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Escola Secundária do Padrão da Légua (402412)

TI - Técnico BAD – Internet – Mód. 3

Prof. José Novais Pág. 1/38

DOCUMENTO DE APOIO À DISCIPLINA

Curso Profissional de Técnico BAD

Tecnologias da Informação – Módulo 3

ESCOLA SECUNDÁRIA DO P. DA LÉGUA

REDES E INTERNET

2010/2011




Dispositivos de interligação de redes

As organizações têm cada vez mais necessidade de expandir as suas redes, aumentando a sua

extensão, criando e interligando sub-redes ou estabelecer meios de comunicação entre as suas redes

locais a redes alargadas (sobretudo a Internet). Para tal existem diversos dispositivos, que se diferenciam

entre si de acordo com as funções que desempenham. Os principais dispositivos de

expansão/interligação de redes são:

Repeaters (repetidores)

Os repeaters são simples dispositivos electrónicos que repetem, regeneram e amplificam os sinais de

modo a evitar a atenuação que ocorre ao longo do cabo, permitindo, desta forma, aumentar o alcance

desse cabo.

Bridges (pontes)

As bridges são dispositivos que permitem interligar duas ou mais sub-redes e gerir o tráfego entre as

diferentes partes da rede. As bridges podem ser usadas para ligar duas ou mais sub-redes locais

situadas em diferentes compartimentos, controlando o tráfego das mensagens, de modo a deixar passar

de um segmento de rede para outro, mensagens destinadas a um computador situado no outro

segmento, reduzindo congestionamentos de tráfego de mensagens.




Hubs

Os hubs são dispositivos de centralização de ligações em redes de computadores.

Faz a transmissão de dados para uma rede com uma topologia em estrela.

Existem 2 tipos de hubs:

Passivos – Apenas actuam como uma simples caixa com circuitos eléctricos onde são

efectuadas as interligações dos cabos dos computadores ligados em rede. Activos – Actuam

também como repetidores ou regeneradores de sinal.

Switches

São também designados switching hubs. São dispositivos que para além de permitirem a centralização

das ligações entre os computadores de uma rede local, proporcionam a comutação e

o controlo de tráfego entre computadores e sub-redes.




Routers

Os routers são dispositivos de encaminhamento (routing) de mensagens que permitem interligar redes

locais ou remotas, formando desta forma uma WAN ou uma Internet.

Enquanto que uma bridge apenas é capaz de analisar se uma mensagem se destina a um ponto na sua

sub-rede de origem ou de outra sub-rede, um router analisa e processa os endereços dos pacotes a um

nível superior, de forma a determinar a melhor rota para uma mensagem chegar ao destino. Enquanto

que uma bridge interliga apenas dois segmentos de uma rede local ou uma rede local a um único nó de

uma rede alargada, um router pode ser um nó de interligação de várias sub-redes ou de uma Internet.




Gateways

Os gateways são dispositivos (com estrutura semelhante a computadores) que têm como função

fundamental a conversão de dados entre dois tipos redes que usam diferentes sistemas operativos ou

diferentes protocolos de comunicação (por exemplo, converter dados de uma rede Ethernet para uma

Token Ring), por isso também costumam ser definidos como conversores de protocolos.




Topologias, padrões e arquitecturas de redes

Topologias das redes de computadores

A topologia de uma rede descreve o modo como todos os dispositivos estão ligados entre si e o

processamento de troca de informação entre eles. A topologia reduz os custos e aumenta a eficiência do

sistema através da combinação de recursos anteriormente dispersos. É frequente distinguir-se entre:

Topologia física – diz respeito à disposição física dos computadores e cabos de rede;

Topologia lógica – diz respeito ao modo como os sinais circulam entre os

computadores da rede.

Existem 2 tipos de modelos de arquitectura física de rede: os modelos do tipo broadcast com ligação

multiponto e os modelos de ligação ponto-a-ponto.

Nos sistemas broadcast todos os componentes da rede partilham o mesmo meio de comunicação.

Qualquer mensagem emitida por um dos componentes, leva o endereço do destinatário, mas é ouvida

por todos os computadores ligados á rede. Cada computador verifica se a mensagem lhe é dirigida, caso

não seja, ignora-a.

A ligação ponto-a-ponto estabelece ligações directas entre pares de dispositivos diferentes dentro da

rede. Nesta ligação a mensagem emitida por um dos computadores da rede, poderá de ter de passar por

vários computadores, antes de chegar ao destinatário.

A escolha da topologia a um determinado sistema é feita através da análise dos seus objectivos e

necessidades. Por vezes, são utilizadas várias topologias para se conseguir a melhor eficiência ao

melhor preço.

As principais topologias físicas das redes de computadores são as seguintes:

Topologia ring ou anel;

Topologia bus ou barramento linear;




Topologia star ou estrela;

Topologia mesh ou malha;

Topologia de estrela hierárquica ou em árvore;

Topologia baseadas num backbone ou espinha dorsal;

Topologia ring ou anel

A topologia em anel consiste em ligações directas entre pares de dispositivos diferentes (ligações ponto-

a-ponto), que no seu conjunto, formam um ciclo fechado.

A informação é transmitida através do anel sobre a forma de pacotes de dados que são enviados em

torno do anel numa direcção pré-definida. Esses pacotes de dados contêm não só a informação

propriamente dita, mas também contêm informação do remetente e destinatário da transmissão. Cada

dispositivo ao receber o pacote analisa a informação, caso seja ele o destinatário do pacote retira-o da

rede, se não passa-o ao dispositivo seguinte.

Topologia bus ou barramento linear

Numa rede um barramento é um caminho de transmissão de pacotes de dados, os quais são largados e

lidos pelos dispositivos cujo o respectivo endereço está especificado no cabeçalho desses pacotes. Na

figura seguinte podemos visualizar uma topologia em barramento, que consiste num cabo com dois

pontos terminais e com vários dispositivos ligados ao cabo.

Numa rede em barramento todos os dispositivos vêem os pacotes, uma vez que todos os dispositivos

estão ligados directamente ao cabo por onde circulam esses pacotes. Mas como cada




dispositivo tem um endereço único, é fácil através da análise dos pacotes seleccionar os que lhe são

destinados. Apesar de neste tipo de topologia o número de dispositivos e a distância entre eles ser

limitada, permite usar grandes velocidades com enorme fiabilidade. Se falhar um dos dispositivos da

rede, essa falha não afecta totalmente a rede, a não ser que o bus falhe por completo.




Topologia star ou estrela

Esta topologia tal como o nome indica tem a forma de uma estrela, que consiste na utilização de vários

cabos (ex. cabo de par entrançado) que ligam cada dispositivo a um ponto central (ex. hub). Para que

uma rede tenha uma topologia em estrela, não é necessário estar organizada em forma de estrela, mas

sim ter um cabo próprio a ligar cada dispositivo a um ponto central. Neste tipo de topologia o dispositivo

central é que orienta a transmissão de informação na rede. Este tipo de topologia torna pouco fiável a

rede uma vez que basta falhar o dispositivo central para que toda a rede pare por completo e também a

troca de grandes quantidades de informação podem sobrecarregar o dispositivo central, congestionando

a circulação de informação na rede.




Topologia mesh ou malha

Numa topologia em mesh ou malha, existe uma ligação ponto-a-ponto entre cada par de computadores da

rede. Este tipo de topologia ocorre bastante em redes WANs (redes que cobrem vastas áreas

geográficas) onde os vários locais se ligam uns aos outros geralmente com base em linhas telefónicas

preexistentes. Neste tipo de topologia os dispositivos de interligação (ex. routers) a que encaminham as

mensagens através dos vários nós da malha constituída.

Topologia hierárquica ou árvore

Este tipo de topologia é baseada em hubs que permitem uma estruturação hierárquica de várias redes ou

sub-redes. Um hub central interliga várias redes, as quais por sua vez, também são formadas por hubs

onde se ligam computadores ou sub-redes. Este tipo de topologia permite com bastante facilidade, a

expansão das redes ou a interligação de novas redes e assegura a gestão do conjunto de redes assim

interligadas.




Topologia baseada num backbone ou espinha dorsal

Este tipo de topologia caracteriza-se pela existência de um cabo que desempenha o papel de backbone

ou espinha dorsal, isto é, um cabo normalmente de elevado desempenho que cobre determinada área,

mais ou menos extensa, e ao qual se ligam diversas redes ou sub-redes, através de dispositivos de

interligação.




Alguns principais padrões de redes

As principais tecnologias de rede padrão utilizadas são: a Ethernet, RDIS e o ATM.

Ethernet

A Ethernet é a tecnologia mais utilizada nas redes locais, foi inicialmente desenvolvida pela Xerox vindo

posteriormente a ser desenvolvida pela Xerox, Dec e Intel. As redes Ethernet dispõem-se em topologia de

bus ou estrela e utilizam cabo coaxial ou entrançado que permite a transmissão de dados a velocidades

até 10Mbps (10Base-T). É através do protocolo CSMA/CD (´Carrier Sense Multiple Access with Collision

Detection´) que os diversos dispositivos ligados à rede competem pelo seu acesso. Os dispositivos

Ethernet possuem um endereço de 6 bytes (48 bits) que é atribuído por uma entidade central por forma a

não haver endereços repetidos. As placas que ligam os computadores ao cabo da rede estão sempre a

receber a informação que circula pelo bus. No momento que se dá a transmissão de dados, todos os

outros computadores da rede não podem transmitir. Apesar de as mensagens transmitidas serem

detectadas por todas as placas dos computadores ligados à rede, só apenas aqueles em que essas

mensagens se destinam a que as recebem e as interpretam. Se um computador pretende iniciar uma

transmissão, terá de esperar que o bus esteja livre. Pode acontecer que 2 ou mais computadores iniciem

uma transmissão ao mesmo tempo, sem que nenhum deles tenha detectado que o cabo já estava

ocupado com uma transmissão, o que provocará uma colisão. Quando ocorre uma colisão, as placas dos

computadores que tinham tentado iniciado a sua transmissão, detectam um ruído e ficam à espera

durante um tempo que é gerado pela placa de rede, tentando novamente até se dar a transmissão.

Existe a Ethernet rápida também denominada 100Base-T que permite a transmissão a velocidades até

100 Mbps.Também utiliza o protocolo CSMA/CD que permite aumentar ou diminuir o tamanho da rede

sem que a performance e a fiabilidade da rede se degradem o que facilita a sua gestão.




ISDN (Integrated Services Digital Network)

Rede Digital com Integração de Serviços é a tradução portuguesa deste novo padrão de redes de

telecomunicações, em substituição das redes analógicas telefónicas tradicionais. É um padrão muito

próximo da transmissão física e como tal pode servir de infra-estrutura a outros protocolos e serviços de

redes. Pode funcionar em cabos eléctricos ou em fibra óptica. As conexões dentro destas redes são

pontoa-ponto, o que permite quer a comutação de circuitos quer a comutação de pacotes. Um interface

de ligação a iuma linha ISDN é designado por NT (Network Termination) e inclui placas de interface para

computadores e para telefones. As linhas ISDN permitem ligar computadores , sendo também indicadas

para o acesso à Internet.

Os serviços integrados podem ser muito diversificados, desde voz e serviços de vídeo, passando pelas

comunicações entre computadores.

Com a evolução para B-ISDN (Broadband ISDN), que permite atingir taxas de transmissão da ordem dos

Gigabit/s e proporcionar múltiplos acessos simultâneos, os serviços podem passar a incluir também a

transmissão de vídeo em tempo real, como TV, videofone e videoconferência.

Acesso Básico Acesso Primário

2B+D 30B+D

2 x 64 + 16 Kbps = 144 Kbps (192 Kbps reais) 30 x 64 + 64 Kbps =1984 Kbps (2 Mbps reais)




DSL (Digital Subscriber Line)

Esta tecnologia permite utilização das linhas em pares de cobre, normalmente existentes para suporte

das ligações telefónicas, com débitos relativamente elevados, que poderão atingir os 6.1 Mbps. Os seus

débitos elevados e a possibilidade de suportar na mesma linha as comunicações de voz e de dados, a

tecnologia DSL poderá, em muitos casos substituir a tecnologia ISDN, principalmente quando esta é

usada essencialmente como rede de acesso a outras redes (Internet).

Variações desta tecnologia:

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

Para ser utilizada em zonas residenciais e pequenas empresas, sendo a largura de banda disponibilizada

aos utilizadores de forma assimétrica. A assimetria justifica-se pelo facto de, normalmente os subscritores

serem mais consumidores de informação do que produtores.




HDSL (High bit-rate DSL)

Bastante utilizado nos USA para ligações de grandes empresas, possibilitando o transporte duplex de

grupos de canais de voz T1 ou E1 num só par telefónico. A principal característica desta variante pé o

facto de a largura de banda ser simétrica.

VDSL (Very Hihg Data-Rate DSL)

Permite débitos de acesso bastante elevados, mas limitada a distâncias da ordem das poucas centenas

de metros.

Variante Débito (dowstream; upstream)

Distância entre o utilizador e o nó da rede

Exemplos de aplicação

ADSL 1.544 a 6.1 Mbps; 16 a 640 Kbps

De 3 a 6 Km, consoante o débito

Acesso à Internet, Video-a-pedido, Acesso remoto a LANs

HDSL 1.544 a 2.48 Mbps; duplex Até 3600 metros T1/E1, Acesso a servidores em LANs e WANs

VDSL 1.54 a 55 Mbps; 1.54 a 2.3 Mbps;

De 300 a 1300 m, consoante o débito

Acesso a redes ATM e redes de alto débito




Modem Cabo

A grande largura de banda disponível nas redes de distribuição de televisão por cabo e o facto de estas

abrangerem centenas de milhares de utilizadores tem levado a que os operadores destas redes explorem

o serviço de acesso à Internet, a débitos muito superiores àqueles que são disponibilizados pela rede

telefónica ou mesmo pela rede ISDN. Este serviço pode ser disponibilizado com investimentos

relativamente reduzidos na infra-estrutura de cabo, de modo a torná-la bidireccional, e com recurso a

modems para cabo coaxial instalados em casa dos clientes e nos operadores. Tirando partido da grande

largura de banda, podem atingir débitos desde os 500Kbps até aos 10 Mbps. Tal como no caso da

tecnologia DSL, os modems cabo permitem débitos simétricos ou assimétricos nos dois sentidos da

ligação utilizador-rede.

O modem cabo possui uma porta para ligação ao televisor e outra para ligação de uma placa de rede

(NIC – Network Interface Card) a instalar no computador. Esta configuração permite a utilização em

simultâneo dos serviços de televisão e de acesso bidireccional à Internet.

Inconvenientes apontados a esta tecnologia:

Largura de banda partilhada. Numa dada rede de distribuição local, esta tem que ser partilhada pelos diversos utilizadores (subscritores de determinado arruamento ou edifício),




o que pode conduzir a alguma congestão. A experiência mostra que o estrangulamento mais frequente é o da própria Internet.

Segurança. As questões de segurança tem vindo a ser ultrapassadas com a utilização de

modems cabo que encriptam a informação do utilizador, de forma a que os outros utilizadores da

mesma área não tenham acesso a ela.

ATM (Asynchronous Transfer Mode)

A rede ATM baseia-se numa tecnologia de desenvolvimento recente e define uma estrutura de camadas

próprias, diferente do modelo OSI. A fibra óptica permite comunicações a longa distância com taxas de

erros muito inferiores às cablagens de cobre a curta distância. Este avanço provocou necessariamente

uma inadequação da tecnologia de nível superior existente. Tradicionalmente uma das grandes

preocupações era lidar de uma forma eficiente com taxas de erros relativamente elevadas. A definição do

ATM teve em consideração este facto adoptando a técnica Cell Relay (tecnologia de transmissão

baseada em células). As células são semelhantes aos pacotes, mas com tamanho reduzido e fixo. A ATM

é aplicável a redes de qualquer dimensão (LANs, MANs, WANs). Estas redes são montadas geralmente

em fibras ópticas, portanto com elevada largura de banda e altas taxas de transmissão (155 a 622 Mbits/s

nas implementações actuais). Com estas taxas de transmissão, as redes ATM possibilitam a transmissão,

em simultâneo, de uma gama de serviços telemáticos, incluindo dados, voz, vídeo. Devido a esta

facilidade o ATM foi adoptado como tecnologia base para a implementação da B-ISDN.




Algumas das principais arquitecturas de rede

Uma arquitectura global de rede deverá ser definida desde a camada física atá aà camada da aplicação

(camadas do modelo OSI), ou seja , todos os níveis necessários para que os putadores possam

comunicar entre si.

Uma arquitectura de rede é definida fundamentalmente pelos seguintes elementos:

Topologia Lógica

O modo de circulação dos dados nos meios físicos da rede e um método de acesso aos meios

físicos de transmissão. Estes aspectos são normalmente implementados nas placas de rede e

respectivo software de drivers (ex: padrão Ethernet).

Protocolos de comunicação

Módulos de software incluídos ou adicionados ao sistema operativo, que viabilizam a comunicação

entre computadores numa rede. Podemos definir um Protocolo como um conjunto de regras que os

computadores devem possuir, isto é, para que dois computadores possam comunicar entre si têm

de ter as mesmas regras, a mesma linguagem.

Módulos de interface

Módulos existentes entre as aplicações do utilizador e as camadas inferiores do sistema operativo

de rede. Entre esses módulos figura um elemento que é responsável pelo redireccionamento das

chamadas a operações de rede.

No caso das redes locais, as arquitecturas são determinadas principalmente pelo respectivo

sistema operativo de rede (NOS-Network Operation System)

Tipos de protocolos:

• Open protocols

São protocolos abertos utilizados por todos os computadores; comuns a todos os computadores;

-TCP/IP da Internet e sistemas UNIX




• Vendor-Specific protocols

Protocolos fechados usados por redes específicas tal como:

-IPX/SPX - do Netware da Novell

-NetBEUI da Microsoft e IBM

-Apple Talk da Apple

-DLC IBM

O modelo OSI nunca foi seguido em datalhe pelos fabricantes, contudo muitos dos conceitos são

aplicados pelo menos parcialmente.

MR-OSI na prática - Independência entre camadas

A possibilidade de usar conjuntamente camadas de diversos fabricantes nunca se tornou real. O único

ponto onde isto se verifica parcialmente é entre as camadas 2 e 3. Este facto está relacionado com os

fabricantes envolvidos, os fabricantes de implementações dos níveis 1 e 2 são fabricantes de

hardware/firmware, enquanto os restantes níveis são normalmente implementados por software de alto

nível, no contexto de um sistema operativo em particular, produzido por outros fabricantes. Os níveis 1 e

2 do modelo de referência OSI são na maioria dos casos práticos materializados por um conjunto

hardware/firmware designado por interface de rede, placa de rede ou NIC (Network Interface Card).

Mesmo neste caso é necessário um componente de software designado por device driver que serve

como elo de ligação.

Os device-drivers são normalmente fornecidos pelos fabricantes das interfaces de rede, para cada

combinação "Interface de Rede / Sistema Operativo" é necessário um device-driver apropriado.

Níveis 3 a 7 (Sistema Operativo) (Software)

Device Driver

Níveis 1 e 2 (Interface de Rede) ( Hardware

+ Firmware )




OSI na prática - Camadas

As camadas definidas no modelo OSI são genéricamente respeitadas, com bastantes omissões. Como já

foi referido as camadas 1 e 2 são geralmente implementadas em conjunto, dando origem às interfaces de

rede. Apesar de implementadas em conjunto, a distinção entre as camadas 1 e 2 também é geralmente

bastante clara na prática.

A camada de rede está presente em todas as arquitecturas, contudo nem sempre com as características

apontadas no modelo OSI. Por exemplo o suporte ao encaminhamento entre tecnologias de ligação lógica

e física de diferentes tipos nem sempre é suportado.

A camada de transporte nem sempre existe, mesmo quando existe, geralmente, as aplicações podem

usar directamente a camada de rede, contrariando assim o modelo. Em muitos outros casos reais, não é

proporcionada a fiabilidade que o modelo define para esta camada.

As camadas de sessão e de apresentação raramente existem, geralmente a implementação da

respectiva funcionalidade fica a cargo das próprias aplicações.

Arquitecturas de ligação física e lógica

Na prática, pelas razões anteriormente apontadas, existe quase sempre uma separação total entre os

níveis 1/2 e os restantes níveis. Uma vez que nestes níveis não há necessidade de usar tecnologias

homogéneas para garantir comunicações globais (isso é garantido pela camada de rede). Entre

implementações LAN e WAN, a diversidade é enorme, a titulo de exemplo apresenta-se

o caso da arquitectura IEEE 802 muito generalizado nas LAN e com várias camadas bem definidas:

Como se pode observar a camada 2 do modelo OSI aparece aqui dividida em duas subcamadas, LLC e

MAC.




Arquitectura TCP/IP

Em muitos aspectos a evolução da arquitectura TCP/IP pode-se considerar como sendo a abordagem

contrária à do modelo OSI. O modelo OSI é uma definição teórica, abundante em conceitos que

abrangem todas as situações potenciais. A arquitectura TCP/IP, pelo contrário foi sendo definida à medida

que as necessidades reais se iam revelando. É por isso uma arquitectura extremamente pragmática onde

apenas está definido o que é efectivamente necessário nas situações mais correntes. Outro dos factores

de sucesso para o TCP/IP é o facto de ser uma tecnologia aberta, na realidade, como muitos outros

projectos do género, qualquer um pode contribuir.

Curiosamente, usando uma abordagem oposta, a arquitectura TCP/IP acabou por conseguir atingir

alguns dos principais objectivos do modelo OSI, nomeadamente no que toca a conseguir interligar

sistemas de diversos fabricantes.

Os protocolos TCP/IP começaram a ser desenvolvidos no inicio dos anos 70, inicialmente para uma rede

com fins militares, nos anos 80 começou a ser criada a "internet", usada basicamente por instituições de

investigação/educação. Desde essa altura o número de ligações nunca parou de aumentar, numa fase

inicial mais limitada às instituições de ensino e investigação, com a RIPE ("Réseaux IP Européens") e

posterior criação do EBONE ("backbone" europeu de ligação à "internet").

Em portugal, no inicio dos anos 90 é criada a RCCN ("Rede para a Comunidade Científica Nacional"), a

interligar diversas universidades públicas, ligada por sua vez ao EBONE. Nesta altura a "internet" estava

ligada a cerca de 5 milhões de computadores, mas ainda não se tinha instalado nas áreas comerciais e

domesticas. O sistema operativo dominante na "internet" era o Unix, ao qual se fica a dever esta fase de

expansão inicial na qual TCP/IP era sinónimo de UNIX. Nesta altura as arquitecturas proprietárias ainda

tinham uma expressão significativa no mundo empresarial e proliferavam produtos de interligação entre

sistemas proprietários que permitiam um certo grau de integração, mas sempre parcial.

Dada a frustração geral pelas dificuldades de integração e devido ao facto de a "internet" proporcionar

quantidades de informação muito grandes, começou a ser exigido aos sistemas o suporte de TCP/IP e

esta arquitectura começou a dominar rapidamente o mercado. Juntamente com chegada da "internet" aos

meios domésticos assistiu-se a uma verdadeira explosão no número de computadores ligados,

actualmente perto dos 100 milhões.




A arquitectura define-se apenas em 3 camadas fundamentais (o modelo OSI apresenta 7):

As camadas definidas na arquitectura TCP/IP correspondem de certo modo às do modelo OSI, as

camadas 1 e 2 não são especificadas, a primeira camada é de rede, e mediante drivers apropriados

funciona sobre uma qualquer arquitectura de níveis 1/2. A arquitectura TCP/IP não define nenhum

protocolo abaixo da camada de rede, precisamente porque foi concebida para interligar redes de padrões

diferenciados, funcionando os protocolos TCP/IP sobre esses padrões de nível inferior (linhas telefónicas

tradicionais, RDIS, DSL, X.25, Frame-Relay, ATM, Ethernet, etc).

camada de rede – o nível IP

O protocolo IP (Internet Protocol) situa-se a um nível equivalente à camada de rede do modelo OSI – o

que significa que é responsável pelo endereçamento (adressing) e encaminhamento (routing) dos

pacotes de dados (mensagens nas redes internet).

A camada de rede da arquitectura TCP/IP disponibiliza um serviço de "datagramas" através do protocolo

IP, com endereçamento universal e independente dos níveis inferiores.

Este protocolo é implementado principalmente nos nós da Internet, utilizando dispositivos específicos (os

routers). Cada rede ligada à Internet liga-se a esta através de um ou mais routers ou gateways. Estes

dispositivos forma a infra-estrutura de ligações da Internet.




camada de transporte – o nível TCP

O protocolo TCP (Transmission Control Protocol) situa-se a um nível equivalente à camada transporte do

modelo OSI e é o responsável pelo controlo da entrega dos pacotes de dados de extremo a extremo em

cada transmissão, isto é assegura que todos os datagramas de uma mensagem sejam entregues ao seu

destinatário sem falhas nem erros e pela ordem correcta.

O software do protocoloTCP não funciona nos sistemas intermédios (routers) mas apenas nos sistemas

finais – os computadores (também designados hosts , na terminologia da Internet).

A camada de transporte disponibiliza dois tipos de serviço, com e sem ligação. O serviço "com ligação" é

disponibilizado através do protocolo TCP, o serviço "sem ligação" usa o protocolo UDP.

camada de aplicação – diversos protocolos de aplicação

Na arquitectura TCP/IP existe respeito pelas camadas, as aplicações apenas podem usar a camada de

transporte, não lhes sendo possível aceder a camadas inferiores Por cima dos protocolos TCP/Ip

funcionam os protocolos das aplicações, sendo os mais conhecidos os seguintes: HTTP (HyperText Transfer Protocol) – associado ao sistema de transferência de

documentos hipertexto

(páginas HTML) da WWW. Telnet (Emulação de Terminal) – associado ao serviço de acesso

remoto a outros computadores. FTP (File Transfer Protocol) – associado ao serviço de transferência de

ficheiros entre computadores SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – associado ao serviço de correio

electrónico ou (e-mail) na Internet. SNMP (Simple Network Management Protocol) – associado a funções

de gestão da rede.




Outras Arquitecturas

Existem várias arquitecturas, consideradas proprietárias que ainda tem expressão actual, a maioria delas

assumiram-se como "standards" de facto e procederam a uma abertura em maior ou menor grau que

permitiu a sua integração em plataformas de diferentes tipos, garantindo a sua sobrevivência até aos dias

de hoje.

Redes Microsoft

Utilizam a especificação NetBIOS que foi inicialmente desenvolvida para a IBM, esta especificação ajusta-

se à camada de sessão do modelo OSI, usa serviços de transporte, por exemplo "datagramas", uma das

suas grandes vantagens é a possibilidade de funcionar sobre diversos tipos de implementações das

camadas inferiores, assim pode funcionar por exemplo sobre TCP/IP, sobre IPX (Novell) ou sobre

NetBEUI (implementação muito elementar do nível de rede).

A principal desvantagem do NetBIOS é que, tendo sido desenvolvido para redes locais, utiliza

intensivamente a comunicação em "broadcast". Como este tipo de comunicação tem obrigatoriamente de

ser bloqueada nos encaminhadores ("routers") o alcance do NetBIOS é muito limitado. Sobre a camada

NetBIOS as redes MicroSoft usam o protocolo SMB ("Server Message Block") que fornece os serviços

base para as aplicações servidoras e clientes de ficheiros.

Redes Novell

A manutenção de algum mercado pela Novell deve-se em grande parte à eficácia e estabilidade dos

seus servidores dedicados que usam um sistema operativo especialmente desenvolvido para servir

ficheiros, o Netware.

OSI Microsoft

Aplicação Servidores/Client

es

Apresentação

SMB

Sessão NetBIOS




A arquitectura Novell é definida acima do nível 2, para o efeito é usado o protocolo IPX ("Internet Packet

Exchange"), o IPX é derivado do IDP ("Internetwork Datagram Protocol") das redes XNS. O protocolo IPX

suporta routing e define um endereçamento parcialmente independente dos níveis 1/2 (usa o

endereçamento do nível 2 e acrescenta-lhe um identificador de rede).

Comparando a arquitectura Novell com a arquitectura TCP, o protocolo IPX proporciona serviços

equivalentes aos do UDP, assim na camada de transporte das redes Novell apenas existe o serviço "com

conexão" que é implementado com recurso ao protocolo SPX ("Sequenced Packet Interchange"), derivado

do SPP ("Sequenced Packet Protocol) das redes XNS. Nos níveis superiores surge o protocolo de acesso

aos servidores, o NCP ("Netware Core Protocol") que se ajusta ao nível de sessão do modelo OSI.

OSI Novell

Aplicação Servidores/Client

es

Apresentação

Sessão NCP

Transporte SPX

Rede IPX




A INTERNET

Aspectos genéricos sobre a Internet

A Internet: origem e evolução

O que é a Internet.

A Internet (Interconnected Network) é uma gigantesca teia mundial de redes de computadores, em

constante crescimento e evolução, oferecendo um admirável sistema de comunicações a todo o tipo de

utilizadores: empresas, instituições e à generalidade dos cidadãos.

A Internet teve a sua origem nos EUA, por volta de 1970 no Departamento de Defesa dos EUA (DoD)

através da agência ARPA (Advanced Research Projects Agency) que teve a tarefa de criar uma rede de

computadores capaz de pôr em comunicação centros geograficamente dispersos, a ARPAnet. Foi no

âmbito do desenvolvimento dos trabalhos do ARPAnet que surgiram os protocolos TCP/IP.

Diferença entre Web e Internet.

A World Wide Web, WWW ou, simplesmente, Web (“teia”) teve origem nos finais da década de 80, no

CERN, actual Laboratório Europeu de Física das Partículas, na Suíça. Esta consiste num sistema de

páginas de hipertexto e multimédia à escala mundial acessível em qualquer computador por meio de

interfaces gráficos surgindo assim como factor decisivo na popularização da Internet.

A expansão da Web a todo o mundo ocorreu, decisivamente, a partir de 1994, com o aparecimento e

divulgação dos web browsers gráficos.

A distribuição praticamente gratuita de software de navegação na Web – os Web Browsers (como o

Internet Explorer ou o Netscape Navigator) -, a Internet tornou-se definitivamente um novo meio de

comunicação de âmbito mundial e praticamente acessível a qualquer pessoa.




A base da arquitectura da Internet – os protocolos

TCP/IP

Os endereços da Internet

Cada máquina directamente ligada à Internet tem um endereço único, formado por 32 bits (4 bytes). Os

endereços da Internet (endereço IP), são representados numericamente da seguinte forma:

Exemplo: 192.82.127.249

Temos assim 4 números separados por pontos. Cada número representa um byte e como tal pode variar

entre (0 e 255). De referir que com 1 byte (ou 8 bits) posso representar (28 = 256) valores. No sistema de

endereçamento da Internet, cada endereçamento pode ser dividido em duas partes:

1ª parte define o endereço de uma rede : Network ID 2ª parte define um endereço de

um computador (“Host”) dentro dessa rede : Host ID

Redes de Classe A – São as maiores redes da Internet. A parte do endereço da rede é definida apenas

pelo primeiro número (1 byte) e cada computador é identificado pelos restantes 3 números (3 bytes).

Assim só pode haver 126 redes deste tipo, mas cada rede, pode ter mais de 16 milhões de

computadores.

Redes de Classe B – São redes de média - grande dimensão. A parte do endereço da rede é definida

pelos dois primeiros números (2 byte) e cada computador é identificado pelos restantes 2 números (2

bytes). Assim o número máximo de redes deste tipo é de cerca de 16 mil e cada rede pode ter um

máximo de cerca de 65 mil computadores.

Rede Classe

de 1º byte 2º byte 3º byte 4º byte

Classe A 1 - 126

Classe B 128 - 191

Classe C 192 - 223

N.º Máximo N.º Máximo de

de redes computadores

126 16 777 216

16 384 65 353

2 097 125 256




Redes de Classe C – São as redes mais pequenas. A parte do endereço da rede é definida pelos três

primeiros números (3 bytes) e cada computador é definido apenas pelo último número (1 byte). Por

conseguinte, poderemos ter mais de 2 milhões de redes deste tipo, mas apenas 256 computadores em

cada rede.

Network ID Host ID

O DNS (Domain Name System)

Como os endereços numéricos não são fáceis de decorar por parte dos utilizadores, foi criado,

em paralelo um sistema de endereçamento por nomes – o DNS ou Domain Name System. Os

domínios têm a ver com a organização das redes e sub-redes da Internet.

As últimas letras de um endereço designam um domínio de topo, que pode ser um país ou um

certo tipo de entidade.

Os endereços têm o seguinte formato: www.microsoft.com

ftp.ist.utl.pt

www.ieee.org

mail.telepac.pt

Domínios Países

au Austrália

br Brasil

de Alemanha

es Espanha

fr França

it Itália

jp Japão

pt Portugal

tw Taiwan

uk Reino Unido

us Estados Unidos

Domínios Entidades

com comerciais

edu educativas

gov governamentais

int internacionais

mil militares

net da Internet

org Organizações sem fins lucrativos




A última parte em cada endereço indica o país a que pertence ou o tipo de instituição.

Na parte intermédia do endereço, é usual aparecer o nome da empresa ou instituição ou a respectiva

sigla. Esta parte do endereço designa efectivamente um determinado domínio intermédio- que está

registado na Internet e é identificado pelos routers ou gateways.

A primeira parte do endereço fornece, em muitos casos, uma indicação acerca do tipo de serviço a que

esse endereço está associado.

Para que as máquinas (computadores e routers) sejam capazes de lidar com os endereços por nomes, foi

necessário criar bases de dados para fazer as conversões desses endereços para os endereços

numéricos do protocolo IP e colocar essas bases de dados acessíveis aos computadores.

Um por pouco por toda a Internet, existem computadores Servidores de DNS que, sempre que

solicitados, fazem as conversões dos endereços por nomes para os respectivos endereços numéricos,

necessários ao software IP.

.com Entidade Comercial

.pt Portugal

.org Organização sem fins lucrativos

.pt Portugal

microsoft Empresa de software : Microsoft

ist.utl Instituto de ensino superior : Instituto Superior Técnico da Universidade Técnica de Lisboa

ieee Instituto não governamental : the Institute of the Electrical and Electronics Engineers

telepac Empresa de telecomunicações e ISP (Internet Service Provider) : Telepac

www Servidor de www.

ftp Servidor de ftp.

www Servidor de Web.

mail Servidor de e-mail.




Os principais serviços da Internet

Correio electrónico (e-mail)

O correio electrónico – ou e-mail, como é mundialmente conhecido – foi dos primeiros serviços

telemáticos a serem implementados na Internet e ainda hoje é reconhecido coimo um dos mais úteis e

utilizados. Em geral, o correio electrónico é um serviço que permite enviar mensagens através dos

computadores e de outros dispositivos de comunicação das redes, como por exemplo os telemóveis.

A principal vantagem é sem dúvida , a sua rapidez: em poucos segundos, uma mensagem pode

viajar milhares de quilómetros, de um continente para outro.

O envio de uma mensagem de correio electrónico para um outro utilizador da internet pressupõe,

obviamente, o conhecimento do seu endereço de e-mail.

Os endereços de e-mail são do seguinte tipo:

[email protected]

(que se lê: luisgoncalo at mail.pt)

A primeira parte de um endereço identifica geralmente um utilizador.

A seguir ao símbolo @ (que pode ler-se “arroba” ou at, em inglês) vem o endereço do servidor de e-mail

no qual o utilizador tem conta (espaço reservado para a recepção de mensagens de e-mail).

Para aceder às mensagens de um servidor de e-mail, temos 2 alternativas:

1- Utilizar o software cliente de e-mail, como, por exemplo, o Outlook Express, OutlookXP,

Eudora ou Pegasus.

2- Utilizar o browser e através de uma página de Internet aceder à conta de e-mail (Webmail).

Transferência de ficheiros (FTP)

O serviço de transferência de ficheiros (envio e recepção) entre computadores da internet é, tal como o e-

mail e o telnet, um dos serviços telemáticos da Internet que vem desde os primeiros




tempos. Este serviço é assegurado pelo protocolo FTP (File Transfer Protocol) – um protocolo do nível

aplicação.

Download – operação de transferência de um ficheiro de uma máquina remota para a nossa.

Upload – envio de um ficheiro para uma máquina remota (operação inversa).

Para aceder a um servidor de FTP, é necessário ter software cliente de FTP, como, por exemplo, o

WS_FTP, o CuteFTP ou simplesmente executando FTP na linha de comandos do Windows.

Uma sessão de FTP inicia-se com a indicação para onde se quer efectuar a ligação. Por exemplo:

ftp.netscape.com

ftp.esoterica.pt

Actualmente, após a difusão da WWW e dos browsers ou programas de navegação nesse sistema, a

transferência de ficheiros pode ser efectuada a partir do browser nas páginas da Web; no entanto, mesmo

nesse caso, a transferência de um ficheiro é assegurada pelo protocolo FTP (que é accionado pelo

sistema de funcionamento do WWW).

World Wide Web (www)

A WWW não se trata apenas de mais um serviço da Internet, a adicionar a outros já existentes; trata-se,

na verdade, de um sistema que consegue utilizar praticamente todos os outros recursos da Internet (e-

mail, FTP, etc.), para além de ter permitido o desenvolvimento dos seus próprios mecanismos

(mecanismos de pesquisa de informação). Desta forma, a Internet passou quase a ser sinónimo de World

Wide Web, ou melhor, para muitos a face visível da Internet é a apenas a Web, através dos web bowsers.

A WWW surgiu associado a uma linguagem de composição de documentos e a um novo protocolo:

Linguagem HTML (HyperText Markup Language)

Linguagem destinada à criação de documentos em hipertexto. Um documento em hipertexto funciona com base em certas palavras ou símbolos – chamados links ou hyperlinks – que remetem o utilizador para novas páginas de texto ou outras secções do documento. No caso do HTML, o




sistema de hipertexto permite passar não só de um ponto para outro no mesmo documento, como de um documento para outro, podendo estes estar situados em qualquer parte da teia mundial (World Wide Web) de servidores que compõem este sistema.

Protocolo HTTP (HyperText Transfer Protocol)

O protocolo foi criado especificamente para funcionar com os documentos de hipertexto HTML, através

dos links e dos endereços especiais (URL), permitindo assim a localização de outros documentos em

servidores deste sistema, bem como a transferência de informação necessária, através da rede, até ao

computador com a aplicação cliente.

Os computadores que contêm informação neste sistema (documentos HTML + protocolo http) e que

estão disponíveis para serem acedidos por outros computadores são chamados de servidores de WWW

ou Web servers.

Para aceder aos servidores da Web, tem que se utilizar um programa cliente específico para este

sistema – um web browser.

Os web browsers permitem aceder directamente às páginas da WEB e navegar pelos seus vários

milhares de servidores. Essa navegação já não exige ao utilizador o conhecimento de comandos

complicados, mas apenas que utilize o ponteiro do rato sobre os links das paginas de hipertexto que vão

surgindo na janela do browser.

Exemplos de web browsers : Internet Explorer, Netscape Navigator e Opera.

Serviços de pesquisa de informação

Dadas as dimensões da Internet, com os seus milhares de computadores, tornaram-se necessários

mecanismos capazes de procurar a informação que desejamos e indicar-nos em que sítios (sites) da

rede se encontra aquilo que procuramos. Com essa finalidade, foram concebidos serviços de pesquisa

de informação – informação essa que pode estar distribuída por computadores situados em diversos

pontos do mundo.

Antes do aparecimento da WWW (World Wide Web), o Archie, o WAIS e o Gopher eram os principais

instrumentos utilizados para localizar informação:




Com o aparecimento da WWW começaram aparecer outros mecanismos de pesquisa ou motores de

busca. Um mecanismo de pesquisa ou motor de busca (search engine) na WWW é um servidor

especializado em pesquisar outros sites e páginas da Web (ou outros locais de informação da Internet) e

fornecer aos utilizadores indicações sobre a informação requerida. Essas indicações, normalmente, são

fornecidas sob a forma de ligações (links ou hyperlinks) para outros sites ou páginas da Web, para onde

podemos passar à procura da informação pretendida.

Estes serviçosde pesquisa podem ser fundamentalmente de 2 tipos:

1- Base de dados previamente organizadas e actualizadas com alguma

regularidade.

2- Base de dados organizadas em conjugação com mecanismos de busca automática em

interacção contínua com outros sites da Web.

Utilização dos serviços pesquisa de informação

Em geral todos os serviços de pesquisa de informação na WWW contêm 2 vias pelas quais podemos

efectuar uma procura.

a) Utilizando as diferentes secções de assuntos que são apresentadas nas páginas desses

serviços de pesquisa; estas secções costuma estar organizadas hierarquicamente, de modo que

podemos efectuar uma navegação através dessas secções dos assuntos mais genéricos para os

mais específicos.

b) Utilizando um campo de escrita existente na página do serviço de pesquisa, no qual podemos

introduzir uma chave de pesquisa, ou seja, uma palavra ou conjuntos de palavras que o mecanismo

de busca irá utilizar para interrogar a sua base de dados e fornecer os resultados.

Se utilizarmos um serviço de pesquisa como o AltaVista (e muitos outros) podemos refinar a pesquisa de

diferentes formas:

• Indicando a língua em que pretendemos efectuar a buca.

• Pedindo acesso a uma secção mais avançada de especificação da busca (“advanced

search”).

• Introduzindo chaves de pesquisa com várias palavras de modo a tornar o assunto mais

específico.




• Utilizando operadores boolenos (E, OU, Negação) na chave de pesquisa ou outras formas

sintácticas mais especificas.

• Utilizando o serviço de traduções automático de páginas.

Alguns dos principais serviços de pesquisa a nível nacional e internacional:




Endereços URL

O sistema WWW fez surgir um novo tipo de endereços, conhecidos por URL – Uniform Resource

Locator. A sua forma genérica é a seguinte:

protocolo://servidor/localização

Vejamos os seguintes exemplos:

http://www.w3.org/hypertext

http://www.microsoft.com/tutorial/default.html

http://www.up.pt/ciup/cusi.html

Este endereços tornam-se mais inteligíveis se forem decompostos em 3 partes distintas:

1- o prefixo - que indica o protocolo ou o tipo de serviço que é utilizado para aceder à informação em

causa. O caso mais comum é:

http:// indica um servidor de WWW (protocolo HTTP)

Alguns outros prefixos possíveis são:

gopher:// indica um servidor de gopher telnet://

indica um servidor de telnet ftp:// indica um

servidor de FTP news:// indica um servidor de

news

2- o endereço do servidor - é um endereço normal, designando um computador num determinado

domínio (por exemplo: www.microsoft.com). Na maioria das vezes, os computadores que

desempenham funções de servidores na Web recebem a designação de www.

3- o local da informação dentro do computador - indica a localização, em termos de directorias e

subdirectorias, dentro do computador indicado anteriormente, onde se encontra a informação que se

visa aceder (esta parte pode nem sequer existir ou ser mais ou menos extensa) (por exemplo:

/tutorial/default.html).




Fóruns de discussão (Newsgroups)

News, NewsGroups ou UseNet são diferentes designações para um outro tipo de serviço disponível na

Internet.

Este serviço está associado ao conceito de fórum de discussão. Trata-se de um sistema de troca de

mensagens em espaços abertos (fóruns) para que os seus utilizadores possam lançar temas de

discussão, que vão sendo desenvolvidos com contributos de quem quiser fazer parte do grupo.

Os newsgroups formam uma rede especial na Internet, chamada Usenet.

Existem centenas ou milhares de newsgroups que estão sediados em servidores de news, ou seja,

computadores que armazenam as comunicações relativas a determinados grupos/temas de discussão.

Esses temas são sistematizados em estruturas de árvore: existem alguns agrupamentos principais e

genéricos (raízes) a partir dos quais se desdobram outros agrupamentos e temas mais específicos.

Para ter acesso aos newsgroups, é necessário ter software cliente de news server e acesso a um servidor

de news (por exemplo: news.telepac.pt). Contudo, um utilizador que disponha de um programa cliente de

e-mail, como o Outlook Express ou equivalente poderá ter acesso aos newsgroups através desse

programa.

Em certos newsgroups podem colocar-se mensagens sem qualquer controlo, ao passo que noutros

existem moderadores que analisam previamente as mensagens antes de decidirem se elas serão ou não

apresentadas aso restantes utilizadores.

Exemplos:

news.groups.questions sobre os próprios neswsgroups;

soc.rights sobre os direitos humanos

pt.geral discussões gerais sobre Portugal

pt.news discussões sobre as news em Portugal




Conversação em directo (IRC ou Chat)

O IRC (Internet Relay Chat) é um sistema de comunicação dentro da Internet que permite a conversação

por teclado e monitor em directo e com vários utilizadores ao mesmo tempo.

Existem várias redes de servidores de IRC que forma a IRCnet. Nestas redes , existem vários canais

organizados (teóricamente) por diferentes temas de conversação (à semelhança dos newsgroups).

Para aceder a um servidor de IRC, temos 2 alternativas:

1- Utilizar o software cliente IRC, como, por exemplo, o mIRC ou o Microsoft Comic Chat, entre

outros.

2- Utilizar o browser e através de uma página de Internet aceder ao Chat via Web.

Depois será necessário aceder a um servidor de IRC específico, como por exemplo, os da rede PTNet,

em Portugal. Para entrar é necessário preencher um formulário com alguns dados pessoais e um

nickname (alcunha). A partir daí ter-se-à acesso a toda a rede de servidores da IRCnet.




Bibliografia

Azul, Artur Augusto (2001) – Introdução às Tecnologias de Informação - Bloco II.

Porto Editora. p14-107. ISBN 972-0-43427-9.

Monteiro, Edmundo e Boavida, Fernando (2000) – Engenharia de Redes Informáticas (2ª Edição)

FCA – Editora de Informática. 554p. ISBN 972-722-203-X.

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