Tipos de Redes, Notas de estudo de Química

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Tipos de Redes e

como montá-las

Autor:

Antônio Romário Pereira Prates

Ninguém vive sozinho no mundo. Atualmente até os computadores têm direito a uma rica vida social dentro das redes locais e da Internet. Faz todo o sentido ligar os micros em rede. Você não precisa ter uma impressora, um HD grande, um gravador de CDs e uma linha telefônica (para conectar na Internet) para cada micro. Você pode ligar seus micros em rede e compartilhar cada uma dessas coisas entre todos eles.

O uso mais comum atualmente é compartilhar a conexão com a Internet. Você tem apenas uma linha ADSL ou apenas uma assinatura do serviço de acesso via cabo e pode acessar, ao mesmo tempo a partir de todos os micros que tiver em sua casa ou empresa. Neste caso um dos micros atua como um ponto de encontro, enviando os pedidos de todos para a Internet e devolvendo as respostas.

Outra necessidade comum é compartilhar arquivos. Antigamente (naquela época em que os micros tinham 512 KB de memória e que os homens eram homens e escreviam seus próprios sistemas operacionais) era usado o protocolo DPL/DPC (disquete pra lá, disquete pra cá), mas ele não era muito eficiente, principalmente quando o amigo que estava esperando os arquivos estava em outra cidade...

Os componentes básicos da rede são uma placa de rede para cada micro, os cabos e o hub ou switch que serve como um ponto de encontro, permitindo que todos os micros se enxerguem e conversem entre sí.

As placas de rede já foram componentes caros, mas como elas são dispositivos relativamente simples e o funcionamento é baseado em padrões abertos, qualquer um pode abrir uma fábrica de placas de rede o que faz com que exista uma concorrência acirrada que obriga os fabricantes a produzirem placas cada vez mais baratas e trabalhem com margens de lucro cada vez mais estreitas. As placas de rede mais baratas chegam a ser vendidas no atacado por menos de três dólares. O preço final é um pouco mais alto naturalmente, mas não é difícil achar placas por 20 reais ou até menos.

Comprar os cabos já prontos é muito mais prático, mas tem alguns inconvenientes. Muita gente (a maioria acredito :-P) não acha muito legal ver cabos espalhados pelo chão da sala. Alguns desavisados chegam a tropeçar neles, derrubando micros, quebrando os conectores das placas de rede entre outros acidentes desagradáveis.

Para dar um acabamento mais "profissional" você precisa passar os cabos por dentro das tubulações das paredes ou pelo teto e é mais fácil passar o cabo primeiro e crimpar o conector depois do que tentar fazer o contrário.

Se preferir crimpar o cabo você mesmo, você vai precisar comprar também um alicate de crimpagem. Ele "esmaga" os contatos do conector, fazendo com que eles entrem em contato com os fios do cabo de rede.

Os cabos de par trançado são uma evolução dos antigos cabos telefônicos com 8 fios, usados em aparelhos de PABX. A qualidade dos cabos melhorou muito, mas eles continuam tendo 8 cabos, você você vai perceber com uma certa facilidade :-P

O primeiro passo é descascar os cabos com cuidado, tomando cuidado para não ferir os fios internos que são frágeis. Eles são enrrolados em quatro pares (por isso que são chamados de cabos de par trançado) que por sua vez são diferenciados por cores. Um par é laranja, outro é azul, outro é verde e o último é marrom.

Um dos cabos de cada par tem uma cor sólida e o outro é malhado, misturando a cor e o pontos de branco. É pelas cores que diferenciamos os 8 fios.

O segundo passo é destrançar os cabos, deixando-os soltos. É preciso organizá-los numa certa ordem para colocá-los dentro do conector e é meio complicado fazer isso se eles estiverem grudados entre sí :-P

Eu prefiro descascar um pedaço grande do cabo, uns 6 ou 8 centímetros para poder organizar os cabos com mais facilidade e depois cortar o excesso.

Um dos padrões para a ordem dos fios é o seguinte:

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

Os cabos são encaixados nesta ordem com a trava do conector virada para baixo, como neste diagrama:

É

preciso um pouco de atenção ao cortar e encaixar os fios dentro do conector pois eles precisam ficar perfeitamente retos. Isso demanda um pouquinho de prática. No começo você vai sempre errar algumas vezes antes de conseguir.

O primeiro teste para ver se os cabos foram crimpados corretamente é conectar um dos micros (ligados) ao hub e ver se os leds da placas de rede e do hub se acendem.

Isso mostra que os sinais elétricos enviados estão chegando até o hub e ele foi capaz de abrir um canal de comunicação com a placa.

Se os leds nem acenderem então não existe o que fazer. Corte os conectores e tente de novo. Infelizmente os conectores são descartáveis. Depois de crimpar errado uma vez você precisa usar outro novo, aproveitando apenas o cabo. Mais um motivo para prestar atenção ;-)

Finalmente temos o hub ou switch que é simplesmente o coração da rede. Tanto o hub quando o switch possuem a mesma função, ou seja, servir como um ponto central para a rede. Todas as placas de rede são ligadas ao hub ou switch e é possível ligar vários hubs ou switchs entre sí (até um máximo de 7) caso necessário.

A diferença é que o hub apenas retransmite tudo o que recebe para todos os micros conectados a ele, como se fosse um espelho. Isto significa que apenas um micro pode transmitir dados de cada vez e que todas as placas precisam operar na mesma velocidade (sempre nivelada por baixo, caso você coloque um micro com uma placa de 10 megabits na rede, a rede toda passará a trabalhar a 10 megabits).

Surgem então os switchs por sua vez são aparelhos mais inteligentes. Eles fecham canais exclusivos de comunicação entre o micro que está enviando dados e o que está recebendo, permitindo que vários pares de micros troquem dados entre sí ao mesmo tempo. Isso melhora bastante a velocidade em redes congestionadas, com muitos micros.

Hoje em dia os hubs "burros" estão caindo em desuso. Quase todos os à venda atualmente são "hubs switchs", modelos de switchs mais baratos, que custam quase o mesmo que um hub antigo.

Finalmente, temos os roteadores, que são o topo da cadeia evolutiva. Os roteadores são ainda mais inteligentes, pois são capazes de interligar várias redes diferentes e sempre escolher a rota mais rápida para cada pacote de dados. Eles podem ser desde um PCs comuns, com duas ou mais placas de rede até supercomputadores capazes de gerenciar milhares de links de alta velocidade. Os roteadores formam a espinha dorsal da Internet.

possuem uma saída para serem conectados num hub tradicional, permitindo que você "junte" os micros da rede com fios com os que estão acessando através da rede wireless, formando uma única rede.

Não existe limite no número de estações que podem ser conectadas a cada ponto de acesso mas, a velocidade da rede decai conforme aumenta o número de micros conectados a ele, já que apenas uma pode transmitir de cada vez.

A velocidade também é mais baixa que a de uma rede convencional: apenas 11 megabits (em situações ideais, cerca de 60% disso na prática), muito menos que os 100 megabits a que estamos acostumados nas redes com fios.

Mas, a maior arma do 802.11b contra as redes cabeadas é a versatilidade. O simples fato de poder interligar os PCs sem precisar passar cabos pelas paredes já é o suficiente para convencer algumas pessoas, mas existem mais alguns recursos interessantes que podem ser explorados.

Sem dúvidas, a possibilidade mais interessante é a mobilidade para os portáteis. Tanto os notebooks quanto handhelds e as futuras webpads podem ser movidos livremente dentro da área coberta pelos pontos de acesso sem que seja perdido o acesso à rede.

Esta possibilidade lhe dará alguma mobilidade dentro de casa para levar o notebook para onde quiser, sem perder o acesso à Web, mas é ainda mais interessante para empresas e escolas. No caso das empresas a rede permite que os funcionários pudessem se deslocar pela empresa sem perder a conectividade com a rede e bastaria se aproximar do prédio para que fosse possível se conectar à rede e ter acesso aos recursos necessários.

No caso das escolas a principal utilidade seria fornecer acesso à Web aos alunos. Algumas lojas e aeroportos pelo mundo já começam a oferecer acesso à internet através de redes sem fio como uma forma de serviço para seus clientes. Um exemplo famoso é o da rede de cafés Starbuks nos EUA e Europa, onde todas as lojas oferecem acesso gratuito à web para os clientes que possuem um notebook ou outro portátil com uma placa de rede sem fio.

O alcance do sinal varia entre 15 e 100 metros, dependendo da quantidade de obstáculos entre o ponto de acesso e cada uma das placas. Paredes, portas e até mesmo pessoas atrapalham a propagação do sinal. Numa construção com muitas paredes, ou paredes muito grossas, o alcance pode se aproximar dos 15 metros mínimos, enquanto num ambiente aberto, como o pátio de uma escola o alcance vai se aproximar dos 100 metros máximos. Se você colocar o ponto de acesso próximo da janela da frente da sua casa por exemplo, provavelmente um vizinho distante dois quarteirões ainda vai conseguir se conectar à sua rede.

A potência do sinal decai conforme aumenta a distância, enquanto a qualidade decai pela combinação do aumento da distância e dos obstáculos pelo caminho. É por isso que num campo aberto o alcance será muito maior do que dentro de um prédio por exemplo.

Conforme a potência e qualidade do sinal se degrada, o ponto de acesso pode diminuir a velocidade de transmissão a fim de melhorar a confiabilidade da transmissão. A velocidade pode cair para 5.5 megabits, 2 megabits ou chegar a apenas 1 megabit por segundo antes do sinal se perder completamente. Algumas placas e pontos de acesso são capazes de negociar velocidades ainda mais baixas, possibilitando a conexão a distâncias ainda maiores. Nestes casos extremos o acesso à rede pode se parecer mais com uma conexão via modem do que via rede local.

É possível aumentar o alcance máximo da rede usando antenas mais potentes, que podem ser compradas separadamente. Existe até uma velha receita que circula pela Internet de como fazer uma antena caseira razoável usando um tubo de batata Pringles. Não é brincadeira, o tubo é forrado de papel alumínio te tem um formato adequado para atuar como uma antena.

Caímos então num outro problema. Você simplesmente não tem como controlar o alcance do sinal da rede. qualquer vizinho, com uma antena potente (ou um tubo de batata) pode conseguir captar o sinal da sua rede e se conectar a ela, tendo acesso à sua conexão com a Web, além de arquivos e outras coisas que você tenha compartilhado entre os micros da rede, o que não seria muito legal.

Heis que surge o WEP, abreviação de Wired-Equivalent Privacy, que como o nome sugere traz como promessa um nível de segurança equivalente à das redes cabeadas. Na prática o WEP também tem suas falhas, mas não deixa de ser uma camada de proteção básica que você sempre deve manter ativada. A opção de ativar o WEP aparece no painel de configuração do ponto de acesso.

O WEP se encarrega de encriptar os dados transmitidos através da rede. Existem dois padrões WEP, de 64 e de 128 bits. O padrão de 64 bits é suportado por qualquer ponto de acesso ou interface que siga o padrão WI-FI, o que engloba todos os produtos comercializados atualmente. O padrão de 128 bits por sua vez não é suportado por todos os produtos. Para habilitá-lo será preciso que todos os componentes usados na sua rede suportem o padrão, caso contrário os nós que suportarem apenas o padrão de 64 bits ficarão fora da rede.

:. O TCP/IP e a configuração da rede

Essa história de ligar os micros em rede para trocar informações entre eles começou bem antes que se imagina e, como a maioria das grandes invenções, o propósito inicial

Além do uso acadêmico, o interesse comercial pela Internet impulsionou seu crescimento, chegando ao que temos hoje.

O TCP/IP é um protocolo de rede. Tudo o que vimos até agora, sobre placas e cabos representa a parte física da rede, os componentes necessários para fazer os uns e zeros enviados por um computador chegar ao outro. O protocolo de rede é o conjunto de regras e padrões que permite que eles realmente se comuniquem.

Pense nas placas, hubs e cabos como o sistema telefônico e no TCP/IP como a língua falada que você usa para realmente se comunicar. Não adianta nada ligar para alguém na China que não saiba falar Português. Sua voz vai chegar até lá, mas ela não vai entender nada. Além da língua em sí existe um conjunto de padrões, como por exemplo dizer "alô" ao atender o telefone, dizer quem é, se despedir antes de desligar, etc.

Ligar os cabos e ver se os leds do hub e das placas estão acessos é o primeiro passo. O segundo é configurar os endereços da rede para que os micros possam conversar entre sí e o terceiro é finalmente compartilhar a internet, arquivos, impressoras e o que mais você quer que os outros micros da rede tenham acesso.

Graças ao TCP/IP, tanto o Linux quanto o Windows e outros sistemas operacionais em uso são intercompatíveis dentro da rede. Não existe problema para as máquinas com o Windows acessarem a Internet através da conexão compartilhada no Linux por exemplo.

Independente do sistema operacional usado, as informações básicas para que ele possa acessar a Internet através da rede são:

• Endereço IP:

Os endereços IP identificam cada micro na rede. A regra básica é que cada micro deve ter um endereço IP diferente e todos devem usar endereços dentro da mesma faixa.

Um endereço IP é composto de uma seqüência de 32 bits, divididos em 4 grupos de 8 bits cada. Cada grupo de 8 bits recebe o nome de octeto.

Veja que 8 bits permitem 256 combinações diferentes (se quiser comprovar, é só calcular quando é dois elevado à oitava potência). Para facilitar a configuração dos endereços, usamos números de 0 a 255 para representar cada octeto, formando endereços como 220.45.100.222, 131.175.34.7 etc. Muito mais fácil do que ficar decorando seqüencias de números binários.

O endereço IP é dividido em duas partes. A primeira identifica a rede à qual o computador está conectado (necessário, pois numa rede TCP/IP podemos ter várias redes conectadas entre sí, veja o caso da Internet) e a segunda identifica o computador (chamado de host) dentro da rede.

Obrigatoriamente, os primeiros octetos servirão para identificar a rede e os últimos servirão para identificar o computador em sí. Como temos apenas 4 octetos, esta divisão limitaria bastante o número de endereços possíveis o que seria uma grande limitação no caso da Internet, onde são necessários muitos endereços.

Se fosse reservado apenas o primeiro octeto do endereço por exemplo, teríamos um grande número de hosts (micros conectados a cada rede), mas em compensação poderíamos ter apenas 256 redes diferentes, o que seria muito complicado considerando o tamanho do mundo :-P.

Mesmo se reservássemos dois octetos para a identificação da rede e dois para a identificação do host, os endereços possíveis seriam insuficientes, pois existem mais de 65 mil redes diferentes no mundo, conectadas entre sí através da Internet e existem algumas redes com mais de 65 mil micros.

Para permitir uma gama maior de endereços, os desenvolvedores do TPC/IP dividiram o endereçamento IP em cinco classes, denominadas A, B, C, D, e E, sendo que as classes D e E estão reservadas para expansões futuras. Cada classe reserva um número diferente de octetos para o endereçamento da rede.

Na classe A, apenas o primeiro octeto identifica a rede, na classe B são usados os dois primeiros octetos e na classe C temos os três primeiros octetos reservados para a rede e apenas o último reservado para a identificação dos hosts.

O que diferencia uma classe de endereços da outra, é o valor do primeiro octeto. Se for um número entre 1 e 126 (como em 113.221.34.57) temos um endereço de classe A. Se o valor do primeiro octeto for um número entre 128 e 191, então temos um endereço de classe B (como em 167.27.135.203) e, finalmente, caso o primeiro octeto seja um número entre 192 e 223 teremos um endereço de classe C, como em 212.23.187.

Isso permite que existam ao mesmo tempo redes pequenas, com até 254 micros, usadas por exemplo por pequenas empresas e provedores de acesso e redes muito grandes, usadas por empresas maiores.

Todos os endereços IP válidos na Internet possuem dono. Seja alguma empresa ou alguma entidade certificadora que os fornece junto com novos links. Por isso não podemos utilizar nenhum deles a esmo.

Quando você se conecta na Internet você recebe um (e apenas um) endereço IP válido, emprestado pelo provedor de acesso, algo como por exemplo "200.220.231.34". É através deste número que outros computadores na Internet podem enviar informações e arquivos para o seu.

Quando quiser configurar uma rede local, você deve usar um dos endereços reservados, endereços que não existem na Internet e que por isso podemos utilizar à vontade em nossas redes particulares. As faixas reservadas de endereços são:

10.x.x.x, com máscara de sub-rede 255.0.0.

172.16.x.x até 172.31.x.x, com máscara de sub-rede 255.255.0.

192.168.0.x até 192.168.255.x, com máscara de sub-rede 255.255.255.

Você pode usar qualquer uma dessas faixas de endereços na sua rede. Uma faixa de endereços das mais usadas é a 192.168.0.x, onde o "192.168.0." vai ser igual em

O default gateway ou gateway padrão é justamente o micro da rede que tem a conexão, que os outros consultarão quando precisarem acessar qualquer coisa na Internet.

Por exemplo, se você montar uma rede doméstica com 4 PCs, usando os endereços IP 192.168.0.1, 192.168.0.2, 192.168.0.3 e 192.168.0.4, e o PC 192.168.0.1 estiver compartilhando o acesso à Internet, as outras três estações deverão ser configuradas para utilizar o endereço 192.168.0.1 como gateway padrão.

• Servidor DNS

O DNS (domain name system) permite usar nomes amigáveis ao invés de endereços IP para acessar servidores. Quando você se conecta à Internet e acessa o endereço , é um servidor DNS que converte o "nome fantasia" no endereço IP real do servidor, permitindo que seu micro possa acessá-lo.

Para tanto, o servidor DNS mantém uma tabela com todos os nomes fantasia, relacionados com os respectivos endereços IP. A maior dificuldade em manter um servidor DNS é justamente manter esta tabela atualizada, pois o serviço tem que ser feito manualmente. Dentro da Internet, temos várias instituições que cuidam desta tarefa. No Brasil, por exemplo, temos a FAPESP. Para registrar um domínio é preciso fornecer à FAPESP o endereço IP real do servidor onde a página ficará hospedada. A FAPESP cobra uma taxa de manutenção anual de R$ 50 por este serviço.

Servidores DNS também são muito usados em Intranets, para tornar os endereços mais amigáveis e fáceis de guardar.

Faz parte da configuração da rede informar os endereços DNS do provedor (ou qualquer outro servidor que você tenha acesso), que é para quem seu micro irá perguntar sempre que você tentar acessar qualquer coisa usando um nome de domínio e não um endereço IP. O jeito mais fácil de conseguir os endereço do provedor é simplesmente ligar para o suporte e perguntar.

O ideal é informar dois endereços, assim se o primeiro estiver fora do ar, você continua acessando através do segundo. Também funciona com um endereço só, mas você perde a redundância. Exemplos de endereços de servidores DNS são:

No Kurumin você encontra a opção de configurar a rede dentro do Painel de Controle, em Conectar na Internet ou configurar a rede > Configurar conexão via rede local.

O assistente vai perguntando as configurações da rede que vimos.

Um exemplo de configuração de rede completa para um dos micros da rede, que vai acessar a Internet através do micro que está compartilhando a conexão seria:

Endereço IP: 192.168.0. Máscara: 255.255.255. Gateway: 192.168.0.1 (o endereço do micro compartilhando a conexão) DNS: 200.204.0.10 200.204.0.

O micro que está compartilhando a conexão por sua vez vai ter duas placas de rede, uma para a Internet e outra para a rede local, por isso vai ter uma configuração separada para cada uma. A configuração da Internet é feita da forma normal, de acordo com o tipo de conexão que você usa e a configuração da rede interna segue o padrão que vimos até aqui.