Interligação de Redes, Teses (TCC) de Redes de Computadores

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Projeto Integrado Multidisciplinar Cursos Superiores de Tecnologia PROJETO INTEGRADO MULTIDISCIPLINAR - PIM III POLO - SAO JOSE DOS CAMPOS II – AQUARIUS

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Projeto Integrado Multidisciplinar Cursos Superiores de Tecnologia PROJETO DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Nome completo do aluno: Tiago Alberto Silva dos Santos RA: 2150166 Curso: Analise e Desenvolvimento de Sistemas Semestre: 2° POLO - SAO JOSE DOS CAMPOS II – AQUARIUS 2021 I

RESUMO

Para projeto integrado multidisciplinar III do curso de Analise e Desenvolvimento de Sistemas foi abordado a reestruturação da rede de computadores de uma empresa do ramo digital tendo o principal objetivo desenvolver um plano de expansão do escritório da agência de Marketing Digital 2SHOW.IE. Palavras-chave: Rede de computadores, Topologia, IP, Switch, Hosts, 2SHOW.IE. III

ABSTRACT

For the multidisciplinary integrated project III of the Systems Analysis and Development course, the restructuring of the computer network of a company in the digital sector was addressed, with the main objective of developing an expansion plan for the office of the Digital Marketing agency 2SHOW.IE. Keywords: Computer Network, Topology, IP, Switch, Hosts, 2SHOW.IE. IV

INTRODUÇÃO

Com o constante crescimento na área de tecnologia da informação, conseguimos ter hoje diversos setores interligados e trabalhando em conjunto dentro de uma empresa, em que para o bom funcionamento de um departamento é de primordial importância a comunicação com outro departamento, e para que isso aconteça de forma rápida e segura é necessário que a empresa possua uma rede de dados de computadores eficiente. A 2SHOW.IE é uma empresa que atua no ramo de marketing digital. Seus fundadores relatam que a agência surgiu com a ideia de agregar, transformar, unir e criar conteúdo, por meio de mídias e plataformas digitais contemporâneas. Como consequência do sucesso da agência no último trimestre, a empresa considerou expandir os seus negócios e com isso será necessário a abertura de uma filial. Diante das circunstancias previstas, deve-se criar uma solução que atenda a interligação entre a Matriz e a sucursal (filial), separadas por 60km, onde possam transferir dados de forma eficaz e protegida. Iremos apresentar a estrutura lógica e física da rede, tal como sua topologia e endereçamento de IP’s. Ademais, abordaremos os conceitos de ética profissional, direitos e deveres dos envolvidos em uma corporação junto com normas internas como meio de reduzir os incidentes ocorridos nas redes de computadores devido ao uso da Internet.

1. CONCEITO DE REDES

Ao longo de sua história, as redes foram criadas para facilitar a comunicação entre quartéis militares e centros de pesquisa, mas inevitavelmente foram direcionadas também para várias outras finalidades. Nos dias atuais, o uso das redes de computadores em estabelecimentos, empresas, escolas, entre outros, é uma prática crescente e, ao que tudo indica, duradoura. Antes, essas redes existiam principalmente dentro de escritórios (rede local), mas com o passar do tempo a necessidade de trocar informações entre esses módulos de processamento aumentou, dando vez a diversos outros tipos de rede. 1.1. Principais tipos de redes

• LAN As chamadas Local Area Networks, ou Redes Locais, interligam computadores presentes dentro de um mesmo espaço físico. Isso pode acontecer dentro de uma empresa, de uma escola ou dentro da sua própria casa, sendo possível a troca de informações e recursos entre os dispositivos participantes.
• MAN Imaginemos, por exemplo, que uma empresa possui dois escritórios em uma mesma cidade e deseja que os computadores permaneçam interligados. Para isso existe a Metropolitan Area Network, ou Rede Metropolitana, que conecta diversas Redes Locais dentro de algumas dezenas de quilômetros.
• WAN A Wide Area Network, ou Rede de Longa Distância, vai um pouco além da MAN e consegue abranger uma área maior, como um país ou até mesmo um continente.

• Física: A forma com que os cabos e dispositivos são conectados entre si, descrevendo a verdadeira aparência ou layout da rede e identifica como os dispositivos finais e os dispositivos de infraestrutura, como roteadores, switches e pontos de acesso sem fio estão interconectados.
• Lógica: Descreve o fluxo dos dados através da rede. Refere-se à maneira como os sinais agem sobre os meios de rede, ou a maneira como os dados são transmitidos através da rede a partir de um dispositivo para o outro sem ter em conta a interligação física dos dispositivos. Isso quer dizer que os ajustes dependem de uma interface, como softwares, recursos de nuvem, roteadores, etc., como objetivo de melhoras as conexões para estimular o melhor trafego de rede. 2.1. Tipos de topologia
  • Anel A topologia Anel recebe esse nome por conectar os dispositivos em um mesmo círculo. Os dados são transmitidos em uma única direção de nó em nó até atingir o seu destino. ▪ Vantagens: Eficiente na transmissão de dados sem erros; performance não é impactada com o aumento de usuários ▪ Desvantagens: vulnerabilidade.
  • Árvore Já a topologia Árvore existe uma hierarquia na

disposição dos nós. A organização em Árvore exige um nó central do qual partirão os pacotes, que serão redistribuídos entre os dispositivos. ▪ Vantagens: Fácil identificação de erros; elimina a vulnerabilidade presente na topologia Anel. ▪ Desvantagens: Único ponto de origem; Alto custo.

• Barramento Um dos padrões mais simples e práticos de todos, nele os dados fluem unidirecionalmente por um único cabo. ▪ Vantagens: Uso de cabo é econômico, Simples e relativamente confiável, manutenção simplificada, fácil expansão. ▪ Desvantagens: Problemas são difíceis de isolar, falha no cabo paralisa a rede inteira, rede pode ficar extremamente lenta em situações de tráfego pesado.
• Estrela A mais comum atualmente, é uma estratégia que prioriza a simplicidade, abrindo mão de um pouquinho da resiliência. O padrão se organizar de uma forma semelhante a uma estrela, em que braços partem de um ponto central. ▪ Vantagens: A codificação e adição de novos computadores é simples; Gerenciamento centralizado; Falha de um computador não afeta o restante da rede;

número de dispositivos, maior a complexidade da instalação e o custo em si. ▪ Vantagens: Confiabilidade e estabilidade; permite que os nós sempre tenham a opção de enviar os pacotes de dados pela rota mais eficiente; Facilidade de diagnostico. ▪ Desvantagens: Instalação dispendiosa. 2.2. Escolha da topologia Levando em consideração os pontos citados no tópico anterior, utilizaremos um tipo de topologia em estrela, que apesar de possuir um custo maior de instalação é a mais recomendada para esse projeto, será implementada tanto na matriz quanto na sucursal. É uma das mais utilizadas atualmente, e suas vantagens está na facilidade de implantação e a localização de problemas, já que se um cabo, uma porta ou uma placa de rede apresentar defeitos, apenas o nó ligado ao componente ficará fora da rede. Sua principal desvantagem é que caso o dispositivo central apresente alguma falha a rede inteira é paralisada, mas que por sua vez é uma falha que pode ser corrigida rapidamente substituindo o dispositivo e/ou manutenciar o mesmo.

3. FIBRA ÓPTICA O cabo de fibra óptica é uma tecnologia que utiliza um filamento de vidro transparente e com alto grau de pureza como meio físico. Seu diâmetro é tão fino quanto um fio de cabelo humano e permite carregar milhares de informações digitais sem perdas significativas ao longo de grandes distâncias. As principais matérias-

primas de uma fibra óptica são o plástico, a sílica pura ou dopada e o vidro composto. Quando um cabo é feito de sílica, a tendência é que o desempenho seja melhor. Ao redor do filamento existem outras substâncias de menor índice de refração, que fazem com que os raios sejam refletidos internamente, minimizando assim as perdas de transmissão. Os sistemas de comunicações baseados em cabo de fibra óptica utilizam dispositivos emissores de luz (LEDS) ou lasers. Além disso, as fibras ópticas são imunes a ruídos e interferências eletromagnéticas pois são feitas de materiais dielétricos e consequentemente não transmitem pulsos elétricos. Essa tecnologia permite altíssimas taxas de transmissão, na ordem de Gbps (bilhões de bits por segundo), porém para que haja o tráfego de dados e a taxa de transmissão no meio físico de fibra óptica são necessários equipamentos denominados conversores de mídias. 3.1. Fibra monomodo As fibras ópticas monomodo surgiram anos depois como uma solução à limitação da distância máxima que a fibra multimodo conseguia atingir. Elas são adequadas para aplicações que envolvam grandes distâncias, embora requeiram conectores de maior precisão e dispositivos de alto custo. Na fibra monomodo a luz possui apenas um modo de propagação, ou seja, a luz percorre interior do núcleo por apenas um caminho. A fibra óptica monomodo se caracteriza pela casca de reflexão mais espessa e núcleo mais estreito. Esse núcleo mede, normalmente, entre 8 a 10 micrômetros, isso tornou o sinal muito mais linear e com menos perda durante o caminho podendo chegar a distâncias acima de 300km. Esse tipo de fibra é utilizado para atingir maiores distâncias com uma largura de banda superior a fibra multimodo por ter menor dispersão do sinal.

Catalyst 2950 - 24P, é necessário o uso de um conversor de mídia fibra para mídia cobre. O conversor de mídia de fibra é um par de dispositivo que recebe sinais de dados de uma mídia, converte e transmite para outra mídia. Nesse cenário o conversor de mídia irá receber a mídia ótica vinda do modem e convertê-la para mídia cobre para que assim haja a conexão. Será utilizado ao total dois conversores de mídia, um na matriz e outro na sucursal modelo MC111CS 10/ 100 da TP-LINK. É um conversor de mídia projetado para converter fibra 100BASE-FX para cabo de cobre 100Base-TX ou vice-versa. Adotando tecnologia WDM, o MC111CS usa apenas um cabo de fibra para transmitir e receber dados. 4.2. Funcionamento da rede Através de um CPE instalado na matriz e outro CPE na sucursal, será dado o compartilhamento de dados entre ambos através de um link, utilizaremos, também, a topologia ponto a ponto para ligar os dois parques tecnológicos. A internet chega de um provedor X pelo CPE instalado na matriz e na sucursal, o link de comunicação será transmitido utilizando a fibra ótica como meio físico para ligação de um roteador a outro estabelecendo-se uma conexão exclusiva, segura permanente, cuja velocidade é pré-definida entre os pontos escolhidos de forma estratégica. Assim como ocorre em qualquer serviço de link dedicado, a rede pode ser operada com a mesma largura de banda contratada, podendo ser modulada ou dividida em termos de recursos ou tipo de uso voz, imagem, dados – ou mesmo entre departamentos ou gerências. O link ponto a ponto ainda permite o fluxo constante de dados entre filiais sem o tráfego por meio da internet, deixando de expor os dados desnecessariamente.

• Benefícios:
  • Normalmente, é mais barata do que a contratação de links IP e VPNs
  • É muito mais segura do que a rede VPN.

• Apresenta grande disponibilidade.
• Tipo de configuração amplamente difundida no meio empresarial.
• Possibilita redução de buffering (carregamento) e de filas (de entrada e saída de dados).
• Pode ser uma solução para empresas que apresentam um alto índice de latência (lentidão). Fonte: Autoria própria 4.3. Velocidade da rede Será utilizado um link dedicado com velocidade de 100Mb/s. O uso do link dedicado dá a exclusividade da empresa ter um caminho livre com o provedor diferente das conexões normais que diversos usuários compartilham o mesmo caminho ocasionando congestionamentos, falhas e lentidão. Diferente das conexões comuns que garantem somente 30 % da entrega da banda contratada, o link dedicado garante 100%. 5. INTERCONEXÃO SWITCH E ROTEADORES Como já definido, para interconectar os hosts com o switch será utilizado o cabo de par trançado. Os cabos de par trançado são divididos em tipos e categorias. Será implementado na sucursal o cabo de par trançado do tipo STP (Shielded Twisted Pair) categoria 5e. Este cabo consiste em um par de fios elétricos de cobre ou aço recoberto de cobre (aumenta a resistência à tração). Diferente do tipo utp esse cabo

individualmente em decimal e números separados por períodos. Por exemplo, o endereço IP com quatro pontos 192.0.2.235 representa a versão decimal de 32 bits do número 3221226219, que no formato hexadecimal é 0xC00002EB. Ele também pode ser expresso em formato de hexadecimal com pontos, como 0xC0.0x00.0x02.0xEB, ou com valores de bytes como 0300.0000.0002.0353. Ele tem um limite teórico de 4,3 bilhões de endereços e, em 1980, era mais que o suficiente. Mas, conforme a internet aumentou e ficou global, ficamos rapidamente sem endereços IP, especialmente na era dos smartphones e dispositivos da IoT. O IPv4 é um protocolo sem conexão, para utilização de comutação de pacotes redes. Ele opera em um modelo de entrega por menor esforço, em que não garante a entrega, nem garante a sequência correta ou evita a duplicação de entrega. Estes aspectos, incluindo a integridade dos dados, são abordados por uma camada superior de protocolo de transporte, tais como o Protocolo de Controle de Transmissão (TCP).

• IPv O Protocolo de Internet versão 6 ou IPv6, foi apresentado pela primeira vez no final dos anos 1990 como substituto ao IPv4. Mesmo nessa época, os criadores da internet perceberam as limitações do IPv4 e sua eventual escassez. O IPv6 usa endereços 128-bit, que permite,

teoricamente, 340 undecilhão de endereços. Os endereços IPv6 são representados por 8 grupos de 4 dígitos hexadecimais, com os grupos separados por vírgulas. Um exemplo seria “2002:0de6:0001:0042:0100:8c2e:0370:7234”, mas existem métodos para abreviar essa notação. Além de aumentar o suprimento de endereços IP, o IPv também tratou de algumas deficiências do IPv4, principalmente com relação à segurança. O IPv6 é projetado para criptografia de ponta a ponta, então, na teoria, a ampla adoção do IPv6 tornará os ataques man- in-the-middle significativamente mais difíceis. 6.2. Classes de endereço IPv Originalmente, o espaço do endereço IP foi dividido em poucas estruturas de tamanho fixo chamados de "classes de endereço". As três principais são a classe A, classe B e classe C. Examinando os primeiros bits de um endereço, o software do IP consegue determinar rapidamente qual a classe, e logo, a estrutura do endereço:

• A: Primeiros 8 bits definem o identificador da rede e os outros 24 bits o dispositivo. Endereços: 0.0.0.1 até 126.255.255. N° de endereços por rede: 16.777.
• B: Primeiros 16 bits definem o identificador da rede e os outros 16 bits o dispositivo.