curso profissional técnico de gestão e programação de...
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A IMPORTÂNCIA DOS MEIOS FÍSICOS DE TRANSMISSÃO
Numa rede de computadores é necessário existir troca de
informação, estes dados circulam através de algum meio
físico de transmissão de sinal.
Os sinais que circulam numa rede informática podem
passar por cabos elétricos ou óticos, dependendo se o cabo
deixa passar corrente elétrica (eletrões) ou feixes
luminosos, e por meio de transmissão sem fios. 2
MEIOS DE TRANSMISSÃO METÁLICOS
Um dos meios de transmissão utilizados para o envio e
receção de informação são designados cabos elétricos que
são meios de transmissão metálicos e que por essa
razão são bons condutores de corrente elétrica.
Por estes meios podem circular sinais elétricos de 2 tipos:
Sinais elétricos analógicos
Sinais elétricos digitais 4
MEIOS DE TRANSMISSÃO METÁLICOS
O ser humano trata o som e a imagem de um modo
analógico (sinal contínuo).
Podemos converter som e imagem do formato analógico
para o digital, mas ao fazê-lo verifica-se uma perda de
informação.
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UTILIZAÇÃO E ADAPTAÇÃO ÀS EXIGÊNCIAS DO MERCADO
Os cabos metálicos são os mais utilizados como meio físico de
comunicação e transmissão de sinais elétricos.
As tecnologias de comunicação sem fios ou com cabos de fibra
ótica tem vindo a crescer.
No entanto, os condutores metálicos ainda são os preferidos
devido ao seu preço, rendimento e simplicidade de instalação. 6
CABOS SIMPLES
Um cabo simples pode ser constituído por 2 ou mais
condutores envolvidos por um material isolante:
Agrupados em feixe com um isolamento exterior envolvente
Dispostos lado a lado em faixa (flat cable).
No caso de possuírem blindagem exterior, ela pode ser
composta por uma fita metálica. 7
CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
São compostos por um número par de condutores que
formam uma espécie de trança 2 a 2.
A forma de trança faz com que estes cabos sejam menos
sensíveis ao ruído eletromagnético provocado por
outros aparelhos elétricos.
O ruído eletromagnético está presente em todo o tipo de
equipamento elétrico, e se o seu valor for excessivo, o
sinal que circula no cabo pode ser distorcido,
provocando erros na comunicação.
Este problema é mais sensível quanto maior for o
comprimento do cabo e a velocidade de transmissão.
8
CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Designações de acordo com o tipo de blindagem
Os cabos de par entrançados podem ter vários tipos de
blindagem e designações com o objetivo de reduzir a emissão
de radiação eletromagnética (EMR) e a proteção contra
interferências eletromagnéticas (EMI) dos sinais.
Dependendo da construção a ser realizada, e realizada com o
grau de blindagem que se pretende para infraestrutura, os
cabos de par entrançados podem ser classificados em:
UTP, FTP, SFTP, STP, SSTP
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CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Designações de acordo com o tipo de blindagem
UTP (Unshielded Twisted Pair) – não há blindagem metálica
a envolver os condutores.
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CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Designações de acordo com o tipo de blindagem
FTP (Foiled Twisted Pair) – o cabo possui uma lâmina de
alumínio e poliéster a envolver o conjunto de pares que o
compõem.
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CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Os cabos UTP são padronizados pela EIA/TIA (Eletronic
Industries Association/Telecommunication Association) e
têm a sua aplicação dividida por categorias:
Categoria 1
Categoria 2
Categoria 3
Categoria 4
Categoria 5
Categoria 5e (enhanced)
Categoria 6
Categoria 7
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CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Categoria dos cabos de pares não blindados:
15
Categoria Aplicação
1 Utilizado em linhas telefónicas; 2 pares entrelaçados. Com
banda de até 60kHz e taxa de 64kbps
2
Cabos e hardware com características de transmissão até
1MHz e utilização em redes de dados IBM (SNA) com taxas
até 2Mbps. 4 pares entrelaçados
3
Cabos e hardware com características de transmissão até
16MHz e utilização em redes de dados IEEE 802.3
(Ethernet) com taxas até 10Mbps. 4 pares entrelaçados
4
Cabos e hardware com características de transmissão até
20MHz e utilização em redes de dados IEEE 802.3 (Token
Ring) com taxas até 16Mbps. 4 pares entrelaçados
CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Categoria dos cabos de pares não blindados:
16
Categoria Aplicação
5
Cabos e hardware com características de transmissão até
100MHz e utilização em redes de dados IEEE 802.3 (Fast
Ethernet) e ANSI (FDDI) com taxas até 100Mbps. 4 pares
entrelaçados
5e
Cabos e hardware com características de transmissão até
100MHz e utilização em redes de dados IEEE 802.3 (Giga
Ethernet) com taxas até 1Gbps. 4 pares entrelaçados
6
Cabos e hardware com características de transmissão até
250MHz e utilização em redes de dados IEEE 802.3 (Giga
Ethernet) com taxas até 1Gbps. 4 pares entrelaçados
7
Cabos e hardware com características de transmissão até
600MHz e utilização em redes de dados IEEE 802.3 (10
Giga Ethernet) com taxas até 10Gbps. 4 pares entrelaçados
CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Ferramentas utilizadas:
Para o “cravar” os cabos UTP e STP, são necessários vários
equipamentos:
Ficha RJ45 para redes de computadores
Ficha RJ11 para ligações de terminais telefónicos
Alicate de cravar os cabos UTP ou STP nas fichas
Alicate de descarnar (retirar o isolamento exterior do cabo)
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CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Tipos de ligações:
Para a ligação de computadores numa rede através dos cabos
UTP e STP é necessário seguir as normas T568A ou T568B
para “cravar” as fichas.
Na construção de um cabo Ethernet do tipo cabo direito (patch
cable), a norma utilizada pode ser uma das duas, nas 2 fichas
do cabo.
Se escolhermos a norma T568B para uma das pontas devemos
escolher a mesma norma para a outra ponta.
Os patch cables ligam computadores a uma rede (a um switch,
a um router, …).
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CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Tipos de ligações:
A construção de um cado Ethernet do tipo crossover, as normas
devem ser opostas em cada ficha, isto é, se escolhermos a
norma T568B numa ponta temos que escolher a norma T568A
na outra.
Os cabos crossover servem para ligar dois computadores um
outro ou para ligar dispositivos de interligação (hubs, switchs).
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CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Elaboração de cabos
Caso se esteja a fazer um cabo para interligar uma placa de
rede a um hub ou switch deve-se ordenar os cabos da seguinte
forma:
20
Pino Ficha RJ45 - PC Ficha Rj45 - hub
1 Verde/Branco Igual
2 Verde Igual
3 Laranja/Branco Igual
4 Azul Igual
5 Azul/Branco Igual
6 Laranja Igual
7 Castanho/Branco Igual
8 Castanho Igual
CABOS DE PARES ENTRANÇADOS
Elaboração de cabos
Caso haja necessidade de se ligar 2 computadores
diretamente, ou se interligar 2 hubs devemos ordenar os cabos
da seguinte forma:
21
Pino Ficha RJ45 - PC Ficha Rj45 - PC
1 Verde/Branco Laranja/Branco
2 Verde Laranja
3 Laranja/Branco Verde/Branco
4 Azul Azul
5 Azul/Branco Azul/Branco
6 Laranja Verde
7 Castanho/Branco Castanho/Branco
8 Castanho Castanho
CABOS DE FIBRA ÓTICA
É constituído por um condutor de feixes luminosos.
Transmite através de sinais óticos (fotões).
O revestimento (cadding) possui um grau de refração
diferente do condutor de fibra de vidro, provocando reflexão
do feixe de luz, para que o sinal circule sempre dentro do
núcleo do conduto ótico.
Como a reflexão não é perfeita, regista-se uma perda de
sinal ao longo do cabo. Esta perda de sinal é inferior às
perdas dos sinais elétricos. 22
CABOS DE FIBRA ÓTICA
A fibra ótica é constituída por um núcleo central cilíndrico
em vidro de silício, rodeado por um revestimento (também
de silício ou outro material com características idênticas)
envolvente do núcleo.
A fibra de fortalecimento é um revestimento protetor do
cabo.
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CABOS DE FIBRA ÓTICA
Vantagens
Velocidades de transmissão são elevadas.
As perdas de sinal são inferiores às de um cabo elétrico.
A quantidade de sinais transmitidos é muito superior à dos
cabos UTP. Transmissões na ordem dos Tbps.
Os cabos tem uma espessura mais finas e são mais leves que
os de cobre.
Completa imunidade a interferências eletromagnéticas,
anulando os problemas de ruído eletromagnético.
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CABOS DE FIBRA ÓTICA
Desvantagens
A aplicação da fibra ótica não tem tido a evolução esperada em
LAN devido:
Custo dos cabos óticos
Custo dos acessórios de ligação
Custo da mão de obra na instalação
Os cabos UTP suportam cada vez mais velocidades de transmissão
mais elevadas, satisfazendo a maioria das aplicações neste tipo de
rede.
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CABOS DE FIBRA ÓTICA - TIPOS
São classificadas em 2 grandes grupos:
Fibras multimodo (MMF – Multiple Mode Fiber) – possuem
vários caminhos de propagação da luz, ou seja, os raios podem
percorrer o interior da fibra ótica por vários caminhos. São mais
grossas que as monomodo.
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CABOS DE FIBRA ÓTICA - TIPOS
São classificadas em 2 grandes grupos:
Fibras monomodo (SMF – Single Mode Fiber) – possuem um
único modo de propagação da luz, ou seja, os raios percorrem o
interior da fibra ótica por um só caminho. São mais finas, exigindo
técnicas de alta precisão para poder realizar conexões entre
segmentos de fibras. Conseguem ter maior comprimento e
desempenho do que as MMF.
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CABOS DE FIBRA ÓTICA - CONETORES
Os conetores mais comuns para fibra ótica são:
LC (Lucent Connector) – foi desenvolvido pela Lucent. É muito
utilizado nas fibras monomodo e em transceivers 10 Gigabit
Ethernet.
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CABOS DE FIBRA ÓTICA - CONETORES
Os conetores mais comuns para fibra ótica são:
SC (Snap-in Connector) – é um conector muito simples e eficiente,
que usa um sistema simples de encaixe. É bastante utilizado nas
redes Gigabit, tanto em cabos multimodo como monomodo.
Tem como desvantagem o seu tamanho, cada conetor SC tem a
dimensão de 2 conectores RJ45 e quase 2 vezes maior que o
conector LC.
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CABOS DE FIBRA ÓTICA - CONETORES
Os conetores mais comuns para fibra ótica são:
ST (Straight Tip) – é um conector muito parecido com os
conectores BNC. Na sua ponta existe um tubo cilíndrico branco
que é responsável por conduzir o núcleo da fibra e fixá-lo dentro do
conector.
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CABOS DE FIBRA ÓTICA - CONETORES
Os conetores mais comuns para fibra ótica são:
MT-RJ (Mechanical Tranfer Registered Jack) – é um conector
compacto. A sua utilização tem vindo a crescer.
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CABOS DE FIBRA ÓTICA - CONETORES
É possível utilizar conectores diferentes nos dois lados do
cabo, usando conetores LC de um lado e conetores SC do
outro lado.
Cada conector tem as suas particularidades e a escolha de
qual utilizar tem a ver com a exigência dos fabricantes dos
equipamentos onde pretendemos ligar a fibra.
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MEIOS SEM FIOS
As tecnologias mais importantes utilizam:
ondas de rádio
microondas
radiação infravermelha
raios laser
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MEIOS SEM FIOS - RÁDIO
Propagam-se limitadas pela altura da atmosfera e seguem
a curvatura da Terra.
Propagam-se em todas as direções a partir do emissor de
sinal.
Os emissores estão colocados, normalmente, em antenas de
altura variável ou instalados em locais de grande altitude
para que as emissões cheguem mais longe. 34
MEIOS SEM FIOS – MICRO-ONDAS
A transmissão é direcional e necessita de uma linha de
vista, ou seja, o emissor e o recetor têm que se ver.
A distância de 50km serve de referência devido à curvatura
da Terra (esta distância também depende da altura da
antena e da sua posição).
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MEIOS SEM FIOS – MICRO-ONDAS
Quando não é possível ter uma linha de vista entre o
emissor e o recetor, são utilizados repetidores para a
transmissão.
Sendo esta uma alternativa para as transmissões onde não
viável a instalação de cabos (torna-se mais barato construir
postes de 50 em 50km do que soterrar um cabo de cobre,
alumínio ou fibra).
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MEIOS SEM FIOS – MICRO-ONDAS
Neste tipo de transmissão, a informação pode ser
capturada por outras pessoas e é sensível a
interferências provocadas por outras fontes de sinais na
mesma banda de frequência da rede, por tempestades ou
outros fenómenos atmosféricos.
Nas ligações micro-ondas podemos ter:
Ligações terrestres – usadas na interligação de redes privadas
quando há linha de vista entre emissor e recetor.
Ligações terra-satélite – usadas para interligar estações
distantes e sem linha de vista (continentes, …).
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Para a ligação de redes locais ou alargadas são utilizados
dispositivos designados por interligação.
Esses dispositivos são:
Repetidor
Hub
Switch
Bridge
Router
Gateway
Modem 38
EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Repetidor
Assim, o Repetidor é o dispositivo que amplia o sinal ao
longo da rede.
São utilizados de 185 em 185 metros porque o comprimento da
cablagem é limitado e se não respeitarmos o limite o sinal
poderá não chegar ao destino desejado.
O “caminho” existente entre repetidores chama-se segmento.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Repetidor
Qualquer cabo elétrico utilizado numa rede de área local tem
um alcance limitado em relação à propagação do sinal.
Os cabos de pares entrelaçados têm um limite variável, que
pode situar-se entre os 5 e os 100 metros (conforme a qualidade
do cabo).
Os cabos coaxiais podem ir até cerca dos 180 metros.
Os cabos de fibra ótica têm um alcance maior que pode situar-se
à volta dos 2 km.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Repetidor
Os repetidores não efetuam qualquer mudança na informação
que recebem nem analisam endereços (origem e destino),
apenas os repetem.
Atualmente, os repetidores estão em desuso em redes
locais cabladas, na medida em que um planeamento correto
da rede deve evitar a sua necessidade, dimensionando-se as
ligações de acordo com os comprimentos máximos dos cabos.
Em redes sem fios podem ser muito úteis.
Nas redes atuais, existem dispositivos que fazem o papel dos
repetidores (Hubs ativos).
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Hub
Serve para interligar diversos computadores quando a
topologia física usada é a de estrela.
De cada computador individual sai um cabo que é ligado a
uma ficha do hub. Caso exista algum problema num cabo ou
ficha somente aquele computador deixa de comunicar.
Internamente tem uma topologia em barramento e portanto os
dados enviados por um computador são transmitidos
para os outros (funciona como espelho).
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Hub
Existem dois tipos de hubs:
Hub Passivo – concentra as ligações da estrela sem ampliar os
sinais envolvidos nas transmissões.
Hub Ativo – concentra as ligações da estrela e realiza o papel de
repetidor, amplificando os sinais.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Switch
Dispositivo comutador que tem a mesma função que o hub,
tendo um funcionamento interno diferente.
Internamente tem uma topologia de comutação de portas,
isto é, se dois computadores estiverem a comunicar as duas portas
comutam e interligam-se de modo a que os outros computadores
possam também comunicar em simultâneo (ligação realizada
entre dois pontos). Nunca há colisões porque os switches são full-
duplex.
Encaminha os pacotes para o destinatário correto pois
identifica as máquinas pelo MAC address.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Switch
Os switches agregam avanços tecnológicos capazes de
aumentar a velocidade da rede.
Um switch tem o mesmo aspeto de um hub, mas é apenas o
aspeto.
Existem, também, os virtual switches, que têm a
funcionalidade de criar redes distintas dentro do mesmo
switch, para que os computadores de uma parte da rede não
tenham acesso a outra.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
46
No caso de um hub com
portas a 10 e 100Mbps, se
existir 1 computador a
comunicar com uma placa a
10Mbps, as restantes
comunicações funcionam a
10Mbps (mesmo que as outras
máquinas tenham placas de
rede a 100Mbps).
Numa mesma situação utilizando
um switch, o funcionamento altera-
se.
Se um computador tiver um placa a
10Mbps e comunicar com outro pc
com uma placa de 100Mbps, a
comunicação será a 10Mbps.
Mas se, ao mesmo tempo, houver 2
computadores a comunicarem a
100Mbps, a comunicação será
realizada a 100Mbps, pois são
criados caminhos diferentes.
Hub Switch vs
EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Bridge
Dispositivo que permite interligar dois ou mais
segmentos LAN, transferindo a informação de um
segmento a outro.
Funciona como um filtro, permitindo a separação do
tráfego entre dois segmentos, evitando a propagação de
informação sem interesse para outros segmentos.
O endereçamento utilizado é o endereçamento MAC das placas
de rede (endereçamento físico).
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Bridge
Quando a bridge recebe uma mensagem de um segmento e
conclui, após análise do endereço físico do destinatário, que ele
se encontra noutro segmento, efectua a transferência entre
segmentos. Caso contrário, não procede a qualquer
transferência.
Permitem dividir uma rede local em duas ou interligar duas
redes já existentes e gerir o tráfego entre essas sub-redes
resultantes.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Bridge
A bridge sabe quem está à sua esquerda e quem está à sua
direita e regista os endereços.
Desta forma ela apenas encaminha mensagens para uma sub-
rede se o destinatário lá estiver.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Bridge
Como funciona uma bridge?
Verifica se recebeu, se tiver erros, é descartada.
verifica o endereço da estação de destino para saber em que
segmento da rede ela se encontra.
se a estação de destino estiver no mesmo segmento da estação
emissora, a trama é eliminada.
se a estação de destino não estiver no mesmo segmento da estação
emissora, a frame é encaminhada para o segmento devido.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Router
Dispositivo que serve para interligar duas ou mais redes
distintas. Exemplo: ligação de uma rede local com vários
computadores à Internet.
Pode interligar redes com arquitecturas distintas (rede Token
Ring, Ethernet, X.25).
Decide qual o caminho a tomar para o envio. A decisão é baseada em
dois critérios:
o caminho mais curto.
o caminho mais descongestionado.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Router
Opera na camada de rede e utiliza um endereçamento
lógico (endereço IP).
O endereçamento e feito através de uma tabela de routing
(mapa da rede) que permite localizar os computadores e
routers a que está ligado.
Quando um dos computadores tenta aceder a um endereço, o
router analisa se esse endereço existe na rede local, se não o
encontrar , faz uma ligação para o exterior.
Quando obtiver resposta envia a informação para o
computador.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Router
Fisicamente um router pode ser:
Um equipamento independente.
Um computador com software adequado — podemos usar o sistema
operativo Linux, pois este tipo de serviço já vem incluído nas
distribuições de Linux mais conhecidas. Configurando-se o serviço
de router, o computador faz o reencaminhamento das ligações.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
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Uma bridge apenas é capaz
de discriminar se uma
mensagem se destina a um
ponto na sua sub-rede de
origem ou a um ponto numa
outra sub-rede.
Um router analisa e processa
os endereços dos pacotes de
dados a um nível superior,
sendo capaz de determinar
qual ao melhor percurso para
uma mensagem atingir o seu
destino.
Bridge Router vs
EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Gateway
Chamada de porta de saída.
É um sistema de interligação de redes distintas.
Pode ser implementado:
em software
em hardware
combinação das duas
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Gateway
A gateway efetua a conversão entre vários protocolos de
transportes de dados. Geralmente é associado a uma rede
devido a sua capacidade de conversão. Exemplo: os softwares
de gestão de e-mail para redes mais comuns (Microsoft
Exchange) não comunicam diretamente com os servidores de e-
mail da Internet sem o uso de uma gateway.
A gateway traduz as mensagens de e-mail com o formato
utilizado nas redes do tipo LAN em mensagens com o formato
SMTP, que é o formato que os servidores de internet usam.
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EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
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Os routers e os gateway são dispositivos fundamentais da
interligação dos largos milhares de redes que constituem a
Internet.
São eles que desempenham a função de encaminhar as
mensagens da sua rede de origem à rede de destino.
Determina os melhores percursos que nem sempre são os mais
curtos em extensão, mas os que se apresentam disponíveis,
menos congestionados ou com melhores níveis de desempenho.
Router e Gateway
EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES
Modem
Dispositivo que converte os sinais digitais em sinais capazes
de serem transmitidos pelas linhas telefónicas (sinais
analógicos).
Se o computador estiver ligado por modem a uma linha
telefónica analógica ou digital ou a um circuito de televisão por
cabo, os modems utilizados serão diferentes.
Neste sentido, temos que ter um modem adequado a cada
circuito de transmissão para que a modulação e desmodulação
sejam realizadas adequadamente.
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