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1 Universidade Paulista - UNIP Curso de Redes de Computadores Projeto Integrado Multidisciplinar - PIM 4 São Paulo 2021 2 Universidade Paulista - UNIP Curso de Redes de Computadores Infraestrutura de um atendimento digital Autores: Projeto de pesquisa PIM 4 Vinicius ***** ******* RA: ******** do curso EAD Sup Tec em Yuri ****** ****** RA: ******** Redes de Computadores da Universidade Paulista Orientador: Professor Antônio Palmeira São Paulo 2021 3 RESUMO O projeto que será apresentado a seguir tem como o objetivo de fazer a implantação de uma rede de computadores (LAN) na Subprefeitura de Cangaíba/Penha. Onde contem um espaço delimitado para a implantação desta rede. Este ambiente vai contar com 25 hosts para atendimento presencial e 15 para atendimento online contendo uma infraestrutura de acordo com a solicitação do projeto. Tecnicamente buscamos estruturar o projeto levando em consideração a arquitetura das redes modernas, o cabeamento estruturado e o conhecimento de redes de dados e computadores. Foram respeitadas todas as normas e entidades que regulam o mundo da tecnologia da informação. Palavras chaves: Infraestrutura, Redes de dados e Informação. ABSTRACT The project that will be presented below aims to implement a computer network (LAN) in the Subprefecture of Cangaíba/Penha. Where it contains a delimited space for the implementation of this network. This environment will have 25 hosts for face-to-face service and 15 for online service, containing an infrastructure according to the project's request. Technically, we seek to structure the project taking into account the architecture of modern networks, structured cabling and knowledge of data and computer networks. All standards and entities that regulate the world of information technology were respected. Keywords: Infrastructure, Data and Information Networks. 4 SUMÁRIO 1. Introdução..................................................................................................6 2. Redes de Dados e Comunicação........................................................................6 2.1 LAN – Rede Local...............................................................................................6 2.2 MAN – Rede Metropolitana................................................................................6 2.3 WAN - Rede de Longa Distância.......................................................................6 2.4 WLAN – Rede Local Sem Fio ............................................................................7 2.5 PAN – Rede de Área pessoal ............................................................................7 2.6 Aplicação do tipo de rede na Subprefeitura de Cangaíba/Penha ................. 7 3. Topologias de Redes ...........................................................................................7 3.1 Topologia em Estrela .........................................................................................8 3.2 Topologia em Barramento ................................................................................ 8 3.3 Topologia a Árvore (Hierarquia) ........................................................................8 3.4 Topologia em anel ............................................................................................. 8 3.5 Topologia Hibrida .............................................................................................. 9 3.6 Ponto a Ponto .....................................................................................................9 3.7 Rede de malha ................................................................................................... 9 4. Cabeamento estruturado .................................................................................... 9 4.1 Norma TIA/EIA 606A ..........................................................................................9 4.2 Norma TIA/EIA 568B .........................................................................................10 4.3 NBR14565 ..........................................................................................................11 4.4 Protocolo CRMA/CD ........................................................................................12 4.5 Planta do Ambiente .........................................................................................12 4.6 TIA 942 ..............................................................................................................14 5. Arquiteturas de Redes ......................................................................................15 5.1 Aplicação ..........................................................................................................15 5.2 Apresentação ...................................................................................................15 5.3 Sessão ..............................................................................................................15 5.4 Transporte ........................................................................................................15 5.5 Rede .................................................................................................................16 5.6 Enlace ..............................................................................................................16 5.7 Física ...............................................................................................................17 6 Protocolo TCP IP .............................................................................................. 17 6.1 Camada de Aplicação ................................................................................... 17 6.2 Camada de Transporte ................................................................................. 18 6.3 Camada de Internet ....................................................................................... 18 6.4 Camada de acesso a rede ............................................................................ 18 7. Plano de endereçamento IPV4 ....................................................................... 19 8. Conclusão .........................................................................................................20 9. Referências ........................................................................................................20 Lista de ilustrações Figura: 01 ................................................................................................................08 Figura: 02 ................................................................................................................11 Figura: 03 ................................................................................................................12 Figura: 04 ................................................................................................................13 5 Figura: 05 ................................................................................................................13 Figura: 06 ................................................................................................................15 Figura: 07 ................................................................................................................17 6 1. INTRODUÇÃO Com o avanço da tecnologia e da comunicação a Subprefeitura de Cangaíba/Penha situada da região leste em São Paulo-SP não quis “ficar para trás” a mesma iniciou um projeto junto a empresa UNIP-PIM IV para a implantação de uma infraestrutura de Rede LAN e WAN para atender seu os cidadãos da cidade,com o intuito de sanar as dúvidas sobre serviços públicos e orienta-los no que puder ser resolvido pela internet. 2. Redes de Dados e Comunicação Redes de dados e comunicação se consiste em diversos dispositivos que fazem trocas de informações entre si. Mas nos primórdios das comunicações de dados isso se aplicava apenas em uma rede local, porem com a necessidade de se expandir e passar a comunicar com outras regiões ela foi sendo “reajustada” para que pudesse atender diversos públicos. Esse fato foi apenas possível com a aplicação dos tipos de redes para que pudessem ser aplicadas em redes pequenas medias ou de grande porte. Uma rede de computadores pode ser modelada geograficamente pelo seu tamanho, topologia, meio físico e pelo protocolo usado para esse fim específico (TANENBAUM, 2011). Abaixo iremos identificar algum dos tipos de redes mais utilizados, e com base nessas informações iremos aplicar no nosso ambiente de trabalho em que foi solicitado 2.1 LAN – Rede Local Nomeadas Local Área Networks, ou Redes Locais, fazem a ligação entre computadores presentes em um mesmo lugar ou espaço. Dentro de uma empresa, de uma escola ou dentro de nossa própria casa, dando a possibilidade da troca de informações e recursos entre os dispositivos conectados. 2.2 MAN – Rede Metropolitana Digamos que uma empresa possui mais de um escritório em uma mesma cidade desejam que os computadores permaneçam interligados. Para isso existe a 7 Metropolitan Area Network, ou Rede Metropolitana, que conecta diversas Redes Locais dentro de algumas dezenas de quilômetros. 2.3 WAN – Rede de Longa Distância A Wide Area Network, ou Rede de Longa Distância, superior a MAN e conseguindo cobrir uma área maior, como um estado, país ou até mesmo um continente. 2.4 WLAN – Rede Local Sem Fio E para as pessoas que não querem utilizar cabos, WLAN ou Rede Local Sem Fio, pode ser uma opção. Esse tipo de rede conecta-se à internet, muito usadas em ambientes residenciais, empresariais e em lugares públicos como praças, etc. 2.5 PAN – Rede de Área Pessoal As redes do tipo PAN, ou Redes de Área Pessoal, são usadas para que dispositivos se comuniquem dentro de uma distância bastante limitada de aproximadamente 10 metros. Um exemplo são as redes Bluetooth e UWB. 2.6 Aplicação do tipo de rede na Subprefeitura de Cangaíba/Penha Na subprefeitura de Cangaíba/Penha vamos aplicar a de LAN (Local Área Networks). Essa rede será utilizada neste ambiente pelo fato de que a área tem um espaço limitado e de pequeno porte, tendo embasamento que com a utilização da rede LAN será possível manter a comunicação entre os dispositivos e a mesma atenderá as especificações do ambiente entregando o resultado aguardado. 3. Topologias de redes Este termo se refere à forma como se estruturam as redes de computadores e o modo como as máquinas estão conectadas entre si ocorrendo o tráfego de informações no interior de uma rede, independentemente de sua complexidade. No que diz respeito à maneira como esses elementos se encontram dispostos em uma rede, existem várias topologias. 8 Figura: 01 3.1 Topologia em estrela Esta é caracterizada pelo fato de haver um dispositivo central que assume a tarefa de fazer a comunicação entre os computadores em uma rede. Também é capaz de fazer o gerenciamento do fluxo de dados que trafegam em uma rede. 3.2 Topologia em barramento Neste tipo de topologia, todos os computadores se encontram interconectados partindo um único barramento de dados. Porém não permite que vários computadores transmitam dados ao mesmo tempo. 3.3 Topologia árvore (hierarquia) Essa topologia é organizada em níveis diversos, sendo conhecida também como rede hierárquica. Neste modelo, os módulos seguem a uma hierarquia, na qual os de nível inferior se ligam àqueles que ficam em posições mais altas. 3.4 Topologia em anel Os computadores de uma rede em anel são conectados a um MAU, ou distribuidor. Responsável por gerenciar a comunicação entre os diversos dispositivos que constituem a rede. 9 3.5 Topologia híbrida Conhecida também como topologia mista, é o tipo mais adotado para redes de escala. Utilizado normalmente para resolver demandas não planejadas, aproveitando-se as topologias que já são utilizadas. 3.6 Ponto a ponto A rede ponto a ponto permite que cada um dos nós da rede funcione as vezes como servidor, ora como cliente. Não havendo a necessidade de um servidor que centralize essa tarefa. 3.7 Rede de malha Conhecida também como Mesh, todos os nós que constituem uma rede fazem a comunicação entre si, permitindo que a informação flua por diferentes caminhos até chegar ao seu destino final. 4. Cabeamento estruturado O cabeamento estruturado é responsável por fazer o trafego de informações dentro de uma rede, levando aos usuários dados, voz, imagem, monitoramentos entre outras informações que são trafegadas por meio deste circuito. 4.1 Norma TIA/EIA 606A: Para a administração de uma infraestrutura de telecomunicações, a norma EIA/TIA 606A reúne um conjunto de padrões que auxiliam nesta organização, principalmente na identificação. Sendo assim, cada componente da infraestrutura necessita de uma etiqueta vinculando o componente à sua devida ligação. A primeira edição da norma 606 foi publicada em agosto de 1993. E em maio de 2002 completou-se a revisão A A seguir vamos analisar as classes das normas 606A: Classe 1: • Prédios servidos uma única sala de equipamentos. 10 • Não possui cabeamento vertical, armários de telecomunicações ou cabeamento externo. • Caminhos não precisam ser administrados. Classe 2: • Um único prédio, servido por múltiplos espaços de telecomunicações. • Possui cabeamento vertical, cabeamento externo identificados e armários de telecomunicações, além de sistemas de aterramento. • Caminhos e espaços a administração é opcional. Classe 3: • Necessidade de campus. • Inclui edifícios e elementos da planta externa. • Inclui todos os elementos classe 2, além de identificadores para prédios e cabeamento de campus. Classe 4: • Inclui todos os elementos de administração de classe 3, além de elementos de identificação Inter campus tais como conexão WAN. 4.2 Norma EIA/TIA 568-B A norma EIA/TIA é uma definição de um padrão de telecomunicação, mas especificamente a 568-B foi proposto em 2001, tendo o seguinte padrão de cabeamento: 11 Figura: 02 4.3 NBR 14565 Esta Norma estabelece os critérios mínimos para elaboração de projetos de rede interna estruturada de telecomunicações, em edificações de uso comercial, independente do seu porte. A Norma se aplica a edifícios e a conjuntos de edifícios situados dentro de um mesmo terreno em que se deseja a implantação de uma rede interna estruturada e a norma cobre os cabeamentos metalicos e oticos. A mesma foi publicada em 2000 e sendo revisada em 2007 e em 2012, e com uma emenda em 2013, e a que prevalece e a versão de 2013. Os cabos utilizados devem possuir desempenho conforme definido na ABNT NBR 14565. Para o cabeamento de par trançado balanceado, blindado ou não, são definidas as seguintes categorias de desempenho para seus componentes (cabos e conectores): Categoria 3: banda passante de até 16 MHz Categoria 5e: banda passante de até 100 MHz Categoria 6: banda passante de até 250 MHz Categoria 6A: banda passante de até 500 MHz Categoria 7: banda passante de até 600 MHz 12 4.4 Protocolo CSMA/CD CSMA/CD, do inglês Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, é um protocolo de telecomunicações que organiza a forma como os dispositivos de rede compartilham o canal utilizando a tecnologia Ethernet. Originalmente desenvolvido nos anos 60. O CSMA/CD identifica quando o meio(canal) está disponível (idle time) para a transmissão. Neste momento a transmissão é iniciada. O mecanismo CD (Collision Detection - Detecção de Colisão), ao mesmo tempo, obriga que os nós escutem a rede enquanto emitem dados, razão pela qual o CSMA/CD é também conhecido por (LWT) "Listen While Talk" - "escute enquanto fala". Se o mesmo detecta uma colisão, toda transmissão é interrompida e é emitido um sinal (“jam” de 48 bits) para anunciar que ocorreu uma colisão. Colisões são consideradas um problema, ou um erro de transmissão, apenas quando ocorrem mais de 16 vezes consecutivas, ou seja, se um determinado nó tenta retransmitir um mesmo frame mais de 16 vezes, resultando sempre em uma colisão, então tal transmissão é cancelada e passa a ser considerada um grande problema. 4.5 Planta do ambiente Figura: 03 13 Figura: 04 Figura: 05 14 4.6 TIA 942 Em primeiro lugar, a norma TIA 942 exige que a sala de TI seja totalmente segregada e livre de manutenção recorrente. Ou seja, nenhum equipamento que exige manutenção deve ficar dentro desta sala e para contornar isso, devem ser criados, no mínimo, mais dois ambientes dedicados à segurança. O primeiro ambiente a ser criado é a antessala, sendo está a junção de outros 6 ambientes. Isso garante que a entrada até a sala de TI seja feita em dois movimentos e, nesta seção, colocamos: Toda parte elétrica; Quadros redundantes; Toda automação; Extinção e predição de incêndios; Toda parte de UPS e baterias; Toda a parte de Telecom. Atentemos ao seguinte: sim, toda a seção de Telecom deve ser segregada da sala de TI. O segundo ambiente a ser criado para adequar o seu projeto às principais normas e boas práticas de construção de Data Centers é a sala mecânica. Nesta sala é recomendável que estejam alocados, no mínimo, as evaporadoras, dutos de ar-condicionado e dumpers corta-fogo. Isso porque, como mencionado antes, não é recomendável equipamentos que exigem manutenção recorrentes partilharem o mesmo espaço que outros componentes críticos. Além disso, em caso de acidentes (que é muito mais comum do que se imagina), os dumpers corta-fogo impedem que um possível incêndio se alastre para dentro da sala de TI. Seguindo essas regras básicas, conseguimos atender as normas da TIA 942 em um layout simplificado que permite uma manutenção e operação mais otimizadas e seguras. 15 5. Arquiteturas de Redes Figura: 06 Camada OSI e suas principais funções: 5.1 Aplicação: • Interface às aplicações a nível de usuário final • Permite aplicações utilizarem o ambiente de comunicação • Transferência de arquivos, acesso remoto, correio eletrônico, etc. 5.2 Apresentação: • Trata da representação dos dados • Realiza transformações adequadas nos dados • Compressão, Criptografia, Conversão de Sintaxe 5.3 Sessão: • Estabelece e termina conexões entre sistemas, aplicações e usuários • Especificações para detalhes de segurança como autenticação usando senhas 5.4 Transporte: • Fornece conectividade fim-a-fim • Especificam como tratar dos detalhes de transferência confiável 16 • Multiplexação de processos • Controle de fluxo • Controle de erro 5.5 Rede: • Identifica os endereços dos sistemas na rede • Permite a interconexão de redes • Realiza o roteamento de pacotes • Controle de congestionamento • Tipos de Serviço • Datagrama Pacotes roteados de forma independente Pacotes possuem informações de endereçamento • Circuito Virtual Pacotes associados ao circuito não são independentes • Estabelecer a rota mais adequada 5.6 Enlace: • Detecta e opcionalmente corrige erros • Divide a cadeia de bits em quadros • Bits de redundância usados na verificação de erros • Delimita e reconhece quadros • Realiza controle de fluxo • Controle de acesso ao meio 17 5.7 Física: • Trata tensões e impulsos elétricos • Especifica cabos, conectores e interfaces • Providencia o fluxo de bits através do meio de transmissão Com base na imagem a seguir temos um exemplo amplo da funcionalidade das camadas Figura: 07 6. Protocolo TCP/IP A camada TCP/IP é resumida em apenas quatro camadas. Ela é conhecida como TCP/IP por conta dos conjuntos de protocolos Internet fundamentais serem o TCP e IP, embora não seja utilizado apenas neste modelo 6.1 Camada de Aplicação: A camada de aplicação do modelo TCP/IP fornece às aplicações a capacidade de acesso a serviços de outras camadas, definindo os protocolos onde os 18 aplicativos usarão para trocar dados. protocolos da camada de aplicação mais amplamente conhecidos incluem HTTP, FTP, SMTP, Telnet, DNS, SNMP e RIP 6.2 Camada de Transporte: A camada de transporte fica responsável pelo fornecimento da camada de aplicação com serviços de sessão de comunicação e datagrama. Os protocolos de núcleo desta camada são o TCP e UDP. O protocolo TCP fornecendo um serviço de comunicação orientada a conexão confiável um-para-um. Responsável pelo sequenciamento e reconhecimento de pacotes enviados além da recuperação de pacotes perdidos na transmissão. O protocolo UDP fornece um serviço de comunicação orientada a conexão não confiável um-para-um ou um-para-muitos. O UDP é utilizado tipicamente quando a quantidade de dados a serem transferidos é pequena (tal quando os dados possam ser enviados em um único pacote). 6.3 Camada de Internet: Camada responsável pelo endereçamento de Internet do hospedeiro, empacotamento e funções de encaminhamento. Os principais protocolos dessa camada de protocolo Internet são IP, ARP (Address Resolution Protocol – Protocolo de Resolução de Endereços), ICMP (Internet Control Message Protocol – Protocolo de Controle de Mensagem para Internet e IGMP (Internet Group Management Protocol – Protocolo de Gerenciamento de Internet por Grupos). 6.4 Camada de Acesso à Rede: A camada de acesso à rede (ou camada de enlace) é responsável por inserir os pacotes TCP/IP no caminho de rede e receber pacotes TCP/IP fora dele. O TCP/IP foi projetado para ser independente do método de acesso à rede, formato de quadro e tipo de mídia. Em outras palavras, é independente de qualquer tecnologia de rede específica. 19 7. Plano de Endereçamento IPV4 Para esse cenário a máscara de sub rede escolhida vai ser /26 que é igual a 255.255.255.192 que contem 64 hosts que é um endereçamento de classe C que começa com 26 bits. Os endereços de classe C vai de 192.0.0.0 até 223.255.255.255, porém como é um LAN (Local Area Network) ou seja, será com endereço privado, e existe varias RFCS que determina os endereços privados reservador para uso. E o proposto será 192.168.0.0/26 que é citado como reservado pela faixa privada pela RFC 1918, sendo assim nossa topologia será 192.168.0.0/26 onde temos 64 Ips para uso, sendo que 192.168.0.0 será o endereço de rede. Então vamos ter de 192.168.1.1 até 192.168.1.62 e o 192.168.1.63 será o endereço de Broadcast e o endereço 192.168.1.1 será o gateway. E nos sobrou 62 Ips disponíveis para uso, o que é suficiente para atender a demanda dos 40 hosts proposto pela UNIP. Como o endereçamento é privado, vamos precisar de um NAT para a tradução dos Ips privados que vai estar em nossa LAN para o IP público em nossa WAN. Informando se sobre o NAT ele foi criado em maio de 1994 a princípio como uma solução a curto prazo, porém ele ofereceu várias vantagens e se popularizou, e ele surgiu devido à escassez de IPV4 público. Nossa rede vai consistir em um servidor DHCP IPV4 entregando esses IPS de forma dinâmica para os hosts propostos no qual utilizara ARP para gerenciar os mesmos. O protocolo DHCP é um protocoloda camada de aplicação e também usa as portas 67 e 68 do protocolo UDP que está na camada de transporte. O protocolo DNS, que nada mais é que um protocolo para resolução de nomes, isso é para especificar que o domínio x pertence ao IP Y. O mesmo está sendo entregue pela operadora de internet e será repassado para os computadores (hosts) também de forma dinâmica via protocolo DHCP. 20 8. Conclusão Neste trabalho acima foi nos repassado a “missão” de implantar uma infraestrutura de rede LAN e WAN para o novo serviço de atendimento aos cidadãos da Subprefeitura de Cangaíba/Penha. A infraestrutura contém atualmente um sistema de UPS, toda estrutura elétrica da sala de T.I aterrada com esquema de aterramento TT seguindo a norma NBS 5410, cabeamento estruturado com trafego de dados pelas endereçamento IPV4 e com uma arquitetura toda planejada e estruturada para o novo serviço desta Subprefeitura entre outras implantações para melhor lhes atender. A empresa UNIP PIM IV conseguiu fazer a entrega da estrutura conforme solicitado e dentro de todas as normas. 9. Referências Modelo OSI: https://redesafins.blogspot.com/2018/10/modelo-de-camadas-osi-e-tcpip.html Modelo TCP/IP: https://www.iperiusbackup.net/pt-br/entendendo-os-conceitos-entre-os- modelos-tcpip-e-osi/ UPS: https://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialdcseg1/pagina_6.asp Cabeamento Estruturado: https://www.deltacable.com.br/normativas-para-identificacao-para-cabeamento- estruturado/ Normas: https://www.cercomp.ufg.br/n/1439- cabeamento#:~:text=medi%C3%A7%C3%A3o%20em%20campo.- ,A%20norma%20TIA%2FEIA%2D568%2DB.,teste%20e%20medi%C3%A7%C 3%A3o%20em%20campo. https://redesafins.blogspot.com/2018/10/modelo-de-camadas-osi-e-tcpip.html https://www.iperiusbackup.net/pt-br/entendendo-os-conceitos-entre-os-modelos-tcpip-e-osi/ https://www.iperiusbackup.net/pt-br/entendendo-os-conceitos-entre-os-modelos-tcpip-e-osi/ https://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialdcseg1/pagina_6.asp https://www.deltacable.com.br/normativas-para-identificacao-para-cabeamento-estruturado/ https://www.deltacable.com.br/normativas-para-identificacao-para-cabeamento-estruturado/ https://www.cercomp.ufg.br/n/1439-cabeamento#:~:text=medi%C3%A7%C3%A3o%20em%20campo.-,A%20norma%20TIA%2FEIA%2D568%2DB.,teste%20e%20medi%C3%A7%C3%A3o%20em%20campo https://www.cercomp.ufg.br/n/1439-cabeamento#:~:text=medi%C3%A7%C3%A3o%20em%20campo.-,A%20norma%20TIA%2FEIA%2D568%2DB.,teste%20e%20medi%C3%A7%C3%A3o%20em%20campo https://www.cercomp.ufg.br/n/1439-cabeamento#:~:text=medi%C3%A7%C3%A3o%20em%20campo.-,A%20norma%20TIA%2FEIA%2D568%2DB.,teste%20e%20medi%C3%A7%C3%A3o%20em%20campo https://www.cercomp.ufg.br/n/1439-cabeamento#:~:text=medi%C3%A7%C3%A3o%20em%20campo.-,A%20norma%20TIA%2FEIA%2D568%2DB.,teste%20e%20medi%C3%A7%C3%A3o%20em%20campo
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