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Lista de respostas da Atividade de aprendizagem da apostila – Redes de Computadores 1. Cite as vantagens e desvantagens das redes de computadores. As vantagens são grandes, que vão desde o compartilhamento de arquivos e recursos, até a diminuição de custos e agilidade na troca de informações. Mas a principal finalidade das redes continua sendo “compartilhar”, que se aplica na disponibilização de um arquivo, um programa, um dado, uma mensagem que podem ser acessados por vários usuários ou módulos computacionais, na troca de informações on-line e no compartilhamento de recursos. Porém, interligar sistemas computacionais em redes requer alguns cuidados especiais, pois uma rede não é fácil de ser manipulada, necessita de uma infraestrutura própria e de mão de obra qualificada para sua instalação e manutenção. Em redes de grande porte, faz-se também necessário ter-se um responsável pelo funcionamento da rede, que possui as responsabilidades de coordenar tarefas, gerenciar problemas, monitorar progressos, administrar usuários, verificar segurança, etc. Devido à complexidade das redes, os usuários precisam ser treinados adequadamente, o que proporcionará uma melhor utilização de seus recursos e um maior compromisso com a segurança dos dados que por ali trafegam. 2. O que levou as redes de computadores a se tornarem tão acessíveis? Com o surgimento dos computadores pessoais, os computadores se tornaram uma ferramenta de trabalho e de acesso a informação, gerando uma grande demanda pelo acesso às redes de computadores e aperfeiçoamento das mesmas. 3. Defina: a) Internet É uma gigantesca rede que interliga milhares de computadores em todo o mundo, possibilitando a troca de informações e a disponibilização de vários serviços aos seus usuários b) Intranet É o uso das aplicações encontradas na internet na rede interna de uma empresa. Este serviço é disponibilizado para uso exclusivo da empresa, atendendo a interesses específicos de seus colaboradores e cliente c) Extranet São várias Intranets interligadas, possibilitando que parceiros comerciais troquem informações com maior rapidez e segurança. 4. O que é largura de banda? Largura de Banda ou Bandwidth (termo original em inglês) é a medida da capacidade de transmissão de um determinado meio, conexão ou rede, determinando a velocidade que os dados passam através desta rede específica. 5. Qual a diferença entre as seguintes formas de transmissão: a) Multiponto e Ponto a Ponto; A ligação ponto a ponto caracteriza-se pela presença de apenas dois pontos de comunicação, um em cada extremidade da ligação. Já a multiponto é caracterizada pela presença de dois ou mais pontos de comunicação utilizando o mesmo meio físico, que também pode ser chamado de enlace. b) Banda Base e Banda Larga; O termo largura de banda é definido na comunicação de dados como sendo a quantidade máxima de transmissão de diferentes sinais num meio físico (como um cabo coaxial/ótico). Na banda base toda a largura de banda é usada por um único canal. Esta tecnologia é frequentemente usada para transmissão digital. Por esta razão, a maioria das redes de computadores adotam está técnica Na banda larga a transmissão é caracterizada pela divisão da largura de banda em múltiplos canais. Podendo cada canal transmitir diferentes sinais analógicos. Por esta razão, redes de banda larga podem transmitir múltiplos sinais simultaneamente c) Síncrona e Assíncrona; Na transmissão assíncrona o receptor deve estar sempre pronto para receber dados sem aviso prévio do transmissor. Isto faz com que com as linhas fiquem ociosas até receber o conjunto de bits, pré-definidos, que indicam o início de uma transmissão. E no final, deve ser enviado outro conjunto de bits, pré-definidos também, indicando que a transmissão se encerrou. Na transmissão síncrona é necessária, inicialmente, uma troca de bits entre o transmissor e o receptor com o intuito de sincronizá-los. Só após essa sincronização é que se inicia a transmissão. Com isso o transmissor e receptor sabem, quando a transmissão se inicia, as taxas de transmissão e os tamanhos ordenados e conhecidos dos dados. d) Serial e Paralela; Na transmissão serial os bits são colocados no meio físico em fila, um após o outro, serialmente, em um único canal de comunicação, sem a necessidade de sincronização. Por não haver sincronização, é necessário informar ao receptor quando a transmissão é iniciada e quando é concluída. O início da transmissão é precedida de um bit de start, chamado de start bit, e a finalização por um bit(s) de stop (de tamanho de 1/2 ou 2 bits), chamado de stop bit. Na transmissão paralela o envio dos bits ocorrerá simultaneamente, através de diferentes canais de comunicação. Normalmente ela é feita por oito fios, um para cada bit do byte. Nessa transmissão é necessário haver a sincronização entre o transmissor e receptor. Portanto, antes de iniciar o envio dos bits, sinais de sincronismo são trocados entre eles. e) Circuito, Pacote e Mensagem. A comutação de pacotes não tem reserva de recursos, o meio é compartilhado (multiplexação estatística), o encaminhamento de pacotes é nó a nó (processamento em cada nó), os pacotes precisam ter endereço de destino, não há garantia de entrega (serviço de melhor esforço). A comutação de circuitos usa meio físico dedicado (implica recursos dedica dos por conexão e, por outro lado, na limitação de quantos usuários podem reservar o meio). Os recursos dedicados podem oferecer garantias de qualidade, mas também em ociosidade e consequentemente desperdício de recursos. A comutação de circuitos requer estabelecimento e término de conexão. Somente na fase de estabelecimento de conexão é que há processamento nos nós intermediários. Na comutação por mensagens não é necessário o estabelecimento de um caminho dedicado. Quando um ponto, ou estação, deseja transmitir, ele compõe a mensagem, adiciona-lhe o endereço do destinatário e envia-a pela rede de nó em nó, utilizando apenas um canal por vez. A mensagem sai do remetente e é armazenada no primeiro nó e depois retransmitida para o próximo nó. Esse processo é feito até que ela chegue ao destinatário, num processo conhecido como store-and- forward (armazena e passa adiante). A comutação por mensagens não impõe limites para o tamanho do bloco a ser transmitido 6. A transmissão da informação nos canais de comunicação pode ser feita de três formas distintas: Simplex, Half-duplex e Full-duplex. Caracterize cada uma dessas formas de transmissão. Uma comunicação é dita simplex quando há um transmissor e um receptor, sendo que este papel não se inverte nunca no período de transmissão. A transmissão tem sentido unidirecional. Pode-se ter um transmissor para vários receptores, e o receptor não tem a possibilidade de sinalizar se os dados foram recebidos. Exemplo: TV e rádio. Half Duplex Uma comunicação é dita half duplex quando temos um Transmissor e um Receptor, sendo que ambos podem transmitir e receber dados, porém nunca simultaneamente, a transmissão tem de sentido bidirecional. Por exemplo, o dispositivo X poderia transmitir dados que Y receberia, e, em seguida, o sentido da transmissão seria invertido e Y transmitiria para X a informação se os dados foram corretamente recebidos ou se foram detectados erros de transmissão. Uma comunicação é chamada full duplex (ou simplesmente duplex) quando temos o Transmissor e o Receptor, podendo os dois transmitir dados simultaneamente em ambos os sentidos (transmissão bidirecional). Poderíamos entender uma linha full-duplex como equivalente a duas linhas simplex, uma em cada direção. Como as transmissões podem ser simultâneas em ambos os sentidos e não existe perda de tempo com turn-around (operação de troca de sentido de transmissão entre os dispositivos), uma linha full-duplex tem a possibilidade de transmitir mais informações por unidade de tempo que uma linha half-duplex, considerando-se a mesmataxa de transmissão de dados. 7. Qual é a diferença entre sinal analógico e sinal digital? Represente esquematicamente cada um destes tipos de sinal. Sinal Analógico é um tipo de sinal contínuo que varia em função do tempo. A representação de um sinal analógico é uma curva. Como mostra a figura abaixo. Como exemplo, se um sinal varia seus valores 0 a 10, o sinal analógico passa por todos os valores intermediários possíveis (0.01, 0.566, 4.565, 8.55...). Sendo assim a faixa de frequência é bem maior e não tão confiável. Sinal Digital é um sinal com valores discretos (descontínuos) no tempo e em amplitude. A representação de um sinal digital é um histograma. Usando o mesmo exemplo acima, se um sinal varia seus valores de 0 a 10, o sinal digital assumirá os valores discretos (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10). Se um sinal no sistema digital acima tem o valor de 4,25 em qualquer instante de tempo, é representado pelo valor mais próximo discreto, neste caso o 4. Os sinais que variam de 4 a 4,5 serão representados pelo 4 e sinais que variam de 4,5 a 5 serão representados pelo 5. A vantagem de usar o sinal digital é poder garantir a qualidade de um sinal, diminuindo os custos de armazenamento e tempo de processamento. 8. O que vem a ser digitalização do sinal? É o processo de transformação de um sinal analógico em um sinal digital, e consiste em três fases: Amostragem, que consiste em retirar amostras do sinal original conforme uma frequência pré-determinada; Quantização, que consiste em refinar o sinal amostrado; Codificação, que transforma o sinal quantizado em um sinal binário. 9. O que você entende por modulação. Defina os três tipos básicos de modulação apresentados. É a técnica utilizada para inserir a informação no meio físico. O meio físico utiliza um sinal padrão chamado de onda portadora, e segundo SOARES (1995), todas as técnicas de modulação envolvem o descolamento desse sinal padrão. Esse deslocamento se dá pela variação da amplitude, frequência ou fase da onda portadora, de acordo com o sinal a ser transmitido. Baseado nesse deslocamento, são três as técnicas básicas de modulação: Modulação por amplitude (AM): É o processo pelo qual se altera a amplitude da onda portadora em função do sinal a ser transmitido; Modulação por frequência (FM): É o processo pelo qual se altera a frequência da onda portadora em função do sinal a ser transmitido; Modulação por fase (PM): É o processo pelo qual se altera a fase (posição em relação ao tempo) da onda portadora em função do sinal a ser transmitido. 10. Em que consiste a técnica de multiplexação? Caracterize as multiplexações TDM e FDM. É a técnica que possibilita a transmissão de mais de um sinal através do mesmo meio físico. As principais técnicas utilizadas no processo de multiplexação são: a Multiplexação por Divisão de Tempo (TDM) e Multiplexação por Divisão da Frequência (FDM) A Multiplexação por Divisão de Tempo (TDM) é o método no qual o tempo do canal (ou meio físico) é alocado para diferentes sinais, um por vez. Esta alocação de tempo pode ser síncrona ou assíncrona. No TDM síncrono o tempo de transmissão é dividido em partes iguais e distribuído igualmente para cada um dos computadores ligados ao meio físico, de forma que todos tenham a mesma fatia de tempo. Já no TDM assíncrono, o tempo é alocado dinamicamente de acordo com a demanda dos computadores ligados ao meio físico. Aqui não são feitas alocações prévias (como no TDM Síncrono), por isso nesta técnica as unidades de informação devem conter um cabeçalho com os endereços de origem e destino. Esta modalidade é também conhecida como Multiplexação por Demanda ou por Estatística; A Multiplexação por Divisão da Frequência (FDM) é o método no qual a faixa de passagem (ou largura da banda de transmissão) do canal (ou meio físico) é dividida (ou fatiada) em subcanais, deslocados em frequência, de modo que cada subcanal é alocado para um sinal a ser transmitido. A soma total das frequências de cada subcanal tem de ser igual à largura de banda original. 11. Defina o que vem a ser: a) Atenuação; A atenuação é a diminuição da amplitude (potência) de um sinal com a distância, em qualquer meio físico. Ela se dá devido a perdas de energia por calor, por radiação e pelo próprio índice de resistividade do meio. Este problema é facilmente contornado colocando repetidores no circuito de transmissão. b) Distorção; A distorção consiste em uma alteração da forma do sinal transmitido. Normalmente, os efeitos da distorção podem ser corrigidos ou minimizados através de técnicas de condicionamento de sinal. c) Interferência; A interferência consiste na alteração de alguma das características do sinal transmitido por efeito de um outro sinal exterior ao sistema de transmissão. A forma mais comum de interferência consiste na adição de um sinal exterior ao sinal transmitido. A interferência, normalmente pode ser prevista. d) Ruído. O ruído consiste numa alteração de alguma das características do sinal transmitido por efeito de um outro sinal exterior ao sistema de transmissão, ou gerado pelo próprio sistemas de transmissão. Ao contrário da interferência, estes sinais indesejados são de natureza aleatória, não sendo possível prever o seu valor num instante de tempo futuro. Em muitos casos, o ruído é produzido pelos próprios equipamentos ativos utilizados para implementar os sistemas de transmissão, tais como os amplificadores utilizados nos receptores e repetidores. Estes dispositivos produzem ruído, de origem térmica e de origem quântica, o qual passa a ser processado juntamente com o sinal desejado nos andares subsequentes. O ruído pode ser aditivo (soma-se ao sinal) ou multiplicativo (o sinal resultante é o produto do sinal transmitido pelo ruído). 12. Qual a influência do ruído impulsivo nos tipos de transmissões digitais e analógicas. O ruído impulsivo é não continuo e consiste em pulsos irregulares e com grandes amplitudes, sendo de difícil prevenção. Tal tipo de ruído pode ser provocado por distúrbios elétricos externos, falha nos equipamentos, etc. Ele é em geral pouco danoso em transmissões analógicas, mas é a maior causa de erros em transmissões digitais. 13. Pesquise e cite pelo menos três equipamentos geradores de ruídos. Motores, Descargas atmosféricas, variação da temperatura, linha cruzada, 14. Defina paridade par e paridade ímpar. Mostre um exemplo. No contexto das telecomunicações, paridade refere-se ao número de bits '1' de um determinado número binário. Para assinalar a paridade, é adicionado, no final ou no início de uma seqüência binária, um dígito binário de paridade. Existem dois tipos de código de paridade: a paridade par e a paridade ímpar. A paridade será par quando o número de bits de valor '1' for ímpar e, neste caso, é adicionado um bit de valor '1' ao início ou final do dado, tornando o número de bits par; caso contrário, será ímpar. Suponhamos que se pretendia transmitir, num código de paridade, os seguintes binários: 10, 1101, 11101, 0 e 1. Os dígitos de paridade ímpar seriam, respectivamente, 0, 0, 1, 1 e 0. Assim sendo, num código de paridade ímpar, os mesmos seriam recodificados nos binários 10(0), 1101(0), 11101(1), 0(1) e 1(0), tendo então um número ímpar de bits de valor igual a '1' (após a adição do bit de paridade). Num código de paridade par, os dígitos seriam inversos: 1, 1, 0, 0 e 1. Por conseguinte, os binários retornados seriam 10(1), 1101(1), 11101(0), 0(0) e 1(1), possuindo então um número par de bits de valor igual a '1' (após a adição do bit de paridade). 15. Descreva a checagem de erros por CRC. A verificação cíclica de redundância (do inglês, CRC - Cyclic Redundancy Check) é um método de detecção de erros normalmente usada em redes digitais e dispositivos de armazenamento para detectar mudança acidental em cadeias de dados. Mensagens de dados entrando nesses sistemas recebem um pequeno anexo com um valor de verificaçãobaseado no resto de divisão polinomial do seu conteúdo. No ato da recuperação do dado o cálculo é refeito e comparado com o valor gerado anteriormente. Se os valores não se mostrarem semelhantes podem ser aplicadas ações para correção de dados, evitando assim a corrupção de dados. CRC pode ser usada para correção de erros a partir de alguns métodos. O nome CRC vem da redundância do valor de verificação atrelado ao dado (A mensagem recebe um aumento em seu tamanho sem adicionar uma informação) e o algoritmo de validação é construído com laços de repetição cíclicos. No sistema CRC um quadro de K bits é representado por um polinômio em X, da ordem K-1, onde o coeficiente do termo X é dado pelo (r-1)-ésimo bit da sequência de K bits. Assim por exemplo, o quadro 10110001 seria representado pelo polinômio X7+ X5 + X4 + 1. No transmissor o polinômio de ordem K-1 é dividido, em aritmética módulo 2, por um polinômio gerador de ordem n, tendo como resultado um quociente e um resto de ordem n-1. O transmissor gera sua saída os K bits originais, seguidos dos n bits correspondentes ao polinômio obtido como resto da divisão (chamado Frame Check Sequence – FCS). Ao receber os dados, o receptor realiza um processo análogo, para a checagem dos dados recebidos. De posse dos K primeiros bits recebidos, o receptor realiza a divisão do polinômio correspondente, de ordem K-1, pelo mesmo polinômio gerador usado no transmissor. O resto desta divisão é comparado com os n últimos bits recebidos na mensagem. Se os bits forem iguais, o receptor assume que recebeu os dados sem erros. Caso contrário, um erro é detectado. 16. Quais os componentes de uma rede? As redes de computadores são basicamente compostas por componentes de hardware e software que, interagindo entre si, possibilitam a conectividade entre seus componentes Servidor: é o computador que gerencia os recursos a serem utilizados pelos elementos da rede; Cliente: é o computador que acessa os recursos oferecidos pela rede; Recurso: qualquer coisa que possa ser oferecido pela rede; Protocolo: é a linguagem que os elementos da rede usam para conversar entre si; Meios de Ligação: São os meios físicos usados para interconectar os elementos da rede; Hardware de rede: são elementos concentradores usados para efetuar ou melhorar a comunicação da rede. Sistema Operacional da Rede: é o software, também chamado de SOR ou NOS ( Network Operating System), que irá gerenciar o funcionamento do hardware da rede. Normalmente ele é instalado no sistema servidor e no sistema cliente. Placa de Rede: é a interface que permite aos computadores acessarem o meio físico da rede 17. Como vimos, as redes podem ser classificadas por sua área de abrangência. Que classificações são essas e qual é a principal diferença entre elas? Rede LAN LAN quer dizer Local Area Network (em português, Rede Local) e representa um grupo de computadores que pertencem a uma mesma organização e que estão conectados entre eles, numa pequena área geográfica, por meio de uma rede, frequentemente através de uma mesma tecnologia (a mais usada é a Ethernet). Uma LAN representa uma rede em sua forma mais simples. A velocidade de transferência de dados de uma rede local varia de 10 Mbps (para uma rede ethernet, por exemplo) a 1 Gbps (em FDDI ou Gigabit Ethernet, por exemplo). A dimensão de uma rede local pode atingir até 100 ou mesmo 1.000 usuários. Ampliando o contexto da definição aos serviços oferecidos pela rede local, podemos distinguir dois modos de funcionamento, em um ambiente de igual para igua (em inglês peer to peer e, em português, ponto a ponto), no qual não há um computador central e cada computador tem um papel similar e em um ambiente cliente/servidor, no qual um computador central fornece serviços de rede aos usuários Rede MAN As MAN (Metropolitan Area Network ou Redes Metropolitanas) interligam várias LAN geograficamente próximas (no máximo, há algumas dezenas de quilômetros) com débitos importantes. Assim, uma MAN permite comunicar dois pontos como se ambos fizessem parte de uma mesma rede local. Uma MAN é formada por roteadores ou switches interligados por conexões de débito elevado (em geral, em fibra óptica). Rede WAN Uma WAN (Wide Area Network ou rede vasta) conecta várias LANs entre si, através de grandes distâncias geográficas. Os débitos à disposição numa WAN resultam de uma arbitragem com o custo das conexões (que aumenta com a distância) e podem ser fracas. As WAN funcionam graças a roteadores que permitem escolher o trajeto mais adequado para atingir um ponto (nó) da rede. O mais conhecido dos WAN é a Internet. https://pt.wikipedia.org/wiki/Informa%C3%A7%C3%A3o https://br.ccm.net/contents/303-equipamentos-de-rede-roteador 18. Preencha o quadro 2.1 a seguir de acordo com a classificação que você definiu na questão 2: Distância entre os elementos Abrangência Classificação Ate 10 m Sala LAN Ate 100 m Prédio LAN Ate 1 km Campus LAN/MAN Ate 10 km Cidade MAN/WAN Ate 100 km Estado WAN Ate 1.000 km Pais WAN Ate 10.000 km Continente WAN Acima de 10.ooo km Terra WAN 19. A WAN proporcionou o crescimento de qual rede de computadores? A Internet 20. O que é topologia de rede? A topologia de uma rede computacional descreve como é o layout dessa rede. Isto é, mostra, fisicamente, como os dispositivos estão interconectados para forma a rede. É importante conhecer os modelos de topologias existentes, pois eles é que vão caracterizar o tipo, a eficiência, e a velocidade da rede. 21. Qual é a principal desvantagem no uso de uma rede estruturada em forma de anel? A rede em anel tem a desvantagem de Ter pouca tolerância a falhas, pois se um dos nós abrir a rede deixa de funcionar, sendo esta sua principal desvantagem; Erros de transmissão e processamento podem fazer com que uma mensagem continue eternamente a circular no anel; A expansibilidade é limitada pelo desempenho que se quer ter na rede, pois quanto maior a rede, maior o tempo para a informação circular dentro dela. 22. O que é uma topologia totalmente conectada? É a topologia onde todas as estações estão interligadas entre si. A troca de mensagens entre cada par de estações se dá diretamente através de um desses enlaces. 23. Por que a topologia totalmente conectada não é viável? Embora esta topologia apresente o maior grau de paralelismo de comunicação, sua implementação torna-se impraticável, principalmente em redes grandes e fisicamente dispersas. 24. Como é feita a transmissão do sinal numa topologia em barra? O que isso acarreta? Na topologis em barra todas as estações se ligam ao mesmo meio de transmissão, tornando-o um meio físico compartilhado. Cada estação conectada à barra pode ouvir todas as informações transmitidas. Entao quando uma mensagem é enviada na rede, todas as estacoes recebem-na, mas apenas a estacao destinataria tratará a mensagem. Esta característica torna a rede em barra ideal para as aplicações com mensagens do tipo difusão (para múltiplas estações). 25. Em sua opinião, qual o principal problema da topologia em barra? Como o meio físico é compartilhado, seu maior problema esta em isolar um defeito no meio, já que ele é compartilhado 26. Como funciona a topologia em anel? Uma rede em anel consiste de estações conectadas através de um caminho fechado. Nestas redes, as estações são capazes de transmitir e receber dados nas direções possíveis. Quando uma mensagem é enviada por um nodo ou estação, ela entra no anel e circula até ser retirada pelo nó ou estação de destino, ou então até voltar ao nó fonte, dependendo do protocolo empregado. 27. Qual é a principal desvantagem no uso de uma rede estruturada em forma de anel? Ter pouca tolerância a falhas, pois se um dos nós abrir a rede deixa de funcionar. 28. Por que a centralização da topologia em estrela é boa? E porque ela é ruim? Este tipo de rede é composta por um nodo central, chamado host (ou concentrador),que tem o controle supervisor do sistema, interligado as estações numa conexão ponto a ponto. É através do host que as estações podem se comunicar. O arranjo em estrela é a melhor escolha se o padrão de comunicação da rede for de um conjunto de estações secundárias comunicando com o nodo central. As situações onde isto mais acontece são aquelas em que o nodo central está restrito às funções de gerente das comunicações e a operações de diagnósticos. O concentrador se encarrega de retransmitir todos os dados para todas as estações, mas com a vantagem de tornar mais fácil a localização dos problemas, já que se um dos cabos, uma das portas do concentrador ou uma das placas de rede estiver com problemas, apenas o nó ligado ao componente defeituoso ficará fora da rede. Vantagem: A codificação e adição de novos computadores é simples; Gerenciamento centralizado; Falha de um computador não afeta o restante da rede. Desvantagem: Uma falha no dispositivo central paralisa a rede inteira. 29. Como é feita a ligação ao meio numa topologia em estrela? Basta conectar o computador direto a uma porta do concentrador através do meio físico que este concentrador trabalha. 30. A rede onde você estuda possui qual arquitetura? Hoje normalmente as redes são em estrela com um elemento central distribuindo o sinal para os seus componentes, seja wireless ou cabeada. 31. Qual é o sistema operacional de rede instalado nos computadores onde você estuda? Normalmente é Linux ou Windows
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