REDES DE COMPUTADORES
INTRODUÇÃO
Neste presente trabalho abordaremos sobre a
redes do computador em que Uma rede de computadores é formada por um
conjunto de máquinas electrónicas com processadores capazes de trocar
informações e partilhar recursos, interligados por um sub-sistema de
comunicação, ou seja, é quando há pelo menos dois ou mais computadores, e outros dispositivos interligados entre si
de modo a poderem compartilhar recursos físicos e lógicos, estes podem ser do
tipo: dados, impressoras, mensagens (e-mails), entre outros.
A Internet é um amplo sistema de comunicação que conecta
muitas redes de computadores. Existem várias formas e recursos de vários
equipamentos que podem ser interligados e compartilhados, mediante meios de
acesso, protocolos e requisitos de segurança. Os meios de comunicação podem
ser: linhas telefónicas, cabo, satélite ou comunicação sem fios (wireless).
O objectivo das redes de computadores é permitir a troca de dados entre
computadores e a partilha de recursos de hardware e software.
REDES DE COMPUTADORES
Redes
de Computadores refere-se a interconexão por meio de um sistema de
comunicação baseado em transmissões e protocolos de vários computadores com o
objetivo de trocar informações, além de outros recursos. Essa conexão é chamada
de estações de trabalho (nós, pontos ou dispositivos de rede).
Por
exemplo, se dentro de uma casa, existe um computador no quarto e outro na sala
e estes estão isolados, eles não se comunicam. Mas, por outro lado, se houver
um cabo coaxial interligando-os de forma que eles entrem em contato com a
internet, temos uma rede.
Actualmente,
existe uma interconexão entre computadores espalhados pelo mundo que permite a
comunicação entre os indivíduos, quer seja quando eles navegam pela internet ou
assiste televisão. Diariamente, é necessário utilizar recursos como impressoras
para imprimir documentos, reuniões através de videoconferência,
trocar e-mails, acessar às redes sociais ou se entreter por meio de jogos RPG,
etc.
Hoje,
não é preciso estar em casa para enviar e-mails, basta ter um tablet ou
smartphone com acesso à internet em dispositivos móveis. Apesar de tantas
vantagens, o crescimento das redes de computadores também tem seu lado
negativo. A cada dia surgem problemas que prejudicam as relações entre os
indivíduos, como pirataria, espionagem, roubos de identidade (phishing),
assuntos polêmicos como racismo, sexo, pornografia, sendo destacados com mais
ênfase, entre outros problemas.
Desde
muito tempo, o ser humano sentiu a necessidade de compartilhar conhecimento e
estabelecer relações com pessoas distantes. Na década de 1960, durante a Guerra Fria,
as redes de computadores surgiram com objetivos militares: interconectar os centros
de comando dos EUA para proteção e envio de dados.
A
experiência com redes iniciaram através dos cientistas Lawrence
Roberts e Thomas Merril, que fizeram uma conexão entre os centros de
pesquisa na Califórnia e Massachusetts. Esses experimentos com redes se deu por
causa da corrida espacial durante o programa da Advanced
Research Projects Agency (ARPA), renomeada posteriormente para DARPA.
A partir daí, vários conceitos relacionados a redes de computadores, como
transferência de pacotes de dados, protocolo TCP/IP, entre outros, surgiram
estando relacionados à criação da internet. Após isso, as redes tiveram
propósitos académicos e pesquisa em várias universidades.
ALGUNS TIPOS DE REDES DE
COMPUTADORES
Antigamente,
os computadores eram conectados em distâncias curtas, sendo conhecidas
como redes locais. Mas, com a evolução das redes de computadores, foi
necessário aumentar a distância da troca de informações entre as pessoas. As
redes podem ser classificadas de acordo com sua arquitectura
(Arcnet, Ethernet, DSL, Token ring, etc.), a extensão
geográfica (LAN, PAN, MAN, WLAN, etc.), a topologia (anel,
barramento, estrela, ponto-a-ponto, etc.) e o meio de transmissão (redes
por cabo de fibra óptica, trançado, via rádio, etc.). Veja alguns tipos de
redes:
·
Redes Pessoais (Personal Area
Networks – PAN) – se comunicam a 1 metro de distância. Ex.: Redes
Bluetooth;
·
Redes Locais (Local Area
Networks – LAN) – redes em que a distância varia de 10m a 1km. Pode ser
uma sala, um prédio ou um campus de universidade;
·
Redes Metropolitanas (Metropolitan
Area Network – MAN) – quando a distância dos equipamentos conectados à uma
rede atinge áreas metropolitanas, cerca de 10km. Ex.: TV à cabo;
·
Redes a Longas Distâncias (Wide Area
Network – WAN) – rede que faz a cobertura de uma grande área geográfica,
geralmente, um país, cerca de 100 km;
·
Redes Interligadas (Interconexão de
WANs) – são redes espalhadas pelo mundo podendo ser interconectadas a outras
redes, capazes de atingirem distâncias bem maiores, como um continente ou o
planeta. Ex.: Internet;
·
Rede sem Fio ou Internet sem Fio (Wireless
Local Area Network – WLAN) – rede capaz de conectar dispositivos
eletrônicos próximos, sem a utilização de cabeamento. Além dessa, existe também
a WMAN, uma rede sem fio para área metropolitana e WWAN, rede sem fio para
grandes distâncias.
TOPOLOGIA DE REDES
As
topologias das redes de computadores são as estruturas físicas dos cabos,
computadores e componentes. Existem as topologias físicas, que são mapas que
mostram a localização de cada componente da rede que serão tratadas a seguir. e
as lógicas, representada pelo modo que os dados trafegam na rede:
·
Topologia Ponto-a-ponto – quando as
máquinas estão interconectadas por pares através de um roteamento de dados;
·
Topologia de Estrela – modelo em
que existe um ponto central (concentrador) para a conexão, geralmente
um hub ouswitch;
·
Topologia de Anel – modelo
atualmente utilizado em automação industrial e na década de 1980 pelas redes
Token Ring da IBM. Nesse caso, todos os computadores são interligados formando
uma anel e os dados são transmitidos de computador à computador até a máquina
de origem;
·
Topologia de Barramento – modelo
utilizado nas primeiras conexões feitas pelas redes Ethernet, se trata de
computadores conectados em formato linear, cujo cabeamento é feito em
sequência;
·
Redes de Difusão (Broadcast) –
quando as máquinas estão interconectadas por um mesmo canal através de pacotes
endereçados (unicast, broadcast e multicast).
Hardware de Rede
O
hardware de rede de computadores varia de acordo com o tipo de conexão. Assim
são formados por cabos, placas de redes, roteador, hubs e outros componentes.
Cabos
Os
cabos ou cabeamentos fazem parte da estrutura física utilizada para conectar
computadores em rede, estando relacionados a largura de banda, a taxa de
transmissão, padrões internacionais, etc. Há vantagens e desvantagens para a
conexão feita por meio de cabeamento. Os mais utilizados são:
·
Cabos de Par Trançado – cabos
caracterizados por sua velocidade, pode ser feito sob medida, comprados em
lojas de informática ou produzidos pelo usuário;
·
Cabos Coaxiais – cabos que permitem
uma distância maior na transmissão de dados, apesar de serem flexíveis, são
caros e frágeis. Eles necessitam de barramento ISA, suporte não encontrado em
computadores mais novos;
·
Cabos de Fibra Óptica – cabos
complexos, caros e de difícil instalação. São velozes e imunes a interferências
eletromagnéticas.
Após
montar o cabeamento de rede é necessário realizar um teste através
dos testadores de cabos, adquirido em lojas especializadas. Apesar de
testar o funcionamento, ele não detecta se existem ligações incorretas. É
preciso que um técnico veja se os fios dos cabos estão na posição certa.
SISTEMA DE CABEAMENTO ESTRUTURADO
Para
que essa conexão não atrapalhe o ambiente de trabalho, se feito em uma grande
empresa, são necessárias várias conexões e muitos cabos, assim surgiu
o cabeamento estruturado.
Através
dele, um técnico irá poupar trabalho e tempo, tanto para fazer a instalação,
quanto a remoção da rede. Ele é feito através das tomadas RJ-45 que
possibilitam que vários conectores possam ser encaixados num mesmo local, sem a
necessidade de serem conectados directamente no hub.
Além
disso, o sistema de cabeamento estruturado possui um painel de conexões, em
inglês Patch Panel, onde os
cabos das tomadas RJ-45 são conectados, sendo um concentrador de tomadas,
facilitando a manutenção das redes. Eles são adaptados e construídos para serem
inseridos em um rack.
Todo
esse planejamento deve fazer parte do projecto do cabeamento de rede, em que a
conexão da rede é pensada de forma a realizar a sua expansão.
Repetidores
Dispositivo
capaz de expandir o cabeamento de rede. Ele poderá transformar os sinais
recebidos e enviá-los para outros pontos da rede. Apesar de serem transmissores
de informações para outros pontos, eles também diminuirão o desempenho da rede,
havendo colisões entre os dados à medida que são inseridas outras máquinas.
Esse equipamento, geralmente, localiza-se dentro do hub.
Hubs
Dispositivos
capazes de receber e concentrar todos os dados da rede e distribuí-los entre as
outras estações (máquinas). Nesse momento nenhuma outra máquina consegue enviar
um determinado sinal até que os dados sejam distribuídos completamente. Eles
são utilizados em redes domésticas e podem ter 8, 16, 24 e 32 portas,
dependendo do fabricante. Existem os Hubs Passivos, Ativos,
Inteligentes e Empilháveis.
Bridges
É
um repetidor inteligente que funciona como uma ponte. Ele lê e analisa os dados
da rede, além de interligar arquiteturas diferentes.
Switches
Tipo
de aparelho semelhante a um hub, mas que funciona como uma ponte: ele envia os
dados apenas para a máquina que o solicitou. Ele possui muitas portas de
entrada e melhor desempenho, podendo ser utilizado para redes maiores.
Roteadores
Dispositivo
utilizado para conectar redes e arquiteturas diferentes e de grande porte. Ele
funciona como um tipo de ponte na camada de rede do modelo OSI (Open
Systens Interconnection - protocolo de interconexão de sistemas abertos
para conectar máquinas com fabricantes diferentes), identificando e definindo
um IP para cada computador que se conecta com a rede.
Sua
função principal é organizar o tráfego de dados na rede e selecionar o melhor
caminho. Existem os roteadores estáticos, capaz de encontrar o menor
caminho para tráfego de dados, mesmo se a rede estiver congestionada; e
osroteadores dinâmicos que encontram caminhos mais rápidos e menos congestionados
para o tráfego.
Modem
Dispositivo
responsável por transformar a onda analógica que será transmitida por meio da
linha telefônica, convertendo-o em sinal digital original.
Servidor
Sistema
que oferece serviço para as redes de computadores, como por exemplo, envio de
arquivos ou e-mail. Os computadores que acessam determinado servidor são
conhecidos como clientes.
Placa de Rede
Dispositivo
que garante a comunicação entre os computadores da rede. Cada arquitetura de
rede depende de um tipo de placa específica. As mais utilizadas são as do
tipo Ethernet e Token
Ring (rede em anel).
Software de Rede
As
redes de computadores possuem vários componentes, quer sejam físicos ou lógicos
baseadas em camadas e protocolos. A esse conjunto dá se o nome de arquitectura
de rede. Cada sistema operacional possuem características específicas que
oferecem suporte.
A
maioria das redes se organiza em camadas ou níveis (hierarquia), que são
colocadas sobrepostas, sendo que cada uma tem a sua função específica,
oferecendo suporte as camadas superiores. Para estabelecerem comunicação entre
camadas de máquinas diferentes existem os protocolos da camada n.
Protocolos
Protocolos são
códigos ou padrões específicos emitidos por meio de um sistema de pergunta e
resposta, utilizado entre dispositivos diferentes. Esses padrões permitem que
haja uma interação entre software e hardware.Além disso, eles são regras de
comunicação.
Existem
vários tipos de protocolos para situações específicas. Por exemplo, um
protocolo de rede é executado quando digitamos o endereço de uma página da web.
O computador envia uma mensagem pedindo a conexão com um servidor remoto, este
irá responder positivamente à mensagem, quando essa conexão é feita, a página
digitada pelo usuário é encontrada e o servidor envia o arquivo correspondente.
Os protocolos de comunicação em
rede para internet conhecidos são:
·
Protocolo
TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet
Protocol) – tipo de protocolo de aplicação de rede para internet. Ele organiza
a transmissão de informações e estabelece o tipo de endereçamento e envio de
dados;
·
Protocolo
UDP (User
Datagram Protocol) – protocolo não tão confiável e rápido. É utilizado para o
transporte de informações, sem garantia da entrega dos dados;
·
Protocolo
TCP (Transmission
Control Protocol)– realiza a transferência de dados de modo seguro e
full-duplex (é preciso haver conexão antes da transferência dos dados);
·
Protocolo
HTTP (Hypertext
Transfer Protocol) - faz a transferência do hipertexto, áudio, vídeo, textos,
etc. para que haja comunicação entre as páginas da internet e os usuários;
·
Protocolo
FTP (File
Transfer Protocol) – protocolo utilizado para a transmissão de arquivos entre
computadores portáteis e locais, na realização de download e upload;
·
Protocolo
SMTP (Simple
Mail Transfer Protocol) – é um protocolo essencial para a trocas de mensagens
eletrônicas. Ele utiliza o serviço do TCP, ideal para a segurança na
transferência de e-mail entre o remetente e o destinatário, entre outros.
CONCLUSÃO
Concluímos que uma rede de computadores é uma
união de dispositivos, ou nós, que podem ser impressoras, computadores,
repetidores, roteadores, etc., que usam protocolos, que são regras, para se
comunicarem trocando dados e compartilhando recursos. Existem vários tipos de
redes como, a Internet, redes locais, redes de telefonia.
Existem alguns termos que são essenciais para o estudo das redes, são eles: endereçamento, onde cada nó da rede recebe um endereço; meio, que é o ambiente físico usado para conectar os nós; protocolo, que são as regras utilizadas pelos nós para se comunicarem; roteamento, que determina qual caminho deverá ser seguido pelo pacote para chegar ao destino.
Existem alguns termos que são essenciais para o estudo das redes, são eles: endereçamento, onde cada nó da rede recebe um endereço; meio, que é o ambiente físico usado para conectar os nós; protocolo, que são as regras utilizadas pelos nós para se comunicarem; roteamento, que determina qual caminho deverá ser seguido pelo pacote para chegar ao destino.
As redes podem ser classificadas de acordo
com a área que ocupam: Rede Local, redes com raio de 10 Km ou menos; Rede
Metropolitana, conexão de nós em uma metrópole; Rede de Longa Distância, rede
que seja maior que rede local; Rede Pessoal – PAN, ligação de recursos dentro
de uma residência; Rede Global, conjunto de redes de longa distância do mundo;
Rede de Armazenamento de Dados, redes exclusivas para armazenagem de dados.
REFERENCIA
BIBLIOGRÁFICA
Redes de Coputadores Locais e de Longa
Distância, Autor: Liane M. R. Tarouco, 1986, Editora McGraw-Hill, ISBN 0-07-450477-0
Pequenas Redes com Microsoft Windows, Para
Casa e Escritório, Autor: João Eriberto Mota Filho, 2001, Editora Ciência
Moderna, ISBN 85-7393-134-5
Dimitrios Serpanos,
Tilman Wolf, Architecture of Network Systems, Elsevier, 2011 ISBN 0-080-92282-1 (em inglês)
