FEMA Fundao Educacional Machado de Assis INTRODUO A REDES DE COMPUTADORES

Tcnico em Informtica

REDES DE COMPUTADORES- FUNDAMENTOS BSICOS Mdulo I

1 Escola Tcnica Machado de Assis Claudir Rogrio Kraulich

FEMA Fundao Educacional Machado de Assis INTRODUO A REDES DE COMPUTADORES

Tcnico em InformticaSUMRIO

INTRODUO..................................................................................................................................... 5 1 CONCEITOS BSICOS .................................................................................................................... 6 1.1- Modelos de computao ......................................................................................................... 7 1.1.1- Centralizada ..................................................................................................................... 7 1.1.2- Distribuda........................................................................................................................ 8 1.2 Configurao da rede............................................................................................................. 8 1.2.1 Redes Ponto a Ponto ....................................................................................................... 9 1.2.2 Redes baseadas em servidor ..........................................................................................10 1.3 Tipos de Rede: LANs, MANs, WANs .......................................................................................11 1.3.1 - LAN (Local Area Network) ...............................................................................................11 1.3.2 - MAN (Metropolitan Area Network) ................................................................................12 1.3.3 - WAN (Wide Area Network) .............................................................................................13 1.4 Topologia de Rede ................................................................................................................14 1.4.1 Topologia Fsica .............................................................................................................14 1.4.1.1 Barramento.............................................................................................................15 1.4.1.2 Estrela .....................................................................................................................16 1.4.1.3 Anel ........................................................................................................................17 1.4.1.4 Malha .....................................................................................................................18 1.4.2 Selecionando uma topologia ..........................................................................................18 1.4.3 Topologia Lgica ............................................................................................................19 1.4.3.1 Barramento.............................................................................................................19 1.4.3.2 Anel ........................................................................................................................21 2 TRANSMISSO DE DADOS............................................................................................................23 2.1 Sinal analgico x Sinal digital.................................................................................................23 2.2 Transmisso paralela x Transmisso serial ............................................................................24 2.3 Transmisso sncrona x Transmisso assncrona ...................................................................25 2.4 Formas de transmitir informao ..........................................................................................26 2.5 Meios de transmisso ...........................................................................................................26 2.5.1 Cabo Coaxial ..................................................................................................................27 2.5.1.1 Conectores ..............................................................................................................29 2.5.2 Cabo Par Tranado .........................................................................................................302 Escola Tcnica Machado de Assis Claudir Rogrio Kraulich

2.5.2.1 Cabo UTP (Unshielded twisted-pair) ........................................................................31 2.5.2.2 Cabo STP (Shielded twisted-pair) .............................................................................31 2.5.3 Cabo de fibra ptica .......................................................................................................35 2.5.3.1 Fibra multimodo .....................................................................................................36 2.5.3.2 Fibra monomodo ....................................................................................................37 2.5.4 Selecionando o cabeamento ..........................................................................................38 2.6 A Placa de Rede ....................................................................................................................39 2.7 Radiodifuso (wireless) .........................................................................................................40 2.7.1 WLANs ...........................................................................................................................42 2.7.1.1 - Infravermelho ..........................................................................................................43 2.7.1.2 - Laser ........................................................................................................................43 2.7.1.3 - Espalhamento de espectro .......................................................................................43 2.7.2 Padro 802.11................................................................................................................43 2.7.3 Conexes wireless..........................................................................................................44 2.7.4 Segurana em redes wireless .........................................................................................45 2.8 Problemas na transmisso de dados .....................................................................................47 2.8.1 - Rudos ............................................................................................................................47 2.8.2 Atenuao .....................................................................................................................48 2.8.3 Erros de transmisso......................................................................................................48 3 ARQUITETURA DE REDE ...............................................................................................................50 3.1 Mtodos de Acesso ..............................................................................................................50 3.1.1 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access Collision Detect) ...........................................51 3.1.2 Passagem de Token .......................................................................................................52 3.2 Como os dados so enviados em uma rede...........................................................................54 3.2.1 Estrutura de um pacote .................................................................................................55 3.3 - O Modelo de Referncia OSI/ISO ...........................................................................................58 3.3.1 A arquitetura do Modelo OSI .........................................................................................59 3.4- O Modelo TCP/IP ....................................................................................................................62 3.4.1 Caractersticas ...............................................................................................................62 3.4.2 Padres do TCP/IP .........................................................................................................63 3.4.3 Modelo OSI e Modelo TCP/IP .........................................................................................63 3.4.3.1 - Aplicao .................................................................................................................63 3.4.3.2 - Transporte ...............................................................................................................64 3.4.3.3 Internet...................................................................................................................64 3.4.3.3.1 IP (Internet Protocol) ........................................................................................64

3.4.3.3.2 - ICMP .................................................................................................................65 3.4.3.3.3 IGMP ................................................................................................................65 3.4.3.3.4 ARP ..................................................................................................................65 3.4.3.4 Rede .......................................................................................................................65 3.4.4 Endereamento IP e suas Classes ...................................................................................65 3.4.5 Diviso dos IPs nas Classes .............................................................................................66 3.4.5.1 IPs Pblicos e IPs Privados .......................................................................................67 3.4.5.2 IPs reservados .........................................................................................................68 3.5 Sub-Redes IP.........................................................................................................................68 3.5.1 Mscara de Sub-Rede ....................................................................................................72 4- EQUIPAMENTOS DE CONECTIVIDADE ............................................................................................74 4.1 Hubs .....................................................................................................................................74 4.2 Repetidores ..........................................................................................................................76 4.3 Pontes ..................................................................................................................................76 4.3.1 - Segmentando o Trfego .................................................................................................78 4.3.2 Consideraes ...............................................................................................................78 4.4 Switch ..................................................................................................................................79 4.4.1 Como funciona o switch? ...............................................................................................80 4.5 - Roteador ...............................................................................................................................81 4.5.1 Como funciona um roteador? ........................................................................................82 4.5.2 Consideraes ...............................................................................................................85 REFERNCIAS ....................................................................................................................................89

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INTRODUO

Cada um dos trs ltimos sculos foi dominado por uma tecnologia principal. O sculo XVIII foi a poca dos grandes sistemas mecnicos que acompanhavam a Revoluo Industrial. O sculo XIX foi a idade da mquina a vapor. Ao longo do sculo XX, a tecnologia-chave tem sido a coleta, o processamento e a distribuio da informao. Entre outros desenvolvimentos, assistimos instalao de redes telefnicas mundiais, inveno do rdio e da televiso, ao nascimento de computadores e ao lanamento de satlites de comunicao. Na medida em que avanamos, essas reas esto convergindo rapidamente, e as diferenas entre coletar, transportar, armazenar e processar informaes esto rapidamente desaparecendo. Organizaes em geral, com centenas de escritrios espalhados em uma vasta rea geogrfica esperam poder verificar a situao at do seu escritrio mais remoto com um simples apertar de boto. medida que aumenta a nossa habilidade de coletar, processar e distribuir informaes, aumenta mais rapidamente a demanda por aplicaes ainda mais sofisticadas. Embora a indstria de computadores seja jovem quando comparada com indstrias como a automotiva e a de transportes areos, os computadores tm feito um fantstico progresso em um curto espao de tempo. Durante as suas duas primeiras dcadas de existncia, os sistemas de computadores eram altamente centralizados, em geral, em uma nica sala grande. Uma empresa de porte mdio ou uma universidade pblica poderia ter um ou dois computadores, enquanto as grandes instituies tinham no mximo uma dzia. A noo de que dentro de vinte anos computadores igualmente poderosos, menores do que um selo postal, pudessem ser produzidos em massa era considerada pura fico cientfica. A fuso dos computadores e das comunicaes teve uma profunda influncia sobre a forma como os computadores so organizados. O conceito de centro de computao como sendo uma sala com um grande computador, ao qual os usurios levam as suas tarefas para serem processadas, est obsoleto. Esse modelo no tem uma, mas duas falhas: o conceito de um nico grande computador fazendo todo o trabalho, e a noo dos usurios levando as suas tarefas para o computador, ao invs de levar o computador at os usurios. O velho modelo de um nico computador servindo a todas as necessidades computacionais da organizao est rapidamente sendo substitudo por outro no qual um grande nmero de computadores separados, mas interconectados, executam essa tarefa. Essas so as chamadas Redes de Computadores. Atualmente, a maioria das organizaes que usam computadores j tem, ou esto instalando, uma ou mais redes locais de computadores. Um exemplo tpico dessa expanso pode ser visto no fato de que o correio eletrnico em mbito mundial uma realidade diria para milhes de pessoas. Podemos perceber com isso que as redes de computadores tornam-se uma ferramenta de vital importncia aos usurios de empresas, governos e universidades.

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1 CONCEITOS BSICOS

As Redes surgiram da necessidade de compartilhar informao e perifricos em tempo real e com isso aumentar a produtividade dos usurios que pertenciam a um grupo de trabalho e reduzir os custos inerentes a hardware. Antes do seu surgimento, funcionrios de uma empresa trabalhavam de forma isolada em seus computadores. Uma rede de computadores pode ser definida como um grupo de computadores conectados entre si, utilizando um meio de transmisso comum de forma a proporcionar o compartilhamento de arquivos e perifricos (recursos) de forma simultnea. Na sua forma mais elementar a rede pode ser composta de no mnimo 2 computadores, conforme ilustrado na figura 1.1. O uso de redes traz uma economia na aquisio de hardware. Por exemplo, se dois usurios, Andr e Maria, precisassem imprimir seus documentos sem estarem ligados em rede, seria necessrio a aquisio de duas impressoras. Mas somente uma impressora seria necessria se eles estiverem em uma rede.

AFigura 1.1 - Uma rede de dois computadores

B

Uma rede tem como objetivos principais: Compartilhamento de informao (ou dados) Compartilhamento de hardware e software Administrao centralizada e suporte Mais especificamente computadores podem compartilhar: Documentos, fotografias, arquivos de udio e vdeo Impressoras,Drives de CD/DVD, Discos Rgidos Mensagens de e-mail, Internet Aplicativos (softwares) 6 Escola Tcnica Machado de Assis Claudir Rogrio Kraulich

1.1- Modelos de computao O processamento de informaes nas redes podem se dar de duas formas: centralizada e distribuda.

1.1.1- Centralizada Na dcada de 50, os computadores ainda eram mquinas grandes, complexas e eram operadas por pessoas altamente especializadas. O processamento das informaes era realizado sem nenhuma forma de interao direta entre os usurios e a mquina: os usurios submetiam suas tarefas (jobs) utilizando leitoras de cartes ou fitas magnticas. O processamento era realizado em lote (batch1) e seus resultados eram gerados conforme a ordem de submisso dos jobs. Os resultados de processamentos podiam ser armazenados em fitas ou impressos.

Figura 1.2 Sistema de Processamento em Lote.

J no inicio dos anos 60, foram desenvolvidos os primeiros terminais interativos juntamente com o sistema de tempo compartilhado (time-sharing2), permitindo a utilizao de um computador central para executar vrias tarefas administrativas. Atravs de terminais que eram nada mais do que dispositivos de entrada e sada, e impressoras, o usurio poderia ter uma interao maior com o mainframe. Esses terminais eram conhecidos como terminais burros devido ao fato de no haver qualquer poder de processamento neles, conforme ilustrado na figura 1.3.

1

Neste tipo de sistema computacional o processamento realizado em lote, ou seja, cada informao a ser processada armazenada temporariamente na mquina e seu processamento realizado somente aps a formao de um grupo de informaes (lote ou batch) 2 A tcnica de time-sharing foi possvel graas ao desenvolvimento ocorrido nos sistemas computacionais juntamente com os sistemas de transmisso de dados, permitindo desta forma a conexo de terminais a um computador central atravs de linhas de comunicao de baixa velocidade, proporcionando interao dos usurios com seus programas.

Fig 1.3 Sistema de time-sharing

1.1.2- Distribuda Como o mainframe era restrito a grandes corporaes e rgos do governo devido a seu alto custo e tamanho, pequenas e mdias empresas no tinham como usufruir dos benefcios dessa computao centralizada. Com o passar dos anos e o surgimento dos PCs, o processamento das informaes deixou de estar centralizado a passou a ser distribudo entre os terminais, que agora no eram mais burros, eram PCs. importante lembrar que o poder de processamento de um PC muito inferior a de um mainframe, mas inegvel que isso se tornou em uma tima opo de baixo custo para pequenas e mdias empresas. Os PCs passaram ento a dividir uma parcela do processamento de informaes com o computador central, conforme ilustrado na figura 1.3.

Information flows

ClientFigura 1.4 Modelo de computao distribuda

Server

1.2 Configurao da rede No que tange as formas de configurao as redes podem ser classificadas em ponto a ponto e baseada em servidor. No podemos afirmar qual a melhor, visto que so adequadas para determinadas necessidades e possuem vantagens e desvantagens, conforme o cenrio.

O tipo de configurao escolhido vai depender de determinados fatores tais como: Tamanho da organizao Nvel de segurana necessrio Tipo do negcio Nvel de suporte administrativo disponvel Trfego da rede Necessidades dos usurios Oramento

Peer-to-peer Network

Server-based Network

Figura 1.5 Redes ponto a ponto e baseada em servidor

1.2.1 Redes Ponto a Ponto Redes ponto a ponto so indicadas para redes com no mximo 10 estaes de trabalho. No existem servidores dedicados e nenhuma hierarquia entre os computadores. Todos podem compartilhar e utilizar recursos, ou seja, podem ser servidor e cliente ao mesmo tempo, operam de forma igual e so chamados de pontos ou ns da rede. A presena de um administrador no necessria ficando essa tarefa a cargo de cada usurio, que determina quais dados de seu computador sero compartilhados na rede. Em virtude desta liberdade do usurio, interessante que este passe por um treinamento para que seja capaz de administrar os recursos a serem compartilhados de forma segura e eficiente. Poderamos destacar os seguintes pontos em redes ponto a ponto. No h servidor dedicado (ausncia de hierarquia) Os ns da rede so ao mesmo tempo cliente e servidor (dupla funcionalidade)

No h a figura de um administrador responsvel pela rede Fcil implantao Treinamento dos usurios necessrio O controle de acesso a rede no centralizado A segurana fornecida pelo banco de dados local de cada computador Pouca possibilidade de crescimento A medida que a rede cresce, a performance diminui.

1.2.2 Redes baseadas em servidor Redes baseadas em servidor so indicadas para redes acima de 10 computadores. Neste formato de rede podem existir um ou mais servidores dedicados. Por dedicado entende-se que eles no so clientes e so otimizados para atender os pedidos da rede rapidamente e alm disso garantem a segurana de arquivos e diretrios. Os recursos compartilhados esto centralizados e h um maior controle do nvel de acesso sobre os mesmos. O controle de acesso do usurio e o que ele pode fazer na rede est centralizado obtendo desta forma uma reduo nas tarefas administrativas e garantindo uma maior segurana na soluo. A figura de um administrador de rede necessria. Existem vrios tipos de servidores: Servidores de arquivo e impresso Servidores de aplicao Servidores de correio Servidores de comunicao Servidores de servios de diretrio Servidores de arquivo e impresso Os dados ficam armazenados no servidor e quando precisam ser utilizados por uma estao, esses dados so transferidos para a memria da estao e usados localmente. Servidores de aplicao Possuem uma poro servidora responsvel por processar os pedidos enviados pela poro cliente que fica na estao. Diferentemente do servidor de arquivos, somente o que requisitado passado para a estao e no a massa de dados inteira. Um bom exemplo seria a pesquisa em um banco de dados. Servidores de correio Um tipo de servidor de aplicao. O principio o mesmo o que muda o tipo da aplicao Servidor de comunicao Controla o acesso de usurios externos aos recursos da rede. Esses usurios normalmente discam para esses servidores que por sua vez possuem um pool de modems.

Servidores de servio de diretrio Responsveis pela validao do usurio na rede. Normalmente redes so agrupadas em grupos lgicos chamados domnios. O usurio confrontado com uma base de usurios e baseado nisso permitido o seu ingresso no domnio e a utilizao dos recursos do mesmo. Como todos os dados importantes da rede agora esto centralizados, um backup fundamental, j que uma vez que os dados so importantes, eles no podem ser perdidos devido a falhas de hardware. H meios de agendar backups peridicos e que so executados automaticamente. Nunca demais lembrar que esses backups devem ser agendados para serem realizados em horrios em que a rede estiver praticamente sem utilizao. Redundncia tambm um fator importante. Se o servidor principal falhar, todos os recursos e dados importantes no podero ser acessados. Existe uma forma de duplicar os dados do servidor e mant-los online. Se o esquema de armazenamento primrio falhar, o secundrio ser utilizado no lugar deste, sem causar qualquer interrupo na rede. Poderamos destacar os seguintes pontos em redes baseadas em servidor: H um ou mais servidores dedicados Segurana fundamental A figura de um administrador muitas vezes imprescindvel Possui controle maior do usurio e do que permitido a ele fazer na rede. Meios de restringir o acesso do usurio a rede a determinados perodos Crescimento da rede s depende do hardware do servidor Recursos compartilhados esto centralizados Instalao no to simples mais dispendiosa que redes ponto a ponto.

1.3 Tipos de Rede: LANs, MANs, WANs Redes de computadores podem ser classificados em trs grandes grupos de acordo com seu tamanho e funo, LANs, MANs e WANs.

1.3.1 - LAN (Local Area Network) Uma LAN a unidade fundamental de qualquer rede de computadores. So redes privadas que podem abranger desde um ambiente com apenas dois computadores

conectados at centenas de computadores e perifricos que se espalham por vrios andares de um prdio. Uma LAN est confinada a uma rea geogrfica limitada. Surgiram em meados dos anos 80 como resposta a problemas causados pelo crescimento das empresas e que percebiam que poderiam obter inmeros ganhos com a utilizao das redes. Esses ganhos se traduziriam em ganho de produtividade e, principalmente, ganho referente ao nmero de equipamentos, pois, os dispositivos eram duplicados, ou seja, no era possvel compartilhar, por exemplo, o uso de uma impressora. O crescimento das redes, no seu inicio, foi bastante problemtico, pois os equipamentos possuam arquiteturas proprietrias e no existiam os protocolos e padres para regulamentar a comunicao de dados. Era necessrio que todos os equipamentos fossem do mesmo fabricante para que pudessem se comunicar. As LANs surgiram para solucionar problemas como esse e iniciou a conexo de estaes de trabalho e de perifricos em um nico prdio. medida que as empresas foram crescendo, os equipamentos foram conectados a distancias maiores e logo se percebeu que as LANs no eram mais suficientes. A distncia limite em uma LAN 1000m (1km) de distncia entre os equipamentos de uma ponta a outra, ou seja, geograficamente limitada.Backbone do Prdio

LAN 2 Andar

Servidores

LAN 1 Andar

Figura 1.6 Representao de uma LAN

1.3.2 - MAN (Metropolitan Area Network) Uma MAN feita da interconexo de duas ou mais LANs, podendo essas LANs estar localizadas em prdios diferentes separados por uma rua ou estarem localizadas em uma rea metropolitana. Diferentemente da LAN ela no est limitada a uma rea geogrfica sendo utilizada para distncias intermedirias (10Km).

Prdio B Prdio A MAN Prdio D Prdio C

Figura 1.7 Representao de uma MAN

1.3.3 - WAN (Wide Area Network) Uma WAN abrange grandes reas geogrficas, normalmente um pas ou continente. Devido ao crescimento das empresas, tornou-se necessrio o acesso as informaes de departamentos que no estavam necessariamente no mesmo prdio ou cidade e excedia a distncia limitada pelas tecnologias utilizadas nas LANs e MANs. Para atender esse crescimento, novas tecnologias foram desenvolvidas para possibilitar a conexo de diversas LANs situadas em cidades distintas e at mesmo em outros pases.LAN - So Paulo

LAN Porto Alegre LAN New York

Figura 1.8 Representao de uma WAN

Nesse modelo de rede os hosts3 so conectados por uma rede de comunicao, formada por dois elementos: linhas de transmisso e elementos de comutao. As linhas de transmisso podem ser formadas por fios de cobre, fibra ptica ou enlaces de rdio e tm por objetivo transportar os bits entre as mquinas. Os elementos de comutao so dispositivos especializados que conectam vrias linhas de transmisso e quando os dados chegam a uma linha de entrada, este deve escolher uma linha de sada para encaminh-los. Esses elementos de comutao so conhecidos como Routers ou Roteadores. Esses elementos sero estudados nos prximos captulos.

Com a popularizao dos computadores e notebooks, surgiu nos ltimos anos uma nova classificao de rede quanto a sua rea de abrangncia. O usurio domstico passou a montar pequenas redes em suas casas para seu uso e de seus familiares. A esse novo modelo de rede foi dado o nome de PAN (Personal Area Network). Ela no tem objetivo comercial e sua rea de abrangncia fica limitada a uma casa ou apartamento.

1.4 Topologia de Rede O termo topologia, no contexto de redes de computadores, pode ser compreendido a partir de duas perspectivas: fsica e lgica. Uma rede de computadores pode ter um tipo de topologia fsica e um tipo de topologia lgica completamente diferentes. A topologia fsica descreve um plano para cabear fisicamente os dispositivos de uma rede. J a topologia lgica como as informaes fluem em uma rede.

1.4.1 Topologia Fsica A topologia fsica diz respeito ao layout fsico da rede, ou seja, como computadores, cabos e outros componentes esto ligados entre si na rede. A escolha de uma determinada topologia ter impacto nos seguintes fatores: Tipo de equipamento de rede necessrio Capacidades do equipamento Crescimento da rede Forma como a rede ser gerenciada Antes que computadores possam compartilhar recursos e executar qualquer tarefa de comunicao, eles devem estar conectados, e cabos so utilizados para fazer essa conexo entre eles. Porm conectar os computadores por meio de cabos no to simples assim. Existem vrios tipos de cabos que combinados com diversas placas de rede e outros componentes necessitam de vrios tipos de arranjos.

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hosts = estaes de trabalho, computadores clientes que possuem uma ou mais interfaces de rede.

Para trabalhar bem uma topologia deve levar em conta o planejamento. No somente o tipo de cabo dever ser levado em considerao, mas tambm, a forma como ele ser passado atravs de pisos, tetos e paredes. A topologia pode determinar como os computadores se comunicam na rede. Diferentes topologias necessitam de diferentes mtodos de comunicao e esses mtodos tm grande influncia na rede. As topologias padro so as seguintes: Barramento Estrela Anel Malha

1.4.1.1 Barramento Nesta topologia os computadores so ligados em srie por meio de um nico cabo coaxial. Esse cabo tambm chamado de backbone ou segmento. a mais rudimentar de todas as topologias e j caiu em desuso.

Server

Client A

Client B

Client C

Figura 1.9 Rede em topologia barramento

Dados enviados do Servidor para o computador Client B, sero recebidos por todos, mas somente o computador Client B processa esses dados, os demais rejeitam. Somente um computador por vez pode transmitir dados. Aumentar o nmero de computadores impactar na performance da rede, porque teremos mais computadores compartilhando o meio e esperando para colocar dados no barramento. Quando um computador transmite dados ele conseqentemente estar utilizando o meio e nenhum outro computador poder fazer o mesmo, at que o meio esteja novamente disponvel. Os computadores ficam constantemente monitorando o meio para saber se ele est livre ou no. Mas existem outros fatores que podero afetar a performance: Capacidade do hardware dos computadores da rede Tipos de aplicao utilizada na rede Tipo de cabo utilizado

Distncia entre os computadores na rede

Conectores BNC Terminadores (normalmente de 50 ohms) so usados em ambas as extremidades do cabo para evitar que haja reflexo do sinal transmitido. Sem eles o sinal seria refletido de volta ao chegar extremidade do segmento e o meio estaria constantemente ocupado, ou seja, nenhuma estao conseguiria transmitir dados, os conectores Terminadores absorvem os sinais para um perfeito casamento de impedncia4.

Figura 1.11 Terminador em destaque

Embora seja de fcil implementao essa topologia tem um inconveniente, se houver uma ruptura no cabo em um determinado ponto, ou houver algum conector em curto ou ainda, um terminador apresentar qualquer tipo de problema, toda a rede ficar inoperante. Nenhum computador conseguir se comunicar com qualquer outro enquanto a falha no for sanada. Uma rede com topologia fsica barramento utilizando um cabo coaxial de 50 pode ter no mximo 5 segmentos de 185mt cada, sendo que devem ser interligados atravs de repetidores para amplificao do sinal podendo chegar no mximo a 395mt. Sem o uso de repetidores a distncia mxima prevista em norma de 300mt. Cada segmento no pode ter mais de 30 computadores conectados.

1.4.1.2 Estrela Nessa topologia no h mais um nico segmento ligando todos os computadores na rede. Eles esto ligados por meio de vrios cabos a um n central que exerce o controle. Este dispositivo possui vrias portas onde os computadores so ligados individualmente, e para onde converge todo o trfego. A expanso da rede limitada capacidade do n central. Quando uma estao A deseja se comunicar com uma estao B, esta comunicao no feita diretamente, mas intermediada pelo dispositivo central, que a4

Impedncia= caracterstica eltrica complexa do cabo que envolve a resistncia e a reatncia e que s pode ser medida com equipamentos especficos. Um cabo deve ter uma impedncia correta para evitar a perda do sinal e interferncias. A distncia entre dois condutores, o tipo de isolamento e outros fatores especificam uma determinada impedncia eltrica para cada tipo de cabo.

replica para a toda a rede, novamente somente a estao B processa os dados enviados, as demais descartam. Equipamentos conhecidos como Hubs e Switches controlam esta comunicao entre as estaes de formas diferentes. Por exemplo, se um hub replica todo o trfego que recebe para todas as suas portas, o mesmo no ocorre com o switch, veremos hubs e switches em mais detalhes mais adiante. A grande vantagem da topologia estrela em relao a de barramento, que agora uma falha no cabo no paralisar toda a rede. Somente aquele segmento onde est a falha ser afetado. Por outro lado, a rede poder ser paralisada se houver uma falha no dispositivo central.

Estao B

Estao A

Estao C

Estao E

Estao D

Figura 1.12 Topologia estrela

Os cabos utilizados se assemelham aos cabos utilizados na telefonia, porm com maior quantidade de pares. Veremos as caractersticas dos cabos mais adiante.

1.4.1.3 Anel Nessa topologia, as estaes esto conectadas por um nico cabo como na de barramento, porm na forma de circulo, formando um anel. Portanto no h extremidades. O sinal viaja em loop por toda a rede e cada estao pode ter um repetidor para amplificar o sinal. Diferentemente das duas topologias descritas anteriormente, uma estao que deseja transmitir no compete com as demais. Ela tem autorizao para faz-lo. Existe um token que como se fosse um carto de autorizao que circula na rede. Quando uma estao quer transmitir ele pega o token. Enquanto ela estiver de posse do token, nenhuma outra pode realizar qualquer transmisso. Quando a estao termina a transmisso, ela cria outro token e o libera na rede para ser utilizado por outra estao.

Estao B

Estao A

Estao C

A topologia em anel de fcil expanso, porm sua confiabilidade fica comprometida, pois qualquer falha ocorrida na ligao entre duas estaes compromete o funcionamento de toda a rede.

Estao E

Estao D

Figura 1.13 Topologia em anel

1.4.1.4 Malha Nessa topologia os computadores so ligados uns aos outros por vrios segmentos de cabos. Essa configurao oferece redundncia e confiabilidade. Se um dos cabos falhar, o trfego fluir por outro cabo.

Estao B

Estao A

Estao C

Estao EFigura 1.14 Topologia em malha

Porm essas redes possuem instalao dispendiosa, devido ao uso de grande quantidade de cabeamento. Por vezes essa topologia ser usada juntamente com as outras descritas, para formar uma topologia hbrida. 1.4.2 Selecionando uma topologia

Existem muitos fatores que devem ser levados em considerao quando da escolha de qual tecnologia mais adequada s necessidades de uma organizao. A tabela mostra um resumo com as vantagens e desvantagens de cada topologia.

Tabela 1 Comparao entre topologias fsicas

1.4.3 Topologia Lgica A topologia lgica descreve como as informaes trafegam pela rede, ou seja, a forma que os protocolos de comunicao operam no meio fsico. Os dois tipos mais comuns de topologias lgicas so: barramento e anel.

1.4.3.1 Barramento Na topologia lgica de barramento, todos os dispositivos de rede recebem as informaes de todos os outros dispositivos. Neste tipo de topologia uma estao de trabalho que deseja transmitir, simplesmente envia o quadro para a rede e todas as outras estaes recebem. Este mecanismo conhecido como broadcast5 - porm somente a estao para a qual o quadro foi endereado que ter acesso s informaes contidas nele. Observe a figura a seguir, ela ilustra uma situao em que a estao B envia um quadro para a estao G, todas as outras receberam o quadro, mas somente a estao G teve acesso informao.

5

broadcast= forma de envio de um pacote no barramento onde todos os hosts conectados a este recebem o pacote mesmo no sendo os destinatrios deste pacote.

Estao A

Estao B Origem: B Destino: G Dado: file.doc

Estao E

Estao F

Origem: B Destino: G Dado: file.doc Estao C Estao D Estao G Estao H

Figura 1.15 Topologia lgica em barramento

Na topologia lgica em barramento no existe ordem e nem seqncia para a transmisso, basta a estao decidir transmitir. No entanto, isso pode ser uma desvantagem porque os problemas de trfego e colises so comuns. Veremos mais adianta que existe uma tecnologia capaz de evitar colises.

?

Mas afinal, o que so colises?

As colises no contexto das redes de computadores ocorrem quando bits se propagam em um meio compartilhado ao mesmo tempo, ou seja, quando mquinas decidem encaminhar informaes no mesmo instante. Cabe ao profissional responsvel pela manuteno de uma rede entender o funcionamento das topologias lgicas para saber onde as colises podem ocorrer, assim como identificar os domnios de coliso6. Este conceito ficar mais claro ao observar a figura 1.16 que representa o processo de coliso em um barramento.

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domnios de coliso = regio onde os pacotes de informaes so originados e colididos.

Estao A

Estao B

Estao E

Estao F 5V

Vou encaminhar agora

Vou encaminhar agora

COLISO

10V

Estao C 5V Estao D Domnio de Coliso Estao G

Estao H

Figura 1.16 Representao de uma coliso

Observe o que aconteceu com o bit ao colidir com outro. Como o bit 1 reconhecido pelos dispositivos quando sua tenso varia entre 3 a 5 volts, dependendo da codificao utilizada, Neste exemplo, aps a coliso, tem-se um bit com tenso superior a 5 volts o que significa que este no ser reconhecido pelos dispositivos e conseqentemente ser perdido, precisando ser retransmitido.

1.4.3.2 Anel Na topologia em anel as estaes no transmitem enquanto no receberem um sinal de permisso de transmisso, denominado token7, ou seja, aguardam a posse do token para transmitir. Ao receber o token a estao transmite e o quadro com as informaes percorre todo o anel, passando estao por estao at chegar ao seu destino a mquina endereada. Quando o quadro alcana o seu destino, o token liberado e este comea novamente passar pelas estaes. Desta forma, as colises no ocorrem na topologia lgica em anel. Essa situao representada na figura 1.17, onde a estao A necessita transmitir um pacote, porm aguarda o token para iniciar a transmisso.

importante ressaltar que a figura apresenta uma estrutura fsica em anel para facilitar o entendimento, porm as redes de computadores podem utilizar a topologia lgica em anel sem estar fisicamente estruturada em anel.

7

token = quadro que possui informaes de controle que indica a uma estao que ela tem a permisso para transmitir um pacote.

Preciso transmitirTOK EN

Figura 1.17 Topologia lgica em anel

Anotaes:

2 TRANSMISSO DE DADOS

Um conceito importante para entender como ocorre a transmisso de dados com relao representao binria das informaes. Conforme voc j estudou, os bits so dgitos binrios e podem ser representados pela presena ou ausncia de carga eltrica (1s ou 0s respectivamente), de forma que os 1s binrios sejam representados por 5 volts de eletricidade e os binrios 0s sejam representados por 0 volts de eletricidade. Quando o dado enviado por um meio de comunicao um texto, so usadas tabelas para converso dos caracteres em bits. A mais conhecida e a tabela ASCII (American Standard Code for Interchange of Information), onde cada caractere representado por um conjunto de oito bits (=1 byte). Estes conceitos so necessrios, pois a unidade bsica utilizada para descrever o fluxo de informaes digitais o bit. Outro conceito importante a diferena entre um sinal analgico e um sinal

digital.

2.1 Sinal analgico x Sinal digital Podemos dizer que um sinal analgico e aquele que assume qualquer valor dentro de um intervalo de tempo infinito. A grande vantagem dele tambm sua maior desvantagem. A vantagem e que o sinal pode assumir qualquer valor, porm se durante a transmisso dos dados, o cabo sofrer qualquer tipo de interferncia eletromagntica, o receptor no saber se os dados recebidos esto corretos. Como esse tipo de situao bastante comum de acontecer, esse tipo de sinal no utilizado pelos sistemas computacionais. A figura 2.1, abaixo, vai nos ajudar a entender melhor este conceito. Observe que o sinal no assume valores fixos, variando entre valores positivos e negativos. J os sinais digitais so representados por apenas dois valores, 0 ou 1 dando a possibilidade de o receptor identificar se ocorreu alguma alterao na transmisso dos dados. Os computadores utilizam sinais digitais para enviar as informaes. A figura 2.2 ilustra o funcionamento do sinal digital.

Figura 2.1 Sinal analgico

Figura 2.2 Sinal digital

Na validao dos dados, o receptor interpreta o bit 0 quando a tenso esta dentro de uma faixa especifica e a mesma coisa acontece na interpretao do bit 1. Este

processo de recuperao dos dados chama-se regenerao. A figura 2.3 ilustra a regenerao dos dados:

Figura 2.3 Regenerao dos dados

A definio desses conceitos, embora parea simples, remete a um processo bastante complexo. Os computadores trabalham somente com dados binrios, sendo assim, quando enviamos imagens, textos, ou outro tipo de arquivo, os dados so codificados para valores binrios e, ao chegar ao receptor, os dados so transformados novamente em informao. Vamos ver agora, como os sinais so transmitidos em relao forma de encaminhamento dos bits e como acontece o sincronismo durante uma transmisso.

2.2 Transmisso paralela x Transmisso serial Os bits de informao so transmitidos de diferentes formas ao longo da linha de comunicao. Essa transmisso pode ser realizada de forma paralela ou de forma serial. Na transmisso paralela, os bits so transportados simultaneamente atravs de varias vias de transmisso paralelas. Como na ilustrao da figura 2.4.

Figura 2.4 Transmisso paralela

Este modo de transmisso mais adequado para comunicao entre equipamentos localizados a curtas distancias, pois o fato de vrios fios estarem em paralelo, poder causar interferncia eletromagntica no fio adjacente e corromper os dados. A ligao entre um computador e seus perifricos e a arquitetura interna dos computadores so exemplos desse modo de transmisso. Na transmisso serial, os bits so encaminhados serialmente, ou seja, bit a bit, atravs de uma nica linha de comunicao. Este tipo de transmisso ocorre em dispositivos que utilizam cabos longos e devido a forma do encaminhamento dos bits ser seqencial, ou seja, um apos o outro, a transmisso serial mais lenta.

Figura 2.5 Transmisso serial

No que se refere transmisso de dados, o tempo tambm e um fator que deve ser considerado como parmetro para classificar os modos de transmisso. Por exemplo, com relao a comunicao de modo serial possvel classificar a transmisso de dados em transmisso serial sncrona e assncrona.

2.3 Transmisso sncrona x Transmisso assncrona Na transmisso sncrona, os bits das informaes so enviados sem a utilizao de bits que sinalizem o inicio e o final dos bytes, um bloco inteiro de informaes e transmitido adicionando controle apenas no comeo e no final do bloco. Para o sincronismo dos bits serialmente enviados, o sistema sncrono baseia-se no relgio ou clock. Um sinal de clock fornece uma referncia para o receptor, indicando o inicio e o fim de cada bit que compe a informao. A figura abaixo ilustra este conceito.

Figura 2.6 Transmisso sncrona

Normalmente uma transmisso sncrona opera em linhas de alta velocidade, porm, caso ocorra uma dessincronizao ou um erro na transmisso da linha durante o envio das informaes, o bloco inteiro dever ser retransmitido. No caso da transmisso assncrona, tambm conhecida como START-STOP, so adicionados bits especiais a cada grupo de bits que constitui um caractere, para sinalizar seu inicio (START) e seu fim (STOP). Os bits start no comeo e stop no final alm de separar os caracteres tambm so utilizados para sincronizar a estao receptora com a estao transmissora. A sincronizao ocorre cada vez que um caractere e transmitido, ou seja, para cada caractere que se deseja transmitir necessrio transmitir conjuntamente um novo grupo de START-STOP para iniciar e finalizar o sincronismo. Desta forma, uma transmisso assncrona pode ser iniciada em qualquer momento, sem limitao do tamanho da mensagem. A desvantagem desse tipo de transmisso a utilizao do canal com uma grande quantidade de caracteres de controle, ocasionando uma baixa eficincia na transmisso.

Figura 2.7 Transmisso assncrona

2.4 Formas de transmitir informao Aumentar a velocidade da transmisso de dados uma necessidade a medida que uma rede cresce em seu tamanho e na quantidade de trfego. Maximizando o uso do canal, podemos trocar mais dados em menos tempo. Existem trs formas de transmitir informao : simplex, half-duplex e full-duplex Simplex Forma mais bsica de transmisso. Nela a transmisso pode ocorrer apenas em uma direo. O transmissor envia os dados, mas no tem certeza se o receptor os recebeu. No h meios de verificar a recepo dos dados. Problemas encontrados durante a transmisso no so detectados e corrigidos. Um bom exemplo de transmisso simplex a transmisso de TV aberta. Half-Duplex A transmisso pode ocorrer em ambos as direes, mas no ao mesmo tempo. Deteco de erro possvel. Um bom exemplo a comunicao com walk-talkies. Modems usam half-duplex. Full-Duplex A melhor forma de transmisso. Os dados podem transmitidos e recebidos simultaneamente. Um bom exemplo uma conexo de TV a cabo, em que voc pode ver TV e navegar na internet ao mesmo tempo.

2.5 Meios de transmisso Antes de estudar os meios de transmisso, vamos conhecer alguns conceitos importantes que vo nos auxiliar na compreenso dos temas a seguir.

?

O que voc entende por largura de banda?

Largura de banda a capacidade que um meio possui para trafegar uma determinada quantidade de dados em certo perodo de tempo. Vamos utilizar uma analogia para entender melhor este conceito. Imagine uma rodovia com duas faixas, permitindo a passagem de apenas dois carros simultaneamente. Agora imagine a seguinte situao: as cidades ao redor desta rodovia esto em pleno desenvolvimento e a quantidade de carros que trafegam por ela est aumentando

a cada dia, fazendo com que o trnsito fique congestionado e as pessoas atrasem sua chegada a seus destinos. Neste caso, a soluo seria aumentar a largura desta rodovia, permitindo que mais carros trafeguem ao mesmo tempo. Neste exemplo, podemos relacionar a estrada com o meio de transmisso, os carros com as informaes e a capacidade do meio com a largura de banda. Assim, conclumos que quanto maior a quantidade ou a velocidade das informaes que se pretende enviar em um determinado perodo de tempo, maior dever ser a largura de banda necessria. Um dos termos utilizado para descrever a unidade bsica de tempo o segundo. Bits por segundo uma unidade de largura de banda, porem as unidades mais comuns so os seus mltiplos, como kilobits por segundo (Kbps) e megabits por segundo (Mbps). Conforme j vimos anteriormente, a informao que circula numa rede e constituda por sinais fsicos que podem ser eltricos, ticos e de radiofreqncia, e se propagam atravs de um meio fsico de transmisso. Conclumos, assim, que meio de transmisso a conexo fsica que oferece suporte ao fluxo de dados entre dois pontos. As principais diferenas entre os meios de transmisso so: a largura de banda, atenuao, imunidade ao rudo, custo e confiabilidade. extremamente importante escolher os meios de transmisso adequados s aplicaes que vo ser utilizadas, pois eles influenciam diretamente no custo de sua rede. Muitas vezes a diferena de custo de um meio para outro no to significativa, porm os equipamentos das pontas so bastante onerosos. Embora possa no parecer a principio, mas a escolha de um meio de transmisso correto que vai determinar o sucesso da implementao de uma rede. O tipo de cabo usado, por exemplo, e a forma como instalado fundamental para a perfeita operao de uma rede. Logo estar atento as caractersticas de cada tipo de cabo, a forma como operam e as vantagens e desvantagens de cada um muito importante. A maior parte das redes conectada por algum tipo de cabo que atua como meio de transmisso, responsvel por carregar os sinais eltricos entre os computadores. Existem muitos tipos de cabos que satisfazem as diversas necessidades e o tamanho das redes. Mas desses muitos, podemos destacar trs grupos, que utilizado pela grande parte das redes. Cabo coaxial Cabo par tranado (blindado ou no blindado) Fibra ptica

2.5.1 Cabo Coaxial O cabo coaxial foi o tipo de cabeamento mais usado em redes. Embora, hoje em dia seu uso muitssimo reduzido. Algumas das razes que levaram no passado, ao uso deste tipo de cabeamento foram: flexibilidade, baixo custo, leveza e facilidade de manuseio.

Na sua forma mais simples, um cabo coaxial consiste de um ncleo com um fio de cobre envolvido por um material isolante, que por sua vez envolvido por uma malha e essa malha envolvida pela parte externa do cabo, conhecida como capa, ou seja, um cabo coaxial composto por vrias camadas, conforme ilustrado na figura 2.8.

Figura 2.8 Cabo Coaxial e suas vrias camadas

Devido presena de rudos no meio de transmisso e para evitar que os mesmos distoram o sinal original, cabos dispem de um mecanismo conhecido como blindagem. Essa blindagem feita pela malha do cabo. Cabos com blindagem devem ser usados em ambientes com alta interferncia. O ncleo do cabo responsvel por carregar o sinal. O fio que compe o ncleo pode ser rgido ou flexvel. Se for rgido, o fio de cobre. Envolvendo o ncleo de cobre est uma camada de isolamento dieltrica que separa o ncleo da malha. A malha responsvel pelo aterramento e blindagem (proteo contra rudo). O ncleo e a malha devem estar sempre separados por um isolante, do contrrio, o cabo experimentaria um curto e sinais indesejados (rudos) fluiriam da malha para o ncleo, distorcendo o sinal original. Um curto nada mais que um fluxo de corrente (ou dados) que fluem em uma maneira indesejada por meio do contato de dois fios condutores ou do contato de um fio condutor e a terra. Cabos coaxiais so altamente resistentes a interferncia e atenuao. Atenuao a perda de amplitude do sinal medida que o mesmo viaja ao longo do cabo. Por essa razo cabos coaxiais so uma boa escolha onde se tem longas distncias, e onde a confiabilidade exigida, suportando altas taxas de dados com o uso de equipamento menos sofisticado.

Figura 2.9 Atenuao causando deteriorao do sinal

As principais caractersticas dos cabos coaxiais de 50 so: Utilizam especificao RG-58 A/U Tamanho mximo do segmento: 185mt Tamanho mnimo do segumento: 0,45mt Nmero mximo de segmentos: 5 Tamanho mximo total com repetidores: 925mt Tamanho mximo sem repetidores: 300mt Capacidade: 30 equipamentos por segmento Transmisso em modo half-duplex Acesso ao meio: CSMA/CD Taxas de transmisso: de 10 a 50 Mbps (dependendo do tamanho e do cabo) Topologia mais usual: barramento

2.5.1.1 Conectores Os conectores servem para conectar os cabos aos computadores. No mundo dos cabos coaxiais so simplesmente conhecidos por BNC, mas na realidade o termo BNC se refere famlia desses conectores. Existem vrios componentes que fazem parte dessa famlia. No mercado, o termo BNC apenas usado para se referir a dois conectores da famlia. Conector BNC Macho O conector BNC um conector macho e pode ser tanto crimpado ou soldado no final do cabo.

Figura 2.10 Conector BNC

Conector T Usado para ligar a placa de rede ao cabo da rede.

Figura 2.11 Conector T

Conector BNC Fmea Usado para interligar dois segmentos de cabo coaxial fino, transformando-o em um nico segmento.

Figura 2.12 Conector BNC Fmea

Terminador Usado para terminar a rede (um em cada extremidade). Normalmente possui impedncia de 50 Ohms. Sem ele haver reflexo de sinal e toda a atividade na rede ser paralisada.

Figura 2.13 Terminador

2.5.2 Cabo Par Tranado Um cabo par tranado formado por vrios pares de fios tranados entre si, envolvidos por uma espcie de proteo, que pode ser de vrios tipos de material. Assemelha-se aos cabos usados na telefonia. O nmero de pares varia de um tipo de cabo para o outro, por exemplo, em cabos telefnicos so trs pares e em cabos usados em rede, quatro pares. O tranamento dos fios tem a finalidade de evitar a interferncia de rudos causados pelos fios adjacentes e evitar interferncia causada por fontes externas, tais como motores e transformadores. Os cabos par tranados podem ser blindados (STP) ou no blindados (UTP).

Figura 2.14 Cabos UTP e STP.

2.5.2.1 Cabo UTP (Unshielded twisted-pair) O cabo par trancado no-blindado (UTP) composto por 4 pares de fios isolados um do outro. Esse tipo de cabo fcil de ser instalado e utilizado na maior parte das arquiteturas de rede. No entanto, a ausncia de blindagem aumenta sua susceptibilidade a interferncias externas.Cada segmento pode chegar no mximo a 100 metros. As especificaes determinam quantos tranamentos so permitidos por metro de cabo, e o nmero de tranamentos depende do propsito para qual o cabo ser utilizado. A EIA/TIA (Associao da Indstria Eletrnica e de Telecomunicaes) especificou o tipo de cabo UTP a ser usado em vrias situaes de cabeamento. Os tipos incluem sete categorias. Categoria 1 Se refere ao cabo telefnico tradicional, que pode transportar voz, mas no dados. Muitos cabos telefnicos anteriores a 1983, eram cabos dessa categoria. Categoria 2 Certifica cabos UTP para transmisses de dados de at 4 Mbps. Possui 4 pares de fios. Categoria 3 Certifica cabos UTP para transmisses de dados de at 16 Mbps. Possui 4 pares, com trs tranamentos por metro de cabo. Categoria 4 Certifica cabos UTP para transmisses de dados de at 20 Mbps. Possui 4 pares de fios. Categoria 5 Certifica cabos UTP para transmisses de dados de at 100 Mbps. Possui 4 pares de fios onde 2 pares so utilizados para a transmisso de dados. Categoria 5e Certifica cabos UTP para transmisses de dados de at 1 Gbps. Possui 4 pares de fios onde 2 pares so utilizados para transmisses de 100Mbps e os 04 pares para transmisses de 1GBs (1000Base-T). Opera com freqncia de at 100MHz. Categoria 6 Certifica cabos UTP para transmisses de dados de at 1 Gbps com freqncia de 200/250MHz. Possui 4 pares de fios que so utilizados para transmisses (1000Base-TX). Categoria 7 Certifica cabos UTP para transmisses de dados de at 1 Gbps com freqncia de at 500/600MHz. Possui 4 pares de fios que so utilizados para transmisses (1000Base-TX).

2.5.2.2 Cabo STP (Shielded twisted-pair)

O cabo STP se diferencia do UTP pelo tipo de material usado para proteger os fios de cobre. Esse material d ao STP excelente blindagem contra interferncias externas. Isso faz com que o STP possa suportar altas taxas de transmisso de dados e ter um alcance maior que o UTP. O cabo de par trancado blindado (STP) combina tcnicas de cancelamento e trancamento dos fios, da mesma forma como acontece no UTP. A tcnica de blindagem proporcionada por uma capa ou malha de alumnio que antecede o revestimento externo. Esse tipo de blindagem fornece maior resistncia a interferncias eletromagnticas e de freqncia de radio, porm o custo mais alto.

Existem diversos padres de referncia para utilizao de cabos do tipo UTP. Por exemplo o padro EIA/TIA 568 define as regras para utilizao do cabeamento em prdios comerciais, o padro EIA/TIA 569 para a infra-estrutura de dutos e condutores, o padro EIA/TIA 607 para o aterramento fsico, o padro EIA/TIA 570 para especificar a estrutura dos cabos em residncias e pequenos escritrios. Nota: Voc pode encontrar maiores informaes sobre padres de cabeamento no site: http://www.eia.org.

Da mesma forma que o cabo coaxial, cabos par tranado precisam de conectores para serem plugados a placas de rede e demais equipamentos de rede.

Conector RJ-45 O conector usado nos cabos par tranado conhecido como RJ-45. Ele bem maior do que o RJ-11 usado nas instalaes telefnicas alm de possuir 8 vias, enquanto o RJ-11 possui apenas 4. Pode ser macho ou fmea. O macho usado para ligar cabos aos equipamentos ou ento a conectores fmea para ligar dois segmentos de cabo.

Figura 2.15 Conector RJ-45 macho

Por existir uma necessidade de padronizao, foram criados os modelos 568A e 568B pela EIA/TIA, que torna a comunicao entre computadores compatvel, determinando a seguinte ordem de fios:

Seqncia do Padro 568 Branco-Verde Verde Branco-Laranja

Seqncia do Padro 568B Branco-Laranja Laranja Branco-Verde

Azul Branco-Azul Laranja Branco-Marrom MarromTabela 2 Padro de Cores 568A e 568B

Azul Branco-Azul Verde Branco-Marrom Marrom

Quando se trata de grandes instalaes UTP, existem diversos componentes que ajudam a estruturar melhor o cabeamento e facilitam seu manuseio e manuteno. Racks de distribuio Usados para organizar uma rede que tem muitas conexes. Constitui-se em um ponto central para as conexes tanto de um andar como de vrios andares. Podem ser abertos como o da figura 2.16 ou ainda fechados. Tem sua altura medida em Us (1U = 44,45mm).

Figura 2.16 Rack de distribuio

Patch Panels Pequenos mdulos que so instalados nos racks. Possuem vrias portas RJ-45, podendo chegar at 96. So utilizados para conectar os cabos que vem das reas de trabalho aos ativos de rede atravs de cabos chamados patch cords. Desta maneira o administrador pode realizar manobras conforme a necessidade.

Figura 2.17 Patch Panel de 24 portas

Cabos RJ-45 (patch cords) Tambm conhecidos por patch cable, nada mais so do que cabos UTP j crimpados, com tamanho mnimo de 1mt e mximo 7mt. Eles

so usados para realizar a conexo dos patches panels aos ativos de rede e tambm das estaes s tomadas RJ-45 nas reas de trabalho.

Tomadas RJ-45 (keystones) So conectores fmea dentro de um invlucro, que permite a ligao dos fios do cabo neles. So utilizadas nas reas de trabalho para permitir que as estaes sejam conectadas rede.

Figura 2.18 Tomadas RJ-45.

Espelhos de parede So caixas que so instaladas prximo aos computadores dos usurios. Normalmente so instaladas nas paredes e so usados com as tomadas RJ-45. Por padro em cada rea de trabalho devemos ter dois pontos lgicos, um para rede e outro para telefonia.

Figura 2.19 Espelhos de parede

Imagine que voc precise ligar computadores de um setor de uma empresa rede, mas no h cabos chegando at aquele setor. Em um cabeamento no estruturado voc seguiria os seguintes passos: Passaria cabos para atender aquele setor. Identificaria os cabos Colocaria os referidos em canaletas Crimparia os cabos Ligaria os cabos direto as suas respectivas placas de rede.

Agora imagine a mesma situao em um cabeamento estruturado:

Passaria os cabos Identificaria os cabos Faria as ligaes dos fios dos cabos nas referidas tomadas RJ-45. Usaria patch cords para ligar os computadores s tomadas RJ-45. Usaria patch cords para ligar as portas do patch panel a um switch.

Figura 2.20 Diversos componentes de um cabeamento estruturado

2.5.3 Cabo de fibra ptica Nos cabos de fibra ptica, sinais de dados so transportados por fibras pticas na forma de pulsos modulados de luz. Fibras so s vezes feitas de plstico, porm o plstico transporta os pulsos de luz a distncias menores que o vidro. Possuem dimenses muito reduzidas se comparadas ao cabo de cobre. O cabo consiste de um filamento de slica ou plstico, por onde feita a transmisso da luz. Os sinais que representam os bits so convertidos em feixes de luz. Ao redor do filamento existe uma outra substncia de baixo ndice de refrao que faz com que os raios sejam refletidos internamente e possam chegar ao seu destino. Os cabos utilizados normalmente nas redes locais consistem de duas fibras, uma fibra deste cabo e usada para transmitir e a outra para receber os dados. Cada uma das fibras possui revestimentos separados, ou seja, cada uma delas revestida por uma camada de plstico denominada de capa e sobre ela outra camada feita de um material denominado Kevlar. Na parte externa, estas fibras so revestidas por um material plstico que proporciona proteo a todo o cabo e deve obedecer as normas de construo civil e aos cdigos de proteo contra incndio.

Figura 2.21 Cabo fibra ptica

um meio seguro de transmitir dados porque diferentemente dos fios de cobre, onde os dados eram transportados na forma de sinais eltricos, nenhum sinal eltrico transportado pelos cabos de fibras ticas. Os sinais quase no sofrem atenuao e so puros. Por todas essas razes, fibra ptica um timo meio de transmisso de dados em alta velocidade e de grande capacidade. Porm seu custo elevado e sua instalao complexa. O cabo de fibra ptica composto por um cilindro de vidro extremamente fino, chamado ncleo, envolvido por outro cilindro de vidro chamado de casca. Ncleo Por onde trafega a informao. Casca Confina o raio de luz de modo que ele fique dentro do ncleo. As fibras so classificadas por seu tipo de fabricao, forma da propagao dos raios de luz e capacidade de transmisso. Existem dois tipos bsicos: fibra multimodo e monomodo.

2.5.3.1 Fibra multimodo Possuem dimenses do ncleo relativamente grandes, permitem a incidncia de luz em vrios ngulos, so fceis de fabricar. Podem apresentar apenas um nvel de reflexo entre o ncleo e a casca (ndice degrau) ou vrios nveis de reflexo entre o ncleo e a casca (ndice gradual). Com relao casca podem apresentar apenas um envoltrio sobre o ncleo (casca simples) ou mais de um envoltrio (casca dupla), usa como fonte de emisso de luz o led8. No que tange a capacidade de transmisso, pode transmitir em 10 Gbps at uma distncia mxima de 300 m, e 100 Mbps at uma distncia mxima de 2 km. A tabela abaixo traa um comparativo entre velocidades e distncias para a fibra multimodo.

Tabela 3 Velocidades de fibras multimodo

8

led = diodo emissor de luz.

Figura 2.22 Uma fibra multimodo

Figura 2.23 Transmisso em fibras multimodo

2.5.3.2 Fibra monomodo Dimenses de ncleo menores, incidncia de luz em um nico ngulo, no h reflexo, usa como fonte de emisso de luz o laser, sua fabricao complexa. No que tange a capacidade de transmisso, pode transmitir em 10 Gbps at 40 km e 1 Gbps at 5 km. A tabela abaixo traa um comparativo entre velocidades e distncias para a fibra monomodo.

Tabela 4 Velocidades de fibras monomodo

Figura 2.24 Uma fibra monomodo

Figura 2.25 Transmisso em fibra monomodo

Os cabos de fibra so adequados para situaes em que: H necessidade de transmisso de dados em grandes velocidades a grandes distncias de uma forma muito segura

Seu uso desaconselhvel nas seguintes situaes: Restries no oramento Os profissionais no tem experincia suficiente para instalar e conectar os dispositivos.

2.5.4 Selecionando o cabeamento Para determinar qual cabeamento mais indicado para uma determinada situao, devemos estar atentos as seguintes questes: Quo pesado ser o trfego da rede? Qual o nvel de segurana exigido? Que distncias o cabo deve cobrir? Quais as opes de cabo disponveis? Qual o oramento para o cabeamento?

Quanto maior a proteo contra rudos externos e internos, maior ser a taxa de transmisso, mais longe o sinal ser transportado sem atenuao e maior ser a segurana dos dados. Por outro lado, mais caro ser o cabo. A tabela abaixo compara os diversos tipos de cabos segundo as questes mencionadas.

Tabela 5 Escolhendo o meio de transmisso

2.6 A Placa de Rede Placas de rede ou NICs (Network Interface Cards) como so popularmente conhecidas, atuam como a interface fsica entre os computadores e o cabo da rede e so instaladas nos slots de expanso de cada computador ou servidor. Aps a NIC ter sido instalada, o cabo da rede ligado a uma de suas portas. Ela tem as seguintes funes: Preparar dados do computador para o cabo da rede. Enviar os dados para outro computador. Controlar o fluxo de dados entre o computador e o sistema de cabeamento. Receber os dados vindos do cabo e traduzi-los em bytes para ser entendido pelo computador. Os dados em um computador so transportados de forma paralela por meio de barramentos. Ou seja, quando dizemos que o computador possui um barramento de 32 bits, isso significa que 32 bits podem ser enviados juntos de uma s vez. Pense em barramentos como uma via expressa, no caso acima, de 32 pistas com 32 carros viajando atravs dela ao mesmo tempo. Porm os dados em um cabo de rede, no viajam na forma paralela e sim na forma serial. como uma fila de bits. Somente para fazer uma comparao com caso citado acima, como se tivssemos uma fila com os mesmos 32 carros. Essa converso da forma paralela para a forma serial ser feita pela placa de rede. Ela faz a converso de sinais digitais em sinais eltricos ou ticos e viceversa para transmitir e receber dados atravs do cabo respectivamente.

Figura 2.26 - Placa de rede efetuando a converso de dados.

Cada placa de rede possui uma identificao que permite ser distinguidas das demais na rede. Essa identificao um endereo de 32 bits, comumente chamado de endereo MAC. Esse endereo nico para cada placa e conseqentemente para cada computador. O IEEE designou blocos de endereos para cada fabricante de NIC e os fabricantes por sua vez gravaram esses mesmos endereos nas suas placas. O resultado disso, que o endereo MAC de cada placa nico no mundo. NICs tem uma influncia significativa na performance de uma rede inteira. Se a NIC lenta, dados no viajaro pela rede rapidamente. Em uma rede barramento em que nenhuma NIC pode enviar dados antes que o meio esteja livre, uma NIC lenta aumentar o tempo de espera e conseqentemente afetar a performance da rede. Apesar de todas as NICs estarem inseridos nos padres e especificaes mnimos, algumas delas possuem caractersticas avanadas que melhoram o desempenho do cliente, do servidor e da rede em si. Logo, no difcil concluir que instalar uma rede bem mais do que comprar qualquer tipo de cabo e qualquer NIC. Lembre-se, economizar dinheiro na compra de uma NIC de boa qualidade, pode fazer com que voc gaste muito mais no futuro com consultoria, quando a rede apresentar lentido excessiva. Evite tambm misturar NICs na rede de velocidades diferentes, isso causar lentido na sua rede quando NICs de 100 Mbps forem se comunicar com NIcs de 10 Mbps por exemplo. Evite tambm usar micros muito antigos na sua rede, o barramento do computador e a velocidade do processador, tem influncia na performance da rede, como vimos.

2.7 Radiodifuso (wireless) Redes wireless se tornaram uma boa opo de comunicao entre computadores nos dias de hoje. Essas redes operam de maneira similar as redes cabeadas, com uma nica diferena, no h cabos ligando os computadores da rede. A grande vantagem de

uma rede wireless a mobilidade, ou seja, o usurio se possuir um notebook, por exemplo, pode se movimentar livremente ao longo de uma rea, no estando restrito a um local fixo como nas redes cabeadas. Isso gera comodidade, flexibilidade e rapidez na instalao de uma rede, j que boa parte do tempo gasto na instalao de uma rede cabeada justamente na passagem dos cabos. A popularidade das redes wireless aumenta a cada dia que passa, principalmente entre os usurios domsticos. A queda nos preos dos dispositivos aliado ao surgimento de padres cada vez mais velozes, vem colaborando para a sua popularizao tanto no ambiente domstico quanto nas corporaes. Mas, mesmo com todos esses fatores, ainda muito dispendioso implementar uma rede wireless se comparado com as redes cabeadas em pequenas empresas. As aplicaes de uma rede wireless so diversas. Nas redes sem fio (wireless networks) as informaes so transmitidas atravs da propagao eletromagntica, em canais de freqncia de rdio (na faixa de KHz at GHz). Por sua natureza, a radiodifuso adequada tanto para ligaes ponto a ponto quanto para ligaes multiponto.

Figura 2.27 - Ligao ponto a ponto e ligao multiponto

A figura 2.27 reflete na primeira situao uma ligao ponto a ponto em que um prdio ligado ao outro e na segunda situao uma ligaes multiponto, ou seja, um prdio se comunicando com vrias outras residncias. As redes sem fio so uma alternativa vivel onde e difcil, ou mesmo impossvel instalar cabos metlicos ou de fibra ptica. Tambm so utilizadas onde a confiabilidade do meio requisito indispensvel, por exemplo, em aplicaes cujo impacto e extremamente negativo no caso do rompimento de um cabo e conseqentemente, a paralisao do sistema. No entanto, ao utiliz-las, importante verificar se o ambiente e adequado, ou seja, se a rede no estar sujeita a interferncias provenientes de motores, reatores e outras fontes geradoras de campo eletromagntico. As redes sem fio normalmente utilizam freqncias altas em suas transmisses: 915 MHz, 2.4 GHz, 5.8 GHz, etc. Parte das ondas de rdio, nessas freqncias, so refletidas quando entram em contato com objetos slidos, o que implica formao de diferentes caminhos entre transmissor e receptor, principalmente em um ambiente fechado. Como conseqncia acontece um espalhamento do sinal no tempo em que este chega ao receptor, isto , varias cpias do sinal chegam ao receptor deslocadas no tempo, pois elas percorrem distncias diferentes.

O resultado disso que, no mesmo ambiente, em alguns locais o sinal pode ser muito fraco e em outros, a poucos metros de distncia, pode ser perfeitamente ntido. Alem desse tipo de problema, as redes sem fio tambm esto sujeitas as instabilidades causadas por interferncia, j citadas anteriormente, e por atenuao. Nas empresas, redes wireless so comumente implementadas tendo como finalidade estender os limites da rede existente para alm da conectividade fsica. Ainda estamos muito longe do dia em que uma rede wireless substituir uma rede LAN em uma empresa, ainda mais agora com o advento da Gigabit Ethernet. As redes wireless, em um futuro prximo, tm tudo para ser um grande boom, uma grande onda, que contagiar a todos, como foi a internet no incio dos anos 90.

2.7.1 WLANs Uma rede wireless tpica opera de maneira similar uma rede cabeada. Usurios se comunicam como se eles estivessem usando cabos. Existe um dispositivo de conexo denominado ponto de acesso que serve como interface entre os clientes wireless e a rede cabeada. Ele serve como interface porque possui uma antena e uma porta RJ-45 para ser ligado a LAN, sendo responsvel pela passagem de dados entre os clientes wireless e a rede cabeada. Esse tipo de aplicao muito usado nas empresas. As redes wireless podem usar diversas tcnicas para transmisso de dados, entre elas: Infravermelho Laser Espalhamento de espectro

Figura 2.28 Laptop conectando a rede LAN atravs do ponto de acesso

2.7.1.1 - Infravermelho Um feixe de luz infravermelho usado para carregar dados entre os dispositivos. O sinal gerado precisa ser muito forte por causa da interferncia que sinais fracos esto sujeitos a outras fontes de luz, como a luz solar por exemplo. Muitos laptops e impressoras j vm de fbrica com uma porta de infravermelho. Este mtodo pode transmitir em altas taxas por causa da alta largura de banda da luz infravermelha. Uma rede de infravermelho pode operar a 10 Mbps. Embora seja uma taxa atraente, um grande limitador para o uso dessa tcnica a distncia mxima de 30 metros. Um outro fator tambm desencoraja o seu uso no ambiente empresarial, a susceptibilidade a interferncia de luz forte ambiente, muito comum nos escritrios.

Figura 2.29 Um laptop se comunicando com uma impressora usando o infravermelho

2.7.1.2 - Laser Similar ao infravermelho, porm deve haver uma linha de visada direta entre os dispositivos para que haja comunicao. Qualquer objeto que esteja no caminho do feixe bloquear a transmisso.

2.7.1.3 - Espalhamento de espectro Nessa tcnica o sinal enviado sobre uma faixa de freqncias, evitando muitos dos problemas encontrados nos mtodos anteriores. Para que haja comunicao linha de visada entre o transmissor e o receptor fundamental. Essa tcnica permite a criao de uma verdadeira rede wireless. Dois computadores equipados com adaptadores de espalhamento de espectro juntamente com um sistema operacional de rede, podem atuar como uma rede ponto a ponto sem cabos. Hoje em dia a taxa que pode ser alcanada da ordem de 54 Mbps para uma distncia de 300 metros. Quanto maior a distncia a ser coberta, menor ser a taxa, podendo chegar a um mnimo de 1 Mbps.

2.7.2 Padro 802.11

As tecnologias de comunicao wireless seguem os padres tcnicos internacionais estabelecidos pelo IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), que definiu as especificaes para a interconexo de equipamentos (computadores, impressoras, etc) e demais aplicaes atravs do conceito "over-the-air", ou seja, proporciona o estabelecimento de redes e comunicaes entre um aparelho cliente e uma estao ou ponto de acesso, atravs do uso de freqncias de rdio. No padro IEEE 802.11, especificada a forma de ligao fsica e de enlace de redes locais sem fio, com o objetivo de fornecer uma alternativa s atuais conexes utilizando cabos. Os padres que recebem mais ateno ultimamente correspondem famlia de especificaes batizada de 802.11, conhecidas como Wireless Local Area Networks (WLANs). A famlia de padres IEEE 802.11 foi apelidada de Wi-Fi, abreviatura de Wireless Fidelity (fidelidade sem fios), marca registrada pertencente a WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), uma organizao sem fins lucrativos criada em 1999 para garantir os padres de interoperabilidade dos produtos Wi-Fi. Atualmente, podemos encontrar no mercado quatro especificaes na famlia 802.11: 802.11, 802.11a, 802.11b e 802.11g. O padro mais popular o 802.11b. Por seu baixo custo, est presente em 90% da base de equipamentos instalada no mundo. O padro mais recente, o 802.11g, funciona na mesma faixa de 2,4GHz do 802.11b e utiliza uma tecnologia de modulao mais avanada, o que propicia melhora significativa na qualidade dos sinais. Esse padro cobre a mesma rea do 802.11b (at 120 metros), mas oferece uma largura de banda cinco vezes maior (at 54Mbps). Para as empresas, que concentram um elevado nmero de usurios em um espao reduzido, a soluo mais indicada para a rede wireless o padro 802.11a, que oferece largura de banda de 54Mbps em um raio de alcance de at 40 metros e opera na freqncia de 5GHZ, garantindo uma comunicao mais imune s interferncias.

Tabela 6 Alcance do padro 802.11

2.7.3 Conexes wireless A forma de conexo e de compartilhamento de uma rede wireless estabelecida de acordo com a arquitetura adotada, sendo definidas trs arquiteturas bsicas: a) Redes ad hoc, ou IBSS (Independent Basic Service Set) - compostas por estaes independentes, sendo criadas de maneira espontnea por estes dispositivos. Este tipo de rede se caracteriza pela topologia altamente varivel, existncia por um perodo de tempo determinado e baixa abrangncia; b) Redes de infra-estrutura bsica, ou BSS (Basic Service Set) - so formadas por um conjunto de estaes sem fio, controladas por um dispositivo

coordenador denominado AP (Access Point). Todas as mensagens so enviadas ao AP que as repassa aos destinatrios. O AP funciona com o mesmo princpio de um equipamento concentrador (hub) para o ambiente sem fio e operando como uma ponte (bridge) entre o ambiente sem fio e a rede fixa; c) Redes de infra-estrutura - tambm denominadas ESS (Extended Service Set) - estas redes so a unio de diversas redes BSS conectadas atravs de outra rede (como uma rede Ethernet, por exemplo). A Na figura ao deste tipoNode significa estrutura lado, Open de rede que a que vulnervel, Closed Node composta por um conjunto de APs interconectados, permitindorede um dispositivo migre serve para indicar uma rede fechada e entre dois pontos de acesso da rede. As estaes vem a a letra como um elemento nico. rede W dentro do crculo informa quea rede wireless utiliza o padro de segurana WEP (Wireless Equivalent Privacy), com presena de criptografia. Em cima de cada smbolo temos o SSID (Service Set Identifier), que funciona como uma senha para o login na rede, obtidos atravs de h muitas dvidas com relao softwares prprios conhecidos como redes sniffers e, Atualmente,ao taxa de wireless. em baixo, Brasil transmisso da rede como os brasileiros despontam (bandwidth). mais

2.7.4 Segurana em redes wireless

Apesar do avano da tecnologia, ainda segurana, considerada o calcanhar-de-aquiles das lder de um ranking nada agradvel: os hackers eficazes e ousados do mundo, especialistas em algumas prticas tpicas das redes sem fio, conhecidas como wardriving e warchalking:

Wardriving - termo escolhido para batizar a atividade de dirigir um automvel procura de redes sem fio abertas, passveis de invaso. Para efetuar a prtica do wardriving necessrio um automvel, um computador, uma placa Ethernet configurada no modo "promscuo" (o dispositivo efetua a interceptao e leitura dos pacotes de comunicao de maneira completa), e um tipo de antena, que pode ser posicionada dentro ou fora do veculo; Warchalking - Prtica de escrever smbolos indicando a existncia de redes wireless e informando sobre suas configuraes. As marcas usualmente feitas em giz (chalk) em caladas indicam a posio de redes sem fio, facilitando a localizao para uso de conexes alheias

Figura 2.30 Simbologia de warchalking

Cabe aqui salientar que o ato de rastrear redes sem fio com utilizao de equipamentos e softwares capazes de detectar sua presena e configuraes no verificado como lesivo em si mesmo, apesar de ser o incio de uma possvel invaso. Indicar a presena de redes wireless com proteo deficiente pode ou no se caracterizar ilcito, dependendo do grau e da inteno. Por exemplo, o wardriving utilizado por especialistas em segurana de redes para teste e verificao de vulnerabilidades. Entretanto, nos casos de configurao danosa em decorrncia de invaso de redes de comunicao, o apontador da brecha pode ser caracterizado como co-autor do delito segundo as leis brasileiras. Afinal, com um transmissor irradiando dados atravs de uma rede em todas as direes, como impedir que uma pessoa mal intencionada possa se conectar a ela? Claro que existem formas de se proteger dos intrusos com a implementao de vrios sistemas, apesar de nem sempre eles virem ativados por default nos pontos de acesso. Mas os defensores da tecnologia garantem que ela segura, se for instalada corretamente. possvel tambm realizar aes, como isolamento de trfego da rede com a utilizao de firewall e a criptografia em nvel de aplicao com software VPN (Virtual Private Network) visando a proteo da rede. Recentemente, o IEEE ratificou um novo padro, o 802.11i, que traz todas as premissas de segurana intrnsecas aos protocolos IEEE 802.11b, 80211a e 802.11g, entre elas a melhoria do mtodo de criptografia WEP (Wireless Equivalent Privacy), que se destina a fornecer s redes sem fio o mesmo nvel de segurana das redes convencionais com cabeamento. A utilizao de uma rede sem fios implica em alguns aspectos especiais em relao segurana, quando defrontada com uma rede que utiliza cabeamento convencional. Com a expanso das redes sem fio, um acesso Internet, por exemplo, pode ser feito via rdio, o que significa dizer que basta estar nas imediaes de um access point para conseguir captar o sinal e entrar na rede. O maior problema est no fato de nem todas as redes so pblicas, o que significa que um "wardriver" pode "tropear" em uma rede privada desprotegida e fazer uso indevido do acesso, causando srios transtornos. Os ataques mais comuns em redes sem fio referem-se obteno de informaes sem autorizao, acesso indevido rede e ataques de negao de servio. Estes ataques possuem graus de dificuldade dependentes das caractersticas de implantao da rede, o que significa dizer que, para que uma rede sem fios possua as mesmas caractersticas de segurana de uma rede com fios, existe a necessidade de incluso de mecanismos de autenticao de dispositivos e confidencialidade de dados. importante salientar que a segurana que deve ser adicionada encontra-se ao nvel de enlace de dados. Isto se deve ao fato de que os aplicativos e protocolos dos nveis superiores foram desenvolvidos considerando a segurana fsica disponvel nas redes com fios. O nvel de enlace das redes sem fio deve, ento, prover caractersticas de segurana que compatibilizem estes dois tipos de conexo e possibilitem a execuo de aplicativos sem riscos. Alguns modelos propem tcnicas para acrscimo de segurana nas redes sem fio atravs da utilizao de mecanismos de proteo nas camadas superiores e utilizao do padro IEEE 802.1x (variaes do protocolo EAP - Extensible Authentication Protocol) para a autenticao dos dispositivos na rede. Ou seja, a melhor forma de garantir um acrscimo de segurana neste tipo de ambiente est na atualizao dos padres e nas polticas e procedimentos de segurana especficos para a tecnologia.

2.8 Problemas na transmisso de dados Neste tpico veremos alguns dos fatores que causam distores nos sinais durante a transmisso. Entre eles se destacam os rudos e a interferncia, a atenuao e a impedncia. Vamos entender cada um desses fatores, seus efeitos sobre a transmisso de dados e como contorn-los a fim de reduzir problemas na comunicao.

2.8.1 - Rudos Os rudos so sinais eltricos indesejveis inseridos entre o transmissor e o receptor. Os rudos causam distores nos sinais e so um dos maiores limitantes do desempenho de sistemas de comunicao. O rudo pode ser gerado por fenmenos naturais, como descargas atmosfricas e reaes qumicas, ou por equipamentos eltricos ou eletrnicos. Pode ser caracterstica do meio fsico (rudo trmico) ou provenientes de interferncias de sinais indesejveis. Podemos classificar os rudos em: rudo trmico, rudo de intermodulao, crosstalk e rudo impulsivo. a) Rudo trmico - o rudo trmico recebe este nome, pois est inteiramente associado temperatura absoluta, causado pela agitao dos eltrons9 nos condutores e esta presente em todos os dispositivos eletrnicos e meios de transmisso. O rudo trmico muitas vezes e citado como rudo branco pelo fato de ser uniformemente distribudo em todas as freqncias do espectro eletromagntico. b) Rudo de Intermodulao - o rudo de intermodulao ocorre quando sinais de diferentes freqncias compartilham o meio de transmisso. Esse tipo de rudo pode gerar sinais de uma faixa de freqncia10 que podero interferir na transmisso de outro sinal, naquela mesma faixa de freqncia. O rudo de intermodulao originado por ineficincia ou mau funcionamento dos equipamentos. c) Crosstalk ou diafonia - o crosstalk ou diafonia tambm popularmente conhecido como linha cruzada. Esse tipo de rudo acontece quando diversos sinais circulam em cabos eltricos prximos uns dos outros, pois h a tendncia de que passem de um cabo para outro. A intensidade deste fenmeno est diretamente ligada a freqncia dos sinais. d) Rudo impulsivo - os tipos de sinais que vimos at aqui so previsveis, ou seja, ao projetar um sistema de comunicao podemos ajust-lo as suas caractersticas. Existe outra classificao de rudo que consiste de impulsos eltricos que no so prognosticveis, dificultando sua preveno. Este tipo de rudo denominado de rudo impulsivo e consiste em pulsos irregulares, no-contnuos e de alta amplitude, que so causados por distrbios eltricos ou falhas nos equipamentos, entre outros. O rudo impulsivo, na transmisso digital o maior causador de erros de comunicao. Outro fator causador de grandes falhas em redes de computadores a interferncia eletromagntica (EMI- Electromagnetic Interference). Os conceitos que veremos agora so bem parecidos com os que j vimos sobre rudos, pois podemos considerar os rudos como um tipo de interferncia. Prestem ateno, a seguir, na explicao sobre as interferncias.

9

10

eltrons = partculas que possuem carga negativa e ficam em rbita em torno no ncleo. freqncia = nmero de repeties (ciclos) de um sinal em um segundo.

A interferncia eletromagntica a ocorrncia de alteraes nos sinais de comunicao devido a sua exposio a campos eletromagnticos. Podem ser originadas internamente ou externamente ao sistema de comunicao e so causadas pelas perturbaes eletromagnticas. As interferncias internas so aquelas geradas internamente ao ambiente em que passam os cabos de dados, por exemplo, dentro das canaletas e dutos. As interferncias externas so campos eletromagnticos externos rede, ou seja, vindos de fora das canaletas e dutos, porm influenciando diretamente as informaes que esto trafegando pelos cabos.

?

Mas o que seriam perturbaes eletromagnticas e em que elas se diferenciam das interferncias eletromagnticas propriamente ditas?

A diferena que as perturbaes eletromagnticas so as causas (motores eltricos, por exemplo) e as interferncias eletromagnticas so os efeitos causados pelas perturbaes, observado sobre os sistemas de comunicao. Os efeitos causados pelas interferncias eletromagnticas transmitem outras formas de energia ou sinal para os cabos de comunicao. Para evitar esses efeitos sobre o sistema de comunicao, necessrio que as precaues sejam tomadas na fase de instalao do cabeamento como, por exemplo, evitar o compartilhamento dos dutos e escolher canaletas fabricadas com materiais que oferecem proteo a interferncias eletromagnticas.

2.8.2 Atenuao Outro fator responsvel por causar problemas na transmisso de dados, a atenuao. A atenuao pode ser definida como a diminuio da intensidade de energia de um sinal ao propagar- se atravs de um meio de transmisso, ou seja, a potencia do sinal diminui conforme a distancia que ele percorre atravs do meio fsico. Quanto maior for o comprimento do cabo, maior o enfraquecimento do sinal, podendo ate no ser entendido pelo destinatrio. importante ressaltar que todo meio fsico apresenta um determinado nvel de atenuao. A atenuao facilmente contornada com o uso de dispositivos que regeneram o sinal de origem.

2.8.3 Erros de transmisso

Existem vrios fenmenos como raios, surtos de energia (sobrecarga de tenso eltrica) e outras interferncias eletromagnticas que, conforme j vimos, interferem na comunicao de dados. O raio, por exemplo, comumente causa danos somente no equipamento da rede, ao passo que as interferncias eletromagnticas alteram os dados durante sua transmisso a ponto de torn-los ininteligveis pelo receptor. O processo oposto, ou seja, em um circuito de transmisso totalmente inativo os dados transmitidos no so alterados. Neste caso, o receptor pode interpretar interferncias como dados que no foram, na realidade, enviados pelo emissor. Podemos concluir, portanto, que os erros de transmisso so bits modificados ou criados aleatoriamente durante uma transmisso de dados decorrentes de algum tipo de interferncia.

3 ARQUITETURA DE REDE

Diferentes arquiteturas de rede podem ser utilizadas para a comunicao entre computadores de redes LANs, MANs e WANs. As mais comuns so: Ethernet, Token Ring, ATM (Asynchronous Transfer Mode), FDDI (Fiber Distributed Data Interface), Frame Relay e X.25. Cada uma dessas arquiteturas utiliza um mtodo de acesso diferente para transmitir ou remover dados atravs dos cabos de uma rede. Existem dois mtodos principais usados para acessar o cabo. O primeiro, conhecido como disputa, baseado no principio: primeiro a entrar o primeiro a ser servido. O segundo, conhecido por passagem de autorizao, baseado no principio: espere a sua vez.

3.1 Mtodos de Acesso O conjunto de regras que definem como os computadores colocam e retiram dados do cabo da rede so conhecidos como mtodos de acesso. Uma vez que os dados esto se movendo na rede, os mtodos de acesso ajudam a regular o fluxo do trfego na rede. Como vrios computadores esto compartilhando o mesmo cabo, sem os mtodos de acesso dois computadores poderiam tentar colocar dados no cabo ao mesmo tempo e isso ocasionaria a coliso e a conseqente destruio de ambos os pacotes. Para entender melhor o conceito, poderamos fazer uma analogia com uma ferrovia, em que os mtodos de acesso seriam como o conjunto de procedimentos que regulam quando e como os trens entram em uma ferrovia procurando evitar assim que haja coliso entre eles. Se um dado est para ser enviado de um computador a outro ou acessado de um servidor, deve haver alguma maneira para que este dado esteja trafegando pela rede sem colidir com outro dado e deve haver tambm uma forma da estao receptora ser notificado de que o dado no foi destrudo em uma coliso. Mtodos de acesso evitam que computadores acessem o cabo simultaneamente fazendo com que somente um computador por vez acesse o cabo. Isso garante que o envio e recepo de dados em uma rede seja um processo ordenado. Os dois mtodos de acesso mais usados