Fundamentos de Redes E TCP IP

8/6/2019 Fundamentos de Redes E TCP IP

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MEC/SETEC - ESCOLA AGROTCNICA FEDERAL DE SO JOO EVANGELISTA-MG

Disciplina: Softwares Aplicativos Professor: Luiz Henrique Curso: Tcnico em InformticaAssunto: Apostila Fundamentos de Redes e TCP/IPAluno: Srie: Turma: N:

CURSO TCNICO EM INFORMTICA

III Modulo - 2007

Fundamentos de Redese

TCP/IP

DisciplinaREDES DE COMPUTADORES

Luiz Henrique Pimentel GomesTecnlogo em informtica


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NDICEI. Redes de computadores.....................................................................................................................6

1. Tipos de redes ...............................................................................................................................71.1. Redes Ponto-a-Ponto.............................................................................................................7

1.2. Redes Cliente/Servidor .........................................................................................................82. Componentes de uma Rede...........................................................................................................92.1. Tipos de Transmisso de Dados..........................................................................................11

3. Classificao de redes de computadores.....................................................................................113.1. Internet ................................................................................................................................113.2. lntranet ................................................................................................................................123.3. Extranet ...............................................................................................................................123.4. Virtual Private Network......................................................................................................123.5. Redes Sem fio .....................................................................................................................12

3.5.1. O que so redes sem fio ..............................................................................................123.5.2. Redes sem fio de rea pessoal - WPAN......................................................................13

3.5.3. Redes sem fio de rea local - WLAN .........................................................................16II. Tipos de Topologias........................................................................................................................201. O que topologia fsica da rede..................................................................................................20

1.1. Barramento..........................................................................................................................201.1.1. Comunicao...............................................................................................................211.1.2. Implementao............................................................................................................211.1.3. Problemas com o barramento......................................................................................211.1.4. Situao atual ..............................................................................................................22

1.2. Estrela..................................................................................................................................221.2.1. Comunicao...............................................................................................................221.2.2. Implementao............................................................................................................22

1.2.3. Problemas....................................................................................................................221.2.4. Vantagens....................................................................................................................231.2.5. Situao atual ..............................................................................................................23

1.3. Anel.....................................................................................................................................231.3.1. Comunicao...............................................................................................................231.3.2. Implementao............................................................................................................231.3.3. Problemas....................................................................................................................241.3.4. Vantagens....................................................................................................................241.3.5. Situao atual ..............................................................................................................24

1.4. Malha ..................................................................................................................................241.4.1. Implementao................................................................................................................241.4.2. Vantagens....................................................................................................................24

1.5. Sem Fio ...............................................................................................................................241.5.1. Comunicao...............................................................................................................251.5.2. Implementao................................................................................................................251.5.3. Problemas....................................................................................................................251.5.4. Vantagens....................................................................................................................251.5.5. Situao atual ..............................................................................................................26

1.6. Topologias hbridas.............................................................................................................261.6.1. Barramento-Estrela .....................................................................................................261.6.2. Anel-Estrela ................................................................................................................26

1.6.3. Hierarquia....................................................................................................................271.7. Backbones e Segmentos......................................................................................................271.8. Selecionando a topologia correta ........................................................................................27

2. Mdias de Rede ...........................................................................................................................28


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2.1. Placas Adaptadoras de Rede ...............................................................................................282.1.1. Barramento de conexo...............................................................................................282.1.2. Conector de mdia .......................................................................................................292.1.3. Padro..........................................................................................................................292.1.4. Velocidade ..................................................................................................................29

2.1.5. Endereo fsico............................................................................................................292.1.6. Escolha da placa adaptadora de rede...........................................................................303. Cabeamento de rede ....................................................................................................................30

3.1. Cabo Coaxial.......................................................................................................................313.1.1. Coaxial ThinNet..........................................................................................................313.1.2. Cabo ThickNet ............................................................................................................323.1.3. Velocidades e distncias dos cabos do tipo coaxial ....................................................32

3.2. Cabo Par-Tranado .............................................................................................................323.2.1. UTP.............................................................................................................................323.2.2. Categoria 5 ......................................................................................................................333.2.3. STP..................................................................................................................................34

4. Cabeamento Estruturado.............................................................................................................344.1.1. Montagem de cabos UTP/RJ-45 .................................................................................354.1.2. EIA/TIA ......................................................................................................................36

4.2. Interligando dois computadores..........................................................................................374.3. Velocidades e distncias .....................................................................................................39

5. Cabo de Fibra ptica ..................................................................................................................405.1. Conectores...........................................................................................................................415.2. Velocidade e distncias .......................................................................................................41

6. Escolha do tipo de cabeamento...................................................................................................416.1. Custo ...................................................................................................................................426.2. Facilidade de Manuseio ......................................................................................................426.3. Ambiente de operao.........................................................................................................426.4. Segurana............................................................................................................................426.5. Distncias............................................................................................................................426.6. Velocidades.........................................................................................................................42

7. Padres de meio fsico ................................................................................................................427.1.1. Ethernet .......................................................................................................................427.1.2. Fast Ethernet ...............................................................................................................437.1.3. Gigabit Ethernet ..........................................................................................................43

III. Componentes de expanso e segmentao......................................................................................431. Expanso.....................................................................................................................................43

1.1. Repetidores..........................................................................................................................441.2. Hubs ....................................................................................................................................441.2.1. Cascateamento ............................................................................................................451.2.2. Empilhamento.............................................................................................................45

2. Segmentao ...............................................................................................................................462.1.1. Bridges (Pontes)..........................................................................................................462.1.2. Switches ......................................................................................................................46

2.2. Roteadores...........................................................................................................................472.3. Gateways.............................................................................................................................48

IV. Modelo OSI e Projeto 802 ..............................................................................................................481. Padronizao...............................................................................................................................48

2. Modelo OSI.................................................................................................................................492.1. Camada 7 Aplicao ......................................................................................................492.2. Camada 6 Apresentao.................................................................................................502.3. Camada 5 Sesso............................................................................................................50


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2.4. Camada 4 Transporte .....................................................................................................502.5. Camada 3 Rede ..............................................................................................................502.6. Camada 2 Link de Dados ...............................................................................................502.7. Camada 1 Fsica .............................................................................................................50

3. Comunicao entre computadores ..............................................................................................51

4. Padro IEEE 802.........................................................................................................................51V. Protocolos .......................................................................................................................................521. O que so protocolos...................................................................................................................522. Como trabalham os protocolos ...................................................................................................533. Pilhas de protocolos mais comuns ..............................................................................................544. Classificao de protocolos.........................................................................................................54

4.1. Aplicativo............................................................................................................................544.2. Transporte ...........................................................................................................................554.3. Rede ....................................................................................................................................554.4. Fsica...................................................................................................................................56

5. Protocolos de Mercado................................................................................................................56

5.1. NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) ...................................................................565.2. IPX/SPX e NWLink............................................................................................................57

VI. TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)..........................................................581. Benefcios na utilizao de TCP/IP ............................................................................................582. A histria do TCP/IP...................................................................................................................59

2.1. A padronizao do TCP/IP .................................................................................................592.2. Esquemas de nomes TCP/IP ...............................................................................................60

2.2.1. Nomes de Domnios....................................................................................................602.2.2. Endereos de IP...........................................................................................................60

2.3. A sute de protocolos TCP/IP..............................................................................................612.3.1. Camada de Interface de Rede......................................................................................612.3.2. Camada de Internet .....................................................................................................612.3.3. Camada de Transporte ................................................................................................612.3.4. Camada de Aplicativo.................................................................................................612.3.5. Protocolos e camadas ..................................................................................................62

2.4. Modelo OSI e TCP/IP.........................................................................................................633. Porque Endereamento IP...........................................................................................................63

3.1. O que um endereo IP? ....................................................................................................633.2. Representao do endereo IP ............................................................................................643.3. Entendendo o endereo de IP..............................................................................................64

4. Tcnicas para atribuir o Net ID...................................................................................................65

5. Tcnicas para atribuir o Host ID.................................................................................................655.1. Relembrando o Sistema numrico ......................................................................................66Obs: Trataremos somente do sistema Binrio e Decimal ...............................................................66

5.1.1. O Sistema Binrio .......................................................................................................665.1.2. Binrio para Decimal ..................................................................................................675.1.3. Decimal para Binrio ..................................................................................................67

5.2. Aritmtica Binria...............................................................................................................676. Classes de Endereos ..................................................................................................................68

6.1. A Classe A ..........................................................................................................................686.2. A Classe B...........................................................................................................................686.3. A Classe C...........................................................................................................................69

6.4. A Classe D ..........................................................................................................................706.5. A Classe E...........................................................................................................................707. Roteamento inter-domnios sem classificao (CIDR)...............................................................70

7.1. Problemas com o CIDR ......................................................................................................71


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7.2. Alocao eficiente de endereos .........................................................................................717.3. Controle do Crescimento das Tabelas de Roteamento........................................................727.4. Sub-rede e roteamento (routing) .........................................................................................72

8. Endereos Privados e Pblicos ...................................................................................................759. Roteamento IP.............................................................................................................................76

9.1. Comunicao entre computadores ......................................................................................769.2. Formas de Entrega ..............................................................................................................779.2.1. Forma de delivery Unicast ..........................................................................................779.2.2. Forma de delivery Broadcast ......................................................................................779.2.3. Forma de delivery Multicast .......................................................................................779.2.4. Forma de delivery Anycast .........................................................................................78

9.3. Roteadores...........................................................................................................................789.3.1. O que um roteamento ...............................................................................................799.3.2. Processo de roteamento de IP .....................................................................................79

10. Tipos de roteamento................................................................................................................8010.1. Roteamento esttico ............................................................................................................81

10.2. Roteamento dinmico .........................................................................................................82VII. Testando a conectividade ................................................................................................................83

1. PING ...........................................................................................................................................831.1. possvel ping de nome? ...................................................................................................83

2. Problemas Gerais do TCP/IP ......................................................................................................842.1. Traceroute ...........................................................................................................................842.2. Tracert .................................................................................................................................842.3. ARP.....................................................................................................................................842.4. Pathping ..............................................................................................................................842.5. Route...................................................................................................................................852.6. Netstat .................................................................................................................................852.7. Ipconfig...............................................................................................................................85


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I . Redes de computadoresAtualmente praticamente impossvel no se deparar com uma rede de computadores, em

ambientes relacionados informtica, principalmente porque a maioria dos usurios de computadores

se conectam a Internet - que a rede mundial de computadores.Mesmo em ambientes que no esto relacionados informtica, mas fazem uso de

computadores, a utilizao de redes pode ser facilmente evidenciada. Observe o ambiente de umsupermercado, cada caixa registradora pode ser um computador, que, alm de estar somando o total aser pago, est automaticamente diminuindo o do controle de estoque dos produtos que voc estcomprando. O responsvel pelo controle de estoque tem acesso em tempo real lista de mercadoriasque tem dentro do supermercado, assim como o responsvel pelo fluxo de finanas tem acesso aofluxo de caixa daquele momento, facilitando enormemente o processo de gerncia e controle dosupermercado.

As redes de computadores surgiram da necessidade de troca de informaes, onde possvel teracesso a um dado que est fisicamente localizado distante de voc, por exemplo em sistemasbancrios. Neste tipo de sistema voc tem os dados sobre sua conta armazenado em algum lugar, queno importa onde, e sempre que voc precisar consultar informaes sobre sua conta basta acessar umcaixa automtico.

As redes no so uma tecnologia nova. Existe desde a poca dos primeiros computadores, antesdos PCs existirem, entretanto a evoluo da tecnologia permitiu que os computadores pudessem secomunicar melhor a um custo menor.

Alm da vantagem de se trocar dados, h tambm a vantagem de compartilhamento deperifricos, que podem significar uma reduo nos custos de equipamentos. A figura abaixo representa

uma forma de compartilhamento de impressora (perifrico) que pode ser usado por 3 computadores.

importante saber que quando nos referimos a dados, no quer dizer apenas arquivos, masqualquer tipo de informao que se possa obter de um computador. Outra aplicao para redes decomputadores a criao de correio eletrnico, o que facilita a comunicao interna em uma empresa,e se esta empresa estiver conectada a Internet, pode-se usar esse tipo de correio para

Resumindo

Como foi visto, as redes de computadores so um conjunto de computadores autnomosinterligados atravs de um meio fsico de comunicao para o compartilhamento de recursos, isso osdiferencia bem de um sistema multiterminal onde os terminais funcionam como uma unidade deentrada e sada de dados do computador principal chamado Mainframe. Nas Redes os computadoresconectados so sistemas independentes, cada computador, ou n da rede, processa localmente suas

informaes, executa seus prprios programas e opera de maneira autnoma em relao aos demais.Os principais motivos que levam a implantao de uma rede de computadores so:

Possibilitar o compartilhamento de informaes (programas e dados) armazenadasnos computadores da rede;

Redes de Computadores III modulo Prof. Luiz Henrique Pimentel Gomes Pgina 6


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Permitir o compartilhamento de recursos associados s mquinas interligadas;

Permitir a troca de informaes entre os computadores interligados;

Permitir a troca de informaes entre usurios dos computadores interligados;

Possibilitar a utilizao de computadores localizados remotamente;

Permitir o gerenciamento centralizado de recursos e dados;

Melhorar a segurana de dados e recursos compartilhados

1. Tipos de redes

Do ponto de vista da maneira com que os dados de uma rede so compartilhados podemosclassificar as redes em dois tipos bsicos:

Ponto-a-ponto: que usado em redes pequenas;

Cliente/servidor: que pode ser usado em redes pequenas ou em redes grandes.Esse tipo de classificao no depende da estrutura fsica usada pela rede (forma como est

montada), mas sim da maneira com que ela est configurada em software.

1.1. Redes Ponto-a-Ponto

Esse o tipo mais simples de rede que pode ser montada, praticamente todos os SistemasOperacionais j vm com suporte a rede ponto-a-ponto (com exceo do DOS).

Nesse tipo de rede, dados e perifricos podem ser compartilhados sem muita burocracia,qualquer micro pode facilmente ler e escrever arquivos armazenados em outros micros e tambm usaros perifricos instalados em outros PCs, mas isso s ser possvel se houver uma configuraocorreta, que feita em cada micro. Ou seja, no h um micro que tenha o papel de servidor da rede,todos micros podem ser um servidor de dados ou perifricos.

Apesar de ser possvel carregar programas armazenados em outros micros, prefervel que todosos programas estejam instalados individualmente em cada micro. Outra caracterstica dessa rede naimpossibilidade de utilizao de servidores de banco de dados, pois no h um controle de sincronismopara acesso aos arquivos.



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Servidor de Correio Eletrnico: Responsvel pelo processamento e pela entrega de

Vantagens e Desvantagens de uma rede Ponto-a-Ponto:

Usada em redes pequenas (normalmente at 10 micros);

Baixo Custo;

Fcil implementao;

Baixa segurana;

Sistema simples de cabeamento;

Micros funcionam normalmente sem estarem conectados a rede;

Micros instalados em um mesmo ambiente de trabalho;

No existe um administrador de rede;

No existe micros servidores;

A rede ter problemas para crescer de tamanho.

1.2. Redes Cliente/ Servidor

Este tipo de rede usado quando se deseja conectar mais de 10 computadores ou quando sedeseja ter uma maior segurana na rede.

Nesse tipo de rede aparece uma figura denominada servidor. O servidor um computador queoferece recursos especializados, para os demais micros da rede, ao contrrio do que acontece com arede ponto-a-ponto onde os computadores compartilham arquivos entre si e tambm podem estarfazendo um outro processamento em conjunto.

A grande vantagem de se ter um servidor dedicado a velocidade de resposta as solicitaes do

cliente (computador do usurio ou estaes de trabalho), isso acontece porque alm dele serespecializado na tarefa em questo, normalmente ele no executa outra tarefas. Em redes onde odesempenho no um fator importante, pode-se ter servidores no dedicados, isto , micros servidoresque so usados tambm como estao de trabalho.

Outra vantagem das redes cliente/servidor a forma centralizada de administrao econfigurao, o que melhora a segurana e organizao da rede.

Para uma rede cliente/servidor podemos ter vrios tipos de servidores dedicados, que vo variarconforme a necessidade da rede, para alguns tipos desses servidores podemos encontrar equipamentosespecficos que fazem a mesma funo do computador acoplado com o dispositivo, com umavantagem, o custo desses dispositivos so bem menores. Abaixo temos exemplos de tipos de

servidores:

Servidor de Arquivos: um servidor responsvel pelo armazenamento de arquivos dedados - como arquivos de texto, planilhas eletrnicas, etc... importante saber que esse servidor s responsvel por entregar os dados ao usurio solicitante (cliente), nenhum processamento ocorre nesseservidor, os programas responsveis pelo processamento dos dados dos arquivos deve estar instaladosnos computadores clientes.

Servidor de Impresso: um servidor responsvel por processar os pedidos de impressosolicitados pelos micros da rede e envi-los para as impressoras disponveis. Fica a cargo do servidorfazer o gerenciamento das impresses.

Servidor de Aplicaes: responsvel por executar aplicaes do tipo cliente/servidorcomo, por exemplo, um banco de dados. Ao contrrio do servidor de arquivos, esse tipo de servidorfaz processamento de informaes.


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mensa ns

nicao: Usado para comunicao da sua rede com outras redes, comoa Inte t.

em ser usados, vai depender daneces

svantagens de uma Rede Ciente/Servidor:

pequenas que necessitam de altograu d

maior que as redes ponto-a-ponto;

a-ponto;

anuteno na rede feita de forma centralizada;

ecursos aos demais

ge eletrnicas. Se for um e-mail destinado a uma pessoa fora da rede, este dever ser passadoao servidor de comunicao.

Servidor de Comurne Se voc acessa a Internet atravs de uma linha telefnica convencional, o servidor de

comunicao pode ser um computador com uma placa de modem.

Alm desses, existem outros tipos de servidores que podsidade da rede.

Vantagens e De

Usada normalmente em redes com mais de 10 micros ou redese segurana;

Custo

Maior desempenho do que as redes ponto-

Implementao necessita de especialistas;

Alta segurana;

Configurao e m

Existncia de servidores, que so micros capazes de oferecer rmicros da rede;

2. Componentes de uma Rede

os diversos elementos que compem arede t

te em uma rede, corresponde a todo computador que busca a utilizao de recursoscomp

or em uma rede corresponde a um computador que centraliza o oferecimento derecurs

No ambiente de uma rede de computadores encontramanto em termos fsicos, quanto em termos lgicos. importante ter-se neste ponto uma viso

geral destes elementos que caracterizam um ambiente de rede.

Cliente

Um clienartilhados ou o acesso a informaes que encontram-se em pontos centralizados desta rede.

Servidor

Um servidos ou informaes compartilhadas e que atende as requisies dos computadores clientes desta

rede


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Usurio

m uma rede corresponde a toda pessoa que utiliza um computador cliente e que procuraacess

de uma rede corresponde a pessoa que cuida do gerenciamento e administraodos

dores e dos recursos compartilhados. Ele tambm responsvel por toda a segurana de acesso na

Mdia

ou meio de comunicao corresponde forma fsica de conexo entre os computadoresde um

o com fio ex: fibra ptica.

interface de rede corresponde ao dispositivo que anexado ao computadorpermi

de um carto PCMCIApara u

de mdia corresponde a um meio de telefonia analgica ou digital, ento a interface deconex

l de rede

em uma rede, tanto no papel cliente, como no de servidor, neces

lo de rede corresponde a um padro de comunicao existente em uma rede. Paraque d

gia de rede corresponde ao desenho lgico que uma rede apresenta, mostrandoprinci

Usurio ear recursos e informaes compartilhadas

Administrador

O administrador

servirede.

A mdiaa rede. Basicamente corresponde a dois tipos:

Cabeamento ou tambm denominada conex

Wireless ou tambm denominada conexo sem fio ex: rdio.Hardware de rede

A placa de rede oute que ele possa ser conectado fisicamente a alguma mdia de conexo.

Pode ter a forma de uma placa de expanso interna ou externa, ou atso em palmtops e notebooks

Modem

Se o tipoo denominada modem, pois responsvel por um processo denominado

modulaodemodulao.Sistema operaciona

Para um computador operarsrio que o sistema operacional instalado neste computador possa suportar as operaes de

comunicao em rede. Todos os sistemas operacionais atuais suportam e reconhecem a operao emrede,implementando em suas operaes de entrada e sada, as funes de utilizao como clientes eservidores. Temos como exemplo os seguintes sistemas: Windows (9x, XP, NT, 2000 e 2003), NovellNetware, Mac OS, Unix e Linux.

Protocolo

Um protocoois computadores possam trocar informaes entre si, necessrio que utilizem o mesmo

protocolo de rede. Como exemplos de protocolos de rede atuais temos: TCP/IP, IPX/SPX, AppleTalk,SNA, NETBEUI.

Topologia

Uma topolopalmente o caminho da comunicao entre os computadores desta rede.


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2.1. Tipos de Transmisso de Dados

As redes de computadores foram criadas com um nico propsito, transmisso de dados.Existem 3 formas de transmisso de dados que estudaremos a seguir:

Simplex: Nesse tipo de transmisso existem doistipos de dispositivos (esses dispositivos tambmexistem nas outras formas de transmisso) otransmissor -chamado Tx e o receptor - chamado Rx;sendo que o papel deles nunca ser invertido, ou seja, otransmissor s pode transmitir e nunca receber, j oreceptor s pode receber e nunca transmitir.

Half-Duplex: um tipo de transmissobidirecional, mas como compartilham o mesmo meiode transmisso, no possvel transmitir e receber ao

mesmo tempo. Tradicionalmente a transmisso nasredes segue esse padro.

FulI-Duplex: a verdadeira comunicaobidirecional, onde quem transmite pode receber osdados de outro computador durante a sua transmisso.

3. Classificao de redes de computadores

As redes de computadores podem ser classificadas de duas formas: pela sua disperso geogrficae pelo seu tipo de topologia de interconexo. Em relao a disperso geogrfica podemos classifica-lascomo:

Rede Local - LAN (Local Area Network):que so redes de pequena disperso geogrficados computadores interligados que conectam computadores numa mesma sala, prdio, ou campuscom a finalidade de compartilhar recursos associados aos computadores, ou permitir a comunicaoentre os usurios destes equipamentos.

Rede de Longa Distncia -WAN (Wide Area Network): redes que usam linhas decomunicao das empresas de telecomunicao. usada para interligao de computadoreslocalizados em diferentes cidades, estados ou pases

Rede Metropolitana - MAN (Metropolitan Area Network):computadores interligados em

uma regio de uma cidade, chegando, s vezes, a interligar at computadores de cidades vizinhasprximas. So usadas para interligao de computadores dispersos numa rea geogrfica mais ampla,onde no possvel ser interligada usando tecnologia para redes locais.

Podemos fazer interligaes entre redes, de forma que uma rede distinta possa se comunicar comuma outra rede. Entre as formas de interligaes de rede destacamos a Internet, Extranet e Intranet.

3.1. Internet


A Internet (conhecida como rede mundial de computadores) uma interligao de mais de umarede local ou remota, na qual necessrio a existncia de um roteador na interface entre duas redes.

A transferncia de dados ocorre de forma seletiva entre as redes, impedindo assim o trfegodesnecessrio nas redes. A Internet tem por finalidade restringir o fluxo das comunicaes locais aombito de suas limitaes fsicas, permitindo o acesso a recursos remotos e o acesso de recursos locaispor computadores remotos, quando necessrio.


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Rede Corporativa: interligao de redes de uma mesma instituio

Internet: interligao de redes que surgiu a partir da rede Arpanet e atingiu proporesmundiais.

3.2. lntranetA Intranet uma rede privada localizada numa corporao constituda de uma ou mais redes

locais interligadas e pode incluir computadores ou redes remotas. Seu principal objetivo ocompartilhamento interno de informaes e recursos de uma companhia, podendo ser usada parafacilitar o trabalho em grupo e para permitir teleconferncias. o uso de um ou mais roteadores podempermitir a interao da rede interna com a Internet. Ela se utiliza dos protocolos TCP/IP, HTTP e osoutros protocolos da Internet so usados nas comunicaes e caracterizada pelo uso da tecnologiaWWW dentro de uma rede corporativa.

3.3. Extranet uma rede privada (corporativa) que usa os protocolos da Internet e os servios de provedores

de telecomunicao para compartilhar parte de suas informaes com fornecedores, vendedores,parceiros e consumidores. Pode ser vista como a parte de uma Intranet que estendida para usuriosfora da companhia. Segurana e privacidade so aspectos fundamentais para permitir o acesso externo,que realizado normalmente atravs das interfaces da WWW, com autenticaes, criptografias erestries de acesso. Pode ser usado para troca de grandes volumes de dados, compartilhamento deinformaes entre vendedores, trabalho cooperativo entre companhias, etc.

3.4. Virtual Private Network

Rede de longa distncia privada que utiliza a infra-estrutura dos servios de telecomunicao. Aslinhas de transmisso utilizadas so compartilhadas e privacidade das transmisses garantida atravsde criptografia, protocolos de tunelamento e outros mecanismos de segurana visam permitir osmesmos tipos de acesso de uma rede corporativa de longa distncia, porm, com um custo menor.

3.5. Redes Sem fio

3.5.1. O que so redes sem fio

A tecnologia hoje, atingiu um grau de disseminao na sociedade que faz com que estejapresente em todas as reas de trabalho e tambm at nas reas do entretenimento. Esse crescimento fezcomque as pessoas precisem se conectar em redes em qualquer lugar a qualquer hora.

Em muitas situaes impossvelou mesmo muito custoso montar umaestrutura de conexo utilizandocabeamento convencional. a que entraa conexo de redes sem fio. As redes semfio (ou tambm conhecidas pelos termosem ingls Wireless e WiFi)correspondem a infra estruturas quepermitem a conexo de computadoresentre si ou a uma rede convencional,utilizando tecnologias de comunicao



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que dispensam a utilizam de cabos.

A grande vantagem da rede sem fio a mobilidade que ela permite aos computadores,particularmente aos notebooks e portteis de mo (Palmtops ou PDAs).Um exemplo pode ser dadopelo caso de uma empresa que mantm um grande depsito dearmazenamento e que necessita que umfuncionrio possa levar um computador porttil e registrar a quantidade dos itens no estoqueconferindo em cada prateleira. Este computador estaria ligado a rede da empresa, permitindo aofuncionrio consultar os dados no banco de dados de estoque e atualizando esses valores se fossenecessrio.

3.5.1.a. Classificao das redes sem fio

As redes sem fio podem ser classificadas em 4 categorias:

Rede sem fio de rea pessoal (Wireless personal rea network WPAN)

Rede sem fio de rea local (Wireless local rea network WLAN)

Rede sem fio de longa distncia Wireless wide rea network WWAN)

Redes de Satlite

O quadro a seguir mostra as 4 categorias com suas principais caractersticas:

Tipo darede

Cobertura Funo Custo Largurade banda

Padres

WPAN

Espaooperacionalpessoal;normalmente 10

metros

Tecnologia desubstituio decabeamento; redes

pessoais

Baixo 0.1-4 MbpsIrDA, Bluetooth,802.15

WLAN Prdios oucampus;normalmente 100metros

Extenso oualternativa pararedes cabeadas

Mdio -baixo

1-54 Mbps802.11a, b, g,HIPERLAN/2

WWAN Nacional atravsde vriosfornecedores

Extenso de redelocal

Mdio -alto

8 Kbps-2Mbps

GSM, TDMA, CDMA,GPRS, EDGE,WCDMA

Redesde

Satlite

GlobalExtenso de redelocal

Alto2 Kbps-19.2 Kbps

TDMA, CDMA,FDMA

As categorias mais utilizadas so as de rede local e pessoal (WPAN e WLAN).

3.5.2. Redes sem fio de rea pessoal - WPAN

As redes sem fio de rea pessoal esto crescendo rapidamente devido a utilizao cada vez maiorde dispositivos pessoais que necessitam um acesso rpido e fcil entre si ou para outros dispositivos deapoio tais como impressoras.

Alguns destes dispositivos so: Notebooks e Laptops, Tablets, PDAs, impressoras, microfones,caixas de som, cmeras, pagers, smart-phones, celulares, leitores de cdigo de barras, sensores

industriais, etc. O uso destes dispositivos leva a necessidade de interlig-los de uma forma rpida comas seguintes caractersticas:

Comunicao de curta-distncia


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Baixo consumo de energia

Baixo custo

Poucos dispositivos interligados

Mobilidade

As redes sem fio de rea pessoal -WPAN vem atender estas necessidades oferecendo formas deconexo, muitas vezes j integrada no dispositivo, de uma forma quase imediata, sem dificuldades deconfigurao.

No mercado 3 padres esto se tornando populares e sendo j incorporados aos dispositivos:

IrDA,

Bluetooth

IEEE 802.15

3.5.2.a. Padro IrDA

O padro IrDA - Infrared Data Association vem do nome de uma organizao internacional quedefine normas e padres para troca de dados entre dispositivos de baixo custo atravs da tecnologia deinfravermelho de linha de vista.

Muitos dispositivos no mercado possuem uma porta infravermelha para comunicao com outrosdispositivos e perifricos.

Algumas caractersticas da utilizao do padro IrDA so as seguintes:

Alcance da comunicao padro de at 1 metro embora possa se chegar a 2 metros em

alguns casos. Uma opo de baixo consumo de energia para comunicao at 20 cm com uma reduo

de at 90% no consumo

Comunicao bidirecional

Taxas de transmisso de 9600 bps a 4Mbps

Hoje o IrDa tem sido utilizado muito por perifricos sem fio tais como mouses e teclados.

A principal dificuldade de utilizao do IrDA em larga escala a necessidade de linha-de-vista,ou seja, os dispositivos devem estar voltados um para o outro sem obstculos que possam bloquear a

comunicao.A principal vantagem realmente o custo, pois j vem incorporado em muitos dispositivos.

3.5.2.b. Padro Bluetooth

Bluetooth um padro recente para habilitar comunicao sem fio entre computadores mveis,celulares e computadores de mo (PDAs). Sua origem vem de parcerias entre empresas decomunicao tais como Ericsson, Nokia, Intel, IBM e Motorola. Inicialmente concebido como umpadro para comunicao entre celulares e perifricos, nos ltimos tempos ganhou o espao decomunicao entre computadores mveis e PDAs.

Diferentemente do infravermelho, o padro Bluetooth no exige linha-de-vista, podendoinclusive passar por barreiras fsicas. A distncia padro de comunicao de at 10 metros, mas podealcanar at 100 metros com amplificadores.

A freqncia utilizada de 2.4-GHz com uma taxa de 720 Kbps com um crescimento esperado


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para at 10 Mbps com especificaes futuras.

At oito dispositivos se combinamformando uma rede chamada Piconet. Dentrodesta rede Piconet estes dispositivos secomunicam entre si. possvel ter vrias redesPiconet com dispositivos participando de maisde uma rede, mas dispositivos em Piconetsdistintas no podem se comunicar entre si.Vrias redes Piconet interligadas so chamadasde Scatternet.


As principais caractersticas do uso dopadro Bluetooth so:

Substituio de cabeamento

Soluo simples de rede para

dispositivos portteis Suporte para voz e dados

Padro mais global e com mais suporte

O padro Bluetooth padronizado mundialmente atravs de normas denominadas Profiles queso publicadas para uso dos fabricantes.

3.5.2.c. Padro 802.15

O padro 802.15 ainda est em desenvolvimento e tem muito de sua base no Bluetooth.

O IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), uma instituio de definico denormas na rea de tecnologia, formou 4 grupos de estudos para desenvolver este padro:

802.15.1 WPAN/Bluetooth dedicado a desenvolver os padres da evoluo do Bluetooth

802.15.2 Mecanismos de coexistncia dedicado a desenvolver os padres de conexo com oWLAN 802.11

802.15.3 WPAN de alta capacidade dedicado a padres com taxas de 20Mbps ou mais

802.15.4 Taxa baixa com baixo consumo dedicado a desenvolver um padro com taxa baixa(200 Kbps ou menos), mas com baixo consumo de energia e conseqente maior durao de bateria

Quando for completado pode se tornar o melhor padro a ser adotado pelos fabricantes.Comparao entre os padres

A seguinte tabela resume uma comparao entre os 3 padres:

Padro FreqnciaLargura de

bandaAlcance deoperao

Caractersticas

IrDAComprimento deonda de 875nm

9600 bps a 4Mbps. Futuro a15 Mbps

1-2 metros Exige linha-de-vista

Bluetooth 2.4 GHz v1.1: 720 Kbps;

v2.0: 10 Mbps

10 a 100

metros

Deteco automtica de

dispositivo; Comunicaoatravs de barreiras


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IEEE802.15

2.4 GHz 802.15.1: 1Mbps 802.15.3:20 Mbps

10 a 100metros

Usa Bluetooth como base;coexistncia com dispositivos802.11

3.5.3. Redes sem fio de rea local - WLAN

As redes sem fio de rea local tem sido um dos segmentos de telecomunicaes que mais cresceno mercado atualmente.

a soluo de rede sem fio apropriada para uso em pequenos escritrios na empresa ouresidenciais, reas abertas de empresas e mesmo em reas pblicas tais como aeroportos, centros deconveno, hotis e mesmo cafeteiras.

O uso de WLAN normalmente utilizado nos seguintes casos:

Reduo de custos com cabeamento

Impossibilidade de cabeamento

Acesso pblico Internet

Vrios produtos tm sido lanados que implementam um ou mais dos vrios padres utilizadosem WLAN.

Em todos os casos os seguintes aspectos devem ser considerados:

Alcance/Cobertura o alcance dos produtos WLAN fica entre 50 a 150 metros

Taxa de Comunicao as taxas de transmisso de dados situam-se entre 1 a 54 Mbps

Interferncia alguns padres sofrem interferncia de produtos eletrnicos domsticos ede outras tecnologias de rede sem fio

Consumo de energia Alguns produtos tem baixo consumo, enquanto outros, tem umconsumo elevado

Custo Custo bastante varivel conforme o padro adotado

3.5.3.a. Diferentes padres de WLAN

No mercado hoje encontramos diversos padres de WLAN que so utilizados por fabricantes. Ospadres mais importantes so:

IEEE 802.11a

IEEE 802.11b

IEEE 802.11g

HomeRF

HIPERLAN/1

HIPERLAN/2

Dentre estes padres o mais amplamente utilizado o padro 802.11b.

1. Padro 802.11b

O padro 802.11b o mais popular desde sua especificao em 1999.Utilizando a banda do espectro de 2.4 GHz no licenciado que disponvel mais globalmente, estepadro vem crescendo bastante devido a sua facilidade e custo de implantao.


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O padro 802.11b capaz de atingir uma capacidade mxima de 11 Mbps, ultrapassando opadro base Ethernet de 10 Mbps, tornado-se assim uma alternativa ou extenso para redes LANcabeadas.

Uma certificao denominada Wi-Fi garante que produtos interoperam mundialmente. Estacertificao tambm torna as redes 802.11b conhecidas como redes Wi-Fi.O uso da banda 2.4 GHztem vantagens e desvantagens. As principais vantagens so:

Amplamente encontrada mundialmente

Penetrao em barreiras fsicas tais como paredes e forros

Enquanto que a principal desvantagem o congestionamento. Desde que uma banda nolicenciada, ela utilizada por vrios outros produtos eletrnicos que podem gerar interferncia taiscomo: Telefones sem fio e fornos de microondas. Para minimizar este problema todos os fabricantesque utilizam esta banda so obrigados a aceitar interferncia e consider-la na utilizao.

Numa implementao padro um Ponto de acesso WAP 802.11b pode-se comunicar comdispositivos at 100 metros. Quanto mais longe do Ponto de acesso mais lenta a comunicao ficar.Tipicamente a taxa de comunicao da seguinte forma:

em torno de at 30 metros 11 Mbps

em torno de 30 a 65 metros 5.5 Mbps

em torno de 65 a 90 metros 2 Mbps

prximo a 100 metros 1 Mbps

A segurana da comunicao pelo padro 802.11b fornecida por uma caractersticadenominada WEP Wired Equivalent Privacy (Privacidade equivalente a rede cabeada). A WEPdetermina nveis bsicos de autenticao e criptografia.

Para autenticao, um Ponto de Acesso que utiliza WEP ir enviar um texto ao cliente paraverificar sua identidade. O Cliente utiliza uma criptografia RC4 com uma chave secreta paracriptografar o texto e o envia de volta ao Ponto de Acesso. Uma vez recebido, o Ponto de Acessodecriptografa o texto usando a mesma chave. Se o texto confere com o original enviado ento o cliente autenticado e tem o acesso garantido. Para criptografia, o WEP utiliza um vetor de 24bit queaumenta a chave WEP. Este vetor muda cada pacote, portanto fornecendo um nvel bsico decriptografia.

Estes padres de autenticao e criptografia so bem bsicos e no oferecem uma seguranamuito sofisticada. Um problema, por exemplo, que apenas 4 chaves podem ser so utilizadas e noso alteradas regularmente. Isto significa que utilizando softwares que monitoram a comunicao, como tempo possvel descobrir a chave e autenticar-se num Ponto de Acesso. Outro problema que ouso de um vetor de 24 bits acaba por esgotar o nmero de combinaes com o tempo e portanto ao serepetir, algum monitorando pode descobrir a chave e o vetor e utiliz-los.

Como sugesto, empresas que adotam o WEP devem considerar outros mecanismos de proteotais como:

O uso de um Firewall para separar a WLAN da LAN local cabeada

Usar a autenticao de VPN para acesso a rede interna

Implantar segurana ao nvel da aplicao para trfico mais confidencial

Implantar mudana dinmica de chaves WEP No assumir que WEP garante a confidencialidade dos dados

A segurana das redes 802.11 est sendo discutida pelo grupo de trabalho 802.11i que est


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definindo novos padres de segurana para substituir o WEP.

2. Padro 802.11a

O padro 802.11a uma alternativa de alta capacidade para o padro 802.11b.

Este padro opera na banda de 5GHz e atinge velocidades de at 54 Mbps.

Este banda menos comum, e restrita em alguns pases tornando este um padro menosdifundido.Tambm um padro que inicialmente apenas um fabricante adotou, restringindo assim suautilizao.As principais vantagens da utilizao do padro 802.11a so os seguintes:

Maior velocidade e largura de banda com at 54 Mbps por canal permitindo maisusurios compartilharem o mesmo Ponto de Acesso

Este aumento extremamente til no caso de acesso multimdia e Internet

A largura da banda de 5 GHz maior do que a de 2.4 GHz permitindo mais conexessimultneas

A banda de 5 GHz no to congestionada como a de 2.4 GHz resultando em menosinterferncia

As principais desvantagens so:

Menor alcance limitado entre 25 a 50 metros Exige mais Pontos de Acesso

Maior consumo de energia nos dispositivos

No compatibilidade com o padro 802.11b

Por causa da compatibilidade, muitos produtos hoje saem do fabricante com o suporte dual entre802.11b e 802.11a permitindo uma melhor utilizao em ambientes conforme a disponibilidade.

3. Padro 802.11gO padro 802.11g junta a velocidade do padro 802.11a com a compatibilidade e alta aceitao

do padro 802.11b.

Operando na banda de 2.4 GHz o padro 802.11g atinge as taxas de 54 Mbps, mas interoperandocom dispositivos 802.11b mantm a taxa de 11 Mbps.

A capacidade e alcance so semelhantes ao padro 802.11b.

o padro mais adequado para a atualizao das redes que j usam o padro 802.11b.

4. Padro HomeRF

Com o nome sugere o padro HomeRF um padro para redes sem fio caseiras.Este padro utiliza o protocolo SWAP - Shared Wireless Access Protocol (Protocolo de acesso

sem fio compartilhado). Uma das caractersticas deste protocolo permitir a comunicao por voz comalta qualidade.

O padro HomeRF tambm permite que telefones sem fio usem a mesma rede de computadoresedispositivos da casa, includo itens avanados tais como espera de chamadas, identificao dechamadas, passagem de chamadas e tons personalizados.

Com um alcance de 50 metros e uma taxa mxima de 10 Mbps, o padro HomeRF utiliza abanda de 2.4 GHz. O uso desta banda leva a interferncia de outros dispositivos caseiros.

Este padro est em desuso pela ampliao do padro 802.11b.


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5. Padro HIPERLAN/1 e HIPERLAN/2

O padro HIPERLAN - High-Performance Radio Local Area Network (Rede local de rdio dealta performance) foi desenvolvido pelo ETSI -European Telecommunications Standards Institute com o intuito de definir uma rede de alta -velocidade para curtas distncias.

O primeiro padro, denominado HIPERLAN/1, utilizava a freqncia de banda de 5 GHz e baseada em padres Ethernet. Por especificao as taxas de comunicao eram de aproximadamente23,5 Mbps.

Este padro no teve sucesso comercial.

J seu sucessor o padro HIPERLAN/2 continua a usar a banda de 5 GHz, mas atingindo picosdetransmisso de 54 Mbps dentro de um alcance aproximado de 150 metros.

Algumas caractersticas do HIPERLAN/2 so:

Implementao de QoS Quality of Service

Consumo eficiente de energia

Segurana eficiente

Interoperabilidade com Ethernet, Firewire e 3G

Ainda um padro relativamente novo com pouca utilizao no mercado.

Comparao entre os padres

A tabela a seguir resume um comparativo entre os padres de WLAN

Padro FreqnciaLargura de

Banda

Alcance Caractersticas

802.11a 5 GHz 54 Mbps 50 metros Altas taxas de comunicao

802.11b 2.4 GHz 11 Mbps100metros

Mais amplamente utilizado nomercado

802.11g 2.4 GHz 54 Mbps100metros

Novo padro compatvel com802.11b.

HomeRF 2.4 GHz 10 Mbps 50 metros No alcanou sucesso comercial.

HIPERLAN/1 5 GHzTeoricamente20 Mbps

No alcanou sucesso comercial.

HIPERLAN/2 5 GHz 54 Mbps

150

metros

Projetado para integrao com

outras redes. Tambma ainda noalcanou sucesso comercial


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I I . Tipos de Topologias

1. O que topologia fsica da rede

Layout um termo que corresponde forma como objetos fsicos so organizados em umdeterminado local. Um layoutpode ser um desenho, mapa ou diagrama de objetos dispostos de umadeterminada maneira.

Topologia fsica de rede refere-se ao layout fsico dos computadores em uma rede.

Os profissionais de rede utilizam esse termo quando querem referir-se ao projeto fsico da rede,ou a forma como os computadores, e outros componentes de rede, ficam dispostos no projeto geral deuma rede.

A forma de realizar uma tarefa pode tornar um processo mais eficiente. Computadores

conectam-se para compartilharem recursos e promoverem servios para toda a rede. A forma deconectar computadores em rede pode torn-los mais eficientes nas atividades de rede. A topologia deuma rede pode afetar o seu desempenho e sua capacidade.

Montar ou organizar uma rede no um processo muito simples. Devem-se combinar diferentestipos de componentes, escolher o sistema operacional de rede, alm de prever como estes componentesestaro sendo conectados em diferentes tipos de ambientes.

Neste ponto a topologia da rede se mostra crucial, por que define como estes componentesestaro sendo interligados em diferentes ambientes e situaes e em ltima anlise definem como ainformao vai se propagar na rede.

A topologia fsica de rede tambm vai definir a topologia lgica da rede ou, como maisconhecida, a tecnologia de rede a ser utilizada.

Quando usado sozinho, o termo topologia, refere-se a topologia fsica da rede.

Uma topologia normalmente no corresponde a toda a rede, mas a desenhos bsicos encontradosem diversas partes de uma rede e que assim acabam formando o conjunto completo de uma rede quepode acabar combinando vrias topologias.

As estruturas bsicas de topologia que formam uma rede podem ser:

Barramento

Anel

Estrela

Malha

Sem Fio

Vamos detalhar cada uma delas.


1.1. Barramento

Na topologia de barramento os computadoresficam conectados em um nico segmento denominadobarramento central ou backbone. Esse segmentoconecta todos os computadores daquele segmento emuma nica linha. Pode ser o caso de que estebarramento central do ponto de vista fsico, ser


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formado de pequenos trechos interligados, mas em termos de transmisso de sinal ser consideradoapenas um trecho nico.

1.1.1. Comunicao

Os computadores na topologia de barramento enviam o sinal para o backbone que transmitidoem ambas as direes para todos os computadores do barramento.

1.1.2. Implementao

As implementaes mais comuns deste tipo de tecnologia foram as que utilizam cabos de tipocoaxial em duas formas:

1. Um cabo coaxial fino unindo cada computador aosseus parceiros da esquerda ou da direita atravs de umconector to tipo T permitindo o barramento ser mantido pela

juno dos vrios trechos entre os computadores.

2. Um cabo especial ligando cada computador a um conector preso a um cabo coaxial maisgrosso que representa o barramento.

Nas duas implementaes h a necessidade de que em cada ponta do barramento exista umterminador que utilizado para fechar as extremidades do cabo e tambm para evitar que o sinal sofra

um processo de retorno ao encontrar o final do cabo, anulando assim toda a transmisso nobarramento.

1.1.3. Problemas com o barramento

Existem alguns problemas que podem fazer com que uma rede com a topologia de barramentono fique mais operacional. Estes problemas so:

Terminador com defeito ou solto: Se um terminador estiver com defeito, solto, ou mesmo seno estiver presente, os sinais eltricos sero retornados no cabo fazendo com que os demaiscomputadores no consigam enviar os dados.

Rompimento do backbone: Quando ocorre um rompimento no backbone, as extremidadesdo ponto de rompimento no estaro terminadas e os sinais comearo a retornar no cabo fazendo comque a rede seja desativada. Objetos pesados que caam sobre o cabo podem provocar o seurompimento. O rompimento s vezes no visual, ficando interno ao cabo, dificultando a



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identificao.

Incluso ou remoo de computadores: No momento de incluir ou excluir um novocomputador, pode ser necessrio a desconexo de um conector para a incluso de outro conector ou aremoo do primeiro. Neste caso o cabo fica momentaneamente sem as terminaes no ponto deconexo fazendo que toda a rede pare enquanto no se conecta novamente.

1.1.4. Situao atual

A topologia de barramento est em pleno desuso como topologia de redes, pelos problemasapresentados e tambm pela baixa velocidade do cabo coaxial comparada com as tecnologias queusam o cabo par-tranado ou fibra-ptica.

1.2. Estrela

Na topologia estrela, os computadores ficam ligados a um ponto central que tem a funo de

distribuir o sinal enviado por um dos computadores a todos os outros ligados a este ponto.

Esta topologia assim chamada, pois seu desenho lembra uma estrela.

1.2.1. Comunicao


Nesta topologia os computadores enviam o sinal ao pontocentral que distribui para todos os outros computadores ligadosa este ponto.

1.2.2. ImplementaoO ponto central da topologia estrela pode ser um

dispositivo de rede denominado Hub ou ainda ser umdispositivo mais complexo tal como uma switch ou roteador.

A implementao mais comum encontrada a que utiliza um hub como ponto central ecabeamento de par-tranado.

No caso de um Hub o sinal enviado simplesmente redirecionado a todas as conexes existentesneste Hub, chegando assim a todos os computadores ligados no Hub.

Na topologia de estrela, h a necessidade de uma conexo de cabo entre cada computador e o

Hub ou outro dispositivo agindo como ponto central.

1.2.3. Problemas

Os problemas ou desvantagens da utilizao desta topologia podem ser resumidos nos seguintes:

Utilizao de uma grande quantidade e metragem de cabos. Em grandes instalaes de redeser preciso um cabo para conectar cada computador ao hub. Dependendo da distncia que o hub ficados computadores, a metragem e a quantidade de cabos, pode se tornar significativa.

Perda de Conexo na falha do hub. Se, por qualquer razo, o hub for desativado oufalhar,todos os computadores ligados a este hub vo perder a conexo uns com os outros.


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1.2.4. Vantagens

As principais vantagens de se utilizar a topologia estrela so:

Monitoramento central. Leds no hub acusam se um segmento de rede est ou no ativo. Se uma

luz apagar, pode-se descobrir de imediato qual computador da rede est desativado. Estes leds tambmindicam o grau de utilizao da rede.

Isolamento de rompimento. O rompimento ou quebra de um dos cabos far com que apenas ocomputador que est conectado quele cabo fique desativado. O restante da rede no ser desativada.

Fcil manuteno de computadores. A conexo de um computador na rede bastante simples,sendo necessrio apenas conectar um novo cabo ao hub e a conexo j estar operacional.

1.2.5. Situao atual

A topologia estrela, hoje a mais utilizada, pela sua facilidade de manuteno e pelo seu baixocusto,alm de contar com as mais modernas tecnologias que permitem utilizar uma boa velocidade detrfego.

As variaes de implementao desta topologia envolvem basicamente a utilizao de outrosdispositivos no ponto central, tais como switchs, e tambm outros cabeamentos mais modernos talcomo a fibra ptica.


1.3. Anel

Numa topologia em anel os computadores so

conectados numa estrutura em anel ou um aps o outro numcircuito fechado.

A comunicao feita de computador a computadornum sentido nico (horrio) atravs da conexo em anel.

Uma caracterstica importante desta topologia que cadacomputador recebe a comunicao do computador anterior eretransmite para o prximo computador.

1.3.1. Comunicao

Na topologia de anel a comunicao entre os computadores feita atravs de um processodenominado passagem de token ou basto.

Um sinal especial denominado Token (basto) circula pelo anel no sentido horrio e somentequando recebe o token que um computador transmite seu sinal. O sinal circula pelo anel at chegarao destino, passando por todos os outros computadores. S aps receber de volta o sinal que ocomputador libera o token permitindo assim que outro computador possa se comunicar.

1.3.2. Implementao

A implementao pura desta topologia no utilizada, pois exigiria que cada computador

estivesse sempre ligado e transmitindo para o prximo na seqncia do anel.A implementao mais comum encontrada a utilizada pelas redes Token-ring mais modernas

que utilizam um dispositivo central denominado MSU que implementa o circuito fechado ou aneldentro do dispositivo e cabos de par-tranado ou fibra ptica.


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1.3.3. Problemas

O nico problema da topologia de anel a dependncia total do anel fsico implementado, sendoque se for rompido ou comprometido, a comunicao em todo o anel interrompida.

1.3.4. Vantagens

A principal vantagem da topologia em anel o fato de somente o computador que possui o tokenno momento, pode efetuar uma comunicao, evitando assim o conflito e a coliso dessascomunicaes.

1.3.5. Situao atual

A topologia em anel implementada em LANs est em pleno desuso principalmente pelas baixastaxas de transmisso e tambm por causa da tecnologia fsica proprietria de apenas um fabricante que

acaba por aumentar consideravelmente os custos de implementao.No caso de MANs e WANs esta topologia ainda pode ser encontrada nas implementaes da

tecnologia

FDDI que utiliza fibra ptica com anel redundante.

1.4. Malha

Na topologia em malha os computadores estariam conectados uns aos outros diretamenteformando um desenho semelhante a uma trama ou malha.

1.4.1. Implementao

A topologia em malha no utilizada para conexo decomputadores, pois implicaria em mltiplas conexes a partirde cada computador, o que numa grande rede se tornariainvivel.

Mas esta topologia pode ser encontrada na conexo decomponentes avanados de rede tais como roteadores,criando assim rotas alternativas na conexo de redes.

1.4.2. Vantagens

A principal vantagem da topologia em malha a existncia de caminhos alternativos para acomunicao entre dois pontos na rede.

1.5. Sem Fio

Na topologia sem fio os computadores so interligados atravs de um meio de comunicao queutiliza uma tecnologia sem fio tal como RF (rdio -frequncia) ou Infravermelho.



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1.5.1. Comunicao

A comunicao numa topologia sem fio feita computador a computador atravs do uso de umafreqncia comum nos dispositivos em ambos os computadores.


1.5.2. Implementao

A implementao mais comum da topologia sem fio a que utilizaRF (rdio-frequncia), baseada no padro IEEE 802.11b, que utiliza a faixade 2,4 GHz do espectro de freqncias.

H basicamente 2 tipos de implementao:

Redes RF ad hoc

Redes RF multiponto

Na rede RF ad hoc os computadores utilizandodispositivos RF (transceivers), se conectam mutuamenteutilizando uma freqncia comum de conexo.

Quando um computador entra no raio de alcancedo outro computador, cada um passa a enxergar o outro,permitindo assim a comunicao entre eles.

Numa rede RF multiponto, existem pontos deconexo denominados wireless access points - WAPque conectam computadores com dispositivos RF

(tranceivers) a uma rede convencional. Este sistema o mais utilizado em escritrios e tambm no

acesso a Internet em redes metropolitanas.

1.5.3. Problemas

O principal problema da topologia sem fio a segurana da comunicao.

Pelo fato de que a comunicao sem fio pode ser capturada por qualquer receptor sintonizado namesma freqncia da comunicao, torna-se necessrio que exista um mecanismo adicional desegurana na implementao desta topologia tal como a criptografia da comunicao.

Outro problema tambm encontrado nas redes sem fio a interferncia proveniente de doispontos.

Outros dispositivos que atuam na mesma banda de espectro.

Obstculos tais como paredes ou naturais, tal como montes.

1.5.4. Vantagens

A principal vantagem desta topologia, exatamente o fato de ela trabalhar sem fio, permitindoassim a mobilidade dos computadores, principalmente em ambientes amplos e abertos, tais comoarmazns e ptios.


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1.5.5. Situao atual

A topologia sem fio, est em ampla expanso graas a o crescimento da utilizao dacomputao mvel com equipamentos tais como notebooks, tablets e palms.

Principalmente como pontos de acesso a Internet em grandes metrpoles, a topologia cada vezmais encontrada como soluo para a conectividade destes novos dispositivos.

1.6. Topologias hbridas

Quando se implementa uma rede de tamanho mdio ou grande, vrias topologias so encontradasna

mesma rede inclusive com algumas topologias sendo integradas umas as outras.

Os casos mais comuns so as seguintes combinaes:

1.6.1. Barramento-Estrela

Neste caso, vrios Hubs so ligados atravs de um barramento.

1.6.2. Anel-Estrela

Neste caso, vrios Hubs so ligados a um anel



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1.6.3. Hierarquia

Neste caso, vrios Hubs so ligados atravs de Hubs, Switchs ou Roteadores formando umaestrutura hierrquica

1.7. Backbones e Segmentos

importante neste ponto distinguir entre doistermos muito utilizados na identificao do layout de umarede: Backbones e Segmentos.

Quando olhamos para um layout fsico de uma redepodemos distinguir duas estruturas de ligao.

Um Segmento pode ser descrito como a parte dolayout de rede que conecta diretamente os computadoresnormalmente utilizando uma das topologias descritas.Corresponde normalmente a uma parte fsica da rede talqual uma sala ou um grupo de computadores prximos.

Um Backbone corresponde a parte do layout queconecta todos os segmentos juntos permitindo que secomuniquem entre si. Corresponde aos grandes canais decomunicao encontrados na rede tais como conexesentre salas, andares e at entre prdios.

1.8. Selecionando a topologia correta

A escolha de uma topologia correta para cada caso na verdade um conjunto de decises queenvolvem vrios aspectos, tais como:

Tamanho da rede

Custo

Facilidade de instalao

Facilidade de manuteno

Em redes pequenas comum utilizar-se de topologias simples tal como somente uma estrela,mas em redes maiores a combinao de vrias topologias ser necessria, pois cada pequena parte darede utilizar uma topologia e sero combinadas para formar a rede completa.



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2. Mdias de Rede

2.1. Placas Adaptadoras de Rede

Para que um computador possa se conectar numa mdia de redes necessrio que exista umaexpanso em seu hardware para permitir essa comunicao.

Esta expanso denominada placa adaptadora de rede e pode se apresentar de duas formas:

Como uma placa de expanso conectada em um slot vazio do computador.

Ou embutida na prpria placa principal do computador.

Cada placa adaptadora de rede tem algumas caractersticas importantes, tais como:

Barramento de conexo

Conector de mdia

Padro

Velocidade

Driver

Endereo fsico

Cada uma destas caractersticas define como uma placa funciona e tambm determina a escolhade uma placa adequada para cada tipo de rede.

2.1.1. Barramento de conexo

Uma placa adaptadora de rede na forma de uma placa de expanso pode se utilizar dos seguintesbarramentos ou conexes com a placa principal do computador:

ISA mais antigo, hoje em desuso.

PCI o mais comum hoje em dia.

PCMCIA apresenta -se como cartes para uso em notebooks e palmtops.

USB raro, apresenta-se como um adaptador externo.



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2.1 .

Baseado na mdia a ser utilizada cada placa adaptadora de rede pode apresentar os seguintesconectores os p

lizado com cabo coaxial

2.1 .

Uma placa adaptadora de rede pode utilizar um dos seguintes padres de rede hoje utilizados:

Ethernet o mais comum padro de mercado

2.1.4. Velocidade

Dentro de cada padro existem diferentes velocidades de transmisso como por exemplo no casode Etherne

Fast Ethernet 100 Mbits/s

2.1.5. Endereo

Cada placa adaptadora de rede vem com um endereo,j designado no fabricante, queunicamente

te de informao pela mdia, a placa adaptadora de rede

.2 Conector de mdia

necessri ara ligar a mdia

RJ45 o mais comum utilizado com cabo de par-tranado

BNC mais antigo, uti

AUI utilizado com adaptadores para coaxial ThickNet

ST/SC utilizados para fibra ptica

.3 Padro

Token Ring mais antigo em desuso FDDI utilizado em redes de fibra ptica MAN

WLAN redes sem fio

t:

GigaBit Ethernet 1000 Mbits/s

Standard Ethernet 10 Mbits/s

fsico

identifica esta placa dentro da rede.

Este endereo formado internamente como um nmero de 48 bits e visualizado externamentecomo um conjunto de 12 caracteres hexadecimais.

Este endereo fornecido pelo fabricante com base em faixas de endereos obtidas do IEEE, que um rgo internacional para a definio de padres para componentes eletro -eletrnicos.

O endereo fsico tambm denominado endereo MAC e exclusivo de cada placa adaptadorade rede.

Dentro de uma rede no pode haver conflitos de endereos MAC, ou seja, no pode haverrepetio deste endereo em mais de uma placa em toda a rede.

Apesar de ser pr -definido pelo fabricante, este endereo pode ser modificado atravs deutilitrios que geralmente acompanham a placa.

O endereo MAC no pode ser configurado como FF-FFFF-FF-FF, pois este endereo

reservado para operaes de Broadcast.A utilizao do endereo MAC pode ser demonstrada no seguinte procedimento:

Ao receber um paco


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de rede s aceita pacotes cujo endereo fsico de destinoast

Podemos en a de rede examinar todos ospacotes de informa ados ao computador queimplem

A escolha de uma placa adaptadora de rede basicamente depende do tipo da rede a serimplement ece

integrada de um escritrio

A necessidade aqui conectar computadores de mesa em uma rede dentro de um escritrio.

Neste caso ento temos os seguintes padres:

Podemos t guintes padres:

integrada de escritrio com notebooks

Aqui temos o exemplo anterior mas, com alguns computadores notebooks que sero utilizadosnesta rede

Cartes PCMCIA de conexo na rede padro Fast Ethernet 100 Mbps com

3. Cab a

Quando temos que implementar uma rede de mdia com fio, dizemos que temos que efetuar ocab

examina este pacote.

Na rea inicial do pacote encontra -se o endereo fsico de destino deste pacote.

A placa adaptadoracorresponda ao endereo MAC desta placa, ou corresponda a um pacote Broadc

(difuso) onde o endereo seja FFFFFFFFFFFF.Se no houver correspondncia ento o pacote ignorado.

to resumir que a funo de uma placa adaptadoro que passam pela mdia e aceitar somente aqueles destin

enta esta placa.

2.1.6. Escolha da placa adaptadora de rede

ada e das n ssidades de velocidade e conexo.

Vamos dar alguns exemplos:

2.1.6.a. Rede

Rede padro Ethernet 100Mbps (Fast Ethernet).

Cabeamento par-tranado.

en o optar por placas adaptadoras de rede com os se Fast Ethernet 100 Mbps.

Barramento PCI.

Conector RJ45.

2.1.6.b. Rede

Neste caso para os notebooks podemos definir o seguinte:

adaptadores para conector RJ45.

e mento de rede

eamento desta rede.

O processo de cabeamento corresponde a conectar todos os computadores numa rede utilizando

o tipo de cabo correto em cada situao diferente que se encontrar.Para a rea de redes podemos usar os seguintes tipos de cabos:

Coaxial


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Par-Tranado

Redes de Computadores III modulo Prof. Lu

tica

Cada um o s tem suas vantagens e desvantagens. Tambm cada tipo tem suaaplicao espec c

O tipo de cabo coaxial mais antigo utilizado no cabeamento de rede. Hoje est sendosubstitu

Fibra p

d s tipos de cabofi a.

3.1. Cabo Coaxial

do na maior parte das redes.

O cabo coaxial se caracteriza por ter apenas um ncleo condutor protegido por uma malha queage como uma blindagem ou aterramento.

: revestimento de plsticoB: tela de cobre

C: isolador dialtrico interno: ncleo de cobre

Coaxial Fino

s reas tais como sonorizao e Tv/Vdeo.(75Ohm

Coaxial ThinNet (fino)

3.1.1. Coaxial

Este cabo o coaxial mais encontrado nas redes internas por ser mais fino (de onde sai o nome

Thin Fino

ue preso aponta

pontas da rede. Este terminador

interr

ponta, a razo de se incluir ou retirar um

O cabo coaxial tambm muito utilizado em outras)

Na rea de redes o cabo coaxial se apresenta em duas formas:

Coaxial Thicknet (grosso)

ThinNet

) e mais fcil de ser manuseado.O conector utilizado neste tipo de cabo o

conector BNC(British Naval Connector ou Bayonet NeilConcelman ou Bayonet Nut Connector) q

de um cabo conectado em outro conectordenominado T BNC, o qual vai conectado placaadaptadora de rede.

Outra caracterstica importante a necessidade dapresena do Terminador nos ltimos conectores T-BNCem cada uma das

ompe a transmisso do sinal, evitando que o sinalretorne e gere uma coliso na rede anulando toda atransmisso da rede.

Esta caracterstica de interromper o sinal em uma

iz Henrique Pimentel Gomes Pgina 31


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o computador ser includo ouremov

O caredes, prinpor s

iro que na verdade sotransc

otalaes de rede os equipamentos j foram atualizados

A seguinte tabela indica as velocidades e distn

coaxial:

ThinNet 10 Mbps 185m

3.2.

O ilizado hoje em dia, por causa principalmente de suafacilida

o pela rede. Esta forma de cabo deriva da utilizao emtelefo

no blindado

3.2 .

O cabo UTP o mais comumente utilizado em redes de escritrio e empresas onde no h anecessidad al muito grande.

assados ou rompidos facilmente.

computador da rede, ter-se toda a transmisso de rede interrompida atido e os cabos novamente conectados.

3.1.2. Cabo ThickNet

bo ThickNet foi menos utilizado emcipalmente pela dificuldade de manuseio

er um cabo mais grosso (de onde deriva onome Thick Grosso).

O cabo ThickNet utiliza os chamadosconectores do tipo Vamp

eptores que convertem o sinal para um outrocabo denominado AUI Drop cable que ligado placa adaptadora de rede de cada computador.

Caram em desuso no incio da dcada de 199em redes mais antigas, j que na maioria das ins

0, e voc praticamente no os encontrar, mesm

3.1.3. Velocidades e distncias dos cabos do tipo coaxial

cias mximas por especificao dos cabos do tipo

Tipo Velocidade Distncia Mxima

ThickNet 10 Mbps 500m

Cabo Par-Tranado

cabo par-tranado o padro mais utde de manipulao e boas velocidades.

O cabo par-tranado recebe este nome por ser formado de 4 pares de fios tranados par-a-parnum total de 8 fios que transmitem a informa

nia (no caso da telefonia so apenas 2 pares)

No caso da utilizao em rede podem ser divididos em 2 tipos:

UTP (unshielded twisted pair)

STP (shielded twisted pair) blindado

.1 UTP

e de um isolamento de sin

Neste tipo de cabo os 4 pares tranados so cobertos por uma proteo externa simples queapenas mantm os fios juntos e os protegem de serem am

O cabo UTP pode ser dividido em categorias, sendo que as mais utilizadas so as categorias 3, 5e 5e.

A seguinte tabela descreve as categorias e sua aplicao:


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Redes de Computadores III modulo Prof. Luiz Henrique Pim

3.2.1.a. Categoria Descrio Velocidade

pares 10 Mbps

CAT 5

CAT 5e - 4 pares tranados com fios de alta qualidade Aprox. 200 Mbps00 Mbps

dual por fio (nova muito rara) Aprox. 1Gbps

quatro pares de fios. Osdois fios que formam cada par so tranados entre si.usado em p ernas.

nas redes modernas, apesar do custo adicional

ples porque so

es marcas de conectores citamos a AMP, eurukawa.

pode ser azul claro ou ento, branco

rde tranado com um fio branco com listras verdes

fio branco com listras marrons.

CAT 3 - 4 pares tranados, mas utiliza-se apenas 2

- 4 pares tranados 100 Mbps

CAT 6 - 4 pares tranados com isolamento mais avanado Aprox. 6

CAT 7 - Mltiplos pares com isolamento indivi

3.2.2. Categor ia 5

Neste cabo existem o tipo de cabo mais barato usado em redes, e

raticamente todas as instalaes mod

O par tranado o meio fsico mais utilizadodecorrente da utilizao de hubs e outros concentradores. O custo do cabo mais baixo, e a instalao mais simples. Basta ligar cada um dos computadores ao hub ou switch. Cada computador utiliza umcabo com conectores RJ-45 em suas extremidades. As conexes so simindependentes. Para adicionar um novo computador rede, basta fazer a sua ligao ao hub, sem anecessidade de remanejar cabos de outros computadores.

Cabos de rede podem ser comprados prontos, com diversas medidas. prtico usar cabosprontos quando seu uso externo, ou seja, no embutido na parede. So os casos dos cabos que ligamo computador ao hub ou tomada, e tambm dos inmeros cabos que interligam os equipamentos derede nos racks, como mostraremos mais adiante neste captulo.

A figura ao lado mostra um conector RJ-45 naextremidade de um cabo de par tranado. Para quem vaiutilizar apenas alguns poucos cabos, vale a penacompr-los prontos. Muitas lojas montam esses cabossob medida. Para quem vai precisar de muitos cabos, oupara quem vai trabalhar com instalao e manuteno deredes, vale a pena ter os recursos necessrios paraconstruir cabos. Devem ser comprados os conectoresRJ-45, algumas um rolo de cabo, um alicate para fixaodo conector e um testador de cabos. No vale a pena

baratos, comprometendo a confiabilidade. Entre as melhorentre as melhores marcas de cabos de rede citamos os da F

A figura mostra a extremidade de um cabo UTP usado em redes, j desencapada e com seusquatro pares mostra:

Um desses pares tem um fio:

economizar comprando conectores e cabos

Azul escuro, tranado com um outro fioquecom listras azuis.

Um par tem um fio laranja tranado com

um fio branco com listras laranjas;Prximo par fio ve

Por ultimo um fio marrom tranado com um

entel Gomes Pgina 33


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Dependendo do cabo, os fios brancos listrados citados podem apresentar as cores laranja claro,verde claro e m

Note que ede cobre mo ede. Oconec

e cabos, alm de vrios outrosequip

utilizado em ambientes onde a interferncia eletro-magntica seja alta e possaafetar a transmisso da rede, se for utilizado o cabo UTP.

O cabo UTP caracteriza-se por possuir uma blindagemna forma de uma cobertura metlica entre a proteo externae os

mento Estruturado

edes mais populares utilizam a arquitetura Ethernet usandocabo par tranado sem blindagem (UTP). Nessa arquitetura, h anec nte um

Fundamentos de Redes E TCP IP

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