redes (2)

NOGUEIRA CONSULTORIA INFORMATICA Verso Exclusiva para o curso In-Company da CHESF/2009 Prof. Mrcio Nogueira Cpia, reproduo ou utilizao no permitidos. www.nogueira.eti.br

1 Prof. Mrcio Nogueira | [email protected]

APOSTILA DE FUNDAMENTOS E PRTICAS EM REDES

DE COMPUTADORES

Compndio de livros, sites, monografias e contribuies pessoais Professor: Mrcio Luiz Machado Nogueira Verso 1.0



ndice

1 Objetivos 52 Competncias 53 Habilidades 54 Proposta de Ementa para Disciplina 55 Carga Horria Proposta 56 Competncia 1 Fundamentos de Redes de Computadores 6

6.1 Evoluo dos sistemas de computao 66.2 Evoluo das Arquiteturas Computacionais 10

6.2.1 Gerao 0 - Mecnicos 106.2.2 Gerao 1 Vlvulas 116.2.3 Gerao 2 - Transistores 126.2.4 Gerao 3 Circuitos Integrados 146.2.5 Gerao 4 Escala de Integrao Muito Grande (VLSI) 166.2.6 Gerao 5 Escala de Integrao Ultra Grande (ULSI) 17

6.3 Redes de computadores: lan, man e wan 186.3.1 A Histria da Internet no Brasil 236.3.2 A Infra-Estrutura da Internet 24

6.4 Parmetros de Comparaes Entre Redes 256.4.1 Custo 256.4.2 Retardo de transferncia 266.4.3 Tempo de Resposta 266.4.4 Desempenho 276.4.5 Confiabilidade 276.4.6 Modularidade 286.4.7 Compatibilidade 296.4.8 Fatores no tcnicos 29

6.5 Linhas de Comunicao 306.6 Topologias de Redes de Computadores 31

6.6.1 Redes Geograficamente Distribudas 316.6.2 Redes Locais e Metropolitanas 356.6.3 Comparaes entre as Topologias 45

6.7 Hubs e Switches 467 Competncia 2 Fundamentos de Comunicao Digital 47

7.1 Transmisso de Informao 477.2 Tipos de Transmisso 487.3 Banda Passante e Largura de Banda 51

7.3.1 Teorema de Nyquist 547.4 Fontes de Distoro de Sinais em Transmisso 56

7.4.1 Rudos 567.4.2 Lei de Shannon 577.4.3 Atenuao e Ecos 57

7.5 Multiplexao e modulao 587.5.1 Multiplexao na Frequncia (FDM) 587.5.2 Tcnicas de Modulao 597.5.3 Multiplexao no Tempo (TDM) 617.5.4 Tcnicas de Transmisso 63

7.6 Comutao 647.6.1 Comutao de Circuitos 647.6.2 Comutao de Mensagens 657.6.3 Comutao de Pacotes 66

7.7 Tcnicas de deteco de erros 66



7.7.1 Paridade 677.7.2 CRC 68

7.8 Meios Fsicos de transmisso 707.8.1 Cabo Coaxial 717.8.2 Par Tranado 747.8.3 Fibra tica 787.8.4 Radiodifuso: redes sem fio 81

7.9 Instalaes Fsicas e Cabeamento Estruturado 887.9.1 Definio e Caractersticas 887.9.2 Estrutura e Topologia 89

8 Competncia 3 Modelos de Referncia em Redes de Computadores 958.1 Arquiteturas de Redes de Computadores 958.2 Organizaes Internacionais de Padronizao 978.3 O Modelo de Referncia iso RM-OSI 97

8.3.1 A Camada Fsica 1008.3.2 A Camada de Enlace dos Dados 1008.3.3 A Camada de Rede 1018.3.4 A Camada de Transporte 1028.3.5 A Camada de Sesso 1028.3.6 A Camada de Apresentao 1038.3.7 A Camada de Aplicao 104

9 Competncia 4 Famlia de Protocolos TCP/IP 1059.1 Comparaes com o modelo de referncia rm-osi/iso 1059.2 Histrico 1079.3 Nvel Fsico 1099.4 Nvel de Intra-Redes e Interfaces de Redes 110

9.4.1 Protocolos de Acesso Mltiplos ao Meio 1119.4.2 Passagem de Permisso 1149.4.3 Padro IEEE 802.3 (CSMA/CD Ethernet) 1159.4.4 Tecnologias Ethernet 1179.4.5 Hubs, Comutadores e Roteadores 1189.4.6 Endereamento de Enlace 120

9.5 Nvel de Inter-Redes 1239.5.1 Endereamento IP 1249.5.2 Clculo IP 1359.5.3 Roteamento 1419.5.4 Subnetting 146

9.6 Nvel de Transporte 1579.7 Nvel de Aplicao 165

9.7.1 NCP 1689.7.2 Telnet e SSH 1689.7.3 DNS e DNSSec 1699.7.4 UUCP e SMTP 1719.7.5 FTP 1729.7.6 POP3, IMAP e Webmail 1749.7.7 WWW e HTTP 1759.7.8 SNMP 1809.7.9 BOOTP e DHCP 1829.7.10 TLS e SSL 185

10 Competncia 5 Prtica de Cabeamento em Redes 18810.1 Crimpagem de Cabos Diretos e Invertidos 18810.2 Teste de Cabos 194

11 Competncia 6 Sistemas Operacionais clientes de Rede 19611.1 Famillia de Sistemas Operacionais Clientes 19611.2 Configurao do TCP/IP 20111.3 Testes de Conexes Ponto-a-Ponto 20811.4 Compartilhamento de Recursos em Rede 21011.5 Gerenciamento de Redes 221



12 Consideraes Finais 226



Apostila de Fundamentos e Prticas em Redes de Computadores

1 OBJETIVOS Capacitar e nivelar os profissionais da rea de redes de computadores.

2 COMPETNCIAS C1 Fundamentos de Redes de Computadores.

C2 Fundamentos de Comunicao Digital.

C3 Modelos Referenciais em Redes de Computadores.

C4 Famlia de Protocolos TCP/IP

C5 Cabeamento em Redes Ethernet.

C6 Sistemas Operacionais de Redes.

3 HABILIDADES H1 Planejar, auditar e avaliar arquitetura de redes de computadores LAN, MAN e WAN.

H2 Planejar e calcular endereamentos de hosts e redes.

H3 Conhecer as principais tecnologias de comunicao de dados digitais.

H4 Confeccionar, reparar e avaliar cabeamentos para redes Ethernets.

H5 Instalar e configurar sistemas operacionais proprietrios para redes.

H6 Instalar, configurar e auditar ativos de redes.

4 PROPOSTA DE EMENTA PARA DISCIPLINA LAN, MAN e WAN; Parmetros de comparaes entre redes; topologias de redes; informao e sinal; transmisso analgica e digital; teorema de nyquist; lei de shannon; multiplexao e modulao; sistemas de banda larga e banda bsica; comutao; tcnicas de deteco de erros; meios de transmisso; ligaes ao meio; arquitetura de redes de computadores; o modelo OSI da ISO; a famlia de protocolos TCP/IP; RS-232; EIA/TIA-568; CSMA/CD; IEEE 802.3; IEEE 802.4; IEEE 802.11; endereamento de rede; roteamento; DNS; FTP; Telnet; HTTP; SSH; SSL; cabeamento de rede; sistemas operacionais de redes; configurao do TCP/IP; ativos de redes.

5 CARGA HORRIA PROPOSTA Esta obra possui 60 horas aula, e sendo recomendada para prticas em laboratrio.



6 COMPETNCIA 1 FUNDAMENTOS DE REDES DE COMPUTADORES

6.1 EVOLUO DOS SISTEMAS DE COMPUTAO

Para entendermos as Redes de Computadores, necessrio que observemos como se deu a

evoluo dos sistemas de computao, pois a procura inicial pela distribuio do poder computacional se

estende at os dias de hoje.

Em 1801, na Frana, durante a Revoluo Industrial, Joseph

Marie Jacquard, mecnico frnces, inventou um tear mecnico

controlado por grandes cartes perfurados. Sua mquina era capaz

de produzir tecidos com desenhos bonitos e intrincados. Foi tamanho

o sucesso que Jacquard foi quase morto quando levou o tear para

Lyon, pois as pessoas tinham medo de perder o emprego. Em sete

anos, j havia 11 mil teares desse tipo operando na Frana.

A origem da idia de programar uma mquina vem da

necessidade de que as mquinas de tecer produzissem padres de

cores diferentes. A idia de Jacquard atravessou o Canal da

Mancha, onde inspirou Charles Babbage (1792-1871), um professor de matemtica de Cambridge, a

desenvolver uma mquina de tecer nmeros, uma mquina de calcular onde a forma de calcular pudesse

ser controlada por cartes. O "Calculador Analtico", ou tambm Engenho Analtico, concedeu a este

brilhante matemtico ingls, Charles Babbage, o termo de "Pai do Computador", que inspirou a concepo

de um computador atual.

Foi com Charles Babbage que o computador moderno

comeou a ganhar forma, atravs de seu trabalho no

engenho analtico. O equipamento, apesar de nunca ter

sido construdo com sucesso, possua todas as

funcionalidades do computador moderno. Foi descrito

originalmente em 1837, mais de um sculo antes que

qualquer equipamento do gnero tivesse sido construdo

com sucesso. O grande diferencial do sistema de

Babbage era o fato que seu dispositivo foi projetado para

ser programvel, item imprescindvel para qualquer

computador moderno.

Tudo comeou com a tentativa de desenvolver uma mquina capaz de calcular polinmios por meio

de diferenas, o calculador diferencial. Enquanto projetava seu calculador diferencial, a idia de Jacquard

fez com que Babbage imaginasse uma nova e mais complexa mquina, o calculador analtico,

extremamente semelhante ao computador atual.



O projeto, totalmente mecnico, era composto de uma memria, um engenho central, engrenagens e

alavancas usadas para a transferncia de dados da memria para o engenho central e dispositivos para

entrada e sada de dados. O calculador utilizaria cartes perfurados e seria automtico.

Sua parte principal seria um conjunto de rodas dentadas, o moinho, formando uma mquina de somar

com preciso de cinquenta dgitos. As instrues seriam lidas de cartes perfurados. Os cartes seriam

lidos em um dispositivo de entrada e armazenados, para futuras referncias, em um banco de mil

registradores. Cada um dos registradores seria capaz de armazenar um nmero de cinquenta dgitos, que

poderiam ser colocados l por meio de cartes a partir do resultado de um dos clculos do moinho.

Por algum tempo, o governo britnico financiou Babbage para construir a sua inveno. Alm disso

tudo, Babbage imaginou a primeira mquina de impresso, que imprimiria os resultados dos clculos,

contidos nos registradores. Babbage conseguiu, durante algum tempo, fundos para sua pesquisa, porm

no conseguiu completar sua mquina no tempo prometido e no recebeu mais dinheiro. Hoje, partes de

sua mquina podem ser vistas no Museu Britnico, que tambm construiu uma verso completa, utilizando

as tcnicas disponveis na poca.

Durante sua colaborao, a matemtica Ada Lovelace publicou os primeiros programas de

computador em uma srie de notas para o engenho analtico. Por isso, Lovelace popularmente

considerada como a primeira programadora.Em parceria com Charles Babbage, Ada Augusta (1815-1852)

ou Lady Lovelace, filha do poeta Lord Byron, era matemtica amadora entusiasta. Ela se tornou a pioneira

da lgica de programao, escrevendo sries de instrues para o calculador analtico. Ada inventou o

conceito de subrotina, descobriu o valor das repeties - os laos (loops) e iniciou o desenvolvimento do

desvio condicional.Junto com Babbage, trabalhou a jovem Ada Augusta, filha do poeta Lord Byron,

conhecida como Lady Lovelace e Ada Lovelace. Ada foi a primeira programadora da histria, projetando e

explicando, a pedido de Babbage, programas para a mquina inexistente. Ada inventou os conceitos de

subrotina, uma seqncia de instrues que pode ser usada vrias vezes, loop, uma instruo que permite

a repetio de uma seqncia de cartes, e do salto condicional, que permite saltar algum carto caso uma

condio seja satisfeita.

Babbage teve muitas dificuldades com a tecnologia da poca, que era inadequada para se construir

componentes mecnicos com a preciso necessria. Com a suspenso do financiamento por parte do

governo britnico, Babbage e Ada utilizaram a fortuna da famlia Byron at a falncia, sem que pudessem

concluir o projeto, e assim o calculador analtico nunca foi construdo.

Ada Lovelace e Charles Babbage estavam avanados demais para o seu tempo, tanto que at a

dcada de 1940, nada se inventou parecido com seu computador analtico. At essa poca foram

construdas muitas mquinas mecnicas de somar destinadas a controlar negcios (principalmente caixas

registradoras) e algumas mquinas inspiradas na calculadora diferencial de Babbage, para realizar clculos

de engenharia (que no alcanaram grande sucesso).



Na dcada de 40, em pleno auge da 2 Guerra Mundial, o Eixo, em

especial a Alemanha, passou a utilizar uma mquina eletro-mecnica,

conhecida por Enigma, para criptografar suas comunicaes de rdio e

telgrafo. A cifra produzida por esta mquina era notavelmente consistente,

concedendo a mquina o ttulo de Mquina Indecifrvel.

Para vencer essa mquina os governos Aliados gastaram muitos

esforos e dinheiro. A resposta dos Aliados vem na criao de um novo

tipo de mquina, um computador analgico.

Alan Turing, professor de criptoanlise da Princeton University, e pesquisador da Bell Labs,

desenvolve o Bomba, uma mquina eletromecnica de calcular, capaz de auxiliar na quebra da mquina

alem Enigma, e precursora dos primeiros computadores.

Alan Mathison Turing foi recrutado para a Escola de Cdigos e Criptogramas do governo em

Bletchley Park, Buckinghamshire, onde uma equipe liderada por Tom Flowers, tinha sido incumbida de

decifrar os cdigos militares nazistas, um trabalho urgente e secreto. Entre 1942 e 1943, Alan Turing foi

enviado Moore School e Bell Telephone em misso secreta. Ele aperfeioou um sistema de codificao

vocal para as comunicaes telefnicas entre Roosevelt e Churchil na Bell Telephone.

Provavelmente em Princeton, Turing conheceu John von

Neumann e, ento, participou do projeto do ENIAC, o primeiro

computador comercial da histria, na universidade da

Pensilvnia. Turing e seus colegas construram o "Colossus",

em Dollis Hill, ao norte de Londres, que considerado um

precursor dos computadores digitais, era enorme e, ao invs de

rels eletromecnicos, usava 1500 vlvulas eletrnicas,

chegando a processar cerca de 5.000 caracteres por segundo.

Colossus foi utilizado secretamente durante a 2 Guerra

Mundial para decifrar as comunicaes do Eixo, e permaneceu

secreto durante quase 40 anos. Durante esse perodo Alan

Turing apresentou o ENIAC, motivo esse que levou muitos

historiadores a acreditarem que o ENIAC havia sido o primeiro

computador da histria.

Com a II Guerra Mundial, as pesquisas aumentaram nessa rea. Nos Estados Unidos, a Marinha, em

conjunto com a Universidade de Harvard e a IBM, construiu em 1944 o Mark I, um gigante eletromagntico.

Num certo sentido, essa mquina era a realizao do projeto de Babbage. Mark I ocupava 120 m2, tinha

milhares de rels e fazia muito barulho. Uma multiplicao de nmeros de 10 dgitos levava 3 segundos

para ser efetuada.



Simultaneamente, e em segredo, o Exrcito Americano desenvolvia um projeto semelhante,

chefiado pelos engenheiros J. Presper Eckert e John Mauchy, cujo resultado foi o primeiro computador a

vlvulas, o Eletronic Numeric Integrator And Calculator (ENIAC), capaz de fazer quinhentas multiplicaes

por segundo. Tendo sido projetado para calcular trajetrias balsticas, o ENIAC foi mantido em segredo pelo

governo americano at o final da guerra, porm s ficou pronto em 1946, vrios meses aps o final da

guerra. Os custos para a manuteno e conservao do ENIAC eram proibitivos, pois dezenas a centenas

de vlvulas queimavam a cada hora e o calor gerado por elas necessitava ser controlado por um complexo

sistema de refrigerao, alm dos gastos elevadssimos de energia eltrica.

No ENIAC, o programa era feito

rearranjando a fiao em um painel. Nesse

ponto John von Neumann props a idia

que transformou os calculadores eletrnicos

em crebros eletrnicos: modelar a

arquitetura do computador segundo o

sistema nervoso central. Para isso, eles

teriam que ter trs caractersticas:

1 - Codificar as instrues de uma forma

possvel de ser armazenada na memria do

computador. Von Neumann sugeriu que

fossem usados uns e zeros. 2 - Armazenar

as instrues na memria, bem como toda e qualquer informao necessria a execuo da tarefa, e 3 -

Quando processar o programa, buscar as instrues diretamente na memria, ao invs de lerem um novo

carto perfurado a cada passo.

Este o conceito de programa armazenado, cujas principais vantagens so: rapidez, versatilidade e

automodificao. Assim, o computador programvel que conhecemos hoje, onde o programa e os dados

esto armazenados na memria ficou conhecido como Arquitetura de von Neumann.

Para divulgar essa idia, von Neumann publicou sozinho um artigo. Eckert e Mauchy no ficaram muito

contentes com isso, pois teriam discutido muitas vezes com ele. O projeto ENIAC acabou se dissolvendo

em uma chuva de processos, mas j estava criado o computador moderno.

Do surgimento de Colossus e ENIAC diversos outros computadores foram projetados. Cada novo

projeto consistia em maior poder de processamento, menor consumo de energia eltrica, menor ocupao

de espao fsico e menor dissipao de calor. Essa evoluo ficou classificada na histria da computao

pelas geraes das arquiteturas dos computadores.



6.2 EVOLUO DAS ARQUITETURAS COMPUTACIONAIS

Com a divulgao dos primeiros computadores e o exponencial desenvolvimento das tecnologias

ps-revoluo industrial o mundo viu evoluir em 50 anos diversas mquinas magnficas. A seguir veremos

as geraes dos computadores.

6.2.1 Gerao 0 - Mecnicos

At a dcada de 40 os primeiros vestgios de computadores traduziam-se em mquinas

exclusivamente mecnicas. Caracterizadas por uma grande rigidez em termos de programas, sendo a

maioria das mquinas incapazes de trocar de programas.

O primeiro evento que marca essa gerao a primeira calculadora mecnica do mundo, La Pascaline (a pascalina), desenvolvida em 1942 por Blaise Pascal. Sua inveno consistia em construir uma mquina capaz de realizar as quatro operaes bsicas da matemtica, porm apenas conseguiu realizar a subtrao e adio, as demais operaes s podiam ser realizadas mediantes uma combinao dessas duas primeiras. O instrumento utilizava uma agulha para mover as rodas, e um mecanismo especial levava

digitos de uma coluna para outra. Pascal recebeu uma patente do rei da Frana para que lanasse a calculadora no comrcio. O engenho, apesar de til, no obteve aceitao. Em 1822 Babbage apresenou ao mundo seu Engenho Analtico, j comentado na seo anterior. A Calculadora Analtica, como tambm era conhecida, era uma mquina de uso geral, plenamente mecnica, utilizando rodas dentadas e engrenagens, e possuia quatro componentes principais: armazenamento (memria), engenho (unidade de clculos), leitora de cartes perfurados (mecanismo de entrada), sada perfurada e impressa (mecanismos de sada). Adotava como software da poca a linguagem de montagem simples. Em 1944, os projetos em Harvard de calculadoras automticas atravs do uso de rels eletromagnticos fizeram surgir o Mark I e Mark II, tambm comentados na seo anterior. Recordando que neste mesmo perodo existia em segredo militar o Bomba.



6.2.2 Gerao 1 Vlvulas

A gerao seguinte aos computadores mecnicos corresponde ao surgimento das vlvulas,

dispositivo que conduz a energia eltrica em um s sentido, e aprimoramento dos rels, eletrom cuja

funo abrir ou fechar contatos eltricos com o intuito de interromper ou estabelecer circuito. Em relao

as mquinas mecnicas, as mquinas construdas com vlvulas apresentavam maior velocidade de

processamento, possibilidade de funcionamento contnuo, apresentando poucos erros de clculo e pouco

tempo de manuteno,

Os computadores dessa primeira gerao caracterizavam-se por constantes quebras aps muitas

horas de uso, tinham dispositivos de entrada/sada primitivos, baseados quase que exclusivamente nos

cartes perfurados, apresentavam uma srie de desvantagens, como: custo elevado, relativa lentido,

pouca confiabilidade, grande quantidade de energia consumida e necessitavam de grandes instalaes de

refrigerao para dissipar o calor gerado pelo grande nmero de vlvulas.

Os principais representantes dessa gerao foram o Colossus, mantido em segredo militar, e o

ENIAC, aps sua publicao oficial em 1946. O ENIAC foi considerado o primeiro computador digital de uso

geral, seus programas eram introduzidos por meio de cabos, que por sua vez fazia com que sua preparao

para clculos demorassem semanas. Sua arquitetura relembrava muito a do Colossus, e no por menos,

seus desenvolvedores foram praticamente os mesmos. O ENIAC ocupava cerca de 170m2, pesava mais de

30 toneladas, funcionava com 18.000 vlvulas e 10.000 capacitores, alm de milhares de resistores a rel,

consumindo uma potncia de 150Kwatts. Alm de ser uma monstruosidade em tamanho, como tinha vrios

componentes discretos, no conseguia funcionar por muitos minutos seguidos sem que um desses

componentes quebrasse, porm conseguia realizar algumas operaes mil vezes mais rpido que o Mark I.

Logo em seguida ao ENIAC, Jon Von Neumann, o idealizador do conceito de programa armazenado,

lana a Mquina IAS, ou mais conhecida como a Mquina de Jon Von Neumann. Um novo tipo de

computador baseado em vlvulas, mas que adotava a aritmtica binria ao invs da decimal, e que instituiu

o conceito de programa armazenado no prprio computador.

Finalizam essa poca os computadores EDVAC, cuja empresa fabricante tornar-se-ia mais a frente a

internacionalmente conhecida Unisys, o UNIVAC I, o primeiro computador de uso geral para fins comerciais,

e o IBM 701, seguido pelos IBM-704 e IBM-709, consolidando a IBM no mercado de computadores

internacionais.



6.2.3 Gerao 2 - Transistores

Em 1948 surgem os transistores, um amplificador de cristal usado para substituir a vlvula.

Apresentava um melhor custo de produo, tamanho e desempenho em relao as vlvulas. Adotava uma

base lgica digital equivalente a das vlvulas, porm com muito menos erros de preciso. Por volta de 1957

comeam a surgir os primeiros computadores experimentais a base de transistores.

Os principais representantes dessa gerao so o PDP-1, da DEC, instaurando o marco da indstria

de mini-computadores e de displays visuais (Monitores CRT), e os IBM 701, 7090 e 7094.

Outro marco dessa gerao a

adoo das memrias com

anis ferromagnticos, as fitas

magnticas foram a forma

dominante de armazenamento

secundrio, permitindo uma

capacidade muito maior de

armazenamento e o ingresso

mais rpido de dados do que

as fitas perfuradas.



Ainda nessa mesma gerao a DEC anuncia o PDP-8,

adotando o novo conceito de barramento (omnibus), iniciando

a era das estaes de trabalho (Workstation). Abaixo a

estrutura lgica do PDP-8

Outra caracterstica dessa gerao a introduo do sistema operacional, em especial o IBM

OS/360. O SO, como tambm conhecido, passou a ler os cartes de: controle, programas e dados,

eliminando a necessidade do programador operar a mquina diretamente. Para desenvolver os softwares

para o SO, surgiram as linguagens de baixo nvel Assembly e Cobol, sendo o Assembly destinado ao

desenvolvimento geral e o Cobol mais voltado para o desenvolvimento de aplicaes comerciais.

O surgimento desses softwares permitiu uma mudana de paradigma geral no uso dos

computadores. Os sistemas de computao que eram at ento caracterizados pela computao

centralizada, adotando o processamento em lote (Batch), onde os usurios enfileiravam-se em uma central

para submeter suas tarefas (Jobs) a um especialista (Process),

passaram a ser caracterizados pela

computao centralizada, adotando o

processamento de tempo compartilhado (time-

sharing), permitindo que vrias tarefas de

vrios usurios, atravs do uso de terminais

interativos, ocupassem simultaneamente o

computador central.



6.2.4 Gerao 3 Circuitos Integrados

Com a criao do circuito integrado, em 1961, pela Fairchild Semiconductor e Texas Instruments, as

desvantagens dos computadores pareciam estar com seus dias contados. O CI, como mais conhecido,

um circuito eletrnico constitudo de elevado nmero de componentes arrumados em um chip de poucos

centmetros ou milmetros quadrados. Permitiu a substituio de dezenas de transistores numa nica pea

de silcio, reduzindo as dimenses dos computadores, aumentando a velocidade e reduzindo o custo de

produo. Com o aumento da velocidade a unidade de tempo padro passou a ser o nanossegundo em vez

do segundo.

Essa gerao tambm conhecida como a evoluo de tecnologia de pequena escala de integrao

(SSI) para mdia escala de integrao (MSI), na qual dezenas de transistores podiam ser integrados no

circuito de uma nica pastilha. Tambm dessa gerao o surgimento dos discos magnticos, dispositivos

de armazenamentos superiores em capacidade e velocidade de acesso aos dados do que as fitas

magnticas.

Os principais representantes dessa gerao so o DEC PDP-11 e o IBM 360, respectivamente:

O surgimento do Intel 4004, e do Apple II, o primeiro microcomputador pessoal de sucesso comercial:



William (Bill) Gates e Paul Allen inauguram a Microsoft,

comercializando os primeiros softwares para microcomputadores

adaptados da linguagem de programao Basic, o M-Basic.

A IBM lana o IBM 5150, baseado no Intel 4040 e focando o

mercado corporativo de estaes de trabalho. Rodava o SO

IBM/360 e aplicativos como M-Basic, WordStar e SuperCal.

Esta gerao tambm marca o fim do paradigma de processamento Time-Sharing, onde a

centralizao das atividades (Jogs) era caracterizada pelo uso de terminais de acesso burros aos

mainframes corporativos, e agora passaria a ser descentralizada. Com o aumento do poder computacional

dos mini e micro-computadores, seu barateamento e as novas caractersticas de softwares que surgiam as

empresas perceberam que era mais vantajoso distribuir o poder computacional ao longo da empresa, ao

invs de ficar refm de um nico elemento central, intolervel a falhas.

Com esse avano, surgiu a idia de

compartilhamento de recursos, cujo objetivo

colocar os programas, equipamentos e

especialmente dados ao alcance das pessoas da

rede, independente da localizao fsica do

recurso e do usurio.

As redes de computadores passam ento a ser motivos de estudos pelos cientistas da computao.

Os elementos constituintes dessas redes eram: o servio de rede que se desejava compartilhar, o meio

fsico de transmisso por onde passariam os sinais, e o protocolo, como as regras para transmisso de

dados. Alm disso, os seguintes componentes passaram a ser foco tanto do meio acadmico como do

mercado propriamente dito: o sistema operacional de rede, a estao de trabalho, o servidor, a placa de

rede e o cabeamento.



6.2.5 Gerao 4 Escala de Integrao Muito Grande (VLSI)

A quarta gerao surge em 1971 com surgimento

do microprocessador Intel 4004, seguido em 1972

com o Apple Macintosh, um computador voltado

para o uso pessoal, cujas caractersticas

inovadoras incluam: compatibilidade, o disco tico,

processadores baseados na famlia Intel, sistema

operacional grfico Unix, mouse e a unidade de

disquete de 3,5. A compatibilidade, que surgiu na

gerao anterior, a caractersticas de poder

aumentar a capacidade ou potncia do hardware

substituindo apenas algumas peas, e no a

mquina completa.

Esta gerao tambm caracterizada pela migrao das grandes escalas de integrao - LSI (1.000

transistores por pastilha) para a muito grande escala de integrao VLSI (100.000 transistores por

pastilha). Destaca-se tambm o surgimento da linguagem de programao C, que facilitaria a criao de

novas solues em software a partir deste momento. Todas essas mudanas possibilitaram o surgimento de

diversos tipos de microcomputadores, desde notebooks at estaes de trabalho mais sofisticadas:

So exemplos de destaque dessa poca: o Altair 8800, considerado o primeiro microcomputador

padro mundial de uso pessoal, a srie Intel de chips torna-se o padro de mercado (8086, 8088, 80286,

80386, 80486), a IBM adota o chip Intel para o seu PC Compatible (Computador Pessoal Compatvel com

Hardwares Abertos) e o sistema operacional MS-DOS da Microsoft, dando incio a era da microinformtica

(diversos modelos foram lanados, como: PC, PC-XT, PC-XT 280, PC-AT, PC-386, PC-486), o surgimento

da ARPANET como a primeira rede de computadores de longa distncia ou tambm chamada de

teleinformtica, disparam os usos de redes locais (LAN) e redes geograficamente distribudas (WAN),

surgem os primeiros protocolos padres de redes, como: DECnet, SNA, TCP/IP e CCITT X.25.

Alm dos desenvolvimentos voltados para o mercado pessoal, tambm se destacaram os

desenvolvimentos voltados para a supercomputao, como: o supercomputador Cray-1, adotando

processamento paralelo e mquinas vetoriais, realizava clculos super sofisticados de manipulao de

imagens, previso de tempo, e resultados para laboratrios mdicos, alm de outros supercomputadores

similares, como: IBM 9076 SP/2, Galaxy, Hitachi M200HIAP.



6.2.6 Gerao 5 Escala de Integrao Ultra Grande (ULSI)

A quinta gerao caracterizada principalmente pela afirmao da teleinformtica, a convergncia

entre informtica e telecomunicaes, alm de caracterizar o momento de migrao para as ultra grandes

escalas de integrao ULSI (1.000.000 de transistores por pastilha).

Os computadores passam a ser objetos de utilizao cotidiana. A Internet se populariza, o uso de

GUI (Graphical User Inteface) passa a ser uma exigncia do mercado. Surgem o Intel Pentium, o

processamento em paralelo dos supercomputadores passa a ser alvos de generalizaes para os

computadores pessoais, surgem as memrias DIMM. O pesquisador da Intel, Moore, lana sua clebre

frase: a quantidade de transistores dobra a cada 18 meses, consolidando o grfico a seguir e estimulando o

crescimento das empresas de informtica:

A partir de ento alguns historiadores afirmam existir ainda uma sexta gerao, que comearia em

2005 com a comercializao do primeiro computador quntico, entretando, em 2009, essa informao ainda

no foi consolidada no meio acadmico, sendo a priori uma tendncia futura. Veremos na prxima seo os

detalhamentos das redes locais e geograficamente distribudos que surgiram deste advento.



6.3 REDES DE COMPUTADORES: LAN, MAN E WAN

Vimos na seo anterior a evoluo dos sistemas computacionais e onde no momento da histria dos

computadores surgem as redes de computadores. Nessa seo iremos aprofundar um pouco mais sobre a

histria, definies e conceitos das redes de computadores para nas sesses seguintes estudarmos as

tecnologias que proporcionam essas redes.

As redes de computadores surgem ento por volta de 1950, na segunda gerao dos sistemas

computacionais. Proporcionadas pelo novo paradigma de processamento, o Time-Sharing, cuja

caracterstica era a interligao de terminais burros ao elo central, o mainframe. Durante esse perodo

foram desenvolvidos padres para o cabeamento dos terminais ao mainframe, como exemplos:

cabeamento coaxial, conexes RS-232, conexes via portas LPTI. Uma caracterstica dessas primeiras

redes era a baixa velocidade, protocolos especiais foram desenvolvidos para esses fins, destacando-se o

SNA (Systems Network Architecture) da IBM, este protocolo era especializado em interligar terminais

remotos aos mainframes atravs de conexes dedicadas, surgia o conceito de reas geograficamente

distribudas, ou WAN (Wide Area Network).

Nos anos seguintes, na terceira gerao dos sistemas computacionais a era dos circuitos

integrados, as tecnologias ganharam maior poder de processamento, menor tamanho fsico, e chegaram os

mini-computadores e os primeiros microcomputadores. Essa nova gerao permitira a migrao do

paradigma de processamento centralizado para o descentralizado, onde as atividades (Jobs) passariam a

ser desenvolvidas distribuidamente ao longo de vrios mini e microcomputadores na empresa. Com a

crescente demanda de computadores nas empresas logo se percebeu a necessidade de interlig-los em

rede, fortalecendo a convergncia da informtica com as telecomunicaes.

A era da convergncia, ou da

teleinformtica, inicia com os estudos

das redes geograficamente

distribudas (WAN) e das redes locais

de computadores, denominadas LAN

(Local Area Network).



As primeiras LANs foram criadas no final de 1970 e eram usadas para criar links de alta velocidade

entre grandes computadores centrais em um determinado local. De muitos sistemas competidores criados

nessa poca a Ethernet, e ARCNET eram os mais populares.

O crescimento do sistema operacioal de redes CP/M e depois dos computadores pessoais

baseados em MS-DOS, proporcionaram que um nico local pudesse ter dzias e at centenas de

computadores. A atrao inicial das redes era geralmente compartilhar espao em disco e impressoras

laser, os quais eram extremamente caros na poca. Um entusiasmo maior com o conceito de LAN surgiu

por volta de 1983, o qual foi declarado pela indstria de computadores como "o ano da LAN".

Na realidade o conceito de LAN foi estragado devido proliferao de camadas fsicas e

implementaes de protocolos incompatveis, assim como confuses em como melhor compartilhar

recursos. Tipicamente, cada fabricante tinha seu prprio tipo de placa de rede, cabos, protocolos e sistema

operacional de rede. Uma soluo apareceu com o advento do Novell NetWare, o qual proporcionou

suporte a mais de 40 tipos de placas de rede e cabos, e um sistema operacional muito mais sofisticado do

que qualquer um dos competidores. O NetWare dominou as LANs dos computadores pessoais at a

introduo do Microsoft Windows NT Advanced Server em 1993 e o Windows for Workgroups ("Windows

para grupos de trabalho").

Dos competidores do NetWare, somente Banyan Vines tinha foras tcnicas comparveis, mas

Banyan nunca obteve uma base segura. A Microsoft e a 3Com trabalharam juntas para criar um sistema

operacional de rede simples o qual formou a base da 3Com 3+Share Microsoft Lan Manager e IBM Lan

Server. Nenhum desses particularmente teve sucesso.

No mesmo perodo de tempo, computadores baseados em Unix estavam utilizando redes baseadas

em TCP/IP, influenciando at hoje a tecnologia dessa rea.

Abaixo apresentamos um resumo cronolgico dos principais eventos relacionados as redes, em

especial as redes geograficamente distribudas, que ficou mais conhecida na histria como Internet:

1969 - Departamento de Defesa dos EUA contrata time de executivos, acadmicos e pesquisadores do governo para colaborar com a ARPANET - Quatro locais escolhidos como primeiros sites da ARPANET:

Universidade da Califrnia em Los Angeles (UCLA), Instituto de Pesquisas de Stanford (SRI), Universidade

da Califrnia em Santa Brbara (UCSB) e Universidade de Utah.

1970 - Criao do protocolo servidor-a-servidor NCP (Network Control Protocol), precursor do atual TCP. 1973 - Demonstrao Pblica da ARPANET em conferncia de comunicao de computadores em Washington - Primeira conexo da ARPANET entre Inglaterra e Noruega.

1974 - Vinton Cerf e Robert Kahn definem os protocolos TCP e IP como a linguagem comum entre computadores de rede.

1975 - John Vittal desenvolve o MSG, primeiro programa de e-mail que permite encaminhar mensagens. 1976 - Mike Lesk desenvolve o Telnet que permite que duas mquinas, com sistema UNIX, se comuniquem por meio de modem e linha telefnica.

1977 - Correio eletrnico fornecido a mais de cem pesquisadores de cincia da computao. 1978 - Vinton Cerf e Steve Crocker criam plano para separar as funes dos protocolos TCP e IP. 1979 - Especialistas da Universidade Duke estabelecem os primeiros grupos de discusso da USENET. - Compuserve, primeiro servio de Informao online, inicia suas operaes com 1200 assinantes.



1980 - DARPA decide no tratar os protocolos TCP/IP como segredos militares e os abre a todos os interessados, gratuitamente.

1981 - ARPANET tem 213 servidores. 1982 - Departamento de Defesa dos EUA decide construir rede baseada na tecnologia da ARPANET. 1983 - ARPANET se divide em ARPANET (a Internet Comercial) e MILNET. 1984 - Sistema de domnios (DNS) introduzido. Passa de mil o nmero de servidores da Internet. 1985 - smbolo .com o primeiro domnio a ser registrado - Depois viriam o .edu e o .gov. - Fundada a Amrica Online, o maior provedor Internacional de acesso Internet at 2008.

1986 - A NSFNET cria um backbone de 56kbps (kilobits por segundo). 1987 - Nmero de servidores supera os 28 mil. Estabelecido o primeiro link de e-mail entre Alemanha e China. No Brasil a FAPESP (Fundao de Pesquisa do Estado de So Paulo) e o LNCC (Laboratrio

Nacional de Computao Cientfica) conectam-se a Internet dos EUA por meio de recursos prprios

contratados junto a Embratel.

1988 - Estudante universitrio lana o programa de vrus Internet Worm, paralisando temporariamente 6.000 dos 60 mil servidores conectados a rede.

1989 - Servidores ultrapassam a marca de 100 mil - Tim Berners-Lee comea a desenvolver o projeto World Wide Web, concludo um ano mais tarde. A WWW permite trocar informaes com textos e imagens.

Criao da RNP (Rede Nacional de Pesquisa), projeto voltado para coordenar e gerenciar a rede

acadmica brasileira.

1990 - Deixa de existir a ARPANET. Eletronic Frontier Foundation criada por Mitch Kapor - World o primeiro provedor comercial de acesso discado Internet - Universidade de Minessota cria o navegador

Gopher, que permite que internautas surfem pela rede - Cern lana a WWW.

1991 Aprovada a implantao de um Backbone (Espinha Doral) para a RNP, financiada pelo CNPq. Este Backbone teria como finalidade interligar todos os centros educacionais do Brasil com a Internet americana.

1992 - Mais de 1 milho de servidores esto conectados Internet. Criao da Internet Society, com Vinton Cerf na presidncia. Instalao do primeiro backbone brasileiro. Algumas organizaes governamentais

como o Ibase, tambm passam a ter acesso Internet.

1993 - Marc Andreessen desenvolve o Mosaic, navegador que permite ver textos, imagens e udio na WWW. Em um ano, mais de um milho de cpias estavam em uso. WWW prolifera um crescimento anual

de 341,6%.

1994 - ARPANET celebra seu 25 aniversrio, com mais de 3 milhes de servidores conectados. Mark Andreessen e Jim Clark fundam a Netscape Communications e lanam a primeira verso do browser

Netscape Navigator. Programa de buscas Yahoo! criado por Jerry Yang e David Filo, na Universidade

Stanford.

1995 - Bill Gates entra na indstria da Internet com o Microsoft Internet Explorer. Provedores de BBS com conexo discada (Amrica Online e Prodigy) passam a oferecer acesso Internet. Vaticano estria site na

Internet: www.vatican.va. Real udio permite escutar udio em tempo real na Internet. Criao do Comit

Gestor da Internet Brasil, com o objetivo de acompanhar e coordenar o crescimento da rede no Brasil.

1996 - Cerca de 80 milhes de pessoas acessam a Internet, em aproximadamente 150 pases. Nmero de servidores conectados chega aos 10 milhes; nmero de sites duplica a cada ms. A controvertida Lei da

Decncia nas Comunicaes norte-americana probe a distribuio de materiais indecentes pela Internet. A



Suprema Corte declara a lei inconstitucional em 1997. Telefones via Internet chamam a ateno das

empresas de telecomunicaes, nos EUA, que pedem que a tecnologia seja banida.

1997 - Servidores ultrapassam a marca dos 19 milhes em todo o mundo. Microsoft lana a verso 4.0 do navegador Explorer e inclui programa em seu sistema operacional. Netscape anuncia verso 4.0 de seu

navegador, o Netscape Navigator. Governo e Estados processam Microsoft por monoplio.

1998 - Amrica Online chega a 12 milhes de internautas. AOL adquire Netscape. 1999 - Netscape Communicator 4.7 lanado. Linux sucesso como sistema operacional. Microsoft disponibiliza a verso 5.0 do navegador Explorer; condenada por monoplio pelo governo norte

americano.

Muitos outros eventos ocorreram de 1999 2009, porm esses vamos apresentar gradativamente

ao longo do curso. Com toda essa evoluo os conceitos de LAN e WAN tambm foram afetados, hoje, as

definies mais aceitas para esses termos so:

Rede Local (LAN Local Area Network): so redes privadas contidas em um prdio ou em um campus universitrio com alguns quilmetros de extenso. A tecnologia de transmisso quase sempre

consiste em um cabo, ao quais todas as mquinas esto conectadas e apresentam uma velocidade

que pode variar de 10 a 1.000 Mbps (1.000.000.000 bits), tendo um baixo retardo e cometendo

pouqussimos erros. (Ethernet, TokenRing, Token Bus);

Rede Metropolitana (MAN Metropolitan Area Network): na verdade uma verso ampliada da LAN, podendo atingir muitas dezenas e poucas centenas de quilmetros com uma velocidade de at

centenas de Mbps (FDDI, DQDB, ATM), apresenta como elemento principal as LP (linhas privadas)

de voz ou de dados, cujas distncias entram em conformidade com a definio das MAN;



Redes de Longo Alcance (WAN Wide Area Network): no apresentam limites de distncia, podendo abranger uma ampla rea geogrfica (pas ou continente). Apresentam uma taxa de erros maior do

que as LAN e MAN e so normalmente de propriedade pblica ou de operadoras de

telecomunicaes.

Assim, as redes so definidas conforme sua rea de atuao. As LANs variam grandemente em tamanho

pode-se formar uma LAN a partir de dois computadores colocados um ao lado do outro na mesma sala, ou

com dezenas de usurios no mesmo edifcio. A parte chave na definio de uma LAN que todos os

computadores na rede estejam conectados e agrupados entre si de alguma maneira. Uma rede que se

estenda por uma grande rea, tal como um quarteiro, ou por um pas, conhecida como uma WAN. A

figura a seguir tabela essas principais diferenas:

Geralmente a arquitetura mais utilizada a cliente/servidor. As redes deste tipo so similares em

alguns pontos com as antigas redes mainframe/terminal. Em ambas, existe um computador central que

responsvel pela rede e cuida de todas as solicitaes. A diferena principal nos clientes de uma rede que

utiliza PCs a capacidade de processamento individual de cada estao, ao contrrio dos terminais

burros de uma rede mainframe/terminal cujo processamento concentrado no mainframe (computador de

grande porte e custo elevado). Uma rede cliente/servidor quase infinitamente expansvel, ultrapassando

centenas de mquinas, mesmo dezenas de milhares em uma rede de longa distncia (WAN).



Outro aspecto chaves das redes o conceito de interligao. A interligao definida como o

conjunto de arquiteturas envolvidas no processo de comunicao, podendo ser:

a) LAN-LAN: transferncia de dados entre departamentos.

b) LAN-WAN: transferncia de dados de uma rede a outra (ex: e-mail).

c) WAN-WAN: troca de dados entre grandes redes.

d) LAN-WAN-LAN: especialistas em locais distintos e distantes, capazes de comunicar uns aos outros.

A figura abaixo ilustra esses tipos de interligaes possveis:

Na prxima seo veremos um pouco mais sobre a histria da Internet no Brasil, para

compreendermos com as WANs se desenvolveram em nosso pas.

6.3.1 A Histria da Internet no Brasil

Um dos marcos da Internet brasileira data de 1991, quando a Fapesp (Fundao de Amparo

Pesquisa de So Paulo) conseguiu estabelecer sua primeira conexo rede mundial com protocolo IP.

Mas, bem antes disso, a Internet era uma rede de pesquisa entre universidades algo estritamente

acadmico. Em 1987, ano em que os primeiros BBSs (Buletin Board Systems Sistema de troca de

mensagens) comearam a surgir, pesquisadores e tcnicos da Embratel se reuniram na USP (Universidade

de So Paulo) para discutir a montagem de uma rede que interligasse universidades brasileiras e

internacionais.

No se falava em Internet, mas sim em Bitnet uma rede de mainframes que trocava mensagens

eletrnicas e em NSFNet rede que usava protocolos TCP/IP e que permitia, por exemplo, a

transferncia de arquivos (FTP). Mais tarde, ela se tornou o que conhecemos hoje como Internet.

Em 1988, o Laboratrio Nacional de Computao Cientfica (LNCC), no Rio de Janeiro, fez a

primeira conexo brasileira com uma Bitnet americana: ligou-se Universidade de Maryland, nos EUA.

Logo depois, a Fapesp se conectou ao Fermi National Laboratory (Fermilab), em Chicago.

Com o sucesso das conexes em Bitnet, surgiu a necessidade de coordenar a infra-estrutura das

redes acadmicas de computadores interligando centros federais e esta duais. Assim, foi criada em 1989

a RNP (Rede Nacional de Pesquisa).



Depois de conseguir a primeira conexo Internet em 1991, a Fapesp passou a ser a

regulamentadora da Internet brasileira. At hoje, ela administra os domnios (nomes para os endereos

eletrnicos) e a terminao .br. Em 1995, passou a dividir seu poder com o Comit Gestor da Internet do Brasil.

Com o advento da Internet comercial, inicialmente em 1986 nos EUA e 1996 no Brasil, diversos

provedores comerciais de acesso Internet surgiram (ISP Internet Service Provider) com o objetivo de

interligar hosts e redes com a Internet. Tambm surgiram diversos tipos de tecnologias de acesso

Internet, como a conexo discada, as linhas privadas dedicadas, as conexo cabo, satlite, rdio, entre

outras. A questo agora como comparar o servio de um provedor Internet (ISP) com outro? Estudaremos

na prxima seo os parmetros de comparaes tcnicas entre os ISP.

6.3.2 A Infra-Estrutura da Internet

Simplificadamente podemos dizer que a Internet mantida por trs elementos bsicos: os provedores

de backbones, os provedores locais de servio e os usurios finais.

Um backbone (coluna dorsal) uma rede com capacidade para transmitir grandes volumes de dados,

podendo ter abrangncia nacional, regional ou estadual. Para manter um backbone, um provedor dever

interligar seus computadores utilizando canais de alta velocidade, que podem ser prprios ou alugados de

empresas de telecomunicaes.

O backbone principal da Internet encontra-se nos EUA, sendo mantido por empresas provedoras de

acesso como Amrica Online, a Sprint e MCI. Outras empresas mantm backbones de menor porte

espalhados pelo mundo, os quais se encontram conectados ao backbone principal. Naturalmente, os donos

dos backbones secundrios pagam aos donos do backbone principal por estas conexes.

Um provedor local de servio, por sua vez, paga para conectar sua rede local de computadores a um

backbone e como todas as ligaes entre as redes so dedicadas, forma-se uma grande rede permanente

disponvel.

J os usurios finais realizaro suas conexes aos provedores atravs de acesso discado utilizando

uma linha telefnica com um modem para acessar a Internet ou qualquer outra tecnologia de acesso

Internet.

Com relao aos custos, este fragmentado conforme as ligaes realizadas entre backbones,

provedores e usurios onde o usurio final efetua o pagamento de uma parcela dos custos de manuteno

dos servios oferecidos pelo provedor. Por sua vez, o provedor realiza o pagamento da locao do link com

o backbone e assim sucessivamente.



6.4 PARMETROS DE COMPARAES ENTRE REDES

Para escolher um tipo particular de rede que suporte um dado conjunto de aplicaes, nem sempre a

melhor soluo a mais adequada, pois vrios itens devem ser analisados, como:

Custo Retardo de transferncia Desempenho Confiabilidade Modularidade Compatibilidade Sensibilidade tecnolgica

6.4.1 Custo

O custo da rede pode variar muito de acordo com o que vamos usar em termos de hardware e

software, por isso devemos nos importar com a relao custo/benefcio do material proposto para a

implementao da rede. O custo dividido entre o custo das estaes de processamento

(microcomputadores, minicomputadores, etc), o custo das interfaces com o meio de comunicao e o custo

do prprio meio de comunicao. Por exemplo, uma conexo banda larga ADSL, temos: o custo do

equipamento provedor do servio no ISP (quanto mais caro for este equipamento mais oneroso ficar a

prestao de servios), o custo do meio fsico por parte da operadora contratada pelo ISP (cabeamento,

manuteno, monitorao), e o custo do equipamento/interface (se necessrio) que o cliente precisar

adquirir para acessar o meio fsico ao ISP. Dessa forma, o provimento de uma tecnologia como ADSL pode

ser muito mais onerosa do que uma simples conexo discada (Dial-UP), do qual no podemos aguardar

uma equivalncia ou equiparao de valores no mercado.

Ainda aproveitando o exemplo do ADSL vejamos um detalhamento dos custos deste tipo de

tecnologia tanto para o ISP (prestador do servio) quanto para o usurio (o cliente do servio):



O diagrama anterior representa uma rede genrica de tecnologia ADSL. Nesta rede temos como o

primeiro extremo a rede do ISP (lado direito da figura), do qual necessita de um Roteador Edge para tratar

os protocolos ADSL para sua prpria rede local, em seguida esse Roteador Edge ligado a um modem de

comunicao com a operadora de telecomunicaes locais, o Home Gateway. A Central especializada da

operadora de Telecom interligar a LAN do ISP com sua LAN-PSTN (rede pblica de telefonia), distribuindo

o servio do ISP para todos os clientes da Telecom. No segundo extremo observamos o usurio

(residencial, escritrio ou empresarial), onde surge a presena de um Filtro ADSL, necessrio para a devida

separao do sinal, e o modem ADSL, como comunicao de dados sobre a rede PSTN.

Caso o servio ofertado pelo ISP fosse apenas uma conexo Dial-UP (discada), os custos com o

Roteador Edge, o Home Gateway, a Central Especializada da Telecom, o Filtro Adsl e o Modem Adsl,

seriam desprezados, e com isso o valor da manuteno a ser cobrado mensalmente para o cliente seria

consideravelmente reduzido. Dessa forma, o custo est diretamente relacionado as tecnologias, onde

teremos tecnologias com valores mensais mais accessveis e outras mais onerosas.

6.4.2 Retardo de transferncia o tempo que a mensagem leva desde a sua gerao pela estao de origem at chegar na estao

de destino. Esse retardo pode ser decomposto em:

Retardo de acesso: tempo desde que a mensagem gerada na estao de origem at o incio de sua transmisso pelos meios de comunicao, ou seja, o tempo que a estao de origem leva para

conseguir a vez no meio de transmisso, como exemplo: aguardar at que a discagem complete a

ligao;

Retardo de Transmisso: tempo que a mensagem leva desde o incio da transmisso pelo meio fsico at a sua chegada na estao de destino, como exemplo: o ping de um pacote.

6.4.3 Tempo de Resposta o tempo que a mensagem leva desde a sua gerao pela estao de origem, chegada na estao

de destino, que retorna uma mensagem de confirmao para a estao de origem. uma composio do

retardo de transferncia nos dois sentidos da comunicao somados ao tempo de processamento da

mensagem nos dois lados da comunicao, geralmente mensurado em termos de TTL (Time-to-Live),

sendo:

EMISSOR DESTINATRIO EMISSOR

Processamento + Retardo de Transferncia + Processamento + Retardo de Transferncia + Processamento Para exemplificar, podemos imaginar que o emissor envia uma mensagem para o destinatrio,

porm, a mensagem ao chegar no destinatrio encontra um congestionamento no computador em funo

de uma aplicao multimdia que esteja sendo executada. O tempo de processamento ento no destinatrio

ir elevar o tempo de resposta da comunicao.



6.4.4 Desempenho

O desempenho a conseqncia da seleo de um mecanismo de interconexo orientado para a

natureza da aplicao. Em outras palavras, seria a capacidade de trfego para um determinado meio

limitado. Vamos exemplificar:

Supondo uma aplicao computacional que necessita de um canal de acesso a LAN em 100Mbits.

Caso a LAN tenha disponibilidade de fornecimento de 100Mbits exclusivo para essa aplicao podemos

dizer que o desempenho da rede de 100%. No entanto, a realidade um pouco diferente, a LAN pode

conter diversos grupos de estaes de trabalhos, diversas ligaes fsicas e no conseguir garantir 100%

dos 100Mbits para essa aplicao. Supondo que houve uma monitorao desse trfego, e que ficou

constatado que a vazo mdia da LAN para esta aplicao em especial ficou em 80Mbits, podemos dizer

que o desempenho na rede foi de 80%.

Dessa forma, podemos compreender que o desempenho est diretamente associada a limitao do

meio de comunicao. Desempenhos abaixo de 100% implicam em pontos de congestionamento, e

desempenhos acima de 100% implicam em folgas no meio de comunicao. Exemplificando:

Dada uma LAN de capacidade 10Mbits, uma aplicao A de consumo de 1Mbit, e uma aplicao B

de consumo de 50Mbits. Nessa conjectura, podemos dizer que a LAN possui desempenho de 1000% para a

aplicao A, apresentando considervel folga para essa aplicao, e um desempenho de 20% para a

aplicao B, apresentando considervel congestionamento para essa aplicao.

6.4.5 Confiabilidade

calculada levando em considerao o tempo mdio ocorrido entre as falhas (MTBF Mean Time

Betewen Failures) de transmisso ou processamento, e sua restaurao (MTTR Mean Time to Repear) e

tempo de reconfigurao aps falha (MTRF Mean Time do Recovery Failures). Implica em uma arquitetura

tolerante a falhas, contendo um nmero elevado de componentes idnticos, a fim de proporcionar uma

tima estrutura redundante sem o custo de aquisio de equipamentos espelhados para contingncia, e

pode ser compreendida como uma frmula, como exemplo:

Confiabilidade = MTBF + MTTR + MTRF / Tolerncia a Falhas

Neste exemplo de confiabilidade, que tambm pode assumir diversos outros vetores de configurao,

implicaria dizer que uma arquitetura no tolerante a faltas (zero de tolerncia) uma utopia, visto que na

frmula no podemos ter denominador zero, dessa forma, um mnimo que seja de tolerncia deve ser

previsto, ainda mais que no existe uma arquitetura ou soluo 100% tolerante a falhas.

Outro aspecto que precisamos lidar com uma unidade nica, neste caso o tempo. Definir uma

confiabilidade em segundos, minutos, horas, dias, semanas, meses, anos, fica a critrio do usurio, porm,

uma vez definida a unidade de tempo da confiabilidade, todos os demais tempos devero ser convertidos

para essa mesma unidade.



Continuando, uma arquitetura supostamente com ndice de tolerncia de 0,01/ms (limite de 1% de

falhas ao ms), quase prxima a zero, cujos tempos entre falhas, de restaurao e de reconfigurao sejam

tambm mnimos, poderia expressar uma confiabilidade em horas da seguinte forma:

Confiabilidade (horas) = 2h + 4h + 1h / (30 dias * 24 horas / 100) = 0,97222 Com esse referencial-hipottico, podemos agora analisar alguns casos para compreendermos melhor o ndice de confiabilidade.

Vamos supor que uma segunda empresa apresenta os mesmos tempos entre falhas, restaurao e

reconfigurao, porm, devido seu negcio, apresenta uma maior tolerncia a falhas, o que implicaria dizer

que falhas mais prolongadas do que no primeiro exemplo, no acarretariam prejuzos para esta empresa,

vejamos os nmeros ento para uma tolerncia de 5%/ms:

Confiabilidade (horas) = 2h + 4h + 1h / (30 dias * 24 horas * 5 / 100) = 0,19444

Comparando os resultados, percebemos que a confiabilidade para a segunda empresa se afastou de 1, de fato, o nmero 1 seria o modelo utpico. Dessa forma, quanto mais se aproximada de 1 o ndice de confiabilidade, significa

que a empresa acredita mais no servio prestado.

Vejamos um ltimo exemplo, vamos supor agora que uma terceira empresa apresenta o mesmo critrio de

tolerncia a falhas da primeira empresa (1%/ms), porm que apresenta um servio de mais baixa qualidade, cujos

tempos entre falhas e restaurao sejam maiores, ficaria ento:

Confiabilidade (horas) = 4h + 6h + 1h / (30 dias * 24 horas * 1 / 100) = 1,52777

Percebemos ento que o ndice de confiabilidade para a terceira empresa de 1,5 horas, ou seja, muito superior ao ndice de 0,9 horas do primeiro exemplo. Entretanto este ndice pode confundir-se com o 0,2 horas do

segundo exemplo. Neste caso, precisamos compreender que o ponto de equilbrio da frmula est compreendido no

numeral 1, ou seja, valores que se afastam desta tara implicam em conseqncias negativas. Nos casos de tolerncia,

a afastabilidade se dar para valores abaixo de zero, nos casos de tempo de servio a afastabilidade se dar para

valores acima de zero.

Um bom observador poderia argumentar que uma alta tolerncia a falhas e um alto tempo de servio poderia

implicar em um ndice agradvel de confiabilidade, vejamos:

Confiabilidade (horas) = 12h + 48h + 12h / (30 dias * 24 horas * 10 / 100) = 1

Segundo o exemplo acima, o ndice de confiabilidade para a prestao de um servio com 12 horas entre

falhas, 48 horas de restaurao e 24 horas de reconfigurao completamente aceitvel e perfeito para a empresa cuja

tolerncia a falhas seja de 10%/ms. Esse resultado totalmente condizente com o perfil da empresa e demonstra que

a frmula apresenta flexibilidades para os diversos perfis de usurios.

6.4.6 Modularidade Capacidade de ampliar um sistema sem afetar as aplicaes existentes, apresentando facilidade na

mudana de hardware e para acrescentar mais componentes (crescimento), tambm visto em termos de

manutenabilidade como um facilitador, ao dividir as partes maiores em menores possibilitando a

especializao de equipes distintas;



6.4.7 Compatibilidade

Conhecida tambm como interoperabilidade, a capacidade do sistema de interligar-se a dispositivos

de outros fabricantes quer no nvel de software ou hardware.

Um exemplo seria a compatibilidade entre redes de acesso a Internet. Durante os anos de 1992

1995 usurios da RNP (Rede Nacional de Pesquisa) no conseguiam se comunicar com os usurios da

TeleBras. Apesar de ambas as redes estarem ligadas a Internet americana, entretanto seus backbones no

possuam compatibilidades de acesso, visto que os protocolos em uso eram incompatveis.

Outro exemplo seria a compatibilidade de uma determina interface de acesso ao meio. Muitos

usurios desistem de migrar para uma nova tecnologia de acesso ao meio, como Rdio, ADSL, ISDN

(veremos esses conceitos mais a frente), pelo fato do equipamento (modem) adquirido ser incompatvel com

as demais tecnologias.

Por fim, o ISP pode adquirir um equipamento cuja propriedade incompatibilize com o equipamento do

seu concorrente. Desta forma, usurios de um ISP-A podem no se comunicar com os usurios do ISP-B

em funo de equipamentos de mesma tecnologia porm de incompatibilidade de interoperabilidade.

6.4.8 Fatores no tcnicos

Muito importante tambm na escolha de uma tecnologia conhecer aspectos no tcnicos que

podem comprometer a prestao do servio. Aspectos como localidade, cultura, poltica, fatores naturais,

podem diretamente afetar o servio. Vejamos:

Vamos supor um ISP cujo servio seja Internet Cabo. Uma caracterstica tcnica deste tipo de

empresa sua distribuio de cabos pelos postes da cidade. Agora vamos supor uma localidade como uma

regio metropolitana, cujo ndice de acidentes envolvendo carros e postes seja alto. A prestao de servios

da Internet Cabo ficar completamente comprometido, pois o tempo mdio entre falhas (MTBF)

aumentar consideravelmente, afastando o ndice de confiabilidade de sua tara.

Outro exemplo poderia ser um ISP Rdio. Uma caracterstica tcnica deste tipo de empresa sua

distribuio atravs da criao de pontos de repetio sobre os prdios mais altos da localidade. Agora

vamos supor uma localidade como uma regio do interior, cujo ndice de vandalismo envolvendo tiroteios e

antenas de rdio como alvo seja alto. Da mesma forma que vimos no exemplo Cabo o MTBF deste ISP

ficar comprometido.

Em fim, diversos outros parmetros de comparaes ainda existem, como: disponibilidade,

facilidade de desenvolvimento, disperso geogrfica, complexidade lgica, facilidade de uso, etc. O

importante voc analisar quais os aspectos tcnicos e no tcnicos existem no seu negcio, quais as

garantias de servios voc precisa, aps isso firmar um contrato denominado SLA (Service Level

Agreement) com seu ISP. Muito dificilmente voc encontrar um provedor de servios que lhe assegure

atravs de um termo SLA a qualidade de todos os itens tcnicos de que voc necessita. Frente a esta

situao, a criao de planos de continuidade de negcio, recuperao de desastres e anlises de riscos

contnuos precisam ser elaborados cuidadosamente.



Na prxima seo apresentaremos os diferentes tipos de projetos envolvendo as LAN, MAN e WAN.

Conhecendo esses tipos de projetos voc conhecer tambm algumas caractersticas tcnicas nativas de

determinadas tecnologias, facilitando sua pesquisa por parmetros de comparaes.

6.5 LINHAS DE COMUNICAO

Ao organizar os enlaces fsicos (interligaes entre redes) num sistema de comunicao,

confrontamo-nos com diversas formas possveis de utilizao das linhas de comunicao. Em primeiro lugar

as ligaes fsicas podem ser de dois tipos: ponto a ponto ou multiponto.

Ligaes ponto-a-ponto caracterizam-se pela presena de

apenas dois pontos de comunicao, um em cada

extremidade do enlace.

Nas ligaes multipontos, que em redes so mais conhecidas como cliente-

servidor, observa-se a presena de trs ou mais dispositivos de comunicao

com possibilidade de utilizao do mesmo enlance.

As ligaes multipontos tambm apresentam a caracterstica

dos ns poderem ser interligados usando apenas um circuito

tronco. Quando h um conjunto de troncos, por onde os ns

possam se comunicar de forma contigencial ou escalonvel,

dizemos se tratar de um entroncamento.

A forma de utilizao deste meio fsico, ponto-a-ponto ou multiponto, d origem seguinte

classificao sobre a comunicao no enlace:

Simplex: o enlace utilizado apenas em um dos dois possveis sentidos da

transmisso;

Half-duplex: o enlace utilizado nos dois possveis sentidos da transmisso,

porm apenas um por vez;

Full-duplex: o enlace utilizado nos dois possveis sentidos da transmisso

simultaneamente.

O modo Simplex de comunicao geralmente empregado para difuso, como emissoras de rdio

AM/FM, televiso convencional e multicast em redes (veremos ainda mais adiante). Sua caracterstica a

alta velocidade, visto que no apresenta recursos de controle da comunicao que geralmente atrapalham o

desempenho.



O modo Half-duplex apresenta como caracterstica principal o mecanismo de troca de sentido (turn-

around), um controlador capaz de identificar em qual sentido a comunicao deve fluir. So exemplos desse

modo de comunicao os rdios trunks, utilizados em taxis, empresas de segurana, e tcnicos de campo.

Em redes de computadores o modo half-duplex se apresenta tradicionalmente nos equipamentos de rede

sem fio, onde os rdios so configurados ou para receber ou para enviar sinais.

O modo Full-duplex uma combinao das melhores prticas dos modos anteriores. Ele apresenta

alta velocidade, possui um turn-around automtico e que no degride o desempenho da comunicao. Em

compensao apresenta o maior custo de implementao e manuteno. Um detalhe do modo full-duplex

que ele pode se apresentar de forma fsica, um nico cabeamento compartilhando o mesmo caminho em

ambos os sentidos, isso possvel atravs da multiplexao, que veremos mais adiante, ou de forma lgica,

onde na planta do projeto aparece apenas uma ligao, mas na verdade sendo pelo menos dois

cabeamentos distintos, duas comunicaes simplex, uma para envio e outra exclusiva para recepo.

Cada um desses modos de comunicao pode ser utilizado em cada tipo de linha de comunicao,

essa combinao gera o que chamamos de topologias de linhas de comunicao, ou mais especificamente

na nossa rea: as topologias de redes de computadores. Estas topologias, conforme sua abrangncia (LAN,

MAN ou WAN), apresentaro caractersticas tcnicas distintas.

6.6 TOPOLOGIAS DE REDES DE COMPUTADORES

A seo anterior apresentou os tipos e modos das linhas de comunicao, que combinados do

origem as chamadas topologias de redes de computadores. Essas topologias esto dividas conforme a rea

de abrangncia, sendo:

Redes Geograficamente Distribudas Redes Locais e Metropolitanas

6.6.1 Redes Geograficamente Distribudas

Nas redes WAN encontramos os seguintes tipos de topologias:

Topologia Full-Mesh ou redes totalmente conectadas; Topologia em Anel; Topologia Partial-Mesh ou redes parcialmente conectadas; Redes Comutadas por Pacotes;



A topologia Full-Mesh, ou redes totalmente conectadas, a primeira e mais intuitiva de todas na criao de um projeto de redes. Nessa topologia cada estao se conecta a

todas as demais estaes, sem exceo. Dessa forma, cada estao

conhece exatamente o caminho para alcanar a outra estao, sem

mediadores.

Adota uma linha de comunicao multiponto e pode operar atravs de

qualquer modo de comunicao, mas preferencialmente a full-duplex.

Apesar de sua segurana, pelo fato de que a interrupo em uma estao no compromete a

comunicao das demais, entretanto a que apresenta maior custo, pois para cada nova estao na rede

precisaremos incluir uma nova interface de rede nas demais estaes. Logo, podemos concluir que esta

topologia ideal em redes minsculas, porm impraticvel em redes com mais de 5 ns. Por exemplo,

seriam necessrias N(N-1)/2 ligaes ponto-a-ponto para que se pudesse conectar todos os pares de

estaes atravs de linhas dedicadas. Dessa forma, o custo do sistema, em termos de instalao de cabos

e de hardware especfico para comunicao, cresceria com o quadrado do nmero de estaes, tornando

tal topologia economicamente invivel.

A prxima topologia, a topologia em anel, retrata a extremidade oposta da topologia full-mesh. Nessa topologia procura-se diminuir ao mximo o nmero de ligaes no sistema alm de simplificar ao

mximo o tipo de ligao utilizada.

Dessa forma, utilizam-se, em geral, ligaes ponto a ponto que

operam num nico sentido de transmisso (simplex) fazendo

com que o anel apresente uma orientao ou sentido nico de

transmisso como o indicado pelas setas da ilustrao. Uma

mensagem dever circular pelo anel at que chegue ao mdulo

de destino, sendo passada de estao em estao, obedecendo

ao sentido definido pelo anel.

Apesar de representar uma economia considervel no nmero de ligaes, em sistemas

geograficamente distribudos tal topologia apresenta fatores limitantes que inviabilizam a sua utilizao. O

primeiro deles diz respeito ao aumento de pontos intermedirios entre os pontos finais da comunicao. Em

redes geograficamente distribudas isso significa um aumento drstico no numero de ligaes pelas quais

uma mensagem tem que passar at chegar ao seu destino final, ou seja, um aumento intolervel no retardo

de transmisso, particularmente no caso de redes geograficamente distribudas com meios de transmisso

de baixa velocidade. Outro fator limitante refere-se inexistncia de caminhos alternativos para o trfego

das mensagens, em redes geograficamente distribudas caminhos alternativos devem ser providenciados,

principalmente se as linhas utilizadas forem de baixa velocidade e pouca confiabilidade, o que o caso da

maioria das redes existentes.



Considerando as limitaes de velocidade e confiabilidade somos levados, naturalmente,

introduo de caminhos redundantes para um aumento tanto de

confiabilidade quanto de desempenho atravs do paralelismo de

comunicaes, sem, no entanto, cairmos na topologia completamente

ligada, que possui as restries antes apresentadas. Somos levados,

assim, a uma topologia intermediria, que utilizada pela maioria das

redes geograficamente distribudas: a topologia parcialmente ligada, tambm conhecida como topologia em grafo.

Nessa topologia, nem todas as ligaes entre pares de estaes esto presentes, mas caminhos

alternativos existem e podem ser utilizadas em casos de falhas ou congestionamentos em determinadas

rotas. No caso em que estaes sem conexo fsica direta desejem se comunicar, elas devero, de alguma

forma, encaminhar as suas mensagens para alguma outra estao que possa fazer a entrega da

mensagem para a estao de destino. Esse processo pode se repetir vrias vezes, de forma que uma

mensagem pode passar por vrios sistemas intermedirios at chegar ao seu destino final.

A comunicao entre dois mdulos processadores (chamados Equipamentos Terminais de Dados

ETDs ou Data Terminal Equipments DTEs) pode ser realizada por chaveamento de circuitos,

chaveamento de mensagens ou chaveamento de pacotes (como veremos com mais detalhes adiante). Em

sistemas por chaveamento (ou comutao) de circuitos, um canal entre o ETD fonte e o ETD de destino

estabelecido para uso exclusivo dessas estaes at que a conexo seja desfeita, de maneira idntica a

uma chamada telefnica. Chaveamento de mensagem ou de pacote vai otimizar o uso dos meios de

comunicao, tentando evitar a monopolizao de todo o caminho durante uma conversao.

Em sistemas por chaveamento de mensagem, a mensagem por completo enviada ao longo de

uma rota do ETD fonte ao ETD de destino. Em cada n do caminho, a mensagem primeiro armazenada, e

depois passada frente, ao prximo n, quando o canal de transmisso que liga esses ns estiver

disponvel. Sistemas por chaveamento de pacote diferem dos de chaveamento de mensagem pelo fato da

mensagem ser quebrada em quadros ou pacotes antes da transmisso ser efetuada.

A transmisso de cada pacote pode ser feita por um nico

caminho ou por caminhos diferentes, sendo a mensagem

reagrupada quando chega ao destino, conforme pode ser

visto na imagem ao lado.

Tanto na comutao de pacotes quanto na comutao de

mensagens no existe a alocao de um canal dedicado da

estao fonte de destino, de uso exclusivo da comunicao,

como no caso da comutao de circuitos.



A escolha do caminho fim a fim, isto , do mdulo (n da rede) de origem ao n de destino, por

onde uma mensagem deve transitar (tanto na comutao de circuito, quanto na de mensagem ou de

pacotes), comumente chamada de roteamento. A escolha da rota pode ser feita a priori, antes do envio da

mensagem, ou ser realizada passo a passo. No primeiro caso, diz-se que estabelecida uma conexo

entre os ns de origem e destino e, neste estabelecimento, definida a rota por onde devero transitar as

mensagens enquanto perdurar a conexo. No segundo caso, pode haver ou no o estabelecimento de

conexo mas, independente disso, cada n intermediria do caminho fim a fim responsvel pela escolha

do prximo n do caminho no instante que recebe a mensagem a despachar, e no a priori, como no caso

anterior.

Vrios algoritmos de roteamento j foram propostos e so, na sua maioria, baseados na

manuteno de tabelas em cada um dos MPs. Voltaremos a falar de roteamento mais a frente. Muitas das

caractersticas desejveis de uma comutao resultam do uso de roteamento adaptvel. Nesse roteamento,

o caminho de transmisso entre dois pontos da rede no preestabelecido, mas escolhido dinamicamente,

com base nas condies da rede no tempo de transmisso. Com essa capacidade de alocao de recursos

(rotas) baseada nas condies correntes, a rede capaz de contornar efeitos adversos tais como um canal

ou dispositivo de comunicao sobrecarregado, ou ainda, uma falha de componentes.

Todos os mdulos processadores (ou estaes) devem ser capazes de reconhecer se uma

mensagem ou pacote a eles entregue deve ser passado para outra estao, ou se tem como destino a

prpria estao. Qualquer rede com topologia diferente da totalmente ligada tem a necessidade de definir

mecanismos de endereamento que permitam aos MPs decidir que atitude deve tomar ao receber uma

mensagem ou pacote. Esse endereamento ir consistir em uma forma de identificar univocamente cada

uma das estaes conectadas rede. No caso de ser estabelecida uma conexo entre dois ns da rede

antes da troca de qualquer mensagem, o endereo dos ns de origem e destino s so necessrios quando

do estabelecimento da conexo. A partir da, basta que as mensagens ou pacotes transmitidos carreguem

consigo a identificao da conexo para que o encaminhamento seja feito a contento. Por outro lado, caso

no haja estabelecimento de conexo, cada pacote ou mensagem deve carregar o endereo do n de

destino e de origem.

Em redes por chaveamento de pacotes, varias tarefas devem ser realizadas por uma estao. Uma

delas a escolha do caminho que deve seguir cada pacote, ao que demos o nome de roteamento; outra o

armazenamento dos pacotes recebidos de outras estaes, que devem prosseguir seu caminho, e dos seus

prprios pacotes a serem transmitidos; outra a deteco de erros de transmisso e as retransmisses;

outra ainda o reagrupamento dos pacotes no destino na ordem em que foram transmitidos ao que

damos o nome de seqenciao e muitas outras tarefas, alm do gerenciamento de todo o hardware de

transmisso.



A realizao dessas tarefas difcil, tem um custo elevado e afasta cada modulo processador (ETD)

de seus objetivos primrios, que so as aplicaes do sistema. De um modo geral, em redes

geograficamente distribudas comutadas por pacotes, isso leva incluso de sistemas externos de controle

responsveis pela realizao de varias das tarefas mencionadas (e outras). So os ECDs: Equipamentos de

Comunicao de Dados (ou Data Communicating Equipments DCEs). Equipamentos para concentrar o

trfego interno (denominado ns de comutao ou Data Switching Equipments DSEs) e funcionar como

pontos intermedirios de restaurao dos sinais no interior da rede tambm so comumente encontrados

em redes geograficamente distribudas.

Em uma rede geograficamente distribuda comutada por pacotes, um ECD , em geral, compartilhado por vrios ETDs. O arranjo topolgico

formado pelos ECDs juntamente com os ns de

comutao e as regras de comunicao que

executam o que usualmente chamamos de sub-rede

de comunicao.

Essas sub-redes so, na sua grande maioria, operadas por empresas especializadas no fornecimento de

servios de comunicao. A topologia final utilizada em redes geograficamente distribudas pode ser

visualizada na imagem acima.

6.6.2 Redes Locais e Metropolitanas

Nas redes LAN e MAN encontramos os seguintes tipos de topologias:

Topologia em Estrela; Topologia em Anel; Topologia em Barra;



As caractersticas geogrficas das redes locais e metropolitanas levam a consideraes de custo e

tecnologia bastante diferentes das redes de longa distancia. Comentamos na seo anterior que os

caminhos alternativos entre os ns da rede eram necessrios para aumentar a confiabilidade e

desempenho (velocidade efetiva do sistema). Ora, uma forma de aumentarmos a confiabilidade

utilizarmos meios de transmisso com taxas de erro menores; uma forma de melhorarmos desempenho

utilizarmos meios de transmisso de maior velocidade. Em redes locais e metropolitanas, meios de

transmisso de alta velocidade, de baixa taxa de erro, de baixo custo e privados podem ser usados.

Topologias muitas vezes inviveis em ambientes geograficamente distribudos podem ser utilizadas.

Examinares a seguir as topologias mais utilizadas nessas redes: estrela, anel e barra.

Uma rede com topologia em estrela ilustrada ao lado. Nesse tipo de topologia cada n interligado a um n central (mestre), atravs

do qual todas as mensagens devem passar. Tal n age, assim,

como centro de controle da rede, interligando os demais ns

(escravos). Nada impede que haja comunicaes simultneas,

desde que as estaes envolvidas sejam diferentes.

Vrias redes em estrela operam em configuraes onde o n central tem tanto a funo de gerncia

de comunicao como facilidades de processamento de dados. Em outras redes, o n central tem como

nica funo o gerenciamento das comunicaes. O n central, cuja funo o chaveamento (ou

comutao) entre as estaes que desejam se comunicar, denominado comutador ou switch.

O arranjo em estrela, evidentemente, a melhor escolha se o padro normal de comunicao na

rede combinar com essa topologia, isto , um conjunto de estaes secundrias se comunicando com o n

central. Este , por exemplo, o caso tpico das redes de computadores onde o n central um sistema de

computao que processa informaes alimentadas pelos dispositivos perifricos (ns escravos). As

situaes mais comuns, no entanto, so aquelas em que o n central est restrito s funes de gerente

das comunicaes e a operaes de diagnstico.

Redes em estrela podem atual por difuso (broadcasting) ou no. Em redes por difuso, todas as

informaes so enviadas ao n central que o responsvel por distribu-las a todos os ns da rede. Os

ns aos quais as informaes estavam destinadas compiam-nas e os outros simplesmente as ignoram. Em

redes que no operam por difuso, um n pode apenas se comunicar com outro n de cada vez, sempre

sob controle do n central.



Redes em estrela no tm necessidade de roteamento, uma vez que concentram todas as

mensagens no n central. O gerenciamento das comunicaes por este n pode ser por chaveamento de

pacotes ou chaveamento de circuitos. As redes em estrela podem ainda operar em modo transferncia

assncrono (Assynchronous Transfer Mode ATM), como veremos mais adiante no curso. No primeiro

caso, pacotes so enviados do n de origem para o n central que o retransmite ento ao n de destino no

momento apropriado. J no caso de chaveamento de circuitos, o n central, baseado em informaes

recebidas, estabelece uma conexo entre o n de origem e o n de destino, conexo esta que exigir

durante toda a conversao. Neste caso, se j existir uma conexo ligando duas estaes, nenhuma outra

conexo poder ser estabelecida para esses ns. Redes de chaveamento computadorizadas CBX

(Computerized Branh Exchange) so exemplos desde ltimo tipo de rede, onde o chaveamento

realizado por um PABX (Private Automatic Branch Exchange).

Embora tenhamos includo a CBX como uma categoria de rede local devido ao fato de tratar de uma

alternativa para a interconexo de dispositivos digitais, sua arquitetura e tecnologia so to diferetn

redes (2)

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