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Unidade I 
 
 
 
FUNDAMENTOS DE REDES DE 
DADOS E COMUNICAÇÃO 
 
 
 
 
 
Prof. Roberto Macias 
Histórico das RC e Telecomunicação – Comunicação 
O que é comunicação? 
“Comunicação é o ato de transmissão de informações de 
uma pessoa à outra.” 
 Desde o início dos tempos, sempre foi uma necessidade 
humana aproximar comunidades distantes (aviso sobre 
perigos, busca de caça, sinais de fumaça, tambores, 
pombo-correio etc.). 
Para que exista comunicação são necessários 4 elementos básicos: 
Elementos da comunicação 
 
 
 
 
 Emissor: transmite informações. 
 Receptor: que recebe as informações do emissor. 
 Meio de transmissão: interface ou caminho entre o emissor e 
receptor que transporta o sinal. 
 Sinal: contém uma mensagem composta de dados e 
informações. 
Evolução das telecomunicações 
 Telegrafia – 1844 – Samuel Morse. 
 Telefonia – 1876 – Alexander Graham Bell. 
 Radiocomunicação: 
 1886 – Heinrich Hertz – analogia entre ondas de luz e 
elétricas. 
 1895 – Gugliermo Marconi – primeiro transmissor de rádio. 
 Satélites: 
 1957 – Sputnik – primeiro a entrar em órbita. 
 1962 – Telstar – primeiro ativo 
de telecomunicações. 
Evolução das telecomunicações 
 Outro advento de suma importância para a evolução das 
telecomunicações são as fibras óticas. 
 Fundamento das fibras óticas: um delgado filamento flexível 
de sílica que conduz um feixe de luz, capaz de transportar 
dezenas de milhares de conversações simultâneas a 
grandes distâncias. 
Evolução da Tecnologia da Informação 
 Década de 50 – primeiros sistemas de computadores, 
baseados em grandes equipamentos para processamento e 
armazenamento de informações. 
 Anos 60 e 70 – mainframes, terminais burros, circuitos de 
baixa velocidade, processamento batch (em lote), 
gerenciamento centralizado. 
 Início dos anos 80 – Introdução do PC, tecnologia digital 
e microeletrônica, processamento próximo do usuário, 
descentralização e individualização – também vírus, 
pirataria etc. 
Evolução da Tecnologia da Informação 
Fim dos anos 80 – As redes de computadores ganham 
importância! 
 Aplicações departamentais. 
 Compartilhamento de recursos. 
 Down-sizing. 
 Correio eletrônico. 
 Transferência de arquivos. 
 Principais tecnologias de redes: Ethernet / Token Ring / FDDI. 
 Diferentes Sistemas Operacionais de Redes não se falavam! 
 Soluções proprietárias! 
Evolução da Tecnologia da Informação 
 Anos 90 – Integração de serviços. 
 Redes corporativas baseadas em sistemas abertos, 
permitindo a interligação entre redes de diferentes 
tecnologias. 
 Aumento na demanda de tráfego “inter-redes”, estimulando 
o desenvolvimento de tecnologias de telecomunicações 
(links WAN) como: Frame Relay, ISDN, ATM, VPNs etc. 
 A Internet explode em número de usuários! 
Evolução da Tecnologia da Informação 
 Anos 90 – Integração de serviços. 
Ainda nos anos 90 pudemos assistir mudanças estruturais 
nas redes, com telefonia compartilhando a mesma rede 
de comutação de dados a altas velocidades e integrando 
serviços como: 
 Videoconferência. 
 VoIP (Voz sobre IP). 
 EaD (Ensino a Distância). 
 TV Interativa. 
Definição: Redes de Computadores 
 Conjunto de computadores e outros dispositivos capazes de 
trocar informações e compartilhar recursos, interligados por 
um sistema de comunicação constituído de enlaces físicos e 
regras que disciplinam esta comunicação. 
 Para ser eficiente, ela precisa que os dados transitem de um 
computador para outro sem que sofram danos. Também é 
necessário que a rede seja capaz de determinar corretamente 
para onde as informações estão indo. 
Redes de Computadores – Elementos básicos 
 Relembremos os componentes básicos de uma comunicação: 
emissor, receptor, meio de transmissão e sinal. 
De forma equivalente, nas redes de computadores temos os 
mesmos elementos, porém, com outros nomes, são eles: 
 Nós Emissores e receptores. 
 Meios físicos Meios de transmissão. 
 Protocolos e dados Sinal. 
Redes de Computadores – Elementos básicos 
 Nós: cada um dos computadores ou outros dispositivos que 
se interligam em uma rede. Estes dispositivos podem ser, 
entre outros: computadores, impressoras, telefones, hubs, 
roteadores, switches etc. 
 Meios físicos: sistema de comunicação que une os nós de 
uma rede. É qualquer meio capaz de transportar informações 
eletromagnéticas. Pode ser fio, cabo coaxial, fibra óptica 
e o próprio ar. 
Redes de Computadores – Elementos básicos 
 Protocolos: conjunto estabelecido ou aceito de procedimentos, 
regras ou especificações formais que governam a 
comunicação entre os nós de uma rede. 
Interatividade 
Qual o fator predominante que permitiu que redes de diferentes 
fabricantes e diferentes tecnologias pudessem convergir, ou 
seja, pudessem comunicar entre si? 
a) O desenvolvimento de um protocolo único. 
b) O advento da Internet. 
c) Usarem a mesma topologia. 
d) O uso de um sistema ou padrão de interconexão aberto. 
e) Compartilharem o mesmo meio físico. 
Redes de Computadores – Internet - Histórico 
 A Internet surge durante a Guerra Fria. Estados Unidos 
e União Soviética disputavam palmo a palmo a liderança 
tecnológica quando os soviéticos lançam o Sputnik, 
que é o primeiro satélite artificial de comunicação. 
 Buscando se recuperar na disputa, os EUA criaram a Defense 
Advanced Research Projects Agency (Agência de Projetos 
de Pesquisa Avançada) conhecida como ARPA. 
Redes de Computadores – Internet - Histórico 
 Esta agência norte americana (ARPA), criou a ARPANet em 
1969, uma rede que tinha o objetivo de interligar bases 
militares e os departamentos de pesquisas dos EUA. 
 No início da década de 1970, universidades e outras 
instituições relacionadas com o departamento de defesa, 
tiveram permissão para se conectarem à ARPANet. 
 Com seu crescimento, a ARPANet precisou desenvolver 
um novo protocolo. Surge aí o TCP/IP! 
Redes de Computadores – Internet - Histórico 
 A ARPANet divide-se e origina a MILNET – para assuntos 
militares – e o restante da rede torna-se pública e tem seu 
nome alterado para Internet. 
Internet – O que é? 
 Há várias respostas que podem ser dadas, podemos 
enxergá-la do ponto de vista da estrutura, da aplicação 
ou da topologia. 
 Ponto de vista da aplicação: é infinita, já que o limite é a 
imaginação humana, na qual tudo é de todos e, ao mesmo 
tempo, não é de ninguém e na qual a informação é mais 
veloz do que nossa capacidade de absorvê-la. 
Internet – O que é? 
 Ponto de vista da topologia: a topologia da Internet é um 
conglomerado de redes privativas interligando milhões 
de computadores através do mundo utilizando-se o 
protocolo TCP/IP. 
 As redes privativas são independentes e se conectam por 
meio de redes de acesso aos backbones de comunicação 
(operados por operadoras de telecomunicações). 
Internet – O que é? 
 Os backbones (espinha dorsal) são redes de alta velocidade 
que concentram o acúmulo de dados de diversas outras 
redes para conexão. 
Internet – O que é? 
 Ponto de vista da estrutura: Na Internet, são milhares 
de dispositivos computacionais trabalhando para que 
bilhões de pessoas possam se interconectar. 
 Até pouco tempo atrás, os dispositivos de acesso eram 
basicamente computadores. Hoje em dia, temos muitos 
outros elementos participando da rede: televisores, 
geladeiras, carros, máquinas de produção, celulares, 
videogames e muitos outros. 
Internet – O que é? 
 A Internet tem como um dos principaiselementos o 
comutador de pacote, também conhecido como roteador. 
 Cada roteador está interligado a diversos outros e conhece 
o caminho para as diversas redes existentes no mundo. 
 À soma dos roteadores, chamamos de nuvem. Ela é 
responsável pelo encaminhamento dos dados de um ponto ao 
outro e leva esse nome porque, apesar de sua importância, é 
quase invisível para o usuário. 
Internet – O que é? 
 Podemos dizer também, que a Internet é um conjunto de 
roteadores interligados. 
 Para acessar a nuvem, é preciso contratar uma rede de 
acesso, que será o meio necessário para estabelecer conexão 
entre o sistema final e o primeiro roteador disponível. 
Internet – Serviços 
 Podemos imaginar a Internet como uma ferramenta 
que provê serviços como: email, navegação web, mensagens 
instantâneas, voz sobre IP (VoIP), streaming de vídeo, 
acesso remoto etc. 
 Também podemos entender a Internet como uma plataforma 
de serviços e aplicações baseada no conteúdo criado por 
seus próprios usuários, que podem ser grandes empresas 
como o Google ou podem ser usuários comuns, como 
eu e você por meio de blogs, por exemplo. 
Internet – Redes de Acesso 
 Rede de acesso é o enlace físico que interliga o sistema final 
ao roteador mais próximo, também conhecido como 
roteador de borda. 
 Para acessar a nuvem a partir de sua casa, é necessário 
contratar um provedor de acesso à Internet, os chamados ISP 
(Internet Service Providers), que normalmente são empresas 
de telecomunicações que interconectam os domicílios aos 
backbones regionais, para permitir ao usuário acesso a 
qualquer rede que também esteja conectada à web. 
Internet – Redes de Acesso 
Principais tipos de rede de acesso: 
 Dial-up: conexão “discada” através de um modem e 
utilizando-se da infraestrutura de telefonia. 
Internet – Redes de Acesso 
Principais tipos de rede de acesso: 
 xDSL (Digital Subscriber Line): meio de transmissão digital de 
dados, via rede de telefonia. Uma das mais populares e mais 
utilizadas tecnologias de banda larga no Brasil. 
 O “x” é utilizado para diferenciar os tipos de serviços 
(ex.: HDSL, ADSL, SDSL etc.) 
Internet – Redes de Acesso 
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) – tem como principal 
característica a assimetria entre envio e recepção nos dados. 
 Adaptada à característica de tráfego da Internet, ou seja, maior 
taxa de download em direção ao usuário do que de upload. 
 Um chip, chamado de POTS Splitter, divide (multiplexa) a linha 
telefônica em duas partes: uma para voz e outra para dados, 
com frequências distintas. 
Internet – Redes de Acesso – 
Modem ADSL 
Interatividade 
Do ponto de vista da infraestrutura física, qual o principal 
elemento da nuvem da Internet? 
a) Os comutadores de pacotes, chamados de roteadores, que 
interligam redes distintas. 
b) Os próprios computadores interligados através de um link. 
c) Uma rede de acesso, que provê a conexão do usuário à 
nuvem. 
d) O backbone (espinha dorsal). 
e) O protocolo TCP/IP. 
Internet – Redes de Acesso 
Principais tipos de rede de acesso: 
 Cabo (Cable Modem): conexão banda larga que utiliza as redes 
de transmissão de TV a cabo convencionais. 
 Utiliza-se se cabos coaxiais e modems, podendo também, 
utilizar-se de fibra ótica no lugar do cabo coaxial. 
Internet – Redes de Acesso 
Principais tipos de rede de acesso: 
 FTTH (Fiber -to-the-Home): tecnologia capaz de transmitir 
telefonia, TV digital e Internet com alta velocidade. 
 Existem diversas maneiras de distribuição da fibra ótica. 
A rede mais simples é a chamada fibra direta, na qual 
existe fibra saindo diretamente da central telefônica 
para a residência do usuário. 
 No Brasil, ainda é uma tecnologia pouco difundida. 
Internet – Redes de Acesso 
Principais tipos de rede de acesso: 
 Redes locais (Ethernet): a Ethernet é a principal tecnologia de 
rede local, nela, os usuários estão conectados via cabos de 
cobre trançado a um comutador (switch). 
 Wi-Fi (Wireless Fidelity): uma tecnologia wireless, refere-se a 
qualquer tipo de conexão efetuada sem fio. Ex.: WLAN 
(Wireless LAN), Celular (3G), WiMAX, Satélite etc. 
Transmissão da Informação - Sinais 
 Sinais: no mundo real as informações são analógicas, 
isto é, podem assumir qualquer valor ao longo do tempo. 
Ex.: o som e a luz. 
 Sinal elétrico: o sinal elétrico básico é uma onda analógica 
que possui variação constante e estável (onda senoidal). 
Transmissão da Informação - Sinais 
Padrões do sinal elétrico: 
 Repetição = ciclo. 
 O número de vezes que o ciclo se repete = frequência 
(medida em Hz). 
 Amplitude = altura da onda (medida em Volts). 
Transmissão da Informação - Sinais 
 Sinal digital: nos computadores a transmissão da informação 
é digital, ou seja, as únicas variações permitidas estão entre 0 
ou 1. Fisicamente falando são tensões de 0 e 5 volts. 
Transmissão da Informação - Modulação 
 Como podemos então, representar sinais digitais em meios 
elétricos, os quais naturalmente carregam sinais analógicos? 
 Usando a tecnologia de modulação, que é o processo 
pelo qual altera-se as características básicas de uma 
onda analógica portadora, visando a representação 
de sinais digitais. 
 A maioria dos sinais de informação gerados nos 
computadores e nas redes, não são enviados diretamente, 
então eles são modulados com uma onda elétrica portadora. 
Transmissão da Informação - Modulação 
 
 
 
 
 
 
 
 Tipos de modulação: No processo de modulação, podemos 
alterar a amplitude, a fase ou a frequência, deformando 
o sinal da portadora. 
 
Transmissão da Informação - Modulação 
 ASK (Amplitude Shift Keying). 
Transmissão da Informação - Modulação 
 FSK (Frequency Shift Keying). 
Transmissão da Informação - Modulação 
 PSK (Phase Shift Keying). 
Interatividade 
Para que os sinais digitais, gerados nos computadores, possam 
trafegar por meios físicos analógicos (cabos de cobre, ar, fibras 
óticas), que tipo de tecnologia é utilizada? 
a) Multiplexação. 
b) Comutação. 
c) Codificação. 
d) Roteamento. 
e) Modulação. 
 
 
 
 
 
O núcleo da rede 
 Existem duas abordagens fundamentais para tráfego de dados 
em redes de enlaces e roteadores: as redes de comutação 
de circuito e as redes de comutação de pacote. 
 Comutação: é a transferência da informação da porta de 
entrada, para a porta de saída mais adequada para se 
chegar ao destino. 
 Comutar = Chavear. 
 Comutação = Switching. 
 Comutador = Switch! 
O núcleo da rede - comutação 
 Dentro de uma rede, as informações são enviadas de um nó 
para outro até chegar ao destino. 
 Em cada nó, a informação que entra por uma porta é 
transferida para a porta de saída mais adequada para se 
chegar ao destino. A porta de saída é determinada através 
de uma tabela. 
O núcleo da rede - comutação 
 Comutação de circuitos: Um caminho dedicado de 
comunicação é estabelecido entre os nós de uma rede 
e os recursos ficam reservados, mesmo não havendo 
transferência de dados. 
 Exemplo: Telefonia analógica convencional. A partir do 
momento que se efetua uma ligação, os recursos ficam 
reservados (par de cobre do originador, portas de comutação 
das centrais telefônicas, par de cobre do destinatário). 
O núcleo da rede - comutação 
 Comutação de pacotes: neste tipo de comutação, a mensagem 
original é dividida em “pacotes” menores que são rotulados, 
ou seja, recebem um cabeçalho que contém informações de 
roteamento, como por exemplo, o endereço de destino. 
 Cada pacote pode percorrera rede por caminhos distintos, 
sendo transmitidos um a um. 
 O destinatário monta a mensagem original a partir dos 
pacotes recebidos. 
O núcleo da rede - comutação 
 Na comutação de pacotes, os recursos da rede não ficam 
reservados, pois estes são utilizados sob demanda. 
 Portanto, os pacotes devem esperar em uma fila se o recurso 
estiver sendo utilizado (cache / buffer). Se a fila estiver cheia, 
poderá ocorrer perda de pacotes. 
 Cada nó de uma rede de pacotes efetua a função conhecida 
como store-and-forward (armazena o pacote / lê o cabeçalho 
e determina o próximo nó através de uma tabela / envia 
o pacote para este nó). 
O núcleo da rede - comutação 
 A Internet é uma rede de comutação de pacotes. 
 Quando mandamos um pacote para a Internet, por exemplo, 
em cada roteador que chegue, terá de concorrer com outros 
pacotes e aguardar sua vez na transmissão. 
 Na Internet, não temos garantia de entrega imediata. Contudo, 
dessa maneira, também não há desperdício, porque todos os 
recursos são sempre compartilhados e otimizados para 
atender o maior número de pessoas com o menor custo. 
Topologias de redes 
 Como topologia de rede, podemos entender o desenho 
dos enlaces e a distribuição dos elementos nos enlaces. 
Temos as topologias físicas ou lógicas: 
 A topologia física descreve a verdadeira disposição dos nós, 
ou seja, como a rede se organiza fisicamente. 
 A topologia lógica descreve o comportamento do fluxo de 
dados na rede. 
Topologias de redes 
Principais topologias: 
 Barramento: Nessa topologia, todos os computadores estão 
conectados em um mesmo barramento físico de dados, que é 
compartilhado por todos. São usados cabos coaxiais que se 
subdividem para cada elemento. 
Topologias de redes 
 Anel: nessa topologia, os dispositivos estão ligados em série, 
formando um grande círculo. Os dados são enviados em uma 
única direção, de nó em nó, até o seu destino. Cada nó 
funciona como um repetidor de sinal, regenerando-o. 
Topologias de redes 
 Estrela: É a topologia mais utilizada na comutação de pacotes. 
Várias máquinas se conectam a um concentrador da rede 
(elemento central), que pode ser um hub ou mais 
atualmente, um switch. 
Topologias de redes 
 Outras topologias: árvore, malha ou híbrida (dois ou mais 
tipos interligados). 
Arquitetura de camadas 
 A tarefa de permitir a comunicação entre aplicações 
executando em máquinas distintas envolve uma série de 
detalhes que devem ser cuidadosamente observados para 
que esta comunicação ocorra de maneira precisa, segura 
e livre de erros. 
 Por isso, as soluções de rede são estruturadas em camadas 
ou níveis, com cada camada desempenhando uma função 
específica dentro do propósito maior que é a comunicação. 
Arquitetura de camadas 
 As camadas são construídas umas sobre as outras e cada 
camada oferece seus serviços para as camadas superiores, 
protegendo estas dos detalhes de como os serviços 
oferecidos são de fato implementados. 
 Cada camada implementa suas próprias regras (protocolos) 
e estes só podem ser “decifrados” por sua camada par 
no lado receptor. 
 A principal motivação para o surgimento de uma arquitetura 
de camadas, é a interoperabilidade de soluções de redes, 
independente de seu fabricante. 
Modelo OSI 
 O principal modelo/referência de arquitetura de camadas 
utilizados nas redes, é o Modelo OSI (Open Systems 
Interconnections). 
 Ao longo do curso, iremos explorar todas as camadas 
do Modelo OSI. 
Modelo TCP/IP 
 Outra arquitetura de camadas bastante utilizada nas redes 
é a arquitetura TCP/IP. 
É um modelo de 4 camadas, que pode ser comparado ao 
modelo OSI: 
Encapsulamento/ 
desencapsulamento 
 À passagem dos dados, de uma camada para outra (dentro de 
uma determinada arquitetura) com cada camada adicionando 
um cabeçalho com suas informações, dá-se o nome de 
encapsulamento e ao processo inverso, desencapsulamento. 
Interatividade 
Qual a principal motivação para o surgimento dos 
padrões/arquiteturas de rede (como o modelo OSI)? 
a) Unificar as diferentes topologias. 
b) Garantir a interoperabilidade das soluções de redes, 
independentemente do seu fabricante. 
c) Criar um modelo eficiente de comutação de pacotes. 
d) Definir um padrão para o desenvolvimento do TCP/IP. 
e) Visando permitir um cabeçalho único em todos os pacotes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
ATÉ A PRÓXIMA!