Redes de computadores

Uma rede de computadores consiste em 2 ou mais computadores ligados entre si de modo a poderem compartilhar recursos físicos ou lógicos.

O objectivo das redes de computadores é permitir a troca de dados entre computadores e a partilha de recursos de hardware e software.

Extensão geográfica:

LAN (Local Area Network), a sua finalidade é a troca de dados, recursos e informações e cobre uma área limitada de 10 km;

WLAN (Wireless Local Area Network), rede local que usa ondas de rádio, tem uma pequena área a LAN, mas sendo uma rede sem fios;

PAN (Personal Area Network), tem uma pequena dimensão, comunicação sem fios e o alcance é limitado a algumas dezenas de metros, o exemplo de uma PAN é o Bluetooth;

MAN (Metropolitan Area Network),abrange uma grande área geográfica, como por exemplo uma cidade;

WMAN (Wireless Metropolitan Area Network) área alargada tal como a MAN, mas sendo uma rede sem fios;

WAN (Wide Area Network), Rede de área alargada um país ou continente por exemplo;

WWAN  (Wireless Wide Area Network) área alargada tal como a WAN, mas sendo uma rede sem fios;

CAN (Campus Area Network), mensagens geradas por broadcast, as informações são enviadas em tempo real.

Tipologias Físicas de Rede

       

NOME	CARACTERISTICAS	VANTAGENS	DESVANTAGENS
BARRAMENTO	·                     Todos os nós da rede estão ligados ao meio físico partilhado ·                     Já foi a topologia de rede mais usada ·                     Faz uso de um equipamento chamado terminador que impede a reflexão do sinal e a perda de comunicação	·                     Necessita de pouco equipamento ·                     A ligação é aparentemente fácil ·                     Facilidade em inserir um novo pc na rede	·                     A velocidade da rede diminui com o aumento dos computadores pendurados no barramento ·                     Problemas no meio físico partilhado reflectem-se em toda a comunicação
ESTRELA	·                     Topologia mais utilizada em redes locais ·                     De cada pc sai um cabo que se denomina cabo entrançado para um switch	·                     Problemas numa ligação não se reflectem na comunicação global ·                     Fiabilidade e velocidade de transmissão	·                     Grande quantidade de cabo ·                     Numero limitado de portas no switch ·                     Preço elevado ·                     Está á distância máxima sem amplificação é de apenas 100 metros
ARVORE	·                     Existem vários equipamentos de interligação que pode ser switch, hubs, ou routers ·                     Cada switch ou hubs liga-se a vários pc’s na sua própria zona, criando várias wans, que poderão formar um campus	·                     Permite que em caso de falha na rede seja permitido detecta-lo
MALHA	·                     Os pc’s interligam-se entre si, ponto a ponto ·                     Nas redes alargadas (wan) este tipo de topologia é muito usado	·                     Caso haja um problema num dos acessos, a mensagem segue por outro troço, aumentando assim a probabilidade de chegar ao destino	·                     Maior complexidade da rede ·                     Preço do equipamento
ANEL	·                     Os nós da rede são ligados entre si formando um anel ·                     Os sinais circulam dentro do anel e passam sequencialmente de pc em pc	·                     Não existem colisões na rede	·                     Uma interrupção no anel torna inoperacional a comunicação entre os nos da rede
ESPINHA DORSAL	·                     É composta por um barramento ligando lhe redes com outras topologias físicas ·                     Existem topologias destas em lan, campus e man	·                     Consegue abranger uma área muito grande	·                     Alto custo ·                     Complexidade na configuração
Peer-to-peer	·                     É uma arquitectura de sistemas distribuídos e caracterizada pela descentralização das funções na rede, onde cada modo realiza tanto funções de servidor quanto de cliente.	·	·

Segundo o meio de transmissão:

Modelo OSI

Devido á complexidade da comunicação em redes optou-se por criar modelos baseados em camadas. Através de um conjunto de normas criou-se um modelo chamado OSI.

Como se caracteriza este modelo?

O modelo esta dividido em sete camadas, em que cada uma define as suas funções, tem características especificas, e é usada para executar determinadas tarefas.

Cada camada fornece serviços á camada acima, e depende da camada abaixo.

Modelo OSI - CAMADAS

Como funcionam estas camadas entre si?

As mensagens geradas no computador, (emissor) têm de atravessar 7 camadas ou níveis diferentes cada um com suas funções até chegarem ao canal de transmissão (cabo); no computador destinatário (receptor) as mensagens voltam a atravessar as mesmas 7 camadas mas no sentido inverso.

Princípios gerais do Modelo OSI?

Cada camada só se pode basear nos serviços da camada inferior.

Cada camada do emissor “dialoga” directamente com a camada “análoga” do lado do receptor da entidade com quem está em comunicação.

Todas as camadas têm funções diferentes. Quais?

Número e nome da camada	Função
7 Aplicação	Serviços das aplicações dos utilizadores Login e password Forma de representar informação comum Assegurar o início, desenvolvimento e fim das aplicações Transferência de ficheiros, acesso e manutenção
6 Apresentação	Codificação/descodificação dos dados ao nível do seu formato visual. Transferência de dados para tipos de dados comuns (Ex: Ascii) Encriptação de dados
5 Sessão	Estabelecimento e manutenção do intercâmbio de dados entre o emissor e o receptor durante a sessão. Controla o trafego de informação
4 Transporte	Fornece serviços de transferências para camadas superiores Controlo de fluxo Endereçamento ao nível dos processos
3 Rede	Fornece os meios para transferir sequências de dados da origem até ao destino. Executa funções de routing e fragmentação.
2 Ligação de dados	Providencia a funcionalidade necessária para estabelecer as ligações, transferir dados e detectar erros que possam ocorrer na camada física
1 Física	Define a relação entre o dispositivo e o meio físico de transmissão (cabos) Codificação e sinalização Topologia e desenho

MODELO TCP/IP

O modelo TCP/IP (transmission Control Protocol / Internet Protocol) é um conjunto de protocolos de comunicação entre computadores em rede. O conjunto de protocolos pode ser visto como um conjunto de camadas, onde cada camada é responsável por um conjunto de tarefas, fornecendo um conjunto de serviços bem definidos para o protocolo da camada superior.

Características:

            O modelo está divido em 4 camadas, em que cada uma define as suas próprias funções e é usada para executar determinadas tarefas.

Cada camada fornece serviços á camada acima, e depende da camada abaixo.

Quais são as camadas:

Número e nome da camada	Função
4 – Aplicação	A camada de aplicação é a camada que a maioria dos programas de rede usa de forma a se comunicar através de uma rede com outros programas. Processos que rodam nessa camada são específicos da aplicação; o dado é passado do programa de rede, no formato usado internamente por essa aplicação, e é codificado dentro do padrão de um protocolo.
3– Transporte	Os protocolos na camada de transporte podem resolver problemas como confiabilidade e integridade. Na suíte de protocolos TCP/IP os protocolos de transporte também determinam para qual aplicação um dado qualquer é destinado.
2 - Internet	Equivale á camada de rede do modelo OSI. É aqui que se situa o IP e também outros como o ICMP (Internet Control Message Protocolo) o ARP.
1- Interface com a rede	A camada de rede que faz a ligação entre os protocolos de nível superior com a rede. Esta camada é equivalente ás camadas 1 e 2 do modelo OSI, recebe os datagramas vindo da camada 2 e envia-o em forma de quadros através da rede.

COMPARAÇÃO COM O MODELO OSI

O modelo OSI não é realmente rico o suficiente nas camadas mais baixas para capturar a verdadeira divisão de camadas; é necessário uma camada extra (a camada internet) entre as camadas de transporte e de rede. Protocolos específicos para um tipo de rede que rodam em cima de estrutura de hardware básica precisam estar na camada de rede.

Geralmente, as três camadas mais acima do modelo OSI (aplicação, apresentação e sessão) são consideradas como uma única camada (aplicação) no modelo TCP/IP. Isso porque o TCP/IP tem uma camada de sessão relativamente leve, consiste em abrir e fechar conexões sobre TCP e RTP e fornecer diferentes números de portas para diferentes aplicações.

Componentes da camada 1 (física) do modelo OSI

            Os cabos são o meio de transmissão guiados, temos dois tipos de cabos

            Cabos Eléctricos: par de fios (entrançado), cabo coaxial

            Cabos Ópticos: fibra óptica  

            Cabos Eléctricos: velocidade: bastante elevada

                                         Distância: longas distâncias

                                         Custo: reduzido

            Cabos Ópticos: velocidade: elevadíssima

                                   Distancia: milhares de quilómetros

                                   Custo: elevado

Tipos de cabo	Custo	Velocidade	Distancia
Coaxial	Médio	Ate 10Mb/seg	Ate 500 mts
Stp	Médio	Ate 100Mb/seg	Ate 100 mts
Utp	Mais Barato	Ate 100Mb/seg	Ate 100 mts
Fibra óptica	Mais Caro	Ate 500Mb/seg	Ate 2,2 kms

A norma que especifica a terminação de um cabo CAT5 designa-se por norma 568.
Esta norma define como os cabos UDP ou FTP CAT 5 são ligados nas fichas, painéis e tomadas RJ45.
Inicialmente o standard ficou conhecido como TIA/EIA 568A e mais tarde reconhecido o padrão da AT&T e designado por TIA/EIA 568B.
Não existe nenhuma vantagem entre os dois standards nem uma preferência por parte das organizações que os introduziram. A opção de utilização do 568A ou 568B cabe a cada instalador, fabricante ou projectista. A norma adoptada deverá ser seguida em toda a estrutura de rede, uma vez que a única diferença consiste na ligação dos pares verde e laranja, não existe vantagem técnica de qualquer dos modelos quando a rede é utilizada somente para ligações Ethernet. Nas ligações de voz, verifica-se que a ligação T-568A usa os pares Azul e Laranja da mesma forma, pelo que é mais compatível com sistemas antigos não estruturados.

Fibra Óptica

Devido às diferentes características dos cabos eléctricos e ópticos, na fase de projecção de uma rede, a escolha acertada dos cabos a utilizar pode ser preponderante tanto nos custos finais do projecto como no bom funcionamento da rede. Devemos por isso ter em mente algumas das vantagens e desvantagens de cada um destes tipos de cabo:

àA fibra óptica é 100% imune às interferências electromagnéticas pelo que pode ser instalada num ambiente ruidoso sem que a transmissão seja afectada.

àPara distâncias inferiores a 100metros salvo casos especiais não compensa a nível monetário instalarem fibra óptica.

àA fibra óptica alcança maiores distâncias devido á baixa atenuação e baixa taxa de erros.

àA fibra óptica e muito mais leve que o cobre o que facilita a sua instalação. No entanto devido a sua fragilidade requer cuidados na sua utilização, visto quebrar com facilidade.

à O custo da instalação da fibra óptica e mais elevado e requer pessoal especializado.

à Qualquer problema na fibra óptica (um corte) implica uma fusão o que pode ficar bastante dispendioso. No cobre as reparações são bastantes mais simples e baratas de realizar.

Infravermelhos

Esta radiação era muito utilizada nas trocas de informações entre computadores, celulares e outros electrónicos. Não ultrapassa qualquer tipo de objecto. É utilizado em comandos para TV, componentes electrónicos (rato, teclado).

Ondas rádio

São usadas para a comunicação em rádios amadores, radiofusão (rádio e televisão, telefonia móvel).

Laser

Uma fonte muito condensada e coerente de luz. Entre muitas aplicações, raios laser são utilizados nas telecomunicações que utilizam fibra óptica.

UMTS

O UMTS é a plataforma móvel preferida para a entrega futura de serviços.

Tecnologia da 3ª geração dos telemóveis.

Satélite

A  comunicação por satélites geostacionários, ou não geostacionários, fornecem uma plataforma eficaz de interligação de pontos no solo terrestre via sinais rádio. As comunicações por satélite permitem serviços de telecomunicações de banda larga acessíveis a um utilizador comum que se encontre num continente, no mar e no ar.

Camada 2 Modelo OSI (MAC-Address)

Endereçamento MAC

Todas as tecnologias que operam na camada 2 do modelo OSI usam endereçamento MAC.

O endereço MAC é único para cada placa de rede; é constituído por 48 bits onde os primeiros identificam o fabricante.

Exemplo de um endereço MAC:       00-0E-0A-FF-24-10  ou  000E.AFF.2410

Os três primeiros números (no caso 00-0E-0A) identificam o fabricante da placa de rede e os restantes identificam a placa.

O endereço é único e serve como aliado na segurança da rede, uma vez que o acesso à rede Wireless, por exemplo, pode ser restrito pelo endereço MAC dos computadores.

TOKEN RING
Token ring é um protocolo de redes que opera na camada física 2 (ligação de dados) e de enlace do modelo OSI dependendo de sua aplicação.
Usa um testemunho (em inglês, token), que consiste num conjunto de três bytes, que circula numa topologia em anel em que as estações devem aguardar a sua recepção para transmitir. A transmissão dá-se durante uma pequena janela de tempo, e apenas por quem detém o token.

FDDI

O padrão FDDI (Fiber Distributed Data Interface) foi estabelecido pelo ANSI (American National Standards Institute) em 1987.
Este abrange o nível físico e de ligação de dados (as primeiras duas camadas do modelo OSI).
A expansão de redes de âmbito mais amplo, designadamente redes do tipo MAN (Metropolitan Area Network), é algumas das possibilidades do FDDI, tal como pode servir de base à interligação de redes locais, como nas redes de campus.

ETHERNET

A Ethernet é uma tecnologia de interconexão para redes locais - Local Area Networks (LAN) -baseada no envio de pacotes. Ela define cabeamento e sinais eléctricos para a camada física, e formato de pacotes e protocolos para a camada de controle de acesso ao meio. Ela define cabeamento e sinais elétricos para a camada física, e formato de pacotes e protocolos para a camada de controle de acesso ao meiocontrole de acesso ao meio(Media Access Control - MAC) do modelo OSI.