U.E. EDGAR TITOU.E. EDGAR TITO

RANILDO LOPESRANILDO LOPES

CURSO DE REDES DE INFORMAÇÃO

Definimos como REDE  DE  INFORMAÇÃO  a  interligação entre doisdispositivos eletrônicos visando a  troca de  informações. O Sistema de Redes se tornou tão popular, necessário e fundamental que já envolvequase todas as atividades do  cotidiano. Por exemplo,  ao usarmos um telefone fixo para realizar uma ligação para outro telefone passamos a utilizar um sistema de rede de telefonia, ao consultarmos o saldo e/ouextrato no caixa eletrônico lá está novamente presente o  sistema de rede presente no dia a dia. O uso do sistema bluetooth em aparelhoscelulares para troca de músicas ou imagens também são exemplos do uso de  Redes no cotidiano. Podemos concluirque uma rede não tem relação somente comMicros, mas com qualquer tipo de aparelhoEletrônico usado para troca de informações.Estudaremos a seguir os CONCEITOS BÁSICOS,porém fundamentais para o planejamento e Implementação de um Sistema de Redes.

CONCEITOS FUNDAMENTAIS DO SISTEMA DE REDES

Escopo de Rede

Topologias de redes

Cabeamento

Colisão

Clientes e servidores

Redes PONTO-A-PONTO e CLIENTE-SERVIDOR

Compartilhamentos

Outras aplicações

Velocidades

ESCOPO DE REDE

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O Escopo é a classificação geográfica da rede. Através dele definimos o perimetro da rede.

Uma rede pode ser constituída de apenas dois micros, ou seja é preciso que exista pelosmenos dois pontos, ao qual chamamos nós, que são aparelhos interligados para troca de informações, ou pode se espalhar por longas distâncias. Dependendo da distância entreesses nós é que classificamos o tipo de escopo

O Escopo classifica as redes de computadores como:

REDES LOCAIS E REDES DE LONGA DISTÂNCIA

REDE LOCAIS

LAN (Rede Local): Uma rede que liga computadores próximos (normalmente em um mesmo prédio ou, no máximo, entre prédios próximos na mesma zona de uma cidade) ligados por cabos apropriados (chamados cabos de rede) ou equipamentos wireless (sem fio).

Ex: Redes de computadores das empresas em geral.

REDES DE LONGA DISTÂNCIA

MAN (Rede Local): Uma rede que liga computadores espalhados por diversos pontos de uma cidade ou Metrópole, ou de cidade a cidade e podem ser ligados por cabos telefônicos ou rede sem fio.

Ex: Redes de computadores das empresas de supermercado, por exemplo.

WAN (Rede Extensa): Redes que se estendem além dos limites físicos dos países. Usando, por exemplo, conexões telefônicas, satélites, ondas de rádio, etc.

Ex: A Internet, as redes dos bancos internacionais, como o CITYBANK.

TOPOLOGIAS DE REDEA topologia de uma rede é um diagrama que descreve comoseus elementos estãoconectados. Esses elementos sãochamados de NÓS, e podem ser computadores, impressoras e outros equipamentos. Veja a seguir alguns exemplos:

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Seja qual for a topologia utilizada, é preciso quesempre exista um caminho através de cabos, ligando cada equipamento, a todos os demaisequipamentos da rede.

Topologia Linear ou Barramento

Topologia em Árvore

Topologia Estrela

Topologia LinearEste tipo de topologia foi muitoutilizado nas redes durante os anos80 e até meados dos anos 90. Umagrande desvantagem era a dificuldade para expansões. Na topologia linear, quando queremos aumentar o tamanho do cabo necessariamente devemos parar a rede, já que este procedimento envolve a remoção do terminadorresistivo. Portanto toda vez que um novo equipamento era adicionado àrede, era preciso fazer um remanejamento de cabos paramanter a seqüência, o que nemsempre era fácil. Outra grandedesvantagem era que, aodesconectar um cabo qualquer, a rede inteira ficava inoperrante. Porusar apenas um cabo para todos osmicro a rede funciona em half-duplex, o que significa que não háenvio e recebimento simultâneo emtodas as máquinas.

Podemos representar a rede através de um diagramasimplificado chamado GRAFO. Um grafo é formadopor NÓS e RAMOS. Os nós são os equipamentos(micros, por exemplo), e os ramos são os cabos. O grafo de uma rede em barra tem sempre o aspectomostrado acima: uma linha contínua de nós, cada um deles ligados a dois outros nós vizinhos, exceto osdois extremos, que têm um único vizinho cada um.

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TOPOLOGIA EM ESTRELAEsta topologia é usada pela maioria dasredes modernas, quando o número de computadores é pequeno. é usado um equipamento central chamadoconcentrador, e nele ficam ligados osdemais equipamentos. Havia dois tiposde Topologia Estrela. A primeira era feita utilizando o concentradordenominado de HUB e cabos par trançados, e a segunda utilizava o Switch e cabos par trançados. Os doiseram os concentradores mais comuns(HUB e o SWITCH). Ao contrário da topologia linear onde a rede inteira parava quando um trecho do cabo se rompia, na topologia em estrela apenas a estação conectada pelo cabo pára. Além disso temos a grande vantagem de podermos aumentar o tamanho da rede sem a necessidade de pará-la. Entretanto, há diferença de desempenho quando se usa um HUB e um Switch num rede de topologiaveremos isso mais a frente.

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Topologia em anelNo caso do Token Ring, um pacote (token) fica circulando no anel, pegando dados das máquinas e distribuindo para o destino. Somente um dado pode ser transmitido por vez neste pacote.

A instalação é bem simples, mas a quantidade de cabos exigida pode superar a da topologia de barramento. Assim como acontece em todas as redes, é essencial seguir as restrições de projeto da rede quanto à extensão dos cabos entre dispositivos, extensão total do anel e número de dispositivos. As redes em anel também podem ser de difícil reconfiguração, especialmente quando os dispositivos estão separados por grandes distâncias.

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Topologia em árvorePodemos dizer que este tipo de rede é formado por estrelas conectadas entre si. É bastante comum nas redes modernas que possuam um número grande de equipamentos.

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Colisão

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ColisãoColisão é um evento que ocorre freqüentemente nas redes, no qual doiscomputadores tentam enviar informações no mesmo instante. As colisõessão normais no funcionamento de uma rede. Entretanto se forem muitofreqüentes, o desempenho da rede será prejudicado.

Podemos entender as colisões fazendo uma analogia com uma situação davida cotidiana. Imagine um grupo de 8 amigos conversando em torno de uma mesa. Todos podem falar, mas a boa educação manda que cada um fale de uma vez.

Se você quer falar, deve esperar por um momento de silêncio, pois duaspessoas não podem falar ao mesmo tempo. Depois de alguns segundos de silêncio você finalmente fala o que quer…

Mas um colega também fala ao mesmo tempo que você. Ambos param de falar imediatamente porque cada um ouvirá a sua própria voz, misturadacom a voz do outro.

Cada um então aguarda alguns segundos e tenta falar novamente. Aqueleque aguardar um tempo menor falará, o outro esperará.

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Colisão em redesColisões também ocorrem em rede, e são recuperadas exatamente da mesmaforma. Quando um computador deseja transmitir, aguarda um período de inatividade da rede e finalmente transmite. Para cada transmissão é feita a leitura imediata do que foi transmitido. A placa de rede compara o que foitransmitido com o que foi recebido. Se os dados forem iguais significa que a transmissão foi válida. Se os dados forem diferentes significa que ocorreu umacolisão, ou seja, outro computador fez uma transmissão no mesmo instante.

Os computadores envolvidos na colisão irão aguardar um intervalo de tempo aleatório e tentar novamente. Aquele que aguardar um tempo menor será o primeiro a transmitir, o outro terá que aguardar a sua vez, pois ao terminar de esperar seu intervalo de tempo, a rede já estará em uso pelo outro.

As colisões são normais em redes, e quando ocorrem em excesso, prejudicam o seu desempenho. Existem técnicas para reduzir o número de colisões em umarede, por exemplo, interligar os computadores através de um switch, comoveremos ao longo do curso.

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Cabeamento de Rede

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Clientes e servidores

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ServidoresSão computadores ou equipamentos que disponibilizam seus recursos paraoutros computadores.

Exemplos:a) Servidor de arquivos: Seus discos rígidos podem ser acessados poroutros computadores.

b) Servidor de impressão: Suas impressoras podem ser usadas por outroscomputadores.

c) Servidor de backup: Suas unidades de fita magnética, discos ou outrosdispositivos de armazenamento podem ser usados por outroscomputadores.

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ClientesSão os computadores que usam os recursos dos servidores. Também é corretochamar esses computadores de estação de trabalho (workstation).

Um computador pode operar somente como cliente.

Um computador pode operar somente como servidor. Nesse caso é chamado de servidor dedicado.

Um computador pode operar simultaneamente como cliente e como servidor. Isso é comum em redes muito pequenas. Nesse caso é chamado de servidornão dedicado.

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Servidor não dedicadoServidores não dedicados sãomuito comuns em redespequenas. A rede ao lado éformada por dois micros. O micro 1 tem uma conexãocom a Internet e umaimpressora. Este micro podeoperar como servidor nãodedicado. Pode ser usadonormalmente enquanto o micro 2 tem acesso aos seusrecursos: impressora, conexão com a Internet e discos. Dizemos então que o micro 1 está operando comoservidor não dedicado.

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Servidor dedicadoEm redes de porte médioe grande, os servidoressão dedicados. Não sãousados para tarafesconvencionais, comoedição de texto, programas gráficos, etc. Ficam disponíveis o tempo todo para permitir queseus recursos sejamusados por outroscomputadores. Na pequena rede ao ladotemos um servidor e 7 estações de trabalho.

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Impressoras de redeDizemos que umaimpressora é local quando está conectadana própria estação de trabalho que estamosutilizando.

Quando uma impressoraestá ligada em um servidor e disponívelpara outroscomputadores, dizemosque trata-se de umaimpressora de rede. A figura ao lado ilustraalgumas impressoraslocais e de rede.

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Rede ponto‐a‐pontox

Rede cliente‐servidor

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Sistema operacional do servidora) Redes ponto-a-ponto usam servidores com sistemas operacionais Windows 95, Windows 98, Windows ME, Windows XP Home, Windows XP Professional, Windows 2000 Professional.

b) Redes cliente-servidor usam servidores com sistemas Windows NT Server, Windows 2000 Server, Windows .NET 2003.

c) Os clientes, em ambos os casos, podem utilizar qualquer versão do Windows citada no item (a).

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Segurança e facilidadea) A rede ponto-a-ponto tem segurança muito limitada, mas é de utilizaçãosimples. Não requer um profissional dedicado para administrar a rede.

b) A rede cliente-servidor é muito mais segura, mas requer maior especialização por parte do seu administrador. Em redes de médio porte é preciso ter um administrador dedicado, em redes maiores é preciso ter uma equipe para administração e suporte.

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Doméstica e empresariala) A rede ponto-a-ponto é indicada para ambientes domésticos ou empequenas empresas onde reina um ambiente de cooperação entre os usuários.

b) A rede cliente-servidor é a indicada para empresas de médio e grande porte. Também é indicada para empresas de pequeno porte quando não podemos garantir total cooperação entre os usuários.

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Custoa) A rede ponto-a-ponto é mais barata porque usa no servidor, uma versão do Windows mais barata. Como não requer a contratação de um administrador, seu custo de manutenção é pequeno.

b) A rede cliente-servidor é mais cara porque usa versões mais caras do Windows (Ex: Windows 2000 Server), e também requer o pagamento de licenças de uso para as estações de trabalho, além do custo do próprio sistema operacional instalado nessas estações. O custo de manutenção é alto porque requer uma equipe mais especializada para administrá-la.

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Exemplo:Tanto na rede ponto-a-ponto (PP) como nacliente-servidor (CS), fazemos o compartilhamento de pastas através do comandoCompartilhamento, mostrado na figura aolado. Os arquivosdesta pasta poderãoser acessados poroutros usuários darede, desde quetenham senhas (PP) oupermissões (CS) apropriadas.

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Exemplo:No caso da rede ponto-a-ponto, ao usarmos o comandoCompartilhamento, éapresentado um quadro ondedefinimos uma senha paraliberar o seu acesso. Quemsouber esta senha pode ler osarquivos da pasta compartilhada. Se o compartilhamento for definidocomo “Completo”, os usuáriosque souberem a senha poderãonão somente ler os arquivos, mas também apagá-los, alterá-los ou gravar novos arquivosna pasta compartilhada.

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Rede ponto‐a‐ponto usa senhasNote que na rede ponto-a-ponto o controle de acesso é feito através de senhas. Cada recurso compartilhado (pastas, impressoras) tem uma senha. Esta senha édistribuída apenas para os usuários para os quais queremos dar acesso.

A senha não é do usuário, e sim, do recurso.

Um ponto fraco da segurança deste tipo de rede é que se alguém descobrir a senha de uma pasta ou impressora, poderá usá-la ilegalmente.

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Rede cliente‐servidor usa permissõesA rede cliente-servidor não dásenhas para os recursos (pastas e impressoras). Ao invés disso, dá permissões a certos usuáriosou grupos de usuários para quetenham acesso a um determinado recurso.

Usuários não podem ceder suaspermissões para colegas. Somente o administrador darede pode dar permissões de acesso.

Cada usuário tem uma conta, e é identificado por um nome(login) e senha. Usar a conta de um colega é falta grave em umaempresa, e pode resultar emdemissão.

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Resumo: rede ponto‐a‐pontoTem servidores com Windows 95, 98, ME, XP, 2000 Professional

Qualquer computador pode ser um servidor, dedicado ou não dedicado

O controle de acesso é feito por recurso: uma senha libera o acesso ao recurso por qualquer usuário que tenha esta senha

Segurança limitada

Mais barata, administração mais fácil ou automática

Indicada para ambientes domésticos e empresas muito pequenas, ambiente de cooperação entre os usuários

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Resumo: rede cliente‐servidorCada computador normalmente opera como cliente ou servidor, ou seja, os

servidores são dedicados.

Servidor usa sistemas como Windows NT, Windows 2000 Server

Administração mais complexa

Maior segurança

Para redes de médio e grande porte

Cada usuário faz logon com username/password

Recursos são liberados para usuários selecionados (permissões)

A senha é para o usuário, não para o recurso

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Compartilhamentos

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Compartilhamento de arquivosTanto em redes PP como CS, os clientestêm acesso à redeatravés do ícone Meuslocais de rede, ouAmbiente de rede. São mostrados íconesque representam osservidores. No exemplo ao lado, clicamos no ícone querepresenta o servidorSW2000 e podemosentão ver as impressoras e pastas compartilhadas.

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Os ícones das pastas e impressoras compartilhadas têm na suaparte inferior, um pequeno cabo de rede.

Compartilhamento de impressorasQuando um computadorcompartilha suaimpressora (ou suasimpressoras), ele éum servidor de impressão. Os demaiscomputadores darede “enxergarão a impressoracompartilhada” naprópria pasta de impressoras, comovemos na figura aolado. O computador deste exemplo tem uma impressora local (HP

Laserjet II), vista na sua pasta de impressoaras. Neste pasta vemos também as impressoras de rede. No caso, temos umaimpressora HP7550, conectada no servidor SW2000. Além de usara pasta de impressoras, podemos também visualizar as impressoras de rede clicando em Meus locais de rede ouAmbiente de rede.

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Outras aplicações

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Compartilhamento de conexão com a InternetUma conexão com a Internet pode ser compartilhada de várias formas. Uma delas éconfigurar o computador queestá ligado diretamente àInternet para que opere com o um servidor gateway. Destaforma os demaiscomputadores da redetambém poderão ter acesso àInternet. Existem outrasformas para realizar estecompartilhamento, comoveremos neste curso.

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Jogos em redeA maioria dos jogosmodernos podem operarem modo multiplayer. Vários jogadores, cadaum em um computador, estando essescomputadores ligados emrede, podem participar do mesmo ambiente virtual. Muitos desses jogosfuncionam através daInternet, permitindo a participação de jogadoresde várias partes do mundo. Entretanto é maiscomum que os jogadoresestejam em uma mesmarede local.

No exemplo acima, dois jogadores, em dois comptuadoresdiferentes, estão utilizando o mesmo jogo, em modomultiplayer. Note que cada jogador enxerga seupersonagem em primeira pessoa, e vê também o personagem correspondente ao outro jogador.

Jogos multiplayer são comuns em LAN HOUSES, mastambém podemos utilizá-los em uma rede doméstica.

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Jogos em rede

Um dos primeiros jogos capazes de operar em rede foi o DOOM2, de 1994. Operava em modo MS-DOS em redes Novell ou compatíveis, e podia ser utilizado por até 4 jogadores. No exemplo acima, três jogadores estão jogandoem conjunto. A figura mostra a visão de dois desses dois jogadores.

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VídeoconferênciaUsuários de uma rede podem conversarem uma espécie de vídeofone. A imageme o som são captados por uma webcam e um microfone, e reproduzidos pelomonitor e pelas caixas de som. A conversação pode ser feita tanto em umarede local como pela Internet. É possívelreunir três ou mais pessoas em umamesma conversa. Essas pessoas podemestar conversando e ao mesmo tempo visualizando e manipulando um texto, gráfico, planilha ou outro documentoqualquer, todos visualizam o documentoque está sendo discutido. É o quechamamos de videoconferência.

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Acesso remotoAtravés de programasapropriados um computador podecontrolar outrocomputador, o quechamamos “acessoremoto”, ou “desktop remoto”. Um computador visualiza a tela de outrocomputator, podendoentão fazer controle, configurações e darsuporte a distância. Desta forma o administrador da redepode configurar um servidor sem precisar iraté este servidor.

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Um programa freeware muito bom para isso é o VNC, encontrado em www.realvnc.com

Velocidades

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VelocidadesO tipo de placa de redemais usada atualmente é o “Ethernet 10/100”. Essasplacas operam como padrãona velocidade de 100 Mbits/s (100 milhões de bits por segundo, o que equivalea cerca de 12 MB/s). Quando são conectadas a um computador com placade rede antiga (operavamcom 10 Mbits/s), reduzemautomaticamente suavelocidade para 10 Mbits/s. Existem entretanto outrostipos de conexão que jáestão se popularizando, saoas placas 100/1000 utilizadas para redes gigabit ethernet.

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ConexãoConexão VelocidadeVelocidadePortaPorta serialserial 115.200 bps115.200 bps

PortaPorta paralelaparalela 600 600 kbits/skbits/s a 16 a 16 Mbits/sMbits/s

USB 1.1USB 1.1 12 12 Mbits/sMbits/s

USB 2.0USB 2.0 480 480 Mbits/sMbits/s

FirewireFirewire 400 400 Mbits/sMbits/s

EthernetEthernet 10 10 Mbits/sMbits/s

Fast EthernetFast Ethernet 100 100 MbitsMbits

Gigabit EthernetGigabit Ethernet 1000 1000 Mbits/sMbits/s (1 (1 Gbits/sGbits/s))

1010--Gigabit EthernetGigabit Ethernet 10.000 10.000 Mbits/sMbits/s (10 (10 Gbits/sGbits/s))

Wireless, 802.11bWireless, 802.11b 11 11 Mbits/sMbits/s

Wireless, 802.11aWireless, 802.11a 54 54 Mbits/sMbits/s

Final do capítulo

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