Curso de RedesCurso de Redes

Prof.: Bruno Rafael de Oliveira RodriguesProf.: Bruno Rafael de Oliveira Rodrigues

IntroduçãoIntrodução

O que são redes de computadores?

As redes são conjuntos de módulos processadores capazesde trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um

sistema de comunicação

Porque ligar micros em rede?

A partir dessa necessidade de troca de informações e compartilhamento de periféricos é que se deve fazê-las.

Não sendo uma tecnologia recente existindo desde a época dos primeiros computadores, com a diminuição dos custos e a crescente demanda no

cenário empresarial e pessoal é inevitável não pensar em redes quando o assunto é informática.

Podemos utilizá-la para

Troca de arquivos

Acesso a aplicativos

Impressoras

Internet

Jogos

Outros

Exemplos:

Caixas eletrônicos de bancos

A própria internet Supermercados

Farmácias

Grande parte de usuários que contém 2 ou mais computadores.

Tipos de redes

Ponto-a-ponto(cross-over) Cliente/servidor

Servidor de arquivos: onde todas as máquinas acessam os seus arquivos por ele.

Servidor de impressão: onde existe uma impressora sendo utilizada pelo computador que está instalada e pelos demais.

Servidor de Aplicações: onde os computadores da rede possam acessar seu banco de dados.

Servidor de internet: este compartilha a internet com os computadores da rede

Tipos de Servidores

Geograficamente podemos citar as redes abaixo:

PAN (Personal Area Network – Rede de Área Pessoal): Periféricos. Bluetooth. ~1Mbps. (<10m)

LAN (Local Área Network – Rede de Área Local): 10 a 100Mbps. (<10km)

MAN (Metropolitan Área – Rede de Área Metropolitana): Fibra óptica. 10 a 100Mbps. (<100km)

WAN (Wide Área Network – Rede de Área Ampla): (>100 km) Internet, holdings de telecomunicações

Entre outros termos temos:

Internet: rede mundial de computadoresIntranet: Rede local como a mesma estrutura da internet

Extranet: porção da rede que utiliza a internet para partilhar com segurança o seu sistema de informação. Sendo que

apenas usuários registrados podem usa-la.

O que é necessário para se fazer uma rede?

Para que possamos compor uma rede devemos ter computadores com sistemas operacionais apropriados para conexão em rede, como windows, linux, solares, unix etc,cada computador deve portar também pelo menos uma placa de rede, sendo ela a responsável

pela transmição e recepção dos dados, cabos e hardware de redes, que são periféricos que vão auxiliar

na trasmição dos dados, como hub, switches, roteadores.

Os dados da rede são transmitidos através de pacotes

Existem três tipos de transmissão de dados:

Simples: este tipo apenas um envia e outro recebe. Sendo a transmissão unidirecional.

Half-Duplex: neste tipo a transmissão é bidirecional, sendo que todos os dois transmitem e recebem, porém não simultaneamente.

Full-Duplex: neste a comunicação também é bidirecional porém simultânea, ou seja, ambos podem transmitir e receber ao mesmo

tempo.

Dependendo da forma como são interligados os computadores e os tipos de protocolos utilizados

temos as topologias da rede.

Topologia de Barramento ou Linear

Topologia em Anel

Topologia em Estrela

Topologias Lógicas

A topologia lógica da rede, determina como os dados são transmitidos através da rede

Existem três topologias lógicas de rede: Ethernet, Token Ring e Arcnet

Ethernet

Redes Token Ring

Redes Arcnet

Periféricos de Redes Locais

Repetidor

Ponte (Bridge)

Hub (Concentrador)

Switch (Chaveador)

Roteador (Router)

Tipos de cabos de rede

Existem basicamente 3 tipos diferentes de cabos de rede

•Par Trançado

•Fibra Óptica

•Coaxial

Cabo Par Trançado

Esse é o tipo de cabo mais utilizado atualmente. Existem basicamente dois tipos de cabo par trançado: sem blindagem (UTP, Unshielded Twisted Pair) e com

blindagem (STP, Shielded Twisted Pair).

O par trançado é também chamado 10BaseT ou 100BaseT, dependendo da taxa de transferência da

rede, se é de 10 Mbps ou 100 Mbps.

Vantagens:  Fácil instalação  Barato  Instalação flexível

Desvantagens:  Cabo curto (máximo de 100 metros)  Interferência eletromagnética

Categoria 1: Utilizado em instalações telefônicas, porém inadequado para transmissão de dados.

Categoria 2: Outro tipo de cabo obsoleto. Permite transmissão de dados a até 2.5 megabits e era usado nas antigas redes Arcnet.Categoria 3: Era o cabo de par trançado sem blindagem mais usado em redes há uma década. Pode se estender por até 100

metros e permite transmissão de dados a até 10 Mbps. A principal diferença do cabo de categoria 3 para os obsoletos

cabos de categoria 1 e 2 é o entrançamento dos pares de cabos. Enquanto nos cabos 1 e 2 não existe um padrão definido, os

cabos de categoria 3 (assim como os de categoria 4 e 5) possuem pelo menos 24 tranças por metro e, por isso, são muito mais resistentes a ruídos externos. Cada par de cabos tem um

número diferente de tranças por metro, o que atenua as interferências entre os pares de cabos. Praticamente não existe a possibilidade de dois pares de cabos terem exatamente a mesma

disposição de tranças.

Categoria 4: Cabos com uma qualidade um pouco melhor que os cabos de categoria 3. Este tipo de cabo foi muito usado em redes Token Ring de 16 megabits. Em teoria podem ser usados também

em redes Ethernet de 100 megabits, mas na prática isso é incomum, simplesmente porque estes cabos não são mais

fabricados. Categoria 5: A grande vantagem desta categoria de cabo sobre as anteriores é a taxa de transferência: eles podem ser usados tanto

em redes de 100 megabits, quanto em redes de 1 gigabit. Categoria 5e: Os cabos de categoria 5e são os mais comuns

atualmente, com uma qualidade um pouco superior aos cat 5. Eles oferecem uma taxa de atenuação de sinal mais baixa, o que ajuda em cabos mais longos, perto dos 100 metros permitidos. Estão disponíveis tanto cabos blindados, quantos cabos sem

blindagem, os mais baratos e comuns.

Categoria 6: Utiliza cabos de 4 pares, semelhantes aos cabos de categoria 5 e 5e. Este padrão não está completamente estabelecido,

mas o objetivo é usá-lo (assim como os 5e) nas redes Gigabit Ethernet. Já é possível encontrar cabos deste padrão à venda em

algumas lojas. Categoria 7: Os cabos cat 7 também utilizam 4 pares de fios, porém usam conectores mais sofisticados e são muito mais caros. Tanto a

freqüência máxima suportada, quanto a atenuação de sinal são melhores do que nos cabos categoria 6. Está em desenvolvimento

um padrão de 10 Gigabit Ethernet que utilizará cabos de categoria 6 e 7.

Cabo Coaxial

No passado esse era o tipo de cabo mais utilizado. Atualmente, por causa de suas desvantagens, está cada vez mais caindo em desuso, sendo, portanto, só recomendado para redes pequenas.

A topologia mais utilizada com esse cabo é a topologia linear (também chamada topologia em barramento)

A rede inteira sai do ar caso haja o rompimento ou mau contato de algum trecho do cabeamento da rede. Como a rede inteira cai, fica difícil determinar o ponto exato onde está o problema, muito embora existam no mercado instrumentos digitais próprios para a detecção desse tipo de problema.

Vantagens:  Fácil instalação  Barato

Desvantagens:  Mau contato  Difícil manipulação  Lento para muitos micros Em geral utilizado em topologia linear

Cabo Coaxial Fino (10Base2) Esse é o tipo de cabo coaxial mais utilizado

É também chamado "Thin Ethernet" ou 10Base2. Nesta nomenclatura, "10" significa taxa de transferência de 10 Mbps e "2" a extensão máxima de cada segmento da rede, neste caso 200 m (na verdade o tamanho real é menor).

·  Utiliza a especificação RG-58 A/U·  Cada segmento da rede pode ter, no máximo, 185

metros·  Cada segmento pode ter, no máximo, 30 nós

·  Distância mínima de 0,5 m entre cada nó da rede·  Utilizado com conector BNC

Cabo Coaxial Grosso (10Base5)

Esse tipo de cabo coaxial é pouco utilizado. É também chamado "Thick Ethernet" ou 10Base5. Analogamente ao 10Base2, 10Base5 significa 10 Mbps de taxa de transferência e que cada segmento da rede pode ter até 500 metros de comprimento

·  Especificaçao RG-213 A/U·  Cada segmento de rede pode ter, no máximo, 500 metros·  Cada segmento de rede pode ter, no máximo, 100 nós·  Distância mínima de 2,5 m entre cada nós da rede·  Utilizado com transceiver

Preparação do cabo coaxial Embora o cabo coaxial possa ser soldado ao seu

respectivo conector BNC, esse método não é o mais apropriado. Os conectores BNC a serem utilizados com o

cabo coaxial funcionam na base da pressão ("crimp"), economizando um tempo enorme na confecção de cada

cabo. Para preparar um cabo coaxial, você necessitará de duas ferramentas: 

 Descascador de cabo coaxial   Alicate para crimp

 

Figura 4: Descascador de cabo coaxial 

Fibra ótica

A fibra ótica, sob o aspecto construtivo, é similar ao cabo coaxial sendo que o núcleo e a casca são feitos de sílica dopada (uma espécie de vidro) ou até mesmo plástico, da espessura de um fio de cabelo. No núcleo é injetado um sinal de luz proveniente de um LED ou laser, modulado pelo sinal transmitido, que percorre a fibra se refletindo na casca

Podem ser multimodo ou monomodo. Em linhas gerais, sem a utilização de amplificadores, a primeira tem capacidade de transmissão da ordem de 100 Mbps a até cerca de 10 km (mais empregadas em redes locais), enquanto que a segunda alcança algo em torno de 1 Gbps a uma distância de por volta de 100 km (empregadas em redes de longa distância).

Seu custo é superior, é mais frágil requerendo que seja encapsulada em materiais que lhe confiram uma boa proteção mecânica e necessita de equipamentos microscopicamente precisos para sua conectorização, instalação e manutenção.

Interligando os hubs, colapsados em switches e/ou roteadores que isolam os diversos segmentos, formando assim o backbone (espinha dorsal) da rede.

Vantagens:  Velocidade   Isolamento elétrico   O cabo pode ser longo   Alta taxa de transferência

Desvantagens:  Muito caro   Difícil de instalar   Quebra com facilidade   Difícil de ser remendado

Crimpando os cabos

No padrão EIA 568B, a ordem dos fios dentro do conector é a seguinte:1- Branco com Laranja

2- Laranja3- Branco com Verde

4- Azul5- Branco com Azul

6- Verde7- Branco com Marrom

8- Marrom

Padrão (EIA 568A). Note que trocamos a posição dos pares verde e laranja:

1- Branco com Verde2- Verde

3- Branco com Laranja4- Azul

5- Branco com Azul6- Laranja

7- Branco com Marrom8- Marrom

Aula 4

Protocolos

O protocolo de rede é a linguagem usada para a comunicação entre um computador e outro. Existem vários tipos de protocolos usados para a comunicação de dados, alguns são projetados para

pequenas redes (como é o caso do NetBios) outros para redes mundiais (TCP/IP que possui características de roteamento). Dentre os protocolos, o que mais se destaca atualmente é o TCP/IP devido ao seu projeto, velocidade e capacidade de

roteamento

É possível que um mesmo micro tenha instalados vários protocolos diferentes, tornando-se assim um “poliglota”. Graças aos protocolos, também é possível que computadores rodando diferentes sistemas operacionais de rede, ou mesmo computadores de arquiteturas diferentes se comuniquem, basta apenas que todos tenham um protocolo em comum.

Arquitetura OSI

Fabricantes de computadores de grande porte desenvolveram uma variedade de arquiteturas de redes. Algumas destas arquiteturas definem o

inter-relacionamento de fornacedores de hardware e software, em particular, para permitir o fluxo de comunicações através da rede para

fabricantes de computadores em geral.

Com a finalidade de padronizar o desenvolvimento de produtos para redes de comunicação de dados, foi elaborado um modelo aberto, que teve como referência o OSI - Open System Interconnection pela ISO (International Organization for Standardization). Este modelo estabelece sete camadas para as funções de comunicação de dados:

7 - " Aplicação " 6 - " Apresentação " 5 - " Sessão " 4 - " Transporte " 3 - " Rede " 2 - " Enlace " 1 - " Física "

Aplicação

Baseado em pedidos de um usuário da rede, esta camada seleciona serviços a serem fornecidos por funções das camadas mais baixas. Esta camada deve providenciar todos os serviços diretamente relacionados aos usuários.

Alguns destes serviços são: •identificação da intenção das partes envolvidas na comunicação e sua disponibilidade e autenticidade •estabelecimento de autoridade para comunicar-se •acordo sobre o mecanismo de privacidade •determinação da metodologia de alocação de custo •determinação de recursos adequados para prover uma qualidade de serviços aceitável •sincronização de cooperação para aplicações •seleção da disciplina de diálogo •responsabilidade da recuperação de erros de estabelecimento •acordo na validação de dados •transferência de informações

Apresentação

Esta camada é responsável pela representação da informação para entidades de aplicação, comunicando-se em um determinado caminho, e preservar o sentido em determinado espaço de tempo resolvendo diferenças de sintaxe. Para esses objetivos, esta camada pode prover as seguintes funções: •transformação de dados •formatação de dados •sintaxe de seleção

SessãoO objetivo desta camada é prover os mecanismos necessários para organizar e sincronizar o diálogo e o gerenciamento da troca de dados entre entidades de apresentação. É o suporte para ordenar a troca de dados. •estabelecimento de conexão de sessão •liberação de conexão de sessão •troca normal de dados •gerenciamento de interação •reporte de condições de exceção •mecanismos para sincronização de conexão de sessão

Transporte

Esta camada existe para realizar a transferência transparente de dados entre entidades em sessão. Protocolos de transporte são empregados para estabelecimento, manutenção e liberação de conexões de transporte que representam um caminho duplo para os dados entre dois endereços de transporte. O modelo OSI define três fases de operação dentro da camada de transporte: •" fase de estabelecimento " •" fase de transferência " •" fase de terminação "

RedeA função básica desta camada é providenciar a transferência transparente de todos os dados

submetidos pelo nível de transporte.

Enlance ou Link de Dados

Os objetivos são providenciar a transmissão de dados para a camada de rede e detectar, e possivelmente corrigir erros que possam ocorrer no meio físico

A camada física provê características físicas, elétricas, funcionais e procedimentos para ativar, manter e desativar

conexões entre duas partes

Física

Atualmente são usados basicamente 3 protocolos de rede: o NetBEUI, o IPX/SPX e o TCP/IP. Cada um com suas

características próprias:

Tipos de Protocolos

NetBEUI

Significa Network Basic End User Interface. Ele suporta pequenas LAN’s é rápido e simples. Porém, tem uma estrutura arquitetônica inerente que limita sua eficiência à medida que a rede se expande.

Bastante ágil e rápido e fosse considerado o mais rápido protocolo de rede durante muito tempo

Devido ao método simples de endereçamento usado pelo NetBEUI, podemos usa-lo em redes de no máximo 255 micros. Além disso, o NetBEUI não suporta enumeração de redes (para ele todos os micros estão ligados na mesma rede)

IPX/SPX

Significa Internet Packet Exchange/Sequence Packet Exchange. Ele foi desenvolvido para suportar redes NetWare, e suporta redes de tamanho pequeno e médio e também tem a capacidade básica de roteamento.

DLC

O DLC é um protocolo usado por muitas instalações Token Ring para permitir a comunicação de PCs com nós de interconexão de mainframe. Alguns modelos

antigos de JetDirects da HP, assim como alguns poucos modelos de impressoras de rede também só podem ser acessados usando este protocolo. Apesar de ser

necessário instala-lo apenas nestes dois casos, o Windows oferece suporte ao DLC, bastando instala-lo junto com o protocolo principal da rede.

TCP/IP

Transfer Control Protocol/Internet Protocol. Ele foi desenvolvido para ser um protocolo roteável, e serve como padrão para redes de longa distância (WAN’s) e para acesso a internet.

O segredo do TCP/IP é dividir a grande rede em pequenas redes independentes, interligadas por roteadores. Como apesar de poderem comunicar-se entre sí, uma rede é independente da outra;

Atualmente, o TPC/IP é suportado por todos os principais sistemas operacionais, não apenas os destinados a PCs, mas a todas as arquiteturas, inclusive mainframes, minicomputadores e até mesmo celulares e handhelds.

Aula 4

Dentro de uma rede TCP/IP, cada micro recebe um endereço IP único que o identifica na rede. Um endereço IP é composto de uma seqüência de 32 bits, divididos em 4 grupos de 8 bits cada.

TCP/IP

Os desenvolvedores do TPC/IP dividiram o endereçamento IP em cinco classes, denominadas A, B, C, D, e E, sendo as três primeiras são usadas para fins de endereçamento e as duas últimas são reservadas para expansões futuras.

Classe A: O primeiro número identifica a rede e os demais três números indicam a máquina. Consegue endereçar até 16.777.216 máquinas.

Classe B: Os primeiros números identificam a rede e os dois demais indicam a máquina. Consegue endereçar 65.536 máquinas.

Classe C: Os três primeiros números identificam a rede o último número indica a máquina.Consegue endereçar 256 máquinas

Na internet, todos os endereços IP disponíveis já possuem dono. A entidade responsável pelo registro e atribuição dos endereços é a ARIN (http://www.arin.net/).

Máscaras de Rede

Ao contrário do endereço IP, que é formado por valores entre 0 e 255, a máscara de sub-rede é normalmente formada por apenas dois valores: 0 e 255, como em 255.255.0.0 ou 255.0.0.0

A máscara de rede padrão acompanha a classe do endereço IP:

Em um endereço de classe A, a máscara será 255.0.0.0,

Em endereço classe B, a máscara padrão será 255.255.0.0

Em um endereço classe C, a máscara padrão será 255.255.255.0

Mas, é possível usar máscaras diferentes para utilizar os endereços IP disponíveis de formas diferentes das padrão. O importante, neste caso, é que todos os micros da rede sejam configurados com a mesma máscara, caso contrário poderão não conseguir comunicar-se, pois pensarão estar conectados a redes diferentes.

DNS e Gateway