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Prof. M.Sc. André Nasserala Analista de Sistemas Esp. Redes de Computadores nasserala@gmail.com +55 (68) 8401-3742

Comunicação e Redes de Computadores

Disciplina •  Carga Horária: 60h; •  25% faltas reprova = 15h; •  Código: CCET025, 2-1-0; •  Ementa:

•  Introdução às redes de computadores. Transmissão de dados. Comunicação digital. Tecnologia de redes de computadores. Arquiteturas de redes de computadores. Protocolos de comunicação. Modelos de referência de redes de computadores. Redes de computadores de alta velocidade. Redes locais de computadores. Interconexão de redes de computadores.

Disciplina •  Prova Escrita: Peso 7; •  Trabalho: Peso 3;

•  Média = (PE*7 + TR*3)/10;

•  Pontos para Eliminar: 16 = média 8,0;

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Conceito de Redes •  Segundo INPE, Rede é um grupo interligado de nós ou

estações, conectadas por canais de comunicação ou por meio de equipamentos de conexões, que seria um sistema de computadores e dispositivos periféricos conectados que podem compartilhar informações, programa, impressora, scanners, CD-ROMs, correio eletrônico, etc.

História das redes •  As redes passaram por um longo processo de evolução

antes de chegarem aos padrões utilizados atualmente. As primeiras redes de computadores foram criadas ainda durante a década de 60, como uma forma de transferir informações de um computador a outro. Na época, o meio mais usado para armazenamento externo de dados e transporte ainda eram os cartões perfurados, que armazenavam poucas dezenas de caracteres cada (o formato usado pela IBM: 80 caracteres por cartão).

História das redes •  De 1969 a 1972 foi criada a Arpanet, o embrião da Internet que

conhecemos hoje. A rede entrou no ar em dezembro de 1969, inicialmente com apenas 4 nós, que respondiam pelos nomes SRI, UCLA, UCSB e UTAH e eram sediados, respectivamente, no Stanford Research Institute, na Universidade da California, na Universidade de Santa Barbara e na Universidade de Utah, nos EUA. Eles eram interligados através de links de 50 kbps, criados usando linhas telefônicas dedicadas, adaptadas para o uso como link de dados.

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História das redes •  A segunda parte da história começa em 1973 dentro do PARC (o

laboratório de desenvolvimento da Xerox, em Palo Alto, EUA), quando foi feito o primeiro teste de transmissão de dados usando o padrão Ethernet. Por sinal, foi no PARC onde várias outras tecnologias importantes, incluindo a interface gráfica e o mouse, foram originalmente desenvolvidas. O teste deu origem ao primeiro padrão Ethernet, que transmitia dados a 2.94 megabits através de cabos coaxiais e permitia a conexão de até 256 estações de trabalho. Este célebre desenho, feito por Bob Metcalf, o principal desenvolvedor do padrão, ilustra o conceito:

Ethernet e TCP/IP •  Ethernet é uma tecnologia de interconexão para redes

locais - Local Area Networks (LAN) - baseada no envio de pacotes. Ela define cabeamento e sinais elétricos para a camada física, e formato de pacotes e protocolos para a camada de controle de acesso ao meio (Media Access Control - MAC) do modelo OSI. A Ethernet foi padronizada pelo IEEE como 802.3. A partir dos anos 90, ela vem sendo a tecnologia de LAN mais amplamente utilizada e tem tomado grande parte do espaço de outros padrões de rede como Token Ring, FDDI e ARCNET.

•  O conjunto de protocolos TCP/IP é um conjunto de protocolos de comunicação entre computadores em rede. Seu nome vem dos dois protocolos mais importantes do conjunto: o TCP (Transmission Control Protocol - Protocolo de Controle de Transmissão) e o IP (Internet Protocol - Protocolo de Interconexão).

Tipos de Redes •  LANs : LAN (Rede Local de

Á r e a ) é u m s i s t e m a d e c o m u n i c a ç ã o d e d a d o s confinado a uma área geográfica limitada (até 6 milhas ou em torno de 10 quilômetros),com taxas de transmissão moderada a alta (100 Kbps até 50 Mbps). A área servida pode consistir em um prédio apenas, um grupo de prédios ou um arranjo tipo campus. A rede usa algum tipo de tecnologia de chaveamento e não usa circuitos de companhia telefônica comum (embora possa ter conexões do tipo "gateway" ou pontes para outras redes publicas ou privadas).

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Tipos de Redes •  WANs : São redes interligando computadores em

locais fisicamente distantes, daí seu nome Wide Area Network. As WAN´s utilizam linhas de transmissão de dados oferecidas por empresas de telecomunicação como a Embratel e suas concessionárias.

Topologias de Rede •  Topologia de Rede é

a relação lógica e física dos nós numa rede. É, também, o arranjo esquemático dos links e nós de u m a r e d e , a s topologias mostram as formas das redes. Elas podem ser físicas ou lógicas.

Topologias Físicas •  Este tipo de topologia, descreve como os

computadores se conectam fisicamente, ou seja, a parte da rede que pode ser tocada, como os cabos, os conectores, as placas de redes e outros equipamentos.

•  Três Tipos: 1.  Anel; 2.  Barramento; 3.  Estrela;

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Topologia Anel •  Todos os computadores

são conectados em um anel. É a topologia das r e d e s T o k e n R i n g , popularizadas pela IBM nos anos 80. Hoje, esse modelo é mais utilizado e m s i s t e m a s d e automação industrial.

Topologia Barramento •  Os computadores são conectados num

s is tema l inear de cabeamento em sequência. Esse arranjo era usado nas primeiras gerações de redes Ethernet. Está sendo lentamente abandonado.

Topologia Estrela •  Todas as conexões partem de um ponto central

(concentrador), normalmente um hub ou switch. É o modelo mais utilizado atualmente em redes cabeadas e redes sem fio(Wi-Fi), onde o concentrador é um access point.

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Topologia Lógica •  As topologias lógicas descrevem a maneira como

a rede transmite informações de um equipamento para outro. Ela determinará o formato o pacote de informações que passarão ao longo da rede, determinará também quanta informação ela conterá, o método de transferência, entre outras informações.

Topologia Ethernet •  O exemplo mais conhecido, mais amplamente usado, que

é utilizado em de redes de alta velocidade é a topologia lógica Ethernet. De forma geral, nessa topologia, cada vez que uma estação precisa transmitir uma informação ela transmite para a rede inteira. Os vários nós pegam os dados e verificam, pelos dados contidos no pacote, se aquela informação é destinada a ele. Se não for ele ignora aqueles dados.

Topologia Ethernet •  Mesmo assim, como o sinal demora algum tempo para

atingir todas as estações, existe uma possibilidade considerável de que outra estação "escute" o cabo antes do sinal chegar até ela, pense que o cabo está livre e também transmita dados. Neste caso as duas transmissões colidirão em algum ponto do cabo. A estação que estiver mais próxima, a primeira a detectar a colisão, emitirá um sinal de alta freqüência que anula todos os sinais que estiverem trafegando através do cabo e alerta as demais estações sobre o problema.

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Modelo OSI •  ISO foi uma das primeiras

o r g a n i z a ç õ e s a d e f i n i r formalmente uma forma comum de conectar computadores. Sua arquitetura é chamada OSI ( O p e n S y s t e m s Interconnection), Camadas OSI ou Interconexão de Sistemas Abertos.

•  Esta arquitetura é um modelo q u e d i v i d e a s r e d e s d e c o m p u t a d o r e s e m s e t e camadas, de forma a se obter camadas de abstração. Cada protocolo implementa uma funcionalidade assinalada a uma determinada camada.

Modelo OSI •  Aplicação – Estabelecer comunicação entre os usuários e

fornecer serviços básicos de comunicação. •  Apresentação – Realizar transformações nos dados antes

de enviá-los a camada de aplicação. Entre essas transformações, poderíamos citar a criptografia e a compressão.

•  Sessão – Fornecer a conexão entre dois processos. •  Transporte – Garantir que os dados cheguem ao seu

destino, fornecendo uma comunicação fim a fim confiável, controlando o fluxo e a seqüência de pacotes.

•  Rede – Rotear os pacotes da origem para o destino. •  Enlace – Estabelecer a conexão entre dois dispositivos

físicos compartilhando o mesmo meio físico. Detectar e corrigir erros que porventura venham a ocorrer no meio físico.

•  Física – Transmitir a informação através do meio.

Switch? •  Um switch é um

d i s p o s i t i v o u t i l i z a d o e m r e d e s d e co mp u ta d o re s p a r a r e e n c a m i n h a r frames entre os d i ve rsos nós . P o s s u e m diversas portas, assim como os concentradores (hubs).

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Hub? •  HUB é a parte na

central de conexão de uma rede. Muito usado no começo d a s r e d e s d e computadores ele é o dispositivo ativo que concentra a l i g a ç ã o e n t r e d i v e r s o s computadores que estão em uma Rede de área local ou LAN

Roteador? •  Roteador é um equipamento usado para fazer a

comutação de protocolos, a comunicação entre diferentes redes de computadores provendo a comunicação entre computadores distantes entre si.

Access Point? •  Access Point ou AP

ou, em Português, Ponto de Acesso é um dispositivo em uma rede sem f io que realiza a interconexão e n t r e t o d o s o s dispositivos móveis. Em geral se conecta a uma rede cabeada servindo de ponto de acesso para uma outra rede, como por exemplo a Internet.

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Cabos?

Resumindo...

Internet •  A I n t e r n e t é u m

c o n g l o m e r a d o d e r e d e s e m e s c a l a mundial de milhões de c o m p u t a d o r e s i n t e r l i g a d o s p e l o Protocolo de Internet que permite o acesso a informações e todo tipo de transferência de dados. A Internet é a principal das novas t e c n o l o g i a s d e i n f o r m a ç ã o e comunicação (NTICs).

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Como Surgiu a Internet

Como Surgiu a Internet

Como Surgiu a Internet

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A Internet é importante •  A Internet é considerada como um dos mais importantes e

revolucionários desenvolvimentos da história da humanidade. Pela primeira vez no mundo um cidadão comum ou uma pequena empresa pode não só ter acesso a informações localizadas nos mais distantes pontos do globo como também - e é isso que torna a coisa revolucionária - criar, gerenciar e distribuir informações em larga escala, no âmbito mundial, algo que somente uma grande organização poderia fazer usando os meios de comunicação convencionais. Isso com certeza afeta substancialmente toda a estrutura de disseminação de informações existente no mundo, a qual é controlada primariamente por grandes empresas. Com a Internet uma pessoa qualquer pode, de sua própria casa, oferecer um serviço de informação baseado na Internet, a partir de um microcomputador, sem precisar da estrutura que no passado só uma empresa de grande porte poderia manter. Essa perspectiva abre um enorme mercado para profissionais e empresas interessados em oferecer serviços de informação específicos.

Quem controla a Internet •  A Internet surpreendentemente não é controlada

de forma central por nenhuma pessoa ou organização. Não há, por exemplo, um presidente ou um escritório central da Internet no mundo. A organização do sistema é desenvolvida a partir dos administradores das redes que a compõe e dos próprios usuários. Essa organização pode parecer um pouco caótica à primeira vista mas tem funcionado extremamente bem até o presente momento, possibilitando o enorme crescimento da rede observado nos últimos anos.

Estar Conectado •  Estar ligado ou conectado à Internet,

usualmente significa ter uma "conta" em um computador "servidor" que esteja conectado à Internet localizado em uma instituição (ou empresa) que seja provedora de serviços de acesso à Internet. Essa "conta" nesse computador ligado à Internet é usualmente acessada de um microcomputador através de um modem e de uma ligação telefônica comum.

•  Ter essa conta implica em se ter um "endereço eletrônico" na Internet, que funciona de forma similar ao endereço postal. A título de exemplo, um possível endereço na Internet poderia ser:

•  nasserala@globo.com

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Números •  O Brasil tem a décima maior população de internautas do

mundo, com 22 milhões de pessoas conectadas à rede. Dados publicados pela ONU mostram que o planeta conta com 875,6 milhões de internautas. Mas as informações também revelam que o mundo está longe de ser uma sociedade da informação diante das disparidades entre os países ricos e pobres. Em termos de penetração da Internet na população, apenas 12 em cada 100 brasileiros têm acesso à rede e 8% possuem computador. Mesmo assim, o Brasil tem mais usuários de internet que a África.

Números

•  Ent re 2003 e 2004, o aumento foi de 22,2%, o equivalente à média de aumento mundial. Nos anos a n t e r i o r e s , p o r é m , o crescimento foi mais elevado no Brasil e chegou a 78% entre 2001 e 2002. Esse crescimento permitiu que o porcentual da população brasileira com acesso à rede passasse de 2,9% em 2000 para 12,2% em 2004. Mas, mesmo assim, a média é inferior à taxa de penetração mundial, que está em torno de 14%.

Recursos da Internet

•  Se sob o ponto de vista físico a Internet é uma conexão entre redes, para o usuário ela aparece como um grupo de serviços disponíveis para a troca de informações entre computadores ou indivíduos conectados à Internet. Resumidamente são os seguintes:

•  Correio Eletrônico; •  FTP e Compartilhamento de Arquivos; •  Listas; •  WWW; •  Chat; •  VoIP •  Comercio Eletrônico; •  E-Learning; •  Redes Socias;

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Correio Eletrônico

•  E-mail é um método que permite compor, enviar e receber mensagens através de sistemas eletrônicos de comunicação. O termo e-mail é aplicado tanto aos sistemas que utilizam a Internet e são baseados no pro toco lo S M T P , c o m o a q u e l e s sistemas conhecidos como intranets, que permitem a troca de mensagens dentro d e u m a e m p r e s a o u o r g a n i z a ç ã o e s ã o , normalmente, baseados em protocolos proprietários.

Correio Eletrônico

•  Para: Usuário de destino;

•  Cc: Com cóp ia para;

•  Cco: Copia oculta; •  Anexar: Mandar

j u n t o a r q u i v o s t e x t o , i m a g e m , som, etc..

FTP

•  FTP significa File Transfer P r o t o c o l ( P r o t o c o l o d e Transferência de Arquivos), e é uma forma bastante rápida e versátil de transferir arquivos, sendo uma das mais usadas na internet.

•  Pode refer i r -se tanto ao protocolo quanto ao programa que implementa este protocolo (Servidor FTP, neste caso, tradicionalmente aparece em l e t r a s m i n ú s c u l a s , p o r influência do programa de transferência de arquivos do Unix).

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Compartilhamento de Arq.

•  O compartilhamento de arquivos é a atividade de tornar arquivos disponíveis para outros usuários através de download pela Internet e também em redes menores. Na m a i o r i a d o s c a s o s , o compartilhamento de arquivos segue o modelo P2P, no qual os arquivos são armazenados e servidos pelos computadores pessoais dos usuários. A maioria d o s q u e p a r t i c i p a m d o compartilhamento de arquivos também faz download de arquivos que outros usuários compartilham. Às vezes estas duas atividades estão ligadas umas às outras.

Listas

•  O conceito de lista de distribuição é simples. Um grupo de pessoas com um interesse comum (por exemplo, sexo, vídeo, música) gostaria de trocar mensagens sobre esse assunto. Sempre se pode manter uma lista dessas pessoas e mandar cada mensagempara todas elas, m a s i s s o s e r i a u m procedimento tedioso e difícil de manter.

WWW

•  A World Wide Web (que em português significa, "Rede de alcance mundial"; também conhecida como Web e WWW) é um sistema de documentos em hipermídia que são interligados e executados na Internet.

•  Os documentos podem estar na forma de vídeos, sons, hipertextos e figuras. Para visualizar a informação, pode-se usar um programa de computador chamado navegador para descarregar informações (chamadas "documentos" ou "páginas") de servidores web (ou "sítios") e mostrá-los na tela do usuário. O usuário pode então seguir as hiperligações na página para outros documentos ou mesmo enviar informações de volta para o servidor para interagir com ele. O ato de seguir hiperligações é, comumente, chamado de "navegar" na Web.

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Voip

•  VoIP significa Voice over IP. É um sistema que possibilita a transmissão de voz sobre o protocolo IP, que é o mecanismo de envio de informações pela Internet. Hoje em dia vários programas conhecidos usam esse conceito, como exemplo podemos citar o Skype e MSN Messenger, e além disso existem empresas especializadas nesse serviço, como GVT e Brasil Telecom que criam um PABX virtual para interligar telefones comuns com computadores e telefones VoIP.

Chat

•  Chat é um serviço oferecido na Internet onde o usuário pode conversar com várias pessoas ao mesmo tempo. Os canais de Chat, também chamados de salas, são divididos geralmente de acordo com o assunto envolvido. Não é necessário nenhum software especial, apenas o mesmo navegador (browser) usado para "surfar". Antes de entrar na sala a pessoa tem que escolher um apelido (nickname), que é usado para identificá-la no conjunto de pessoas da sala.

Comercio Eletronico

•  O comércio eletrônico engloba todas as transações comerciais efetuadas por uma firma, com o objetivo de atender diretamente todos os seus clientes, utilizando para tanto as facilidades de comunicação e de transferência de dados mediadas pela internet. O processo para uma empresa ter o seu próprio comércio eletrônico, é simples, basta que seja uma empresa totalmente legalizada e c o n t r a t e u m a e m p r e s a d e consultor ia especial izada em desenvolvimento desta serviço.

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E-Learning

•  Aos poucos, a introdução do e-learning dentro de nossas casas, das empresas e das próprias escolas e universidades adicionou um novo significado para o treinamento e as possibilidades para entrega e formação de conhecimento.

•  Os cursos e treinamentos são disponibilizados num compasso acelerado na Rede e os estudantes têm acesso a um novo mundo para a transferência de conhecimento.

Redes Socias

•  Rede Social é uma das formas de representação dos relacionamentos afetivos ou profissionais dos seres humanos entre si ou entre seus agrupamentos de interesses mútuos. A rede é responsável pelo compartilhamento de idéias entre pessoas que possuem interesses e objetivo em comum e também valores a serem compartilhados. Assim, um grupo de discussão é composto por indivíduos que possuem identidades semelhantes.

Referências

•  I N P E , w w w 2 . d e m . i n p e . b r / i j a r /RedesAltaVelocidade.htm.

•  HARDWARE, www.hardware.com.br/tutoriais/historia-redes/

•  TANENBAUM, Andrew S. Redes de Computadores. 4.ed. Rio de Janeiro: Campus, 2003.

•  WIKIPEDIA, http://pt.wikipedia.org/