada interface com a rede local, realizando um mapeamento entre um endere- ço de identificação da camada interface para o endereço físico ou lógico do computador no nível da rede local.
Os principais tipos e nomes de protocolos existentes nesta camada são:
Protocolos de estrutura de rede própria:
X.25, Frame-Relay, ATM
Protocolos de enlace:
PPP, Ethernet, Token-Ring, FDDI, HDLC, SLIP
Protocolos de nível físico:
V.24, X.
Protocolos de barramento de alta velocidade:
SCSI, HIPPI
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Protocolos de mapeamento de endereços:
ARP – (Address Resolution Protocol)
O protocolo ARP utiliza um esquema de identificação das máquinas cha- mado MAC (Media Access Control) que é uma identificação da placa de rede gravada pelo seu fabricante que nunca se repete.
Camada de interface com a rede
Esta camada realiza a comunicação entre as máquinas através do proto- colo IP.
O endereço IP identifica cada máquina e a própria rede onde está situa- da por ser independente das outras formas de endereçamento nos outros níveis.
Os tipos e nomes de protocolos existentes nesta camada são:
Protocolo para transporte de dados: IP – (Internet Protocol)
Protocolo de controle e erro: ICMP – (Internet Control Message Protocol)
Protocolo de controle de grupo de endereços: IGMP – (Internet Group Ma- nagement Protocol)
O protocolo IP realiza a função de comunicação entre as máquinas insta- ladas na mesma rede física ou em redes fisicamente distintas.
Para as redes fisicamente distintas, utiliza a função chamada de rotea- mento IP que consiste em enviar a mensagem até a máquina que esteja exe- cutando a função de roteador de rede. Esse roteador, caso localize o desti- natário, entrega a mensagem. Caso contrário repassa para outros roteadores que farão o mesmo procedimento até que a mensagem chegue na máquina de destino.
Protocolo de rede POP
O protocolo POP3 (Post Office Procotol – Versão 3) é um protocolo utiliza- do para recuperação de e-mail.
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