Aula 11

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Fundamentos de rede de comunicações
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Redes de comunicação
O processo de comunicação é composto dos seguintes elementos:
Emissor: é o sujeito que está tentando enviar uma mensagem (falada, escrita, ou não-verbal) a uma pessoa ou pessoas, por meio da codificação do pensamento.
Receptor: é o sujeito a quem a mensagem se dirige, o destino final da comunicação.
Mensagem: é a ideia em que o emissor deseja comunicar.
Canal: é o meio que existe fora do emissor pelo qual é escolhido para conduzir a mensagem.
Código: são os símbolos (linguagem) escolhidos pela fonte para que a mensagem possa ser adequadamente transmitida pelo canal.
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Fundamentos de rede
Uma rede de computadores é formada por meios de comunicação, dispositivos de hardware e o software necessário para conectar dois ou mais sistemas de computadores e/ou dispositivos.
O objetivo das redes de computadores é permitir a troca de dados entre computadores e a partilha de recursos de hardware e software.
Em uma redes de computadores podemos ter servidores e clientes:
Servidor é uma máquina da rede que oferece determinado serviço.
Cliente é uma máquina da rede que utiliza os serviços do servidor.
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Fundamentos de rede
Exemplos de servidores:
Servidores Web: armazenam e servem (dão acesso à) páginas escritas em HTML.
Servidores Mail: responsáveis pelo tráfego de mensagens eletrônicas (e-mail) na rede.
Servidores de arquivos: armazenam arquivos diversos, oriundos de clientes.
Servidores de impressão: possuem uma ou mais impressoras de grande capacidade conectadas a si, disponibilizando-as para toda a rede.
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Modelagem de redes
Uma rede pode ser definida por:
Tamanho
Topologia
Meios de comunicação
Protocolos
Modelo de referência
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Tamanho
PAN (Personal Area Network ou Rede de área pessoal)
Rede de curtíssima abrangência, geralmente não mais de uma dezena de metros. Por exemplo, um computador portátil conectando-se a um outro e este a uma impressora.
LAN (Local Area Network ou rede local)
Rede de curta abrangência geográfica, geralmente limitada a uma organização, não ultrapassando 10 quilômetros.
É uma rede de altíssima velocidade.
MAN (Metropolitan Area Network ou rede metropolitana): 
Rede de abrangência média, chegando a 50 ou 100 quilômetros.
É uma rede de alta velocidade.
WAN (Wide Area Network ou rede geograficamente distribuída): 
Rede de grande abrangência, sem limitações de distância.
É uma rede de baixa velocidade.
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Topologia
Topologia de uma rede é o layout físico e a conectividade de uma rede.
Basicamente, podem ser de quatro tipos: ponto a ponto, em barra, anel e estrela.
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Topologia
Topologia Ponto-a-Ponto
Caracteriza-se pela conexão única e direta entre equipamentos
Neste tipo de redes estabelece-se um caminho entre 2 nós, podendo utilizar nós intermédios, os quais ignoram a mensagem.
Possui baixo custo.
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Topologia
Topologia em Barra
Todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados.
Apenas uma máquina pode “escrever” no barramento num dado momento. 
Todas as outras “escutam” e recolhem para si os dados destinados a elas. 
Caso outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão. 
A falha de uma estação qualquer causa a parada parcial do sistema.
Essa topologia utiliza cabos coaxiais, conector BNC, Terminador, conector T.
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terminador
conector BNC
conector T
cabo coaxial
Topologia
Topologia em Barra
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Topologia
Topologia em Barra
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Topologia
Topologia em Anel
Estrutura “circular”, com um loop fechado através de ligações ponto-a-ponto. 
Cada estação é ligada por um repetidor que é ligada por um meio físico.
Quando uma mensagem é enviada por um nó, ela entra no anel e circula até ser retirada pelo nó de destino. 
Geralmente a transmissão é unidirecional, apesar de ser permitida a transmissão e a recepção em ambas as direções. 
A falha de uma estação qualquer causa a parada total do sistema. 
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Topologia
Topologia em Anel
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Topologia
Topologia em Estrela
Utiliza um nó central (concentrador), onde todas as mensagens deverão passar.
O elemento central gerencia o fluxo de dados na rede, estando diretamente conectado a cada nó.
A falha de uma estação qualquer não causa a parada do sistema.
A falha do nó central causa a parada total do sistema.
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Topologia
Topologia em Estrela
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Meios de comunicação
Meio a Cabo 
Fio de pares trançados
Cabo coaxial
Cabo de fibra óptica
Meio de difusão
Microondas
Satélite
Rádio
Rádio celular
Infra-vermelho
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Fio de pares trançados
Consiste em um tronco de fios de cobre torcidos em pares. 
É relativamente barato, amplamente disponível e de fácil manuseio, passando dentro de paredes, pisos e tetos.
Pode sofrer interferência eletromagnética. 
As taxas usadas nas redes com o cabo par trançado são:
10 Mbps (Ethernet)
100 Mbps (Fast Ethernet)
1000 Mbps (Gigabit Ethernet)
Utiliza em suas pontas um conector do tipo RJ-45.
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Fio de pares trançados
STP:
UTP:
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Fio de pares trançados
EIA/TIA 568A:
EIA/TIA 568B:
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Fio de pares trançados
Direto:
Crossover:
+
+
+
ou
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Cabo coaxial
É formado por fios de cobre isolados.
É muito menos suscetível a interferência elétrica do que os fios de pares trançados. 
Entretanto, o cabo coaxial é mais caro e de manuseio mais difícil do que o fio de pares trançados.
A velocidade máxima de transmissão é de 20 Mbps. 
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Cabo de fibra óptica
Consiste em milhares de filamentos de fibras de vidro que conduzem pulsos de luz gerados por lasers.
O cabo de fibra ótica é circundado por uma camada de proteção que impede que a luz escape da fibra.
Oferece maior capacidade de transmissão de dados e maior proteção contra interferências e interceptação indevida.
A fibra ótica pode transmitir até 25 terabits por segundo.
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Cabo de fibra óptica
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Microondas
Canal de comunicação que utiliza torres para enviar sinais sem fio.
Usado para comunicação ponto a ponto, de longa distância e alto volume (por exemplo: canais de televisão ou conversas em telefones).
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Microondas por Satélite
Utilizam satélites geostacionários com órbita de, aproximadamente, 36 000 km da superfície da Terra.
O GPS é um sistema que utiliza o satélite para permitir que os usuários determinem sua posição em qualquer lugar na terra.
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Rádio
Canal de comunicação que utiliza frequências de onda de rádio para enviar dados diretamente entre transmissores e receptores, por distâncias curtas.
O rádio também aceita altas taxas de velocidade de transmissão de dados. 
Entretanto, o meio rádio pode gerar problemas de interferência elétrica com outros equipamentos elétricos.
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Rádiocelular
Uso de transmissões de rádio entre células em áreas de serviço geográficas e uma central de comutação de telefone móvel, permitindo o serviço telefônico sem fio.
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central de comutação e controle
central de comutação e controle
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Infravermelho
Luz vermelha que geralmente o olho humano não vê; pode ser modulada ou emitida em pulsos para transmitir informações.
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Protocolos
É o conjunto de regras e procedimentos que controlam o acesso ao meio e a transmissão em uma rede.
TCP (Transmission Control Protocol)
Verifica se os dados são enviados de forma correta e sem erros pela rede.
IP (Internet Protocol) 
Cada computador tem um endereço IP para trocar dados (pacotes).
Os endereços IP são números com quatro partes, cada parte separada por um ponto.
Ex.: 130.257.112.5
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Endereço IP
Endereço IP
192.68.20.50 – este endereço significa:
192 – o país;
68 – a rede da instituição;
20 – a sub-rede;
50 – o computador na subrede
Cada computador, com o seu endereços IP, pode enviar mensagenspara outro computador na rede
Mensagens entre computadores são subdivididas em “pacotes” de dados e encaminhados por roteadores
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Protocolos
DNS (Domain Name System) 
Realiza a tradução de endereços não numéricos para os endereços IP numéricos. 
Ex.: www.google.com é o mesmo que 74.125.234.19
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
Permite a um host obter de um servidor (DHCP SERVER) um endereço IP automático.
HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
Protocolo que define como dois programas ou servidores devem se interagir de maneira que transfiram entre si páginas WWW.
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Protocolos
FTP (File Transfer Protocol)
Possibilita a transferência de arquivos entre máquinas com a ressalva de se tratar de um meio inseguro por não permitir criptografia durante a autenticação ou transferência de dados.
TELNET (Telnet Remote Protocol)
Protocolo que possibilita o acesso a máquinas remotas.
SSH (SSH Remote Protocol)
Possui as mesmas funcionalidades do TELNET, com a vantagem da conexão entre o cliente e o servidor ser criptografada.
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Protocolos
POP3 (Post Office Protocol 3)
Protocolo usado principalmente por software cliente de e-mail para pegar as mensagens nas caixas de e-mail de um servidor.
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
Protocolo usado entre os programas para enviar e-mail de um computador para o outro.
IMAP (Internet Message Access Protocol)
Por meio deste padrão, os e-mail são recebidos e mantidos no servidor de forma que é possível manipular pastas de mensagens no servidor ou ainda fazer pesquisas nos e-mails.
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Pacote
Pacote: A transmissão de dados é feita em pequenos pedaços fixos de dados (pacotes) enviados independentemente pela rede.
A maioria dos pacotes é dividida em três partes:
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Domínios
Serve para agrupar conjuntos de computadores na Internet. 
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Hardware de Rede
Modem
Dispositivo que converte sinais analógicos para digital e vice-versa.
Modulação: É a conversão digital para analógico.
Demodulação: É a conversão analógico para digital.
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Hardware de Rede
HUB
Equipamento que permite a distribuição de estações de uma rede.
Pode ser de 4, 8, 16, 20, 36 portas.
Há a possibilidade de ligarmos um HUB a outro.
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Hardware de Rede
Switch
Identifica cada porta e envia os pacotes somente para a porta destino, evitando assim que outros nós recebam os pacotes.
Pode-se ligar vários hubs num switch e ligar as máquinas no hub.
Pode-se ligar vários switchs num switch e ligar as máquinas no switch.
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Hardware de Rede
Roteador
Recebe mensagens transmitidas e as encaminha para os destinatários corretos, selecionando a rota mais eficiente disponível no momento.
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Cada rede tem um Roteador. Roteadores enviam, pacotes para a próxima rede na rota; Roteador é como um “porteiro” de uma rede: se o pacote é para um dos computadores da rede, pode entrar, senão, é passado adiante.
Hardware de Rede
Roteador
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Hardware de Rede
Placa de interface de rede
Especifica a taxa de transmissão de dados, o tamanho das unidades de mensagens, as informações de endereçamento anexadas a cada mensagem e a topologia da rede.
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Hardware de Rede
Ponte (Bridge)
Conectam duas redes que usam protocolos distintos ou iguais.
Rede em barra
Rede estrela
Ponte
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Firewall
Sua função consiste em regular o tráfego de dados entre redes distintas e impedir a transmissão e/ou recepção de acessos nocivos ou não autorizados de uma rede para outra. 
Hardware de Rede
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Active Directory
Serviço de diretório para gerenciar informações sobre objetos em uma rede de computadores. 
Controlam o tipo de acesso a um recurso
Software de Rede
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Configuração de Rede
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Configuração de Rede
Como criar uma rede cliente-servidor:
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Configuração de Rede
Como criar uma rede cliente-servidor:
servidor:
cliente:
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Compartilhamento de Rede
Compartilhamento de arquivos e pastas na rede: Para compartilhar arquivos ou pasta, clique com o botão direito do mouse sobre o ícone do arquivo(s) ou pasta(s); selecione a opção “Compartilhamento e segurança...”.
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Compartilhamento de Rede
Compartilhamento de arquivos e pastas na rede: Selecione a aba “Compartilhamento”; escolha a opção em “Compartilhamento de rede e segurança”: “Compartilhar a pasta na rede”, permitindo ou não que usuários alterem os arquivos.
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Compartilhamento de Rede
Compartilhamento de recursos na rede:
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Comandos de Redes
Ping:
É um comando que usa o protocolo ICMP para testar a conectividade entre equipamentos. 
Seu funcionamento consiste no envio de pacotes para o equipamento de destino e na “escuta” das respostas. Se o equipamento de destino estiver ativo, uma “resposta” é devolvida ao computador solicitante.
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Comandos de Redes
Ping:
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Comandos de Redes
IPConfig:
É uma ferramenta por linha de comando usada para controle de conexões de rede.
Exibe diversas informações do protocolo TCP/IP, como endereço IP, máscara de sub-rede e default gateway. 
/all - Exibe todas as informações de configuração da interfaces de redes instaladas.
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Comandos de Redes
IPConfig:
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Comandos de Redes
Tracert/Tracerout:
Consiste em obter o caminho que um pacote atravessa por uma rede de computadores até chegar ao seu destino. 
O traceroute também ajuda a detectar onde ocorrem os congestionamentos na rede, já que é dada, no relatório, a latência até a cada máquina interveniente.
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Comandos de Redes
Tracert/Tracerout:
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Acesso Remoto
Procedimentos para configurar o acesso remoto:
Criar Conta
Acessar: Painel de Controle/Sistema/Remoto/Área de Trabalho Remota
Permitir que usuários se conectem remotamente
Selecionar Usuários Remotos
Firewall/Exceções/
Assistência Remota
Instalar TightVNC 2.0 http://www.tightvnc.com/download.html
Executar TightVNC Server
Iniciar/Executar mstsc
Indicar o IP da máquina remota
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Conclusão
Vantagens:
Compartilhamento de dados, software e hardware.
Gestão de Empresas.
Diminuição de custos de Hardwares.
Desvantagens:
Menor velocidade de transmissão de dados, se comparado à uma máquina local.
Possibilidade de invasão da rede por intrusos, ainda que haja sistemas de segurança de dados.
O servidor pode ficar indisponível, paralisando a rede.
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Comunicação provém do latim communis, que significa “tornar comum”. A comunicação pode ser definida como a transmissão de informações e compreensão mediante o uso de símbolos comuns (verbais e não-verbais).
Para que haja comunicação, é preciso que o destinatário da informação a receba e a compreenda.
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Nesse modelo de rede, cada par de computadores são fornecedores e consumidores de recurso, diferentemente do modelo cliente-servidor, onde o servidor alimenta toda a rede e os clientes somente consomem. 
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Obs: Se o cabo principal falhar, todas as outras fontes vão morrer.
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Nesta topologia cada estação está conectada a apenas duas outras estações, quando todas estão ativas. Uma desvantagem é que se, por acaso apenas uma das máquinas falhar, toda a rede pode ser comprometida, já que a informação só trafega em uma direção, que no caso é circular.
Em termos práticos, nessas redes a fiação, que geralmente é realizada com cabos coaxiais, possui conectores BNC em formato de "T", onde uma das pontas você conecta no computador e a outra levará a informação adiante, proseguindo para a máquina seguinte.
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É a forma mais predominante de fiação para comunicações. Entretanto, tem algumas desvantagens significativas:
 Emite interferência eletromagnética 
 É relativamente lento para transmitir dados
 Pode ser interceptado por receptores mal-intencionados para obter acesso não autorizados aos dados.
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Unshielded TwistedPair - UTP ou Par Trançado sem Blindagem: é o mais usado atualmente tanto em redes domésticas quanto em grandes redes industriais devido ao fácil manuseio, instalação, permitindo taxas de transmissão de até 100 Mbps com a utilização do cabo CAT 5e; é o mais barato para distâncias de até 100 metros; Para distâncias maiores emprega-se cabos de fibra óptica. Sua estrutura é de quatro pares de fios entrelaçados e revestidos por uma capa de PVC. Pela falta de blindagem este tipo de cabo não é recomendado ser instalado próximo a equipamentos que possam gerar campos magnéticos (fios de rede elétrica, motores, inversores de frequência) e também não podem ficar em ambientes com umidade.
Shielded Twisted Pair - STP ou Par Trançado Blindado (cabo com blindagem): É semelhante ao UTP. A diferença é que possui uma blindagem feita com a malha metálica em cada par. É recomendado para ambientes com interferência eletromagnética acentuada. Por causa de sua blindagem especial em cada par acaba possuindo um custo mais elevado. Caso o ambiente possua umidade, grande interferência eletromagnética, distâncias acima de 100 metros ou exposto diretamente ao sol ainda é aconselhável o uso de cabos de fibra óptica.
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É importante que a sequência de cores seja respeitada ao se montar um cabo. Caso contrário, pode haver perda parcial ou total de pacotes, principalmente em cabos de mais de 3 metros.
A norma EIA/TIA-568-B prevê duas montagens para os cabos, denominadas T568A e T568B. A montagem T568A usa a sequência branco e verde, verde, branco e laranja, azul, branco e azul, laranja, branco e castanho, castanho.
A montagem T568B usa a sequência branco e laranja, laranja, branco e verde, azul, branco e azul, verde, branco e castanho, castanho.
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É frequentemente usado para transmitir tráfego de dados e sinais de televisão (daí o termo TV a cabo).
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O cabo de fibra ótica normalmente é usado como uma linha de tronco de alta velocidade (chamada backbone) para uma rede.
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Todas as posições de células estão ligadas a uma central de comutação de telefones móveis, que fornece as conexões do sistema celular para uma rede de telefonia a cabo. Quando um usuário sai da célula que atende a uma área e entra em uma outra célula, a central transfere as chamadas de uma célula para outra.
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Restringir o tráfego baseado no endereço IP de origem e destino.
Restringir tráfego através da porta (TCP ou UDP) do serviço.
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A saída do ping, geralmente consiste no tamanho do pacote utilizado, o nome do equipamento “pingado”, o número de sequência do pacote ICMP, o tempo de vida e a latência, com todos os tempos dados em milissegundos.
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