Como instalar e configurar redes, Notas de estudo de Informática

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Redes

Autor:

Ápio Carnielo e Silva

Redes - Completo

Porque ligar micros em rede?

A partir do momento em que passamos a usar mais de um micro, seja dentro de uma empresa, escritório, ou mesmo em casa, fatalmente surge a necessidade de transferir arquivos e programas, compartilhar a conexão com a Internet e compartilhar periféricos de uso comum entre os micros. Certamente, comprar uma impressora, um modem e um drive de CD-ROM para cada micro e ainda por cima, usar disquetes, ou mesmo CDs gravados para trocar arquivos, não é a maneira mais produtiva, nem a mais barata de se fazer isso.

A melhor solução na grande maioria dos casos é também a mais simples: ligar todos os micros em rede. Montar e manter uma rede funcionando, tem se tornado cada vez mais fácil e barato. Cada placa de rede custa apartir de 35 reais, um Hub simples, 10/10 pode ser encontrado por 100 reais, ou até um pouco menos, enquanto 10 metros de cabo de par trançado não custam mais do que 6 ou 8 reais.

Se você mesmo for fazer o trabalho, ligar 10 micros em rede, custaria entre 500 e 800 reais, usando cabos de par trançado e um hub e placas 10/100 em todos os micros.

Com a rede funcionando, você poderá compartilhar e transferir arquivos, compartilhar a conexão com a Internet, assim como compartilhar impressoras, CD-ROMs e outros periféricos, melhorar a comunicação entre os usuários da rede através de um sistema de mensagens ou de uma agenda de grupo, jogar jogos em rede, entre várias outras possibilidades.

Compartilhando arquivos

Num grupo onde várias pessoas necessitem trabalhar nos mesmos arquivos (dentro de um escritório de arquitetura, por exemplo, onde normalmente várias pessoas trabalham no mesmo desenho), seria muito útil centralizar os arquivos em um só lugar, pois assim teríamos apenas uma versão do arquivo circulando pela rede e ao abri-lo, os usuários estariam sempre trabalhando com a versão mais recente.

Centralizar e compartilhar arquivos também permite economizar espaço em disco, já que ao invés de termos uma cópia do arquivo em cada máquina, teríamos uma única cópia localizada no servidor de arquivos. Com todos os arquivos no mesmo local, manter um backup de tudo também torna-se muito mais simples.

Simplesmente ligar os micros em rede, não significa que todos terão acesso a todos os arquivos de todos os micros; apenas arquivos que tenham sido compartilhados, poderão ser acessados. E se por acaso apenas algumas pessoas devam ter acesso, ou permissão para alterar o arquivo, basta protegê-lo com uma senha (caso esteja sendo usado o Windows 95/98) ou estabelecer permissões de acesso, configurando exatamente o que cada usuário poderá fazer (caso esteja usando Windows 2000, XP, Linux, Netware, ou outro sistema com este recurso). Além de arquivos individuais, é possível compartilhar pastas ou mesmo, uma unidade de disco inteira, sempre com o recurso de estabelecer senhas e permissões de acesso.

Finalmente, as placas de rede diferenciam-se pelo barramento utilizado. Atualmente você encontrará no mercado placas de rede ISA e PCI usadas em computadores de mesa e placas PCMCIA, usadas em notebooks e handhelds. Existem também placas de rede USB que vem sendo cada vez mais utilizadas, apesar de ainda serem bastante raras devido ao preço salgado.

Naturalmente, caso seu PC possua slots PCI, é recomendável comprar placas de rede PCI pois além de praticamente todas as placas PCI suportarem transmissão de dados a 100 mbps (todas as placas de rede ISA estão limitadas a 10 mbps devido à baixa velocidade permitida por este barramento), você poderá usá-las por muito mais tempo, já que o barramento ISA vem sendo cada vez menos usado em placas mãe mais modernas e deve gradualmente desaparecer das

Cabos

O projeto de cabeamento de uma rede, que faz parte do meio físico usado para interligar computadores, é um fator de extrema importância para o bom desempenho de uma rede. Esse projeto envolve aspectos sobre a taxa de transmissão, largura de banda, facilidade de instalação, imunidade a ruídos, confiabilidade, custos de interface, exigências geográficas, conformidade com padrões internacionais e disponibilidades de componentes. O sistema de cabeamento determina a estabilidade de uma rede. Pesquisas revelam que cerca de 80% dos problemas físicos ocorridos atualmente em uma rede tem origem no cabeamento, afetando de forma considerável a confiabilidade da mesma. O custo para a implantação do cabeamento corresponde a aproximadamente 6% do custo total de uma rede, mais 70% da manutenção de uma rede é direcionada aos problemas oriundos do cabeamento.

Em matéria de cabos, os mais utilizados são os cabos de par trançado, os cabos coaxiais e cabos de fibra óptica. Cada categoria tem suas próprias vantagens e limitações, sendo mais adequado para um tipo específico de rede.

Os cabos de par trançado são os mais usados pois tem um melhor custo beneficio, ele pode ser comprado pronto em lojas de informática, ou feito sob medida, ou ainda produzido pelo próprio usuário, e ainda são 10 vezes mais rápidos que os cabos coaxiais. Os cabos coaxiais permitem que os dados sejam transmitidos através de uma distância maior que a permitida pelos cabos de par trançado sem blindagem (UTP), mas por outro, lado não são tão flexíveis e são mais caros que eles. Outra desvantagem é que a maioria delas requerem o barramento ISA, não encontradas nas Placas mães novas.

Os cabos de fibra óptica permitem transmissões de dados a velocidades muito maiores e são completamente imunes a qualquer tipo de interferência eletromagnética, porém, são muito mais caros e difíceis de instalar, demandando equipamentos mais caros e mão de obra mais especializada. Apesar da alta velocidade de transferência, as fibras ainda não são uma boa opção para pequenas redes devido ao custo.

Cabos de Fibra Óptica

Em 1966, num comunicado dirigido à Bristish Association for the Advancement of Science, os pesquisadores K.C.Kao e G.A.Hockham da Inglaterra propuseram o uso de fibras de vidro, e luz, em lugar de eletricidade e condutores de cobre na transmissão de mensagens telefônicas. Ao contrário dos cabos coaxiais e de par trançado, que nada mais são do que fios de cobre que transportam sinais elétricos, a fibra óptica transmite luz e por isso é totalmente imune a qualquer tipo de interferência eletromagnética. Além disso, como os cabos são feitos de plástico e fibra de vidro (ao invés de metal), são resistentes à corrosão. O cabo de fibra óptica é formado por um núcleo extremamente fino de vidro, ou mesmo de um tipo especial de plástico. Uma nova cobertura de fibra de vidro, bem mais grossa envolve e protege o núcleo. Em seguida temos uma camada de plástico protetora chamada de cladding, uma nova camada de isolamento e finalmente uma capa externa chamada bainha.

A transmissão de dados por fibra óptica é realizada pelo envio de um sinal de luz codificado, dentro do domínio de freqüência do infravermelho a uma velocidade de 10 a 15 MHz. As fontes de transmissão de luz podem ser diodos emissores de luz (LED) ou lasers semicondutores. O cabo óptico com transmissão de raio laser é o mais eficiente em potência devido a sua espessura reduzida. Já os cabos com diodos emissores de luz são muito baratos, além de serem mais adaptáveis à temperatura ambiente e de terem um ciclo de vida maior que o do laser.

Cabo Coaxial

O cabo coaxial foi o primeiro cabo disponível no mercado, e era até a alguns anos atrás o meio de transmissão mais moderno que existia em termos de transporte de dados, existem 4 tipos diferentes de cabos coaxiais, chamados de 10Base5, 10Base2, RG-59/U e RG-62/U. O cabo 10Base5 é o mais antigo, usado geralmente em redes baseadas em mainframes. Este cabo é muito grosso, tem cerca de 0.4 polegadas, ou quase 1 cm de diâmetro e por isso é muito caro e difícil de instalar devido à baixa flexibilidade. Outro tipo de cabo coaxial é o RG62/U, usado em redes Arcnet. Temos também o cabo RG-59/U, usado na fiação de antenas de TV. Os cabos 10Base2, também chamados de cabos coaxiais finos, ou cabos Thinnet, são os cabos coaxiais usados atualmente em redes Ethernet, e por isso, são os cabos que você receberá quando pedir por “cabos coaxiais de rede”. Seu diâmetro é de apenas 0.18 polegadas, cerca de 4.7 milímetros, o que os torna razoavelmente flexíveis. Os cabos coaxiais são cabos constituídos de 4 camadas: um condutor interno, o fio de cobre que transmite os dados; uma camada isolante de plástico, chamada de dielétrico que envolve o cabo interno; uma malha de metal que protege as duas camadas internas e, finalmente, uma nova camada de revestimento, chamada de jaqueta.

O cabo Thin Ethernet deve formar uma linha que vai do primeiro ao último PC da rede, sem formar desvios. Não é possível portanto formar configurações nas quais o cabo forma um “Y”, ou que usem qualquer tipo de derivação. Apenas o primeiro e o último micro do cabo devem utilizar o terminador BNC.

O Cabo 10base2 tem a vantagem de dispensar hubs, pois a ligação entre os micros é feita através do conector “T”, mesmo assim o cabo coaxial caiu em desuso devido às suas desvantagens:

Custo elevado, Instalação mais difícil e mais fragilidade, Se o terminador for retirado do cabo, toda a rede sai do ar.

Redes formadas por cabos Thin Ethernet são de implementação um pouco complicada. É preciso adquirir ou construir cabos com medidas de acordo com a localização física dos PCs. Se um dos PCs for reinstalado em outro local é preciso utilizar novos cabos, de acordo com as novas distâncias entre os PCs. Pode ser preciso alterar duas ou mais seções de cabo de acordo com a nova localização dos computadores. Além disso, os cabos coaxiais são mais caros que os do tipo par trançado.

O “10” na sigla 10Base2, significa que os cabos podem transmitir dados a uma velocidade de até 10 megabits por segundo, “Base” significa “banda base” e se refere à distância máxima para que o sinal pode percorrer através do cabo, no caso o “2” que teoricamente significaria 200 metros, mas que na prática é apenas um arredondamento, pois nos cabos 10Base2 a distância máxima utilizável é de 185 metros.

Usando cabos 10Base2, o comprimento do cabo que liga um micro ao outro deve ser de no mínimo 50 centímetros, e o comprimento total do cabo (do primeiro ao último micro) não pode superar os 185 metros. É permitido ligar até 30 micros no mesmo cabo, pois acima disso, o grande número de colisões de pacotes irá prejudicar o desempenho da rede, chegando a ponto de praticamente impedir a comunicação entre os micros em casos extremos. Além da baixa flexibilidade e alto custo, os cabos 10Base5 exigem uma topologia de rede bem mais cara e complicada. Temos o cabo coaxial 10base5 numa posição central, como um

acima disso, o grande número de colisões de pacotes irá prejudicar o desempenho da rede, chegando ao ponto de praticamente impedir a comunicação entre os micros em casos extremos.

Conectamos o cabo coaxial fino à placa de rede usando conectores BCN, que por sua vez são ligados a conectores T ligados na placa de rede. Usando cabos coaxiais os micros são ligados uns aos outros, com um cabo em cada ponta do conector T.

Conector BCN desmontado

Conector T na placa de rede

São necessários dois terminadores para fechar o circuito. Os terminadores são encaixados diretamente nos conectores T do primeiro e último micro da rede. Pelo menos um dos terminadores, deverá ser aterrado.

Ilustração de um Terminador

Se você não instalar um terminador em cada ponta da rede, quando os sinais chegarem às pontas do cabo, retornarão, embora um pouco mais fracos, formando os chamados pacotes sombra. Estes pacotes atrapalham o tráfego e corrompem pacotes bons que estejam trafegando, praticamente inutilizando a rede.

Em redes Ethernet os terminadores devem ter impedância de 50 ohms (a mesma dos cabos), valor que geralmente vem estampado na ponta do terminador.

Para prender o cabo ao conector BCN, precisa-se de duas ferramentas: um descascador de cabo coaxial e um alicate de crimpagem. O descascador serve para retirar o dielétrico do cabo, deixando exposto o fio de cobre (você pode fazer este trabalho com algum outro instrumento cortante, como um estilete, mas usando o descascador o resultado será bem melhor). O alicate para crimpagem serve para prender o cabo ao conector, impedindo que ele se solte facilmente. O alicate de crimpagem possuirá sempre pelo menos dois orifícios, o menor, com cerca de 1 mm de diâmetro serve para prender o pino central do conector BCN ao fio central do cabo. A maior serve para prender o anel de metal.

Para crimpar os cabos coaxiais é indispensável ter o alicate de crimpagem. Não dá para fazer o serviço com um alicate comum pois ele não oferece pressão suficiente. Um alicate de crimpagem de cabos coaxiais custa à partir de 45 reais; entretanto, a maioria das lojas que vendem cabos também os crimpam de acordo com a necessidade do cliente.

Descascador de cabos coaxiais (à esquerda) e alicate de crimpagem.

Cabo Par Trançado

O cabo par trançado surgiu com a necessidade de se ter cabos mais flexíveis e com maior velocidade de transmissão, ele vem substituindo os cabos coaxiais desde o início da década de

90. Hoje em dia é muito raro alguém ainda utilizar cabos coaxiais em novas instalações de

Além disso, como a informação é transmitida duplicada, o receptor pode facilmente verificar se ela chegou ou não corrompida. Tudo o que circula em um dos fios deve existir no outro fio com intensidade igual, só que com a polaridade invertida. Com isso, aquilo que for diferente nos dois sinais é ruído e o receptor tem como facilmente identificá-lo e eliminá-lo.

Quanto maior for o nível de interferência, menor será o desempenho da rede, menor será a distância que poderá ser usada entre os micros e mais vantajosa será a instalação de cabos blindados. Em ambientes normais, porém os cabos sem blindagem costumam funcionar bem. Existem no total, 5 categorias de cabos de par trançado. Em todas as categorias a distância máxima permitida é de 100 metros. O que muda é a taxa máxima de transferência de dados e o nível de imunidade a interferências.

Categoria 1: Este tipo de cabo foi muito usado em instalações telefônicas antigas, porem não é mais utilizado.

Categoria 2 : Outro tipo de cabo obsoleto. Permite transmissão de dados a até 4 mbps.

Categoria 3: Era o cabo de par trançado sem blindagem usado em redes até alguns anos atrás. Pode se estender por até 100 metros e permite transmissão de dados a até 10 Mbps. A diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos cabos de categoria 1 e 2 é o numero de tranças. Enquanto nos cabos 1 e 2 não existe um padrão definido, os cabos de categoria 3 (assim como os de categoria 4 e 5) possuem atualmente de 24 a 45 tranças por metro, sendo muito mais resistente a ruídos externos. Cada par de cabos tem um número diferente de tranças por metro, o que atenua as interferências entre os cabos. Praticamente não existe a possibilidade de dois pares de cabos terem exatamente a mesma disposição de tranças.

Categoria 4: Por serem blindados, estes cabos já permitem transferências de dados a até 16 mbps, e são o requisito mínimo para redes Token Ring de 16 mbps, podendo ser usados também em redes Ethernet de 10 mbps no lugar dos cabos sem blindagem.

Categoria 5 : Este é o tipo de cabo de par trançado usado atualmente, que existe tanto em versão blindada quanto em versão sem blindagem, a mais comum. A grande vantagem sobre esta categoria de cabo sobre as anteriores é a taxa de transferência, até 100 mbps.

Os cabos de categoria 5 que tem a grande vantagem sobre os outros 4 que é a taxa de transferência que pode chegar até 100 mbps, e são praticamente os únicos que ainda podem

ser encontrados à venda, mas em caso de dúvida basta checas as inscrições no cabo, entre elas está a categoria do cabo, como na foto abaixo:

A utilização do cabo de par trançado tem suas vantagens e desvantagens, vejamos as principais:

Vantagens Preço. Mesma com a obrigação da utilização de outros equipamentos na rede, a relação custo beneficia se torna positiva. Flexibilidade. Como ele é bastante flexível, ele pode ser facilmente passado por dentro de conduítes embutidos em paredes. Facilidade. A facilidade com que se pode adquirir os cabos, pois em qualquer loja de informática existe esse cabo para venda, ou até mesmo para o próprio usuário confeccionar os cabos. Velocidade. Atualmente esse cabo trabalha com uma taxa de transferência de 100 Mbps.

Desvantagens Comprimento. Sua principal desvantagem é o limite de comprimento do cabo que é de aproximadamente 100 por trecho. Interferência. A sua baixa imunidade à interferência eletromagnética, sendo fator preocupante em ambientes industriais.

No cabo de par trançado tradicional existem quatro pares de fio. Dois deles não são utilizados pois os outros dois pares, um é utilizado para a transmissão de dados (TD) e outro para a recepção de dados (RD). Entre os fios de números 1 e 2 (chamados de TD+ e TD– ) a placa envia o sinal de transmissão de dados, e entre os fios de números 3 e 6 (chamados de RD+ e RD– ) a placa recebe os dados. Nos hubs e switches, os papéis desses pinos são invertidos. A transmissão é feita pelos pinos 3 e 6, e a recepção é feita pelos pinos 1 e 2. Em outras palavras, o transmissor da placa de rede é ligado no receptor do hub ou switch, e vice-versa.

(1): Lâmina para corte do fio (2): Lâmina para desencapar o fio (3): Fenda para crimpar o conector

Corte a ponta do cabo com a parte (2) do alicate do tamanho que você vai precisar, desencape (A lâmina deve cortar superficialmente a capa plástica, porém sem atingir os fios) utilizando a parte (1) do alicate aproximadamente 2 cm do cabo. Pois o que protege os cabos contra as interferências externas são justamente as tranças. À parte destrançada que entra no conector é o ponto fraco do cabo, onde ele é mais vulnerável a todo tipo de interferência Remova somente a proteção externa do cabo, não desencape os fios.

Cabo desencapado

Identifique os fios do cabo com as seguintes cores:

Branco com verde Verde Branco com laranja Laranja Branco com azul Azul Branco com marrom Marrom

Desenrole os fios que ficaram para fora do cabo, ou seja, deixe-os “retos” e não trançados na ordem acima citada, como mostra a figura abaixo:

Existe uma posição certa para os cabos dentro do conector. Note que cada um dos fios do cabo possui uma cor diferente. Metade tem uma cor sólida enquanto a outra metade tem uma cor mesclada com branco. Para criar um cabo destinado a conectar os micros ao hub, a seqüência tanto no conector do micro quanto no conector do hub será o seguinte:

NORMA 568 A

1- Branco com Verde 2- Verde 3- Branco com Laranja 4- Azul 5- Branco com Azul 6- Laranja 7- Branco com Marrom 8- Marrom

1- Branco com Verde 2- Verde 3- Branco com Laranja 4- Azul 5- Branco com Azul 6- Laranja 7- Branco com Marrom 8- Marrom

É possível também criar um cabo para ligar diretamente dois micros, sem usar um hub, chamado de cabo cross-over. Logicamente este cabo só poderá ser usado caso a sua rede tenha apenas dois micros. Neste tipo de cabo a posição dos fios é diferente nos dois conectores, de um dos lados a pinagem é a mesma de um cabo de rede normal, enquanto no outro a posição dos pares verde e laranja são trocados. Daí vem o nome cross-over, que significa, literalmente, cruzado na ponta:

conector irá prender com força a parte do cabo que está com a capa plástica externa. O cabo ficará definitivamente fixo no conector.

Após pressionar o alicate, remova o conector do alicate e verifique se o cabo ficou bom, par isso puxe o cabo para ver se não há nenhum fio que ficou solto ou folgado.

Uma dica que ajuda bastante e a utilização das borrachas protetoras dos conectores RJ-45, pois o uso desses traz vários benefícios como: facilita a identificação do cabo com o uso de cores diferentes, mantém o conector mais limpo, aumenta a durabilidade do conector nas operações de encaixe e desencaixe, dá ao cabo um acabamento profissional.

Montar um cabo de rede com esses protetores é fácil. Cada protetor deve ser instalado no cabo antes do respectivo conector RJ-45. Depois que o conector é instalado, ajuste o protetor ao conector.

Testar o Cabo

Para testar o cabo é muito fácil utilizando os testadores de cabos disponíveis no mercado. Normalmente esses testadores são compostos de duas unidades independentes. A vantagem disso é que o cabo pode ser testado no próprio local onde fica instalado, muitas vezes com as extremidades localizadas em recintos diferentes. Chamaremos os dois componentes do testador: um de testador e o outro de terminador. Uma das extremidades do cabo deve ser ligada ao testador, no qual pressionamos o botão ON/OFF. O terminador deve ser levado até o local onde está a outra extremidade do cabo, e nele encaixamos o outro conector RJ-45.

Uma vez estando pressionado o botão ON/OFF no testador, um LED irá piscar. No terminador, quatro LEDs piscarão em seqüência, indicando que cada um dos quatro pares está corretamente ligado. Observe que este testador não é capaz de distinguir ligações erradas quando são feitas de forma idêntica nas duas extremidades. Por exemplo, se os fios azul e verde forem ligados em posições invertidas em ambas as extremidades do cabo, o terminador apresentará os LEDs piscando na seqüência normal. Cabe ao usuário ou técnico que monta o cabo, conferir se os fios em cada conector estão ligados nas posições corretas.

Para quem faz instalações de redes com freqüência, é conveniente adquirir testadores de cabos, lojas especializadas em equipamentos para redes fornecem cabos, conectores, o alicate e os testadores de cabos, além de vários outros equipamentos. Mais se você quer apenas fazer um cabo para sua rede, existe um teste simples para saber se o cabo foi crimpado corretamente: basta conectar o cabo à placa de rede do micro e ao hub. Tanto o LED da placa quanto o do hub deverão acender. Naturalmente, tanto o micro quanto o hub deverão estar ligados.

Não fique chateado se não conseguir na primeira vez, pois a experiência mostra que para chegar à perfeição é preciso muita prática, e até lá é comum estragar muitos conectores. Para minimizar os estragos, faça a crimpagem apenas quando perceber que os oito fios chegaram até o final do conector. Não fixe o conector se perceber que alguns fios estão parcialmente encaixados. Se isso acontecer, tente empurrar mais os fios para que encaixem até o fim. Se não conseguir, retire o cabo do conector, realinhe os oito fios e faça o encaixe novamente.

Par trançado x Coaxial

Disse anteriormente que cada uma destas categorias de cabos possui algumas vantagens e desvantagens. Na verdade, o coaxial possui bem mais desvantagens do que vantagens em relação aos cabos de par trançado, o que explica o fato dos cabos coaxiais virem tornando-se cada vez mais raros. Numa comparação direta entre os dois tipos de cabos teremos:

Distância máxima: o cabo coaxial permite uma distância máxima entre os pontos de até 185 metros, enquanto os cabos de par trançado permitem apenas 100 metros. Resistência a interferências: Os cabos de par trançado sem blindagem são muito mais sensíveis à interferências do que os cabos coaxiais, mas os cabos blindados por sua vez apresentam uma resistência equivalente ou até superior.

Mau contato: Usando cabo coaxial, a tendência a ter problemas na rede é muito maior, pois este tipo de cabo costuma ser mais suscetível a mau contato do que os cabos de par trançado. Outra desvantagem é que usando o coaxial, quando temos problemas de mau contato no conector de uma das estações, a rede toda cai, pois as duas “metades” não contam com terminadores nas duas extremidades. Para complicar, você terá que checar PC por PC até encontrar o conector com problemas, imagine fazer isso numa rede com 20 micros...

Usando par trançado, por outro lado, apenas o micro problemático ficaria isolado da rede, pois todos os PCs estão ligados ao hub e não uns aos outros. Este já é uma argumento forte o suficiente para explicar a predominância das redes com cabo de par trançado.