Conceito de Redes de Computadores

Redes de computadores são estruturas físicas (equipamentos) e lógicas (programas, protocolos) que permitem que dois ou mais computadores possam compartilhar suas informações entre si.

Imagine um computador sozinho, sem estar conectado a nenhum outro computador: Esta máquina só terá acesso às suas informações (presentes em seu Disco Rígido) ou às informações que porventura venham a ele através de disquetes e Cds.

Quando um computador está conectado a uma rede de computadores, ele pode ter acesso às informações que chegam a ele e às informações presentes nos outros computadores ligados a ele na mesma rede, o que permite um número muito maior de informações possíveis para acesso através daquele computador.

Classificação das Redes Quanto à Extensão Física

As redes de computadores podem ser classificadas como:

LAN (Rede Local): Uma rede que liga computadores próximos (normalmente em um mesmo prédio ou, no máximo, entre prédios próximos) e podem ser ligados por cabos apropriados (chamados cabos de rede). Ex: Redes de computadores das empresas em geral.

WAN (Rede Extensa): Redes que se estendem além das proximidades físicas dos computadores. Como, por exemplo, redes ligadas por conexão telefônica, por satélite, ondas de rádio, etc. (Ex: A Internet, as redes dos bancos internacionais, como o CITYBANK).

Equipamentos Necessários para a Conexão em Rede

Para conectar os computadores em uma rede, é necessário, além da estrutura física de conexão (como cabos, fios, antenas, linhas telefônicas, etc.), que cada computador possua o equipamento correto que o fará se conectar ao meio de transmissão.

O equipamento que os computadores precisam possuir para se conectarem a uma rede local (LAN) é a Placa de Rede, cujas velocidades padrão são 10Mbps e 100Mbps (Megabits por segundo).

Ainda nas redes locais, muitas vezes há a necessidade do uso de um equipamento chamado HUB (lê-se “Râbi”), que na verdade é um ponto de convergência dos cabos provenientes dos computadores e que permitem que estes possam estar conectados. O Hub não é um computador, é apenas uma pequena caixinha onde todos os cabos de rede, provenientes dos computadores, serão encaixados para que a conexão física aconteça.

Quando a rede é maior e não se restringe apenas a um prédio, ou seja, quando não se trata apenas de uma LAN, são usados outros equipamentos diferentes, como Switchs e Roteadores, que funcionam de forma semelhante a um HUB, ou seja, com a função de fazer convergir as conexões físicas, mas com algumas características técnicas (como velocidade e quantidade de conexões simultâneas) diferentes dos primos mais “fraquinhos” (HUBS).

Fundamentos de Redes de Computadores parte 1 - Presentation Transcript

1. Fundamentos de Redes de Computadores Redes, topologia e meios físicos de transmissão Prof. Ricardo J. Pinheiro

2. Resumo Livro-texto: Redes de Computadores: Das LANs,MANs e WANs às redes ATM - Soares, Lemos e Colcher – Editora Campus Livro de apoio: Redes de Computadores – Tanenbaum Material de apoio Artigos e atualidades Ricardo Pinheiro 2

3. Objetivos e exemplos Objetivos de uma rede Compartilhar recursos Trocar informação Exemplos de redes Telefonia fixa Telefonia celular Rádiodifusão Televisão Redes de computadores Ricardo Pinheiro 3

4. Definições Rede de comunicação Conjunto de módulos processadores, capazes de trocar informações e compartilhar

recursos ligados por um sistema de comunicação. Sistema de comunicação Arranjo topológico ligando módulos processadores através de enlaces físicos e de um conjunto de regras para organizar a comunicação (protocolos). Ricardo Pinheiro 4

5. Parâmetros de Comparação Retardo de transferência Tempo gasto entre o pedido e a entrega da mensagem. Confiabilidade Medida em tempo médio entre falhas (MTBF), tolerância a falhas, tempo médio de reparo (MTTR) e tempo de reconfiguração entre falhas. Modularidade Grau de alteração de desempenho da rede sem alterar o projeto original. Ricardo Pinheiro 5

6. Parâmetros de Comparação Custo Desempenho Intimamente relacionada a custo. Compatibilidade Ou interoperabilidade. Sensibilidade tecnológica Capacidade da rede suportar todas as aplicações para a qual foi preparada, e além. Ricardo Pinheiro 6

7. Classificação quanto a alcance LANs Local Area Network – rede local Distância entre os módulos processadores estão desde alguns metros a alguns quilômetros. Em geral não passam por vias públicas. Tipo mais comum. Exemplo: Redes domésticas. MANs Metropolitan Area Network – rede metropolitana Distâncias são maiores que as LANs. Abrangem uma ou algumas cidades. Vários meios de transmissão. Exemplo: RedeRio (http://www.rederio.br) Ricardo Pinheiro 7

8. Classificação quanto a alcance WANs Wide-Area Network – rede geograficamente distribuída Distâncias abrangem um país, um continente ou todo o mundo. Vários meios de transmissão. Exemplo: IBM Global Network. E a Internet? A Internet é uma “rede de redes”. Ninguém está diretamente conectado à ela. Reunião de milhões de redes. Ricardo Pinheiro 8

9. Topologia Disposição lógica de elementos. No caso de uma rede, refere-se à forma como os enlaces físicos e os nós de comutação estão organizados, determinando os caminhos físicos existentes e utilizáveis entre qualquer pares de estações conectadas a essa rede. Ricardo Pinheiro 9

10. Classificação quanto ao enlace Ponto-a-ponto Ligação dois-a-dois. Vários nós interligados entre si. Tipo mais comum. Multiponto Vários nós ligados simultaneamente ao mesmo enlace. Adotado em algumas topologias. Ricardo Pinheiro 10

11. Classificação quanto ao uso Simplex O enlace é utilizado apenas em um dos dois possíveis sentidos de transmissão. Exemplo: fibra ótica. Half-duplex O enlace é utilizado nos dois sentidos de transmissão – um de cada vez. Full-duplex ou O enlace é utilizado nos dois sentidos de transmissão simultaneamente. O enlace pode ser formado por dois pares de fios (cada um em um sentido), ou usando faixas de freqüências diferentes. Ricardo Pinheiro 11

12. Topologia em barra Barra ou barramento. Todos os nós se ligam ao mesmo meio de transmissão - multiponto. O sinal gerado por uma estação propaga- se ao longo da barra em todas as direções. Cada nó tem um endereço na barra. Quando uma estação conectada reconhece o endereço da mensagem, ele a aceita. Caso contrário, a despreza. Ricardo Pinheiro 12

13. Topologia em barra Ligações ao meio geram descontinuidade de impedância e causam reflexões. O transceptor deve ter uma alta impedância para o cabo, para que sua ligação altere o mínimo possível as características de transmissão. Devido a isto, algumas necessidades: Transceptor localizado perto do cabo Necessidade de terminadores (casadores de impedância) nas pontas para impedir a reflexão. Ricardo Pinheiro 13

14. Topologia em anel Estações ligadas por um caminho fechado. Pode ser bidirecional, mas é mais comum o unidirecional. O controle pode ser centralizado ou distribuído. O sinal sai de um nó e circula pelo anel. Em cada nó o sinal é regenerado e retransmitido. Cada nó tem o seu endereço que ao ser reconhecido por um outro nó, aceita a mensagem e a trata. Interrupção no anel corta a comunicação. Exemplo: Token Ring (IBM) Ricardo Pinheiro 14

15. Topologia em estrela Nós ligados a um comutador central (hub, switch, roteador, etc). Administração centralizada. Ligação ponto-a-ponto (nó- concentrador). Não precisa de roteamento. Falha no comutador pára a rede. Exemplo: Ethernet. Ricardo Pinheiro 15

16. Meios físicos de transmissão Com cabeamento 1. Cabo coaxial 2. Cabo par trançado 3. Fibra ótica 4. Rede elétrica (PLC) Sem cabeamento 1. Infravermelho 2. Bluetooth 3. Wi-Fi 4.

WiMAX 5. 3G 6. Rádio 7. Microondas (via satélite) Ricardo Pinheiro 16

17. Meios físicos – com cabeamento 1.Cabo coaxial Condutor cilíndrico interno com tubo metálico em • torno, e separados por material dielétrico. Condutor interno de cobre. • Tubo metálico: blindagem eletrostática. • Material dielétrico: ar seco ou plástico. • Uso em distribuição de sinal de televisão (TV a • Cabo) Telefonia de longa distância. • Redes locais de curta distância. • Ricardo Pinheiro 17

18. Meios físicos – com cabeamento 1.Cabo coaxial Vantagens: • Suporta taxas de transmissão maiores do que o par • trançado para a mesma distância. Desvantagens: • Mau-contato nos conectores. • Cabo rígido – difícil manipulação. • Problema da topologia (barramento). • Custo/metro maior do que o par trançado. • Conector RG –58 T Hoje em dia: • Conector RG –58 Uso muito limitado em redes. • Interface de Rede Ricardo Pinheiro 18

19. Meios físicos – com cabeamento 2.Par trançado Dois fios de cobre enrolados em espiral. • Vários pares dentro de um cabo. • Objetivo: Reduzir ruído e manter constante as • propriedades elétricas ao longo de toda a extensão. Melhor desempenho que um par em paralelo para distâncias • grandes. Transmissão pode ser analógica ou digital. • Taxas de transmissão – até gigabits/s. • Depende da: • distância, técnica de transmissão, qualidade do cabo, diâmetro, comprimento das tranças, etc. Ricardo Pinheiro 19

20. Meios físicos – com cabeamento 2.Par trançado Tipos • UTP – não blindado • STP – blindado • Malha metálica – minimiza o ruído externo. • Vantagens • Meio de transmissão de menor custo por • comprimento. Ligação ao meio simples e barata. • Ricardo Pinheiro 20

21. Meios físicos – com cabeamento 2.Par trançado Desvantagens Suscetível a ruídos. Gerada por interferência eletromagnética (motores, geladeiras, quadros de luz, lâmpadas fluorescentes, etc). Minimizada com a blindagem. Classificação quanto à taxa de transmissão suportada: CAT 3 – até 10 Mbps CAT 5 – até 100 Mbps CAT 5e e 6 – até 1 Gbps CAT 7 – até 1 Gbps. Ricardo Pinheiro 21

22. Meios físicos – com cabeamento 2.Par trançado Normas: • Padrões para o cabeamento de edifícios. • T568A e T568B – padrão para condutores máquina - • concentrador. T568A – ordem dos fios: Branco Laranja, • Laranja, Branco Verde, Azul, Branco Azul, Verde, Branco Marrom, Marrom. • T568B - ordem dos fios: Branco Verde, Verde, Branco Laranja, Azul, Branco Azul, Laranja, Branco Marrom, Marrom. Crossover – padrão para condutores máquina – • máquina. T568A numa ponta, T568B na outra. • Ricardo Pinheiro 22

23. Meios físicos – com cabeamento 3.Fibra ótica Cabo composto por filamentos de sílica (matéria- prima do vidro) ou plástico. Leves e finos. Sinal ótico, gerado por pulsos de laser ou LEDs. Características: Altíssimas taxas de transmissão – 1 Tbps em laboratório (100 vezes o Gigabit Ethernet). Isolamento elétrico completo entre transmissor e receptor. Atenuação não depende da freqüência. Imune a interferências eletromagnéticas. Ricardo Pinheiro 23

24. Meios físicos – com cabeamento 3.Fibra ótica Como funciona Um feixe de luz é lançado numa ponta da fibra, e pelas características óticas do meio (fibra), esse feixe percorre a fibra por meio de reflexões sucessivas até a outra ponta. Tipos Multimodo Sem amplificadores. Pode ser comum ou gradual - diferentes níveis de refração – possibilitam a reflexão do feixe. 100 Mbps a 10 km de distância. Redes locais. Ricardo Pinheiro 24

25. Meios físicos – com cabeamento 3.Fibra ótica Tipos: Monomodo 1 Gbps a 100 km de distância. Uso de laser. Redes de longa distância. Tipos de fontes luminosas: LEDs – mais barato, taxas de transmissão menores, maior tempo de vida, menor alcance. Laser – mais caro, taxas de transmissão maiores, menor tempo de vida, maior alcance. Ricardo Pinheiro 25

26. Meios físicos – com cabeamento 4.Rede elétrica (PLC) Transmissão de dados via rede elétrica • Tecnologia - existe desde os anos de 1920 – • aperfeiçoada recentemente para transmissão de dados. Vantagens: • Alcance muito amplo - via rede elétrica. • Altas taxas de transmissão. • Desvantagens: • Questões de regulamentação junto ao órgão competente. • Gera interferência em outros aparelhos que usem • radiofreqüência. Em rede elétrica

com muito ruído, desempenho ruim. • Half-duplex, com banda partilhada. • Ricardo Pinheiro 26

27. Meios físicos – sem cabeamento Diversos padrões para comunicação sem fio: IEEE 802.11 – redes wireless. IEEE 802.15.1 – Bluetooth. IEEE 802.16 – WiMax. IEEE 802.20 – 3G. Ricardo Pinheiro 27

28. Meios físicos – sem cabeamento 2.Radiofreqüência Espectro eletromagnético • Intervalo completo da radiação eletromagnética que • contém desde as ondas de rádio, microondas, infravermelho, luz visível, raios ultravioleta, raios X, até a radiação gama. Administração do espectro é feita em cada país • por um órgão competente. No Brasil – ANATEL. • Ricardo Pinheiro 28

29. Meios físicos – sem cabeamento 1.Infravermelho Padrão IrDA – comunicação sem-fio via • infravermelho. Taxas de até 4 Mbps. • Baixo alcance (até 4,5 m). • É preciso que o receptor tenha visão do • transmissor – sem obstáculos. Transmissão half-duplex. • Usado em controles remotos e dispositivos • simples. Hoje em dia está sendo substituído pelo Bluetooth. • Ricardo Pinheiro 29

30. Meios físicos – sem cabeamento 2.Bluetooth (IEEE 802.15.1) Especificação para redes pessoais sem fio • (Personal Area Networks - PANs) Uso de uma freqüência de rádio de curto alcance, • globalmente não licenciada e segura. Baixa taxa de transmissão e baixo custo. • Conexão simples. • Exemplos de uso: Celulares e fones de ouvido sem-fio, • Micros, mouses e teclados, dispositivos e receptores GPS, controles de videogames, modems sem-fio, etc. Taxas de 1 Mbps (v. 1.2) a 53-480 Mbps (v. 3.0) • Nome: Homenagem a um rei da Dinamarca que unificou • a Escandinávia na Idade Média - Harald “Bluetooth”. Ricardo Pinheiro 30

31. Meios físicos – sem cabeamento 3.Wi-Fi (IEEE 802.11) Transmissão de dados ocorre na faixa de ondas de rádio. Uso de uma das faixas ISM (não licenciada): 902 a 928 Mhz / 2,4 a 2,48 Ghz / 5,72 a 5,85 Ghz. Um transmissor com 100mW de potência cobre uma área aberta de 500 m², em média. Rede estruturada em células, onde o receptor deve receber o sinal do transmissor

(hotspot). Transmissão em todas as direções (omnidirecional), salvo o uso de uma antena direcional. Ricardo Pinheiro 31

32. Meios físicos – sem cabeamento 3.Wi-Fi (IEEE 802.11) Alguns padrões adotados: • IEEE 802.11a – 5 Ghz, 54 Mbps. IEEE 802.11b – 2,4 Ghz, 11 Mbps. IEEE 802.11g – 2,4 Ghz, 54 Mbps. IEEE 802.11n (em estudo) – 2,4 e 5 Ghz, até 300 Mbps. IEEE 802.11s – redes mesh (em malha). Problemas com obstáculos (vidro, água, paredes) • Refletem ou absorvem parcialmente o sinal, • diminuindo o seu alcance. Custo cada vez mais baixo – popularização da • rede sem-fio. Ricardo Pinheiro 32

33. Meios físicos – sem cabeamento 4.WiMAX (IEEE 802.16) Interface sem fio para MANs. • Alcance de até 50 km a 1 Gbps. • Opera na faixa ISM de 2,4 a 2,483 Ghz. • Vantagens • Custos mais baixos para implantação de infra-estrutura. • Acesso à Internet em movimento. • Suporte da indústria a esse padrão. • Desvantagens • Na prática, as taxas de transmissão são muito baixas. • Interferência gerada por causas meteorológicas. • Demora na regulamentação e na definição do uso. • Ricardo Pinheiro 33

34. Meios físicos – sem cabeamento 5.Padrões 2G, 2,5G e 3G (IEEE 802.20) Padrões que abrangem toda a telefonia móvel, não só • tráfego de dados. Diversos padrões: • 2G: GPRS • 2,5G: EDGE, 1XRTT • 3G: UMTS/WCDMA, EVDO, etc • Usa a infra-estrutura da rede de telefonia celular. • Vantagens: • Tecnologia já existente, implementada e em funcionamento. • Desvantagens: • Custo alto de implementação. Não há serviço pré-pago. Ricardo Pinheiro 34

35. Meios físicos – sem cabeamento 6.Rádio Sinal da Internet distribuído por pontos de • presença (PoPs) espalhados por uma região. Muito popular no interior do Brasil. • Padrões: DSSS, MMDS, LMDS. • Vantagens: • Baixo custo de manutenção. • Boas taxas de preço e velocidade, rateadas por • vários usuários. Desvantagens: • Sofre interferência de fenômenos meteorológicos e • obstáculos naturais (como árvores). Ricardo Pinheiro 35

36. Meios físicos – sem cabeamento 7.Microondas Uso com satélites (penetra facilmente na atmosfera). • Alcance muito grande (50 km, pelo menos). • Sem obstáculos entre o transmissor

e o receptor. • Necessidade de que ambos estejam “vendo”, um ao • outro. Tipos: • Em visibilidade • Em tropodifusão • Via satélite • Ricardo Pinheiro 36

37. Meios físicos – sem cabeamento 7.Microondas Em visibilidade • Uso de antenas parabólicas. • Alcance de 50 km em média. • Uso de antenas repetidoras e placas refletoras • para restaurar e redirecionar o sinal. Em tropodifusão • Sinal é refletido na troposfera para alcançar o • destino. Diversas bandas de transmissão. • Ricardo Pinheiro 37

38. Meios físicos – sem cabeamento 7.Microondas Via satélite • Enviado a um satélite em órbita, para depois ser reenviado ao destino. Atrasos de até 270 ms na comunicação – atrapalha comunicações interativas. Ricardo Pinheiro 38

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Introdução

A classificação de redes em categorias pode ser realizada segundo diversos critérios, alguns dos mais comuns são:

Dimensão ou área geográfica ocupadaRedes Pessoais / Redes Locais / Redes Metropolitanas / Redes de área alargada / ...

Capacidade de transferência de informaçãoRedes de baixo débito / Redes de médio débito / Redes de alto débito / ...

Topologia ("a forma da rede")Redes em estrela / Redes em "bus" / Redes em anel / ...

Meio físicos de suporte ao envio de dadosRedes de cobre / Redes de fibra óptica / Redes rádio / Redes por satélite / ...

Ambiente em que se inseremRedes de industriais / Redes de coorporativas / ...

Método de transferência dos dadosRedes de "broadcast" / Redes de comutação de pacotes / Redes de comutação de circuitos / Redes ponto-a-ponto / ...

Tecnologia de transmissãoRedes "ethernet" / Redes "token-ring" / Redes FDDI / Redes ATM / Redes ISDN / ...

Como todas as classificações, tâm um valor relativo, por exemplo o significado de "alto débito" varia com a evolução da "tecnologia corrente". Por outro lado ao diferentes critérios de classificação geram sobreposições entre si.

Neste documento abordandam-se algumas designações mais comuns de tipos de rede sob a forma de glossário.

Rede de área alargada (WAN)

A redes de área alargada ("Wide Area Network") têm a dimensão correspondente a países, continentes ou vários continentes. São na realidade constituidas por multiplas redes interligadas, por exemplo LANs e MANs. O exemplo mais divulgado é a "internet". Dada a sua dimensão e uma vez que englobam LANs e WANs, as tecnologias usadas para a transmissão dos dados são as mais diversas, contudo para que as trocas de informação se processem é necessário um elo comum assente sobre essa tecnologia heterogénea. Esse elo comum é o protocolo de rede.

A interligação ("internetworking") de redes de diferentes tecnologias é assegurada por dispositivos conhecidos por "routers" (encaminhadores). Um "router" possui tipicamente ligação física a duas ou mais redes, recebendo dados de uma rede para os colocar na outra rede. Uma exemplo tipico é a ligação de uma rede "Ethernet" a uma rede ponto-a-ponto.

Por exemplo quanto um particular estabelece uma ligação telefónica com um fornecedor de serviços internet (ISP), podemos considerar que a parte da rede telefónica que está a ser usada passa a fazer parte da WAN que é a "internet".

Rede local (LAN)

Uma "Local Area Network" caracteriza-se por ocupar uma área limitada, no máximo um edificio, ou alguns edificios próximos, muitas vezes limitam-se a apenas um piso de um edificio, um conjunto de salas, ou até uma única sala. São redes de débito medio ou alto (desde 10 Mbps até 1 Gbps, sendo actualmente o valor de 100 Mbps o mais comum). A tecnologia mais divulgada é o "ethernet", ainda em "broadcast", ou usando já "comutação". Existe um conjunto de serviços e protocolos que são caracteristicos das redes locais e que fazem parte da definição de rede coorporativa.

Rede local sem fios(WLAN)

Recentemente tem crescido a utilização de redes locais sem fios, conhecidas com WLAN ("Wireless Local Area Network"). Além de serem adequadas a situações em que é necessário mobilidade (ex.: posto montado num veiculo que circula num armazem, ou portátil que circula nas mãos de um operador de "hipermercado"), são flexiveis e da fácil instalação. Embora os equipamentos sejam mais caros do que para uma LAN tradicional e redução significativa dos custos de instalação é muitas vezes compensatória.

Rede metropolitana (MAN)

Uma "Metropolitan Area Network" é basicamente uma WAN, cuja dimensão é reduzida, geralmente também assegura a interligação de redes locais. A área abrangida corresponde no máximo a uma cidade. São usadas por exemplo para interligar vários edificos afins dispersos numa cidade.

A tecnologia empregue pode incluir redes ponto-a-ponto ou usar meios que permitem um débito mais elevado como FDDI, ATM, DQDB ("Distributed Queue Dual Bus") ou até mesmo Gigabit

Ehernet. Uma vez que as redes de área metropolitana (tal como as WAN) envolvem a utilização de espaços públicos, apenas podem ser instaladas por empresas licenciadas pelo estado, sendo a tecnologia de eleição o ATM. Os únicos casos em que é possível realizar interligações através de espaços públicos é usando micro-ondas rádio ou laser, mesmos nestes casos existem restrições quanto a potência de emissão.

Um exemplo de MAN actual e bastante conhecido entre o público geral é a "net-cabo".

Rede Pessoal (PAN)

O conceito de rede pessoal "Personal Area Network" está não só relacionado com a sua reduzida dimensão, mas com também com o facto de utilizar comunicação sem fios. O alcance limita-se a algumas dezenas de metros. Os débitos são relativamente baixos, na casa de 1 Mbps.

Rede local virtual (VLAN)

As redes locais virtuais "Virtual Local Area Network" são definidas sobre redes locais que estão equipadas com dispositivos apropriados (dispositivos que suportam VLANs). Trata-se de definir até que zonas da LAN se propagam as emissões em "broadcast" que tem origem noutra zona. Como muitos serviços de rede local, como por exemplo os da "MicroSoft" e da "Novell" são detectados com recurso ao "broadcast", ao definir zonas às quais este tráfego não chega pode-se criar zonas distintas dentro de uma LAN que não são visiveis entre sí. Note-se que apenas se torna as zonas não visiveis entre sí, as VLAN não proporcionam qualquer segurança.

Rede "Ethernet"

As redes ethernet dominam claramente as redes locais, e têm alguma expressão nas redes metropolitanas. Ainda existem redes "Ethernet" a 10 Mbps, actualmente o taxa de transmissão mais divulgada é de 100 Mbps (Fast Ethernet) e especialmente em redes metropolitanas e redes de armazenamento utiliza-se 1 Gbps (Gigabit Ethernet).

Embora actualmente as redes ethernet ainda utilizem "broadcast", a comutação é cada vez mais generalizada, entre outras limitações a utilização de "broadcast" limita fortemente o tamanho de uma rede "ethernet", por exemplo a 100 Mbps o comprimento máximo é de 210 metros. Na realidade as o Gigabit Ethernet apenas funciona em modo de comutação. Os meios físicos de transmissão mais usados são o cobre e a fibra óptica.

MAIS INFORMAÇÃO

Rede Industrial

Estas redes utilizam técnicas próprias, neste ambiente um dos aspectos mais importante é a imunidade a interferências. São usadas em ambientes fabris, por exemplo para controle e automação. O protocolo MAP ("Manufacturing Automation Protocol") é usado neste tipo de redes para ambiente fabril e recorriam à técnica "token-passing" em barramento, actualmente esta tecnologia foi abandonada.

Rede de armazenamento (SAN)

As redes de armazenamento ("Storage Area Network") são usadas para ligações de muito curta distância (dentro de uma sala) entre servidores e dispositivos de armazenamento de massa. São redes de muito alto débito que recorrem a tecnologias distintas, como por exemplo "fiber-channel", ou mesmo barramentos SCSI.

Rede de cobre

Esta designação usa-se para as redes que utilizam fios condutores eléctricos para transmitir os dados sob a forma de sinais eléctricos. São ainda bastante comuns, mas devido a gerarem perturbações electromagnéticas e serem muito afectadas por ruídos externos, cedem cada vez mais o lugar a redes de fibra óptica.

Existem vários tipos de cabos de cobre usados para a transmissão de dados, com ou sem blindagem. Por exemplo as redes ethernet mais antigas usavam cabos coaxiais (10base2 e 10base5) posteriormente passaram a poder usar cabos tipo telefónico contendo 4 condutores (dois pares).

Rede de fibra óptica

Trata-se de redes que utilizam sinais luminosos para transmitir a informação através de fibras condutoras de luz. Comparativamente como as redes de cobre permitem uma capacidade (quantidade de dados por unidade de tempo) largamente superior, actualmente os limites são definidos pelas limitações dos dispositivos emissores e receptores.

A tecnologia mais corrente são as fibras multimodo que produzem um efeito conhecido por "dispesão modal" que limita a sua capacidade. As fibras monomodo são extremamente finas (3 a 10 micrometros, contra os cerca de 50 das fibras multimodo), devido à sua espessura são dificeis de manusear, mas permitem atingir distâncias até 70 Km com capacidades na ordem dos gigabits por segundo, em monomodo é vulgar a utilização de luz laser o que torna o manuseamento ainda mais difícil.

Além das redes que utilizam a luz através de fibras, também se podem usar ligações sem fios com luz, é o caso dos

infravermelhos (alcance muito reduzido) e especialmente da luz laser.

Rede privada virtual (VPN)

As redes privadas virtuais ("Virtual Private Network") utilizam uma rede pública, por exemplo a "internet" para estabelecer uma ligação de dados entre dois pontos, estes dados têm a particularidade de serem codificados (cifrados) de tal forma que apenas os dois intervenientes os conseguem compreender.

Os dois pontos da ligação passam a funcionar como encaminhadores ("routers") para as respectivas redes. Esta técnica pode ser usada para interligar redes distantes pertencentes a uma mesma organização, com baixa qualidade, mas com grandes vantagens economicas.

Rede Pessoal (PAN)Rede local (LAN), Rede local sem fios(WLAN)Rede local virtual (VLAN)Rede metropolitana (MAN)Rede de área alargada (WAN)Rede privada virtual (VPN)Rede IndustrialRede de armazenamento (SAN)Rede EthernetRede InfravernelhosRede por rádioRede BluetoothRede de cobreRede de fibra ópticaRede de coaxialRede em anel (Ring) Rede em barramento (Bus) Rede em estrela (Star) Rede em malha (Mesh)

Rede ponto-a-ponto Rede Arcnet Rede ATM Rede DSL Rede Frame Relay Rede Token ring Rede FDDI Rede ISDN etc... Há diversos tipos consoante os criterios que queiras aplicar (Arquitectura, Tecnologia, Extensão, etc).Se fosses mais especifico no que realmente pretendes poderia ajudar mais :)Lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll

Cabo Par-Trançado

Um cabo par-trançado.

Um cabo ethernet que usa cabos par-trançado.

O cabeamento por par trançado é um tipo de fiação na qual dois condutores são entrançados um ao redor do outro para cancelar interferências eletromagnéticas de fontes externas e interferências mútuas. A taxa de transmissão de cabos par-trançado pode variar entre 300 e 115.000 bps. Devem existir pelo menos dois pares de fios internos à este cabo: um para enviar e outro para receber dados. Ele é provavelmente o cabo mais popular usado em redes atualmente.

As vantagens dos cabos par-trançado são a sua flexibilidade, que permite que eles possam ser dobrados, o fato deles serem pequenos e baratos.

Existem várias categorias de cabos par-trançado. A descrição de cada uma destas categorias encontra-se na tabela abaixo:

Categoria Descrição

Categoria 1Utilizada na fiação de rádios e telefones. Ela serve para transportar voz. É inadequada para transportar outros tipos de dados.

Categoria 2Pode ser utilizada para transportar voz e dados em baixa velocidade. Sua velocidade máxima é de 4 Mbps.

Categoria 3Transmite tanto voz como dados. Pode chegar à uma velocidade de até 10 Mbps. Pode ser usada em redes Ethernet, Fast Ethernet e Token Ring.

Categoria 4Tem a mesma utilidade dos cabos da categoria 3, mas sua velocidade chega a 20 Mbps.

Categoria 5Pode ser usado em redes Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Token Ring e ATM. Sua velociade chega a 155 Mbps.

Categoria 5e

Igual à categoria 5, mas com um processo de fabricação refinado. Ela tem a mesma velocidade, mas suporta uma freqüência maior.

Categoria 6Ainda não padronizada. Mas deverá suportar velocidades de até 1.000 Mbps.

Assim como podem ser classificados em diferentes categorias, os cabos par trançado também se subdividem em Cabos Par Trançado Blindados (também chamados de STP - Shielded Twisted-Pair) e Não-Blindados (também chamados de UTP - Unshielded Twisted-Pair). Os cabos blindados possuem uma proteção maior contra interferência externa por possuírem uma camada de blindagem ao redos do fio de cobre condutor que transmite os sinais. Entretanto, eles são mais caros.

[editar] Cabo Coaxial

Cabo Coaxial.A: Revestimento de plástico externo.B: Tela de cobre.C: Isolador dielétrico de cobre.D: Núcleo de cobre.

Um cabo coaxial é um tipo de cabo constituído por diversas camadas concêntricas de condutores e isolantes. Ele é o tipo de cabo utilizado para levar até a televisão o sinal de TV à cabo. Entretanto, do ponto de vista elétrico, um cabo coaxial projetado para ser usado em redes de computadores é diferente do cabo coaxial usado por TVs à cabo.

O cabo coaxial é dividido em dois tipos: cabo coaxial fino (thinnet) ou cabo coaxial 10Base2, e cabo coaxial grosso (thicknet) ou cabo coaxial 10Base5. Hoje em dia, o cabo grosso já quase não é mais utilizado. O cabo fino é utilizado na "Thin Ethernet".

A sua velocidade máxima de transmissão é de 10 Mbps. A grande vantagem deste tipo de cabo é a sua resistência à interferências elétricas. A malha de metal que recobre este cabo cria uma Gaiola de Faraday que protege os dados de fontes de interferência externa.

[editar] Cabo de Fibra Óptica

Fibra óptica

Estes cabos transmitem os dados em forma de luz, e não de eletricidade. Existem dois tipos principais de cabos de fibra óptica: as fibras de modo múltiplo e as fibras de modo simples.

Os cabos de modo múltiplo (ou multi-modais) são aqueles que possuem diâmetro entre 50 e 100 micrometros (um micrometro é um milésimo de milímetro). Por terem um diâmetro relativamente grande, os raios de luz não fazem dentro dele um caminho em linha reta. A luz é continuamente refletida pela parede interna do cabo. Com isso, existem alguns feixes de luz que fazem um percurso menor e outros que são mais refletidos e com isso fazem um percurso maior. Isso gera uma maior dispersão da luz, o que causa distorção do sinal.

Tipos de Fibra Óptica. As duas de cima são multimodais e a de baixo é monomodal.

Já as fibras de modo simples são mais caras e mais finas. Elas medem apenas algo entre 7 e 9 micrometros. Por serem tão finas, os raios de luz percorrem a fibra em linha reta e isso torna este tipo de fibra mais rápida e sem problemas de distorção de sinal.

Deve-se lembrar que nem sempre o mais sábio é optar pelo tipo de transmissão mais rápido. Em curtas distâncias, a diferença de velocidade entre uma fibra óptica multimodal e monomodal é praticamente imperceptível. A diferença só costuma ser notada em cabos que atravessam longas distâncias (algo como uma rede que conecta vários nós dispersos ao longo do país). Portanto, se em um projeto uma pessoa for montar uma rede típica em um edifício ou campus universitário utilizando cabos de fibra óptica, o mais sábio é optar pela mais barata (no caso, a multimodal).

Também existe a subdivisão de fibras ópticas em fibras graduais e de passo. As primeiras refletem as ondas de luz oscilam de uma maneira mais "arredondada". Ou seja, o percurso que a luz faz dentro da fibra assemelha-se ao de várias curvas arredondadas como as de um "S". Elas são ideais para fibras de modo múltiplo, poi isso diminui a dispersão das ondas de luz. Já as fibras de passo refletem as ondas de forma brusca de modo que a trajetória delas passa por várias mudanças repentinas de direção, como as que formam a letra "Z". Essa característica é ideal para fibras monomodais.

A grande vantagem do uso de fibras ópticas é a sua grande velocidade, imunidade à interferência eletromagnética e outras fontes de ruído, tem peso e diâmetro menor. A grande desvantagem de fibras ópticas é o seu maior custo e a maior fragilidade dos cabos.

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Alguns Conceitos de redes de Computadores

Redes de Computadores formam uma tecnologia de rede única. Nenhuma outra tecnologia de rede é tão versátil e poderosa como ela. Devido à isso, quando falamos sobre elas, podemos utilizar os seguintes termos listados neste pequeno glossário:

Cliente: Clientes são computadores que se conectam à um computador central para requisitar que este realize alguma tarefa na qual é especializado.

Confiabilidade: Em todo o tipo de comunicação à distância, existe a possibilidade de ocorrer um erro na hora de se interpretar os dados. No caso das redes de computadores, isso é algo que pode ocorrer devido à vários motivos como interferência ou o enfraquecimento do sinal com a distância. Para se criar uma rede de computadores confiável, é preciso fazer com que os computadores sejam capazes de detectar erros na transmissão. Uma vez que isso ocorra, pode-se tentar corrigí-los ou então pedir para que os dados sejam retransmitidos.

Endereço: para que possamos nos comunicar com outro elemento de uma rede, precisamos identificá-lo de alguma forma. Na rede telefônica, por exemplo, para falarmos com outra pessoa, precisamos discar o seu número de telefone - que é único para cada elemento da rede. O mesmo ocorre com a rede de computadores. Cada elemento possui um número único que é reconhecido como seu "Endereço". Quase todos os elementos de uma rede de computadores possuem um endereço. Chamamos o ato de distribuir Endereços para os elementos da rede de Endereçamento.

Meio: É o ambiente físico usado para conectar membros de uma rede. Por exemplo, no caso dos telefones, o meio é o

fio que forma toda a rede telefônica. Computadores podem usar os mais diversos meios, como cabos e ondas de rádio.

Nós: Não são apenas computadores que podem ser ligados à uma rede de computadores. de fato, as primeiras redes de computadores foram criadas para controlar o caminho percorrido por ligações telefônicas. Existe uma gama muito grande de dispositivos que podem fazer parte deste tipo de rede como terminais, impressoras, repetidoras, pontes, chaves e roteadores. Por causa disso, costumamos chamar cada elemento conectado à uma Rede de Computadores de "Nó".

Protocolo de Rede: Computadores só podem lidar com números binários. Eles só entende 0s e 1s. Por conta disso, é preciso criar algum tipo de alfabeto ou padrão para que possamos nos comunicar com apenas dois tipos de sinais. O nome das regras que os computadores seguem para se comunicar entre si chama-se "Protocolo".

Roteamento: Rotear significa traçar uma rota. O roteamento é justamente a tarefa de traçar rotas entre os vários elementos de uma rede. Afinal, em uma rede com várias máquinas, é preciso estabelecer qual caminho os dados precisam seguir para que eles não terminem indo parar na máquina errada.

Segurança: É comum que informações sigilosas sejam trocadas em uma rede. Por causa disso, existem muitas pessoas que podem tentar interceptar os dados. Para isso, pode-se utilizar várias estratégias para aumentar a segurança de uma rede como criptografar os dados, por exemplo.

Servidor: Um Servidor é uma máquina que costuma ser freqüentemente acessada por outras para que ela realize algum tipo de tarefa.

[editar] Classificação de Redes

[editar] Classificação Quanto ao Tamanho da Rede

[editar] PAN

Esta é uma sigla para Personal Area Network(Rede de Área Pessoal). Chamam-se assim pequenas redes domésticas de computadores. O alcance destas redes normalmente é o de alguns poucos metros.

Além de redes domésticas, em 1995, um grupo de pesquisadores encontrou uma nova forma de criar PANs. Eles desenvolveram uma tecnologia que permitia que vários dispositivos pequenos como relógios, pagers ou cartões trocassem informação entre si transmitindo informação por meio da condutividade da salinidade da pele de seu usuário. No ano seguinte, a IBM lançou o primeiro dispositivo deste tipo para fins comerciais. Era um pager que possuía eletrodos ligados à pele de seu dono. Se o usuário do equipamento tocasse na pele de outro usuário, as duas unidades conseguiam trocar informações entre si. Talvez em um futuro, este tipo de tecnologia seja mais comum e possa ser aproveitada na área médica para conseguir informações sobre um paciente. Esta tecnologia também possui potencial de permitir que os mais diversos equipamentos como celulares, cartões de crédito, tocadores de música e laptops troquem informações por meio da pele de seus donos e assim possam ter um funcionamento mais inteligente.

[editar] LAN

Esta é uma sigla para Local Area Network (Rede de Áreal Local). Qualquer rede cujo raio de alcance seja menor do que 10 Km se encaixa nesta categoria.

As LANS existem desde a década de 60, quando eram usadas pelo Laboratório de Livermore para ajudar na pesquisa de armas atômicas. Nas próximas décadas, o seu uso se espalhou em outros setores da sociedade. A principal utilidade das LANs era compartilhar o uso de espaço em disco e impressoras - que eram muito caros na época.

A popularização das LANs foi algo que ocorreu lentamente, principalmente devido aos vários protocolos existentes que eram incompatíveis entre si. Cada fornecedor de placas de redes possuía o seu próprio protocolo que se comunicava somente com outros dispositivos do mesmo fabricante. Entretanto, este entrave passou a diminuir muito com o tempo, pois cada vez mais o mercado dava preferência à equipamentos capazes de se comunicar com equipamentos de diferentes fornecedores. Atualmente já existem protocolos oficiais que cada fabricante precisa seguir se quiser que seus equipamentos sejam compatíveis com os demais.

[editar] MAN

Uma sigla para Metropolitan Area Network (Rede de Área Metropolitana). Este nome é usado para redes maiores do que LANs e que normalmente ocupam a área de uma cidade inteira. Embora existam MANs que pertencem à uma única organização, o mais normal é que elas sejam formadas por redes interconectadas de vários indivíduos e organizações diferentes. Elas também podem ser usadas pela administração do município como serviços de utilidade pública.

Este tipo der rede pode ser útil para uma empresa que possui várias filiais espalhadas em uma única cidade. Empresas de TV à cabo também costumam montar MANs em uma cidade para poderem fornecer serviços como o acesso à internet à cabo para seus clientes.

[editar] WAN

Uma sigla para Wide Area Network (Rede de Área Ampla). Qualquer rede cuja área é maior do que uma cidade se encaixa nesta categoria. Existem WANs que possuem uma área de alcance que cruzam até mesmo diferentes estados e países.

A primeira rede deste tipo surgiu em 1965 quando um computador em Massachussets e outro na Califórnia foram ligados entre si. Atualmente, a maior WAN existente é a Internet.

WANs são muito utilizadas por empresas de telefone que costumam fornecer serviços de acesso à Internet ao longo de todo o Brasil.

[editar] Classificação Quanto à Topologia

A topologia de uma rede mostra como as máquinas estão ligadas entre si. De acordo com a topologia, redes podem ser classificadas em:

[editar] Redes Ponto-a-Ponto

Em redes deste tipo, cada nó só pode se comunicar com nós adjacentes. É como em uma brincadeira de telefone sem fio no qual para que uma mensagem chegue até alguém, ela precisa passar por vários intermediários, já que só é possível falar com as pessoas que estejam ao seu lado.

Estrela: Neste tipo de rede, existe um nó central (normalmente um hub ou switch) à partir do qual todas as máquinas estão conectadas. Para enviar uma mensagem à alguém, é preciso primeiro enviar para o nó central e só então o nó central passa a mensagem para o destinatário.

Laço: Neste tipo de rede, não existe um nó central. Ao invés disso, as máquinas então todas conectadas entre si e existem nós que estão conectados a mais de um outro nodo. Por não possuírem um nó central, não existe um único ponto cujo funcionamento mantém a rede inteira. Por isso, eles tendem a ser mais seguros. Entretanto, o roteamento neste tipo de rede tende a ser mais complexo. Existem também redes em laço que são totalmente conectadas. Nelas, cada nó está conectado à todos os demais. Por causa de sua complexidade e custo proibitivo, este tipo de laço só é usado em redes pequenas com poucos nós.

Árvore: Neste tipo de topologia, existe um nó que é considerado a raíz. Ela possui ligada à ela outros nós que são considerados seus filhos e ele é o pai destes nós. Cada nó que é filho da raíz pode ter outros filhos e estes também podem ter seus filhos. Entretanto, cada nó, com excessão da raíz, deve possuir um único pai. Normalmente, estas redes possuem como nós diversos hubs ou switchs. Nelas, os nós que não possuem filhos normalmente são os computadores e terminais de trabalho.

[editar] Redes de Difusão

Neste tipo de rede, os nós compartilham um canal único de comunicação. Nele, os dados enviados por uma máquina são recebidos por todos os nós que compartilham um mesmo canal. É como em uma conversa normal. Quando você fala, várias pessoas ao redor ouvem o que você disse, mas somente a pessoa com quem você está falando responde.

Barramento: Neste tipo de rede, todos os nós compartilham um mesmo canal. Se algum dos nós enviar uma mensagem pela rede, todos os demais irão ouvir. Deve-se tomar cuidado para que mais de um nó não tente falar ao mesmo tempo, pois se isso ocorrer, ninguém conseguirá entender a mensagem transmitida.

Satélite: Neste tipo de rede, existe um satélite capaz de transmitir dados para todos os nós em Terra que estejam na área de alcance e estejam equipados com antenas para captar o seu sinal. Se o satélite envia um sinal, todos os outros nós ouvem. Mas se um nó mandar uma mensagem para o satélite, somente o satélite será capaz de ouvir a mensagem.

Estas são apenas os tipos de topologia mais comum. Mas além destes, existem outros que são muito menos usados além de redes

de topologia híbridas que são uma mistura de vários tipos diferentes.

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O que são Tecnologias de Rede

Uma rede é um conjunto de sistemas que possuem uma forma de comunicação entre si com o objetivo de compartilhar informações.

Como exemplo, podemos citar a rede de telefonia. Cada telefone desta rede possui ligação com qualquer outro telefone - desde que você saiba o seu número. Basta você discar o telefone de uma pessoa e com isso você estabelecerá uma conexão entre o seu telefone e o telefone dela. Os dois aparelhos irão mandar dados uns para os outros - no caso, a conversa entre você e a pessoa do outro lado da linha.

Outro exemplo é a televisão. Os programas de televisão também chegam à você por meio de uma rede. Mas esta possui características bem diferentes das redes de telefonia. Nela você não pode enviar informações para as emissoras de televisão. Somente elas transmitem informações, para você e para milhares de outras pessoas.

De fato, se formos parar para pensar um pouco, toda a forma de comunicação é uma rede. Quando falamos com outras pessoas, vibramos as cordas vocais, sopramos ar dos pulmões e movemos os músculos da face controlando a vibração do ar ao redor. Com isso formamos ondas que se propagam e se espalham chegando às outras pessoas. Neste caso, como em qualquer outro exemplo de redes, temos um transmissor (a pessoa que fala), receptores (pessoas nas redondezas ouvindo) e um meio de propagação (o

ar). Entretanto, neste livro iremos nos focar apenas em tecnologias de rede. Isso significa que nos focaremos apenas nas ferramentas e métodos de comunicação em rede que envolvem produtos tecnológicos. Em especial, falaremos sobre formas de se comunicar à distância. Redes "naturais" ficarão de fora da abordagem deste livro.

[editar] História das Tecnologias de Rede

Muito antes da humanidade conseguir utilizar a eletricidade em seus inventos, já haviam formas de se transmitir mensagens à distância de forma instantânea. Talvez a mais antiga seja a comunicação por sinais de fumaça. Provavelmente as primeiras pessoas que resolveram usar este método para se comunicar precisaram entrar em um acordo sobre o que cada seqüência ou formato de fumaça iria significar. Afinal, não podemos utilizar a fala e nem a escrita na fumaça. Precisamos criar uma linguagem nova se quisermos nos comunicar utilizando este meio. Talvez uma fumaça fina possa significar "Somos aliados da mesma tribo. Não precisa nos atacar.", uma fumaça fragmentada em várias nuvens possa ser usada para transmitir "Invasores se aproximam e estão em nosso campo de visão." e qualquer outro padrão diferente signifique que a pessoa não sabe usar os sinais da tribo e portanto deve ser um estrangeiro.

Durante a antigüidade sinais que envolviam sinais de fumaça e também acender ou apagar tochas foram muito comuns em diversas civilizações. No século IV a.C., Roma utilizou telégrafos hidráulicos para trocar informações entre a Sicília e Cartago. O telégrafo funcionava assim: haviam dois reservatórios de água idênticos separados por uma longa distância. Dentro de cada um deles, havia um bastão vertical que flutuava na água. Quando alguém queria enviar alguma mensagem, era preciso acender uma tocha. Quando a outra pessoa percebia a tocha acesa, ela também acendia a sua tocha. Neste momento, ambos removiam uma tampa na parte de baixo do reservatório e isso fazia o seu nível de água diminuir. Quando o transmissor da mensagem apagava sua

tocha, a tampa inferior do reservatório era recolocada e o nível da água resultante representava uma mensagem específica.

Telégrafo Óptico criado por Claude Chappe

A próxima grande revolução das tecnologias de rede ocorreram no ano de 1792. Naquela época, o engenheiro francês Claude Chappe e seu irmão criaram um novo sistema de comunicação. Eles descobriram que à longa distância era mais fácil identificar o ângulo de um bastão do que a presença ou ausência de uma tocha ou de uma bandeira. Baseando-se neste princípio, eles construíram uma rede de 556 torres que trocavam informações ao longo de uma área de 4.800 Km. A rede foi bastante usada na França para comunicações militares e nacionais durante um período de cerca de 60 anos. As tropas de napoleão também se beneficiaram dos semáforos e isso deu à ela uma vantagem tão grande que logo outros países do mundo começaram a criar os seus semáforos.

O tempo passou e várias tentativas foram feitas para melhorar a comunicação em rede. O grande desafio era desenvolver técnicas mais rápidas e baratas de transmitir informações. Grandes progressos nesta área só começaram a ocorrer quando vários inventores começaram a pesquisar formas de se utilizar a

eletricidade ao invés de sinais óticos para transmitir informações. Em 1833, Carl Friedrich Gauss, um dos mais importantes matemáticos do século XIX, conseguiu permissão para fazer com que um fio metálico de 1 Km percorresse a sua cidade. Com isso, ele fez os primeiros experimentos que levaram ao surgimento do telégrafo. O telégrafo de Gauss usava uma agulha que vibrava de acordo com a corrente elétrica no fio. Cada amplitude de vibração (haviam 4 possíveis) correspondiam a um sinal diferente. De forma independente, o diplomata russo conhecido como Barão Schilling também havia criado um dispositivo similar um ano antes. A diferença é que seu telégrafo transmitia dois tipos diferentes de sinais ao invés de um.

Telégrafo elétrico construído por Samuel F. B. Morse

Em 1837, o americano Samuel Morse também inventou independentemente o telégrafo. Além disso, ele criou o conhecido Código Morse para ser usado em seu invento. Em 1839, o telégrafo começou a ser comercializado e passou a realizar comunicações entre diferentes cidades. Em 1843, uma grande rede que interconectava diversos estados americanos por telégrafos foi construída. Em 1866, pela primeira vez uma rede de

cabos submersos passou a ser usada para permitir comunicações via telégrafo entre diferentes continentes.

Cópia do primeiro telefone construído por Graham Bell

Em 1876 surgiu outra revolução. Embora hajam muitas controvérsias, Alexander Graham Bell é o inventor ao qual é creditado a invenção do telefone neste ano. O telefone segue um princípio bastante semelhante ao do telégrafo. A única diferença é que ele não converte símbolos em código morse em corrente elétrica, ele converte o som da fala em eletricidade. O dispositivo de Bell fazia isso fazendo a corrente elétrica variar em intensidade da mesma forma como o ar varia em densidade quando o som passa através dele.

À partir de 1887, vários inventores diferentes ao redor do mundo começam a explorar uma nova forma de transmitir informações. Ao invés de usar fios e a eletricidade para trocar dados, porque não usar ondas de rádio? Ondas de rádio viajam a longas distâncias e fazem isso de forma completamente independente de um meio. Não é preciso nenhum fio entre o transmissor e o receptor. Precisa-se apenas de transmissores capazes de gerar ondas de rádio e antenas para captar estas ondas. No começo do século XX, o rádio começou a ser usado para várias diferentes formas de comunicação.

Também no começo do século XX surgiu a televisão. por meio dela, não apenas sons, mas imagens em movimento também podiam ser transmitidas.

A próxima grande etapa no desenvolvimento de redes de comunicação surge na década de 60, quando diversas formas de se conectar os primitivos computadores da época eram desenvolvidas de modo independente por vários pesquisadores. na mesma década, grandes redes de computadores que abrangiam máquinas presentes eem diversos pontos de uma mesma cidade começaram a ser montadas.

Mapa físico da ARPANET

Em 1969 foi criada a ARPANET, uma robusta rede de computadores que ligava vários centros de pesquisa que se diferenciava por conseguir fazer com que uma máquina pudesse se comunicar com várias ao mesmo tempo.

Na década de 80 já haviam várias outras redes semelhantes espalhadas pelo mundo. Como estas redes eram bastante robustas e permitiam que um enorme número de máquinas pudesse ser ligado entre elas, era possível unificar todas elas em uma única grande rede. Foi assim que começou a surgir a Internet, a maior de todas as redes de computadores existente.

Atualmente, existem milhões de máquina conectadas à Internet e ela tornou-se tão poderosa que é capaz de transmitir entre computadores todo o tipo de dados como imagens, sons, vídeos, textos escritos e até mesmo programas de computador.

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Redes

[editar] Fundamentos

[editar] Ordenação de eventos, sincronização por meio de mensagens.

[editar] Comunicação e Protocolos

[editar] Modelos de comunicação (troca de mensagens, RPC, RMI, UDP/TCP, Sockets...)

[editar] Modelos de aplicação (P2P, cliente/servidor, uso de middlewares...)

[editar] Serviços de Nomes

Serviço de nomes, DNS (Domain Name System, (Sistema de Resolução de Nomes), como é mais conhecido. Trata-se de um recurso usado em redes TCP/IP (o protocolo utilizado na internet e na grande maioria das redes) que permite acessar computadores sem que o usuário ou sem que o próprio computador tenha conhecimento de seu endereço IP; usa para tal uma forma de nomeação dinâmica.

[editar] Identificação

Em sistemas distribuídos, para que haja uma utilidade, é necessário que os nós distribuídos possam se achar uns aos outros e localizar as informações que necessitam. Esse é o problema que este capítulo busca tratar.

[editar] Sincronização

A sincronização de dados nada mais é do que o processo que fazer com que em um ambiente distribuído, os dados de todos os novos sejam os mesmos e assim todo o sistema esteja consistente. Existem vários desafios e estudos sobre este assunto, os quais são abordados neste capítulo.

[editar] Segurança

[editar] Controle de Acesso (Active Diretory, ADAM, LDAP) (segurança)

[editar] Tecnologias para distribuição

[editar] Sistemas de Arquivos Distribuídos

[editar] Conceitos

Para o entendimento do conceito de sistemas de arquivos distribuídos e suas aplicações em sistemas de informação distribuídos, precisamos ter algumas definições fundamentais. A primeira definição é de serviço, que é um conjunto de facilidades oferecidas aos nós de uma rede por um software que opera em uma ou mais máquinas. Um servidor por suas vez, é o software que opera em uma máquina e que trata de oferecer o serviço. Outra definição é a de cliente, que nesse caso utiliza o serviço do servidor em uma ou várias máquinas. Por último, um sistemas de arquivos é uma parte de um sistema operacional que trata de oferecer um repositório de dados de longa duração. Com esse contexto podemos definir um Sistema de Arquivos Distribuído, que é um sistema onde vários servidores são responsáveis por oferecer o serviço de arquivos para vários clientes instalados em diferentes máquinas. Uma curiosidade sobre sistemas de arquivos é que existem sistemas operacionais que utilizam o mesmo interfaceamento dos sistemas de arquivos para outras funcionalidades além do armazenamento de dados. Um exemplo disso é o UNIX que possui certos arquivos especiais que, na verdade, funcionam como uma interface para dispositivos de entrada e saída. São arquivos “virtuais” para a manipulação fácil destes dispositivos.

Já faz muito tempo que a estrutura de árvore de diretórios é utilizada para organizar o acesso dos usuários aos arquivos em disco. Hoje em dia é a estrutura mais difundida embora existam outras possibilidades em estudo. O uso de ávores de diretorios se popularizou com os sistemas UNIX e DOS. Por exemplo, no UNIX cada arquivo é identificado pelo seu nome e pelo caminho até ele. O caminho é uma sequência de diretórios separados pelo

caractere “/” (barra) que indicam a localização lógica do arquivo. Agrupando os arquivos em diretórios e subdiretórios facilita-se a sua manipulação por parte dos usuários. Acrescentando-se o nome do arquivo ao path obtem-se o pathname. Dada a localização lógica de um arquivo, isto é, o caminho até ele, é necessário analisar os componentes deste caminho a fim de encontrar a localização física do arquivo. É preciso descobrir em quais blocos de quais discos de quais servidores se encontra o arquivo em questão. Quando os arquivos de um sistema estão distribuídos entre vários servidores localizados em diferentes máquinas, é desejável que a localização destes arquivos seja transparente aos usuários do sistema. Em outras palavras, quando o usuário desejar ter acesso a um determinado arquivo, ele não deve ter que se preocupar com a localização física do arquivo. Assim, não precisaria saber em qual disco de qual servidor ele esta guardado. Da mesma forma, quando um cliente deseja guardar informações em um arquivo em disco, ele deve apenas fornecer o caminho e o nome do arquivo no qual elas devem ser gravadas.

Algumas características são desejáveis em um sistema de arquivos distribuídos:

Disponibilidade; Escalabilidade; Heterogeniedade; Segurança; Tolerância a Falhas; Operações atômicas; Acesso concorrente.

[editar] Servidores de arquivos distribuídos

Abaixo temos sucintamente características dos principais sistemas de arquivos distribuídos.

NFS: O Network File System, desenvolvido pela SUN Microsystems, é o sistema de arquivos distribuídos mais utilizado em ambiente UNIX. Isto ocorre gracas a iniciativa da SUN de lançar publicamente a especicação do protocolo

NFS que permitiu que qualquer fabricante fosse capaz de lancar os seus proprios clientes e servidores NFS. Atualmente, existem implementações do NFS para praticamente todas as plataformas relevantes e todas elas podem compartilhar o sistema de arquivos entre si. No entanto, o NFS apresenta uma série de problemas dentre os quais se destacam a sua velocidade relativamente baixa e a falta de consistência entre os caches dos clientes.

ANDREW: Desenvolvido na Universidade Carnegie-Mellon, o Andrew File System foi o primeiro sistema de arquivos a oferecer um serviço de alta escalabilidade possibilitando que dezenas de milhares de clientes compartilhassem os arquivos oferecidos por centenas de servidores. Este era o objetivo principal do projeto e foi alcançado através da adoção da semântica de sessão e da utilização de grandes caches em discos locais dos clientes. A fim de limitar a possível falta de segurança em um sistema tão grande, o ANDREW adota uma série de mecanismos como, por exemplo, o Kerberos Authentication Server que permite a autenticação mútua de servidores e clientes.

CODA: Desenvolvido a partir do ANDREW, o CODA oferece uma alta disponibilidade através da adoção de uma técnica otimista de replicação. A grande peculiaridade deste sistema são as ferramentas que permitem o acesso ao sistema de arquivos a partir de computadores portateis. Existe até a possibilidade de operacão desconectada durante a qual clientes podem acessar o sistema de arquivos sem estabelecer contato com os servidores.

SPRITE: O Sprite Network Operating System, desenvolvido na Universidade da Califórnia em Berkeley oferece um servico de arquivos muito rápido além de garantir a consistência das informações cacheadas pelos clientes. Foi o primeiro sistema a adotar uma política na qual o espaco reservado para o cache varia dinâmicamente podendo ocupar toda a memória disponível tanto nos servidores

quanto nos clientes. Alem do sistema de arquivos distribuído, o SPRITE oferece, ainda, a possibilidade de migração de processos entre as máquinas de uma rede local.

Existe ainda o GoogleFS que é um sistema proprietário de arquivos distribuídos. O seu objetivo é organizar as informações dos sistemas de informação do google, podendo prover então uma gama de serviços como o Gmail a usuários do mundo inteiro. O GoogleFS nasceu da necessidade de gerenciar arquivos gigantescos da sua ferramenta de busca, que precisava persistir dados históricos. O antecessor deste filesystem é o “Bigfiles”, criado no início da empresa google por seus criadores.

[editar] Estudo de caso

Um estudo de caso eminente nos dias atuais, no que se diz respeito a sistemas de arquivos distribuídos, é o surgimento do GmailFS. Na verdade o GmailFS nada mais é do que um modo de explorar um sistema de informação distribuído que provê ao seu usuário um gigantesco espaço de armazenamento. Ou seja, na realidade o GmailFS não é de fato um sistema de arquivos, porém ele pode ser emulado como tal. A empresa Google disponibiliza aos seus usuários um serviço de emails que utiliza na sua infra-estrutura o GoogleFS, que por sua vez gerencia todo os dados usados pelos emails. Nesse sistema de informação (o Gmail), e por consequência no GmailFS, existem algumas limitações como tamanho máximo de arquivos a serem armazenados e tamanho máximo do disco virtual. Porém, estes problemas podem ser facilmente gerenciados por software uma vez que são problemas estáticos. Ou seja, se quero gravar um arquivo que possui 50mb no meu GmailFS, o software que controla o interfaceamento entre sistema operacional local (GmailFS) e Gmail pode fragmentar este arquivo em vários outros arquivos menores no Gmail. Assim o resultado é o armazenamento transparente para o usuário que utiliza o GmailFS.

[editar] Bancos de Dados Distribuídos

Banco de dados distribuído (BDD) é uma coleção de vários bancos de dados logicamente inter-relacionados, distribuídos por uma rede de computadores. Existem dois tipos de banco de dados distribuídos, os homogêneos e os heterogêneos. Os homogêneos são compostos pelos mesmos bancos de dados, já os Heterogêneos são aqueles que são compostos por mais de um tipo de banco de dados. Este capítulo irá mostrar detalhes e os desafios de bancos de dados em sistemas distribuídos.

[editar] Grades Computacionais

[editar] Definição

Nos dias atuais, as funções de processamento são limitadas pelas restrições de seu computador pessoal ou mesmo dos servidores e mainframes de sua empresa. Esse cenário é muito comum por se ter um processamento local em uma rede também local, sendo um sistema operacional e suas aplicações executados sem problemas de sobrecarga ou a necessidade de processamento adicional. Porém, podemos imaginar um outro cenário onde seria possível solicitar a solução de qualquer problema para uma entidade, sendo que essa entidade solicitasse outros recursos computacionais quantos forem necessários. Esse cenário está muito perto do alcance de todos e é definido como Grades Computacionais. Muitas empresas investem em pesquisa relacionados a grades computacionais, tendo como exemplo a IBM, Hewlett-Packard e SUN Microsystems. Este tipo de processamento envolve milhares ou milhões de pequenos computadores interconectados através de redes locais ou redes de longas distâncias, como a Internet.

[editar] Infra-estrutura e organização de um grid

[editar] Preparando aplicações para grid computing

Nem todas as aplicações podem ser convertidas para executarem em Grades Computacionais. Aplicações que necessitam de

interação com o usuário geralmente não se adequadam a grades por serem aplicações que tem um processamento interativo. Um exemplo disso são processadores de texto, onde interações do usuário ocorrem a todo momento e que geralmente não necessitam de um grande poder computacional. Por outro lado, as aplicações que não possuem interação e necessitam de um alto processamento computacional são totalmente indicados para serem executados em uma gride computacional.

Para a conversão de aplicações já implementadas em modo mono-processado (processamento local) para grades computacionais é importante ressaltar que não há uma ferramenta automatizada. Ou seja, por este motivo na maioria das vezes, a conversão de uma aplicação complexa de modo mono-processado para grades computacionais pode não valer a pena.

[editar] Criando uma estrutura de Grid Computing

Essa tarefa pode ser um tanto complicada e exige aplicações que são ferramentas para que a gerência de tarefas seja possível. Um exemplo é o Globus Toolkit que consiste em um conjunto de serviços que facilitam o processo de construção de uma estrutura de computação em grid. Estes serviços podem ser usados para submissão e controle de aplicações, descoberta de recursos, movimentação de dados e segurança no grid.

OBS.: refêrencia para instalação ?!?!?!?!

[editar] Exemplos de aplicação de grades computacionais

Abaixo são encontrados alguns exemplos de sistemas de informação e projetos que se beneficiam da infra-estrutura de grides computacionais para tornar um objetivo em comum possível.

SETI@HOME: Usuários de todo o mundo analisam dados oriundos de laboratórios de astronomia. Poder de processamento de 265 TeraFlops.

FightAids@HOME: como as drogas interagem com as mutações do vírus da AIDS. Computação voluntária.

DataGrid: Infra-Estrutura de grade para análise de dados em pesquisas científicas.

TeraGrid: O objetivo da TeraGrid é construir a maior, mais rápida e mais abrangente infra-estrutura para pesquisa científica.

Gmail: Usuários de todo o mundo usam uma interface para troca de emails que tem o objetivo de persistência dos seus dados para toda vida disponível sempre que for necessário.

Em um sistema de informação distribuído, grades computacionais podem ser de extrema importância uma vez que necessitam distribuir tarefas dependendo da necessidade do usuário.

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Introdução à comunicação entre computadores e tecnologias de rede/Métodos de multiplexação

Origem: Wikilivros, livros abertos por um mundo aberto.< Introdução à comunicação entre computadores e tecnologias de redeIr para: navegação, pesquisa

Multiplexação é uma técnica utilizada para permitir que mais de uma mensagem ocupe o mesmo meio de transporte. Ela é usada tanto em redes de computadores, em linhas telefônicas e no envio de telegramas. Se não fosse por esta técnica, as redes seriam

coisas muito mais caras e possivelmente tecnologias como os aparelhos de telefones e celulares nunca teriam se popularizado.

O desenvolvimento de técnicas de multiplexação foi um dos principais fatores que levaram ao barateamento dos celulares nos últimos anos.

A grande vantagem da multiplexação é permitir que muitos nós se comuniquem simultaneamente pelo mesmo meio. A desvantagem é que é preciso posteriormente filtrar os sinais enviados para conseguir identificar a mensagem de cada usuário. O aparelho ou programa que realiza a multiplexação chama-se multiplexador. O aparelho ou programa que faz a filtragem das informações enviadas chama-se demultiplexador.

Tabela de conteúdo

[esconder] 1 Multiplexação por Divisão de Freqüência (FDM -

Frequency Division Multiplexing) 2 Multiplexação por Divisão de Tempo (TDM - Time

Division Multiplexing) 3 Multiplexação Estatística 4 Multiplexação por Divisão de Amplitude 5 Multiplexação por Acesso a Demanda (DAM - Demand

Access Multiplexing) 6 Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA - Code

Division Multiple Access)

7 Multiplexação por Divisão Ortogonal de freqüência (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

[editar] Multiplexação por Divisão de Freqüência (FDM - Frequency Division Multiplexing)

Este tipo de Multiplexação funciona alocando para cada tipo de dado uma faixa de freqüência do meio de transmissão.

Este tipo de multiplexação é usado por emissoras de televisão que usam freqüências diferentes para enviar o vídeo, as cores e o áudio no mesmo canal; internet ADSL que utilizam uma faixa de freqüências não utilizadas pela voz nas linhas telefônicas para transmitir dados, companhias de TV à cabo que podem aproveitar o mesmo cabo que envia as imagens para a televisão para transmitir também serviço de internet e telefone e por estações de rádio que separam os seus canais de rádio uns dos outros fazendo com que cada um utilize uma faixa de freqüência diferente.

[editar] Multiplexação por Divisão de Tempo (TDM - Time Division Multiplexing)

Animação de um multiplexador por divisão de tempo em ação.

Neste tipo de multiplexação, cada tipo de dado possui um determinado período de tempo para transmitir os seus dados. Por exemplo, se os nós A, B e C usam um cabo para transmitir dados, podemos fazer com que a cada segundo o cabo transporte dados de um nó diferente. Enquanto um transmite dados, os outros devem aguardar a sua vez de transmitir.

O grande problema deste tipo de multiplexação é que caso um dos nós não queira transmitir nada pela rede, o tempo do cabo destinado à ele acaba sendo desperdiçado. Este tipo de multiplexação é recomendado quando o acesso à rede pelos nós é freqüente.

Como exemplo de uso deste tipo de multiplexação, pode-se citar os celulares GSM que além de usarem a Multiplexação por Divisão de Tempo, usam também a Multiplexação por Divisão de Freqüência.

[editar] Multiplexação Estatística

É uma versão mais complexa da Multiplexação por Divisão de Tempo. Nela, cada nó que envia dados pelo cabo também possui um tempo reservado para enviar dados. Entretanto, caso o nó não queira enviar nada naquele momento, o tempo reservado para ele não é desperdiçado, pois o seu tempo é cedido então para o próximo nó da fila.

A vantagem desta multiplexação é que ela permite que um número muito maior de nós ocupem o mesmo cabo desde que cada um deles não fique o tempo todo usando a rede. A desvantagem é que informações adicionais precisam ser enviadas para a rede para que seja possível descobrir se o nó está transmitindo ou não. Ao contrário do TDM, eu não sei o momento no qual cada nó estará utilizando a rede. Por esta razão, as vantagens da Multiplexação Estatística desaparecem quando todos os nós usam a rede muito freqüentemente.

Esta multiplexação é comum em redes de computadores.

[editar] Multiplexação por Divisão de Amplitude

Nele, cada tipo de dados é enviado em uma amplitude de onda diferente. É o método utilizado para enviar dados em fibras óticas.

[editar] Multiplexação por Acesso a Demanda (DAM - Demand Access Multiplexing)

Neste tipo de multiplexação, é preciso que haja algum tipo de equipamento ou programa que controle a rede atuando como um "coordenador de tráfego". Toda vez que dois nós desejam se comunicar, o controlador associa à cada um deles uma freqüência diferente. Quando a comunicação se encerra, as freqüências usadas são desalocadas e podem ser usadas por nós diferentes que quiserem se comunicar.

Esta multiplexação é muito importante para as comunicações via celulares.

[editar] Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA - Code Division Multiple Access)

Nesta multiplexação, cada um dos nós pode se comunicar exatamente ao mesmo tempo e utilizando as mesmas freqüências. Isso só é possível porque cada nó se comunica utilizando uma codificação diferente. Cada nó precisa se comunicar de modo que quando eles enviam mensagens ao mesmo tempo pela linha, a mensagem resultante da mistura de todas as outras sempre será diferente para cada combinação possível de mensagens enviadas simultaneamente.

Fazendo uma analogia, quando temos duas pessoas em uma sala e queremos ouvir o que elas tem a dizer, podemos pedir para que uma fale com voz grave e a outra com voz aguda (FDM), ou para que elas não falem ao mesmo tempo (TDM) ou que cada uma delas se comunique em um idioma diferente (CDMA).

Esta tecnologia é usada pelos celulares de terceira geração. Atualmente é possível fazer com que até 32 nós diferentes se comuniquem usando o mesmo cabo por meio desta tecnologia.

[editar] Multiplexação por Divisão Ortogonal de freqüência (OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

Ela ocorre de forma semelhante à Multiplexação por Divisão de Freqüência. Entretanto, ela usa propriedades de ondas de forma a dividir cada canal de freqüência em dezenas ou milhares de sub-canais diferentes. Com isso, o sinal fica ainda mais resistente à interferências, atenuação devido à distância e além disso, ele fica muito mais fácil de ser posteriormente filtrado.

Esta multiplexação foi desenvolvida pelos Estados unidos nos anos 60 durante a Guerra do Vietnam. A tecnologia é usada por emissoras de televisão e rádio digitais na Europa além de diversos outros aparelhos.

Obtido em "http://pt.wikibooks.org/wiki/Introdu%C3%A7%C3%A3o_%C3%A0_comunica

%C3%A7%C3%A3o_entre_computadores_e_tecnologias_de_rede/M%C3%A9todos_de_multiplexa%C3%A7%C3%A3o"Kkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

Equipamentos de Redes

A mais simples das redes

Todas as redes cliente-servidor da internet tem um objetivo muito simples. Ligar um computador qualquer que faz uma requisição, para um servidor de destino, onde está o conteudo solicitado. Isso poderia ser feito com um simples "fio" que liga ambos computadores como na imagem.

O grande problema é que estaremos ligando milhares de computadores a milhares de servidores. Esse único fio será feita por uma complexa estrutura de equipamentos, mas no final, a única coisa que queremos é realizar essa simples ligação.

[editar] Cabeamento

O Packet Tracer possui diversos cabos de conexão.

Exemplos de cabo de par trançado

[editar] Cabo de Par Trançado

O cabo de par trançado é o mais popular usado para confecção de redes. O programa tem os dois modelos

Copper Straight-Through (Cabo par-a-par)  : Representado como uma linha preta contínua

Copper Cross-Over (Cabo Cruzado) : Representado como uma linha preta pontilhada

A única diferença entre esses dois cabos é a disposição dos pinos internos. Um exemplo pode ser visto no próprio programa. O cabo cruzado possibilita ligar um computador direto no outro (mostrado como duas bolas verdes) enquanto o cabo par-a-par mostra haver erro na ligação.

[editar] Outros Cabos

Os outros cabos que o Packet Tracer possui são

Console : Utilizado para acessar a configuração de um equipamento.

Optical fiber (Fibra ótica) : Utilizado para rápidas velocidades

Phone (Cabo Telefônico) : Cabo simples de dois fio internos usado principalmente para se ligar no Modem.

Coaxial (Cabo coaxial) : Cabo antigo para rede de computadores, usado também apenas para modens a cabo.

Serial DCE  : Usado para conectar principalmente Roteadores.

Serial DTE  : Usado para conectar principalmente roteadores.

[editar] Equipamentos

De certa forma, o Packet Tracer é uma propaganda para os equipamentos da Cisco. Não iremos detalhar os modelos, mas os grupos como um todo.

[editar] Hubs

Um Hub funcionando corretamente

Um Hub é um equipamento responsável por replicar em todas as suas portas as informações recebidas pelas máquinas da rede. Veja que para ele não existe porta de entrada e saída, qualquer informação enviada por qualquer computador será retransmitida

para todos os outros. Caberá ao computador analisar se o quadro é para ele ou não.

Sua segunda função é para regenerar os sinais elétricos transmitidos. Devido a sua falta de "inteligência" (pois apenas liga cabos a cabos) ele não possui IP e não precisa de configuração alguma. Logo opera apenas na camada física do modelo OSI. Veja também que ele não possui qualquer proteção contra colisões de dados.

No Packet Tracer temos dois tipos de Hubs. O Hub-PT e o Repeater-PT. Em essencia ambos são iguais apenas diferindo que o primeiro suporta até 10 portas e o segundo apenas 2.

[editar] Bridge

A Bridge é um repetidor inteligente. Ela possui a capacidade de ler e analisar quadros de dados e caso esses não se destinem a rede que está conectada, ela não replicará os dados. Isso melhora o desempenho das redes, pois um quadro não será repetido desnecessáriamente para todos os computadores.

O Packet Tracer possui apenas uma ponte genérica. Ela é encontrada através de "Switches →Bridge-PT".

[editar] Switch

Um switch ligado a diversos equipamentos (espere um tempo para inicializar)

Os switches são bridges contendo mais portas. Ele envia os quadros de dados somente para a porta de destino. Diferente dos hubs, ele manterá o cabeamento da rede livre para as outras portas. Logo, outras portas poderão transmitir simultaneamente, caso a porta de origem e destino sejam diferente das usadas.

Os switches conseguem enviar quadros diretamente para as portas de destino porque eles são dispositivos que aprendem. Quando

um computador envia um quadro para o equipamento, o switch lê o endereço MAC de origem e anota em uma tabela interna. Assim, quando ele recebe um quadro para ser transmitido, ele consulta a tabela e envia caso exista. Caso contrário, o switch envia o quadro para todas as portas (exceto pela que entrou), funcionando nesse caso como um hub. Caso algum equipamento responda positivamente, o switch irá salvar o endereço MAC do equipamento.

[editar] Roteador

Exemplo de uma rede com roteadores ligando um computador a um servidor

Roteadores são equipamentos que operam na camada de rede do modelo OSI (camada 3). O papel fundamental do roteador é escolher um caminho para o datagrama (ou seja, um conjunto de quadros) chegar até o seu destino. Em redes grandes pode haver mais de um caminho, e o roteador é o elemento responsável por tomar a decisão de qual caminho percorrer. Em outras palavras, o roteador é um dispositivo responsável por inteligar redes diferentes.

A diferença entre roteadores e switches está no fato que os switch trabalham na camada 4, o que faz ver apenas os quadros individuais e sua função é apenas direcionar a porta de entrada e saída, trabalhando com os endereços físicos das placas de rede. Enquanto o switches tem o objetivo de encontrar rotas por diversos dispositivos, ele irá trabalhar com os endereços IP, ou seja, endereços lógicos.

[editar] Exemplo de rede

Para mostrar os procedimentos de montagem de rede, será demostrado passo a passo a montagem de uma rede completa. Ao invés de montar pequenas redes como exemplo, essa rede será interconectada e crescerá conforme for aprofundando os conhecimentos. Não será abordado nenhum caso em especial e

será tentado montar uma rede com a maioria dos dispositivos existente no programa. Contudo, iremos dividir sessões da rede em forma de laboratórios físicos, para separa-la em grupos.

Todo o modelo da rede poderá ser baixada aqui.

[editar] Portas e Conexões

O esquema do desse laboratório

Nossa primeira tarefa será conectar uma série de computadores em um hub. Estaremos interessado em demostrar as conectividades entre portas. O hub usado no programa suporta todos os tipos de porta sem apresentar problema. Veja que a tradução dos dados de cada tipo de porta para diversos equipamentos é feito pelo próprio hub e somente usa a camada física para isso.

Primeiro crie um Hub através da ferramenta "Hubs→Hub-PT". Veja que este é um equipamento genérico e possui 10 portas possíveis para conexão. Clique no equipamento e desligue-o. Então, preencha cada porta com duas de cada tipo de portas existente para o aparelho. Teremos a seguinte configuração:

2 portas : PT-REPEATER-NM-1CE - Ethernet (cabo par trançado) 2 portas : PT-REPEATER-NM-1CFE - Fast Ethernet (cabo par trançado) 2 portas : PT-REPEATER-NM-1CGE - Gigabit Ethernet (cabo par trançado) 2 portas : PT-REPEATER-NM-1FFS - Fast Ethernet (fibra óptica) 2 portas : PT-REPEATER-NM-1FGE - Gigabit Ethernet (fibra óptica)

Para finalizar ligue o equipamento.

Agora vamos criar os computadores. Será demostrado a compatibilidade entre os protocolos ethernet, Fast ethernet e gigabit ethernet|Gigabit ethernet. Crie 3 computadores que por padrão tem conexão Fast Ethernet e conecte ao hub através do cabo par-a-par(Straight-Through), cada um aos 3 tipos de protocolos. Veja que depois de um tempo, a luz ficará verde indicando o funcionamento correto. Crie mais dois computadores, agora com um conector Ethernet e outro com Fast Ethernet e conecte cada um ao protocolo oposto (Giga em Ethernet). Uma porta fast ethernet ficará livre como porta de saída. Veja a completa compatibilidade entre cada tipo de conexão.

O mesmo não vai ocorrer com os protocolos de fibra optica. Crie mais 4 computadores, dois com conectores de fibra optica para fast ethernet e dois de fibra para GigaBit Ethernet. Conecte um computador ao mesmo protocolo e outro ao oposto com o cabo de fibra optica (fiber). Nesse caso, não temos compatibilidade, apenas irá funcionar o protocolo com seu igual. Até o mais novo (Gigabit Ethernet) não é compativel com o mais antigo.

Para configurar essa rede, iremos utilizar o serviço DHCP. Todos os tipos de protocolo aceitam o DHCP para configurar o Gatway e o servidor DNS. Mas para configurar o IP de cada máquina, apenas as que tem portas de Cabo de Par Trançado com o protocolo Fast Ethernet serão possiveis utilizar o DHCP. Todas as outras deverão entrar o IP manualmente. Posteriormente criaremos um servidor para provir o serviços do DHCP.

Nossa rede terá o endereço base 69.42.24.X onde X é um número que irá de 0 a 255 para endereçar todas as máquinas da rede. Como apenas estaremos mudando o último o último número do quarteto do IP, nossa mascara da subnet será 255.255.255.0.

Termine de configurar os computadores e utilize a última porta fast ethernet para conectarmos no nosso switch através de um cabo Cross-Over. A imagem mostra o esquema montado até agora.

Finalmente, selecione todo o esquema montado e clique em New Cluster para juntarmos esse esquema.

[editar] Redes sem fio

O esquema do desse laboratório

Vamos criar um segundo laboratório usando apenas redes sem fio. Primeiro clique em Wireless Devices e então crie um roteador wireless com o modelo Linksys-WRT300N. Veja que ele tanto aceita conexões wireless quanto através do cabo "Par trançado". Conectar o computador através de cabos é simples e não requer qualquer configuração. (Apenas deixe o DHCP ativado para posterior configuração dos IP).

Entre no roteador e clique no botão de configuração Internet e deixe o DHCP ativado. Como vamos criar uma sub-rede, no botão LAN configure o IP com o número mágico 192.168.0.1 e a mascara da subnet como 255.255.255.0. Todos os computadores que se conectarem através do Wireless estarão nessa rede.

Por fim, clique em Wireless e poderemos ou não colocar uma senha para ingressar na rede, além de um nome para a rede, quando for detectado por um computador. Neste equipamento, colocaremos uma senha para demostrar seu funcionamento. Precisa de 10 dígitos em hexadecimal que pode ser "1234567890".

Nesse roteador, vamos conectar um AcessPoint, que é mais simples pois apenas oferece uma conexão wireless e nenhuma com cabo, a não ser no local de entrada para a rede. Veja que no AcessPoint é possível também colocar senha, mas vamos deixar essa sem nenhuma.

Para criar os computadores para conectar as redes wireless, podemos criar um computador, desliga-lo, retirar a conexão padrão e colocar o módulo Linksys-WMP300N que

providenciará o suporte a wireless. Uma forma mais rápida é clicar em Custom Made Device→Wireless PC.

Por fim, para conectar um equipamento entre no computador em questão, vá na aba Desktop e então clique em PC Wireless. Clique na aba interna Connect e será mostrado as redes disponíveis. Basta escolher alguma e se tiver senha, colocar. E então a conexão será feita e o programa mostrará uma linha de traços paralelos como na figura, indicando a conexão. Para terminar, conecte o Roteador Wireless no nosso Switch central.

[editar] Servidores

Os servidores provêm diversos serviços para a rede, mostraremos como configurar alguns.

[editar] Servidor DHCP

O DHCP provê um IP único de forma dinâmica para todas as máquinas da rede que deixam esse serviço ativado. Para isso, primeiro criamos um servidor através de "End Services→Serve-PT". Conecte no switch com um cabo par trançado par-a-par. Uma vez funcionando corretamente, clique no servidor e vá no botão "INTERFACE→Fast Ethernet". Configure um IP, por exemplo 69.42.24.1. Em Subnet Mask coloque 255.255.255.0.

Agora vá ao botão "SERVICES→DHCP". Você verá o IP que acabou de configurar com o último quarteto do IP iqual a 0 e ele fará que o máximo de conexão possível é 256 como anteriormente. Se colocássemos o Subnet Mask como 255.255.0.0 seríamos a opção de endereçarmos 65.536 computadores.

Agora será necessário configurar o Gateway Default, que será o Gateway de todas as máquinas e representa o endereço que qualquer computador utilizará quando quizer acessar algo fora da rede. Por fim, falta colocar o DNS Server que será o primeiro nível de servidor que cada computador vai acessar quando quizer o endereço de um web site. Vamos colocar o IP 40.50.60.70 que configuraremos em um outro servidor. Logo, para não ter

qualquer problema agora, desative a opção do DNS desse servidor.

[editar] Servidor DNS

Um computador fazendo uma requisição DHCP bem sucedida

Agora vamos criar um web site e o primeiro nível de um servidor DNS. Crie um novo servidor e conecte no switch. Agora configure o IP do servidor exatamente o mesmo que colocamos para ser o DNS Server acima, ou seja 40.50.60.70.

Agora clique no botão "SERVICES→HTTP" e lá será configurada a página desse servidor. Se quizer deixe a default. Agora vá no botão "SERVICES→DNS" e vamos configurar o endereço da página principal desse servidor. Coloque em "Domain Name" um endereço qualquer, como [1] e o IP desse servidor (40.50.60.70). Podemos configurar outros sites. Por exemplo, se criarmos o site [2] e um ip como "100.50.50.50".

[editar] Rastreando um Pacote

O conteudo de um PDU

Vamos entrar no laboratório 1 e visualizar um simples pacote trafegar pela rede. Deixe o programa no modo Simulação (Simulation). Clique em P para adicionar um simples pacote PDU. Vamos clicar entre um computador de origem e um de destino.

Então vamos rastrear os pacotes trocados. No modo simulação clique em "Capture/Forward" para vermos passo a passo o que vai acontecendo. Poderá sempre se clicar no envelope que aparece nos computadores para ver o conteudo do pacote. Se clicarmos no primeiro envelope no início da troca de mensagem, veremos que

ele estará na porta de saida e se clicar em "Outbound PDU Details" verá o que está nesse pacote.

A rede realizará os seguintes passos:

1. O computador de origem enviará o pacote para o Hub. 2. O Hub por sua vez enviará para todos os computadores

conectados a ele. 3. Apenas o computador de destino aceitará o pacote. Todos os

outro descartarão, pois checam o IP destinatário e veem que não são dele.

4. O computador destinatário, por sua vez envia uma mensagem de sucesso, enviando para o HUB.

5. Mais uma vez o hub envia o pacote para todos os outros computadores.

6. O computador de origem recebe o pacote e todos os outros descartam.

Obtido em "http://pt.wikibooks.org/wiki/Packet_Tracer/Construindo_Simula%C3%A7%C3%B5es"Lhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhh

Análise de Padrões

[editar] Uma explicação para quase tudoApresentação

Durante séculos o homem pesquisa, identifica e qualifica eventos, comportamentos e outras variáveis em um padrão observado, empiricamente ou não, partãa prever ou entender determinados assuntos. São muitos os exemplos, resultados, aplicações e confiabilidades. Entretanto, nem todos os eventos são mensuráveis ou seguem uma lógica que permita sua previsão com aceitavel grau de sucesso. Fenomenos sociais, em geral, são assim. O presente livro tem por objetivo demonstrar ao leitor usos, estudos e aplicações já existentes que utilizam análise de padrões. Não tratarei de nenhum ponto estatístico específico, tampouco irei propor um definitivo. Em verdade, o autor verá ao

longo do livro que não os padrões dentro da analíse dos mesmos quase sempre são únicos. Ou seja: É possível analisar varios padrões para várias áreas diferentes. Entretanto, é bastante dificil analisar esses padrões por um mesmo ângulo. A proposta fundamental é instigar no leitor a curiosidade sobre o tema; mostrar que existem enormes áreas não exploradas e diversas outras que ainda não foram criadas onde a inovação não está na inventividade e, sim, na observação. Para analisarmos padrões o passo fundamental é a observação. É exatamente esse processo inicial, fundamental e natural que nos fornecerá os dados para serem analisados. Existem diversas formas bem documentadas sobre análise de padrões. Todas as ferramentas estatísticas são maneiras diferentes ou relacionadas utilizadas para identificar padrões, tratar dados e prever eventos e ocorrências. O lançamento de um dado é um exemplo clássico. É bem sabido que a chance de obtermos o número dois em um lançamento de um dado é de um para seis. A questão proposta aqui, entretanto, vai além do estudo matemático de o por que das chances serem um para seis como dado no exemplo. Esse tipo de previsão, embora bastante simples, é suficientemente eficaz. Obviamente, não é uma certeza real, uma tese; trata-se de uma hipotese. Por nossa noção matemática e lógica, pensamos imediatamente na razão da hipotese em obtermos o número dois no lançamento de um dado com o raciocinio baseado no fato de o dado ter seis faces numeradas. Aprendemos, também, que existe a possibilidade não obtermos o número desejado em uma quantidade superior de lançamentos ao número de faces. A isso chamamos, no exemplo, de dado viciado. Por ser um exemplo lógico, bem como uma adição, muitas vezes não observamos os fatos em si. A análise de padrões, por sua vez, tem por essencia e início a observação de eventos. Para ser de nosso conhecimento e nossa aceitabilidade lógica a probabilidade de sucesso no lançamento proposto, foram analisados diversos lançamentos do mesmo dado. Com isso a informação começou a ser criada. Observamos, por exemplo, de que a cada X lançamentos o número Y era repetido, quase sempre, em uma razão proporcional que nos permitiu criar um padrão confiável de previsão de um evento futuro. Entretanto, a previsão futura não é a única observação real que temos com a

ánalise de padrões. Ainda no exemplo supra citado, mudemos a pergunta. Se ao invés de perguntar qual seria nossa chance em tirar um determinado número em um lançamento aleatório, pensemos no objeto: Foram feitos 8 lançamentos de um determinado objeto onde o número dois, em intervalo de um a seis, apareceu uma vez. Qual é a forma do objeto? Por nossa ánalise de eventos e fatos suporemos, com aceitavel grau de confiabilidade, que o objeto em questão é um cubo, um dado. Não apenas pelo número de faces desse objeto mas como pelo número de lançamentos e da escala. Nesse exemplo temos três váriaveis importantes para determinar o tipo de objeto em questão: o número de lançamentos, o intervalo e o resultado. Em resumo, a ánalise de padrões depende de variáives e dados que serão observado para serem estudados e, finalmente, previstos. A previsão, por sua vez, tem um grau de confiabilidade aceito ou não. Esse grau é determinado, principalmente, pelo risco.

Redes Neurais

As redes neurais são ferramentas largamente utilizadas em diversas áreas da sociedade e pouquissimo utilizada em outras. A idéia, no geral, é excelente. Uma rede neural é, fundamentalmente, uma ánalise de padrões. Embora existam várias versões comerciais dessas redes para propositos diferentes, nós criamos as nossas próprias a todos os momentos. A analogia do nome desse método é feita com relação ao cérebro humano. Temos diversas áreas específicas em nosso cérebro que podem existir independentemente uma das outras exercendo apenas sua função e pode, também, interagir com outras áreas. Atualmente a maior área de atuação das redes neurais é no campo da segurança da informação. Os bancos, em especial, têm nessa ferramenta uma forte aliada ao combate e prevenção de fraudes. De maneira mais técnica, uma rede neural comercial, utilizada por muitos bancos, é um algorítimo matemático para análise de padrões seguindo determinadas regras. As regras, na verdade, são a inteligência do sistema. Embora elas não representem por si só o produto final, são elas que conferem um determinado grau de confiança e segurança a uma rede neural. Um exemplo bastante básico de uma

das regras utilizadas pela rede neural é o posicionamento geográfico. Se o cliente bancário reside e trabalha em São Paulo, qual é a prababilidade de uma compra efetuada em Brasilia, com o cartão desse cliente, ter de fato sido realizada por ele? Quais observações podem ser feitas para respondermos a essa pergunta com um grau de confiabilidade aceitavel? Suponhamos que o dado cliente é idoso, não tem histórico de compras fora do seu estado e não costuma viajar. Pelo fato do cliente ser idoso, não ter o hábito de viajar e não ter histórico de compras fora do seu estado de origem, a probabilidade de que esse cliente não tenha efetuado tal compra passa a ser dominante. O histórico é fundamental para esse tipo de análise. Ele é quem fornecerá as informações que serão observadas para o tratamento dos dados em questão. Se um cliente X tem um forte histórico de compras em um supermercado Y, qual a probabilidade de uma compra realizada no supermercado Z ter sido feita por esse cliente? Para respondermos essa pergunta com aceitavel grau de confiabilidade, devemos analisar outros dados, precisamos de mais informações. Se o cliente tem forte histórico de compras no supermercado Y, possivelmente temos também os horários e valores dessas compras. Temos, também, o endereço residencial e o endereço comercial desse dado cliente. Logo, podemos acrescentar a nossa equação o perimetro do supermercado Z. Ele fica proximo a residência, ao trabalho ou até mesmo no caminho de um ponto para o outro desse cliente? Quais dessas informações tem maior ou menor relevância para a classificação da ação em si? Exatamente por conta da última pergunta, pesos diferentes são atribuidos as diferentes observações e variáveis a um determinado grupo de clientes. Os dois exemplos são bastante simples e até certo ponto, incompletos. Existem muitas outras variáveis atribuidas em casos como esses para determinar certo grau de confiabilidade.

Obtido em "http://pt.wikibooks.org/wiki/An%C3%A1lise_de_Padr%C3%B5es"