Redes Telecom

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1. Introdução
1.1. Visão geral do mercado de trabalho
O mercado de trabalho para o profissional da área de redes tem crescido muito nos últimos anos.
As principais empresas que buscam esses profissionais no mercado são:
· Operadoras de Telecomunicações;
· Fabricantes de equipamentos de rede;
· Provedores de Serviço;
· Consultorias;
· Empresas de Treinamento.
O perfil exigido para o profissional de rede é cada vez mais complexo. As empresas procuram profissionais com boa formação acadêmica, fluência em idiomas (principalmente inglês e espanhol), certificações profissionais, com facilidade e interesse em aprender novas tecnologias e preparados para enfrentar desafios.
As principais atividades dos administradores e técnicos de rede são:
· desenvolvimento de serviços
· planejamento
· projeto
· implantação
· operação
· manutenção
· monitoração
· treinamento
· consultoria
· suporte técnico
 
1.2. Histórico e evolução das Redes de Computadores
Para conhecer um pouco do avanço da tecnologia da área de redes, vamos pensar na definição do termo "Teleprocessamento".
Teleprocessamento significa processamento à distância, ou seja, podemos gerar informações em um equipamento e transmiti-las para outro equipamento para serem processadas.
A necessidade da comunicação à distância levou, em 1838, a invenção do telégrafo por Samuel F. B. Morse. Esse evento deu origem a vários outros sistemas de comunicação como o telefone, o rádio e a televisão.
Na década de 1950, com a introdução de sistemas de computadores, houve um grande avanço na área de processamento e armazenamento de informações.
O maior avanço das redes de computadores aconteceu com a popularização da Internet. Essa grande rede mundial, onde hoje podemos ler nossos e-mails, acessar páginas Web, entrar em grupos de discussão, comprar os mais diversos artigos, ver vídeos, baixar músicas, etc., passou por vários processos até atingir este estágio e a sua tendência é evoluir cada vez mais.
A arquitetura denominada TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) é uma tecnologia de conexão de redes resultante da pesquisa financiada pela Agência de Defesa dos Estados Unidos, DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), por volta dos anos 60. Várias universidades e empresas privadas foram envolvidas na pesquisa. Esse investimento foi devido ao receio do governo norte-americano de um ataque soviético a suas instalações, e a necessidade de distribuir suas bases de informação.
Em 1969, iniciou-se uma conexão, com circuitos de 56 kbps, entre 4 localidades (Universidades da Califórnia, de Los Angeles e Santa Bárbara, Universidade de Utah e Instituto de Pesquisa de Stanford). Essa rede foi denominada ARPANET, sendo desativada em 1989.
A partir deste fato, várias universidades e institutos de pesquisa começaram a participar e contribuir com inúmeras pesquisas durante a década de 70, contribuições estas que deram origem ao protocolo TCP/IP.
Em 1980, a Universidade da Califórnia de Berkeley, que desenvolveu o sistema operacional UNIX, escolheu o protocolo TCP/IP como padrão.
Como o protocolo não é proprietário, o crescimento da utilização do TCP/IP foi extraordinário entre universidades e centros de pesquisa.
Em 1985, a NFS (National Science Foundation) interligou os supercomputadores de seus centros de pesquisa, a NFSNET. No ano seguinte, a NFSNET foi interligada a ARPANET, dando origem à Internet.
No Brasil, em 1988, a Internet chegou por iniciativa de institutos de pesquisa de São Paulo (FAPESP – Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) e do Rio de Janeiro (UFRJ – Universidade Federal do Rio de Janeiro e LNCC – Laboratório Nacional de Computação Científica).
Várias empresas iniciaram suas pesquisas, entre elas as operadoras de telecomunicações: Embratel, Telesp, Telebahia, Telepar, etc.. Sendo que no final de 1995, a Telebrás (holding que controlava as telecomunicações no Brasil) autorizou a Embratel a lançar o serviço de acesso à Internet, dando início à Internet comercial no Brasil.
2. Conceitos Básicos de Redes de Computadores
2.1.Definições
2.1.1. Gerais
Uma Rede de Computadores é: um conjunto de dispositivos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sistema de comunicação.
2.1.2. Classificação segundo a extensão geográfica
2.1.2.1. Rede Local (LAN)
Rede de Área Local (LAN – Local Area Network), ou simplesmente Rede Local, é um grupo de dispositivos processadores interligados em uma rede em mesmo ambiente co-localizado.
2.1.2.2. Rede de Longa Distância (WAN)
Rede de Longa Distância (WAN – Wide Area Network) é a rede de interligação de diversos sistemas de computadores, ou redes locais, localizados em regiões fisicamente distantes.
2.1.2.3. Rede Metropolitana (MAN)
Rede Metropolitana (MAN – Metropolitan Area Network) é uma rede dentro de uma determinada região, uma cidade, onde os dados são armazenados em uma base comum. Exemplo: Uma rede de farmácias de uma mesma cidade.
2.1.2.4. Rede de Campus (CAN)
Rede de Campus (CAN – Campus Area Network) é uma rede que compreende uma área mais ampla que uma rede local, que pode conter vários edifícios próximos. Exemplo: Um Campus Universitário.
2.1.2.5. Rede de Armazenamento (SAN)
Rede de Armazenamento (SAN - Storage Area Network) é uma rede que compartilha uma base de dados comum em um determinado ambiente.
2.1.3. Conceitos importantes
Figura – Redes e acessos
 
2.1.3.1. Internet
É o conjunto de redes de computadores interligadas pelo mundo inteiro. Utiliza a arquitetura TCP/IP, e disponibiliza o acesso a serviços, permite a comunicação e troca de informação aos usuários do planeta.
2.1.3.2. Intranet
É a rede de computadores de uma determinada organização, baseada na arquitetura TCP/IP. Fornece serviços aos empregados, e permite a comunicação entre os mesmos e, de forma controlada, ao ambiente externo (à Internet). Também é conhecida como Rede Corporativa.
2.1.3.3. Extranet
É um conceito que permite o acesso, de funcionários e fornecedores de uma organização, aos recursos disponibilizados pela Intranet. Podemos dizer que é uma extensão da Intranet. Dessa maneira, podemos disponibilizar um padrão unificado entre as diversas empresas, filiais, do grupo.
2.1.3.4. VPN (Rede Privada Virtual)
VPN é uma rede virtual estabelecida entre dois ou mais pontos, que oferece um serviço que permite o acesso remoto, de funcionários ou fornecedores a uma determinada rede, a fim de executarem suas tarefas. Muito utilizada por funcionários, para terem acesso aos e-mails corporativos via Intranet, ou para as equipes de suporte técnico solucionarem problemas em seu sistema de maneira remota.
 
Modelos de Referência
2.2. Modelos de Referência
 
2.2.1. Modelo OSI
O modelo OSI (Open Systems Interconnection) foi desenvolvido pela ISO (International Standard Organization) com o objetivo de criar uma estrutura para definição de padrões para a conectividade e interoperabilidade de sistemas heterogêneos.
Define um conjunto de 7 camadas (layers) e os serviços atribuídos a cada uma.
O modelo OSI é uma referência e não uma implementação.
O objetivo de cada camada é:
· Fornecer serviços para a camada imediatamente superior.
· Esconder da camada superior os detalhes de implementação dos seus serviços.
· Estabelecer a comunicação somente com as camadas adjacentes de um sistema.
Figura – Modelo de Referência OSI
2.2.1.1. Descrição funcional da camadas
2.2.1.1.1. Camada 1 – Física
Transmissão transparente de seqüências de bits pelo meio físico.
Contém padrões mecânicos, funcionais, elétricos e procedimentos para acesso a esse meio físico.
Especifica os meios de transmissão (satélite, coaxial, radiotransmissão, par metálico, fibra óptica, etc.).
Tipos de conexão:
· Ponto-a-ponto ou multiponto
· Full ou half duplex
· Serial ou paralela
2.2.1.1.2. Camada 2 – Enlace
Esconde características físicas do meio de transmissão.
Transforma os bits em quadros (frames).
Provê meio de transmissão confiável entredois sistemas adjacentes.
Funções mais comuns:
· Delimitação de quadro
· Detecção de erros
· Seqüencialização dos dados
· Controle de fluxo de quadros
Para redes locais é dividido em dois subníveis: LLC (Logical Link Control) e MAC (Media Access Control).
2.2.1.1.3. Camada 3 – Rede
Provê canal de comunicação independente do meio.
Transmite pacotes de dados através da rede.
Os pacotes podem ser independentes (datagramas) ou percorrer uma conexão pré-estabelecida (circuito virtual).
Funções características:
· Tradução de endereços lógicos em endereços físicos
· Roteamento
· Não propaga broadcast de rede
· Não possuem garantia de entrega dos pacotes
2.2.1.1.4. Camada 4 – Transporte
Nesta camada temos o conceito de comunicação fim-a-fim.
Possui mecanismos que fornecem uma comunicação confiável e transparente entre dois computadores, isto é, assegura que todos os pacotes cheguem corretamente ao destino e na ordem correta.
Funções:
· Controle de fluxo de segmentos
· Correção de erros
· Multiplexação
2.2.1.1.5. Camada 5 – Sessão
Possui a função de disponibilizar acessos remotos, estabelecendo serviços de segurança, verificando a identificação do usuário, sua senha de acesso e suas características (perfis). Atua como uma interface entre os usuários e as aplicações de destino.
Pode fornecer sincronização entre as tarefas dos usuários.
2.2.1.1.6. Camada 6 – Apresentação
Responsável pelas transformações adequadas nos dados, antes do seu envio a camada de sessão. Essas transformações podem ser referentes à compressão de textos, criptografia, conversão de padrões de terminais e arquivos para padrões de rede e vice-versa.
Funções:
· Formatação de dados
· Rotinas de compressão
· Compatibilização de aplicações: sintaxe
· Criptografia
2.2.1.1.7. Camada 7 - Aplicação
É responsável pela interface com as aplicações dos computadores (hosts).
Entre as categorias de processos de aplicação podemos citar:
· Correio eletrônico: X400
· Transferência de arquivos: FTAM
· Serviço de diretório: X500
· Processamento de transações: TP
· Terminal virtual: VT
· Acesso à banco de dados: RDA
· Gerência de rede
Arquitetura TCP/IP
2.2.2. Arquitetura TCP/IP
A arquitetura TCP/IP é composta por 4 camadas (formando a pilha da estrutura do protocolo) conforme mostra a figura abaixo:
Figura – Arquitetura TCP/IP
2.2.2.1. Camada de Acesso à Rede
A camada inferior da arquitetura TCP/IP tem as funcionalidades referentes às camadas 1 e 2 do Modelo OSI.
Esta camada pode ser denominada, em outras literaturas, como Física ou até mesmo ser dividida em 2 camadas (Física e Enlace), o que leva a arquitetura a possuir 5 camadas.
2.2.2.2. Camada Internet
A camada Internet, também conhecida como de Rede ou Internetwork, é equivalente a camada 3, de Rede, do Modelo OSI. Os protocolos IP e ICMP(ping) estão presentes nesta camada.
2.2.2.3. Camada de Transporte
A camada de Transporte equivale à camada 4 do Modelo OSI. Seus dois principais protocolos são o TCP e o UDP.
2.2.2.4. Camada de Aplicação
A camada superior é chamada de camada de Aplicação equivalente às camadas 5, 6 e 7 do Modelo OSI. Os protocolos mais conhecidos são: HTTP, FTP, Telnet, DNS e SMTP.
Composição de uma Rede de Computadores
2.3. Composição de uma Rede de Computadores
Uma rede de computadores é composta por 3 grupos: Computadores, Infraestrutura e Dispositivos de Rede.
2.3.1. Computadores
Equipamentos utilizados para processamento de dados. Na visão de rede, podem ser divididos como estações de trabalho (ou clientes), e servidores. Devemos considerar que o conceito não é fixo, ou seja, em um determinado momento, para determinada aplicação, o computador é considerado como servidor e para outra aplicação ele é considerado como cliente. Veremos mais detalhes quando abordarmos o assunto sobre aplicações que usam a
arquitetura cliente-servidor.
Um computador é composto por: Hardware, Software e Firmware.
2.3.1.1. Hardware
Um computador é formado por:
· Unidade de Processamento: Processador ou UCP (Unidade Central de Processamento – CPU, em inglês).
· Unidades de Armazenamento: Memórias (RAM, ROM, etc.), Unidades de Disco (Unidades de Disco Rígido ou HD – Hard Disk, também conhecido como Winchester, Unidades de Disco Flexível ou Floppy Disk, Unidades de CD –Compact Disk, Unidades de DVD, etc).
· Dispositivos de Entrada e Saída: Monitor, Teclado, Impressora, Mouse, Plotter, etc.
2.3.1.2. Software
Podemos considerar nesta categoria: o Sistema Operacional e os Aplicativos.
2.3.1.3. Firmware
É o programa instalado na memória de inicialização do computador, contendo as instruções básicas do computador (BIOS – Basic Input/Output System).
2.3.2. Infra-estrutura
É o recurso básico para utilização e interligação dos componentes de uma rede.
2.3.2.1. Meio Físico
O meio físico estabelece a forma de interconexão entre os componentes da rede. Exemplos:
· Cabeamento:
- Par metálico
- Fibra óptica
· Ar (sem fio – wireless)
2.3.2.2. Alimentação
A alimentação pode ser por:
· Corrente Contínua
- Baterias
- Pilhas
· Corrente Alternada
- Rede Elétrica
2.3.2.3. Estrutura Física de Instalações
Para acomodar os computadores e os dispositivos de rede devemos planejar e adequar o ambiente de acordo com as funções dos equipamentos.
Devemos considerar:
· o espaço físico que será ocupado.
· o mobiliário adequado (bastidores / racks, móveis de escritório, etc.).
· a temperatura da sala.
· o acesso físico aos equipamentos.
2.3.3. Dispositivos de Rede
Os dispositivos de rede estão classificados de acordo com a sua funcionalidade.
2.3.3.1. Repetidor (Repeater)
Os repetidores são dispositivos usados para estender as redes locais além dos limites especificados para o meio físico utilizado nos segmentos.
Operam na camada 1 (Física) do modelo OSI e copiam bits de um segmento para outro, regenerando os seus sinais elétricos.
2.3.3.2. Concentrador (Hub)
Os Hubs são os dispositivos atualmente usados na camada 1 (Física) e substituem os repetidores.
São repetidores com múltiplas portas.
2.3.3.3. Ponte (Bridge)
São dispositivos que operam na camada 2 (Enlace) do modelo OSI e servem para conectar duas ou mais redes formando uma única rede lógica e de forma transparente aos dispositivos da rede.
As redes originais passam a ser referenciadas por segmentos.
As bridges foram criadas para resolver problemas de desempenho das redes. Elas resolveram os problemas de congestionamento nas redes de duas maneiras:
· reduzindo o número de colisões na rede, com o domínio de colisão.
· adicionando banda à rede.
Como as bridges operam na camada de enlace, elas "enxergam" a rede apenas em termos de endereços de dispositivos (MAC Address).
As bridges são transparentes para os protocolos de nível superior. Isso significa que elas transmitem os "pacotes" de protocolos superiores sem transformá-los.
As bridges são dispositivos que utilizam a técnica de store-and-forward (armazena e envia). Ela armazena o quadro (frame) em sua memória, compara o endereço de destino em sua lista interna e direciona o quadro (frame) para uma de suas portas.
Se o endereço de destino não consta em sua lista o quadro (frame) é enviado para todas as portas, exceto a que originou o quadro (frame), isto é o que chamamos de flooding.
2.3.3.4. Comutador (Switch)
Os switches também operam na camada 2 (Enlace) do modelo OSI e executa as mesmas funções das bridges, com algumas melhorias.
Os switches possuem um número mais elevado de portas.
2.3.3.5. Roteador (Router)
O Roteador é o equipamento que opera na camada 3 (Rede) do modelo OSI, e permite a conexão entre redes locais ou entre redes locais e de longa distância.
Suas principais características são:
· filtram e encaminham pacotes
· determinam rotas
· segmentam pacotes
· realizam a notificação à origem
Quanto a sua forma de operação, as rotas são determinadas a partir do endereço de rede da estação de destino e da consulta às tabelas de roteamento.
Essas tabelas são atualizadas utilizando-se informaçõesde roteamento e por meio de algoritmos de roteamento.
Tais informações são transmitidas por meio de um protocolo de roteamento.
2.3.3.6. Modem
Dispositivo eletrônico utilizado para a conversão entre sinais analógicos e digitais. A palavra tem como origem as funções de modulação e demodulação. São geralmente utilizados para estabelecer a conexão entre computadores e redes de acesso.