REDES DE COMPUTADORES - ESTÁCIO/EAD

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REDES DE COMPUTADORES
AULA 1 – INTRODUÇÃO À REDES DE COMPUTADORES
AULA 2 – VISÃO GERAL DE CONCEITOS FUNDAMENTAIS
AULA 3 – ELEMENTOS DE INTERCONEXÃO DE REDE
AULA 4 – ARQUITETURAS DE APLICAÇÃO E TOPOLOGIAS DE REDE
AULA 5 – A FAMÍLIA DE PROTOCOLOS TCP/IP
AULA 6 - VISÃO GERAL DAS TECNOLOGIAS DE CAMADA DE ENLACE 
AULA 7 – ENDEREÇAMENTO IP
AULA 8 – NOÇÕES DE ALGORITMOS E PROTOCOLOS DE ROTEAMENTO
AULA 9 – NOÇÕES DE SEGURANÇA DA INFORMAÇÃO
AULA 10 – NOÇÕES DE GERENCIAMENTO E ADMINISTRAÇÃO DE REDES
AULA 1 – INTRODUÇÃO À REDES DE COMPUTADORES
No final da década de 60, a ARPANET foi criada. Tratava-se de uma rede que utilizava cabos telefônicos para estabelecer a conexão entre 4 universidades dos Estados Unidos. 
Inicialmente criada para fins didáticos, a ARPANET pouco tempo depois já estava conectando pelo menos 30 universidades do país. Entretanto, ao se analisar o método de interligação dos computadores, notou-se que em vários momentos o circuito estabelecido entre as máquinas ficava ocioso, ou seja, não trafegava nenhuma informação. Esse método, também conhecido como computação por circuito, era estabelecido pelas centrais telefônicas e alocado integralmente para a ligação. 
Computação por circuito - Caracteriza-se por utilizar toda a área de transferência de informação. Uma vez estabelecida a comunicação entre duas pontas, o circuito fica estabelecido até uma das pontas desligar. Ex: Ligação Telefônica.
Alguns anos mais tarde surge a ideia de dividir as mensagens geradas em partes devidamente organizadas e "etiquetadas" por um cabeçalho. Cada parte é enviada ao meio de transmissão de forma aleatória e partindo de varias fontes. Como possuem um cabeçalho, com algumas informações relevantes como origem, destino, tamanho, ordem, entre outras, a mensagem pode ser recriada no seu destino. Esse modelo também é conhecido como computação por pacotes, e é largamente utilizado nos dias de hoje. 
Computação por pacotes - Caracteriza-se pela estrutura do comutador de pacotes. Este é responsável por enfileirar os pacotes, organizar seu envio e aguardar em caso de engarrafamento ou congestionamento no circuito.
Utilizando o conceito de empacotar, a internet utiliza função semelhante em alguns protocolos de comunicação. 
A Internet é um conjunto de equipamentos que ajudam no transporte das informações, e se comunicam por uma pilha de protocolo chamado TCP/IP. Esses equipamentos vão além de computadores a celulares, passando por televisões e eletroeletrônicos em geral.
A comutação de circuitos, em redes de telecomunicações, é um tipo de alocação de recursos para transferência de informação que se caracteriza pela utilização permanente destes recursos durante toda a transmissão. É uma técnica apropriada para sistemas de comunicações que apresentam tráfego constante (por exemplo, a comunicação de voz), necessitando de uma conexão dedicada para a transferência de informações contínuas.
Comutação – transformação, transmutação; troca, permuta.
Multiplexação em Redes de Comutação por Circuitos:
Existem algumas formas de comutação por circuitos, mas em termos didáticos falaremos basicamente de FTM e TDM.
Multiplexação - Consiste em uma forma de transmitir várias informações por um canal físico, ao mesmo tempo. Na multiplexação, o dispositivo chamado multiplexador tem como objetivo criar diversos caminhos ou canais dentro de um único meio físico. Essa operação pode ser feita por meio de diferenciação de frequência (FDM) ou por tempo (TDM).
FDM – (Frequency Division Multiplexing) ou Multiplexação por divisão de frequência
Por essa tecnologia, o canal é dividido em bandas. Cada banda trabalha em uma frequência. Para cada frequência emitida pelo multiplexador, ou MUX, tem que haver uma mesma frequência de recebimento do demultiplexador, ou DEMUX.  Um exemplo cotidiano são as estações de rádio FM.
Utilizando-se do meio “físico” ar, a emissora de rádio estabelece uma frequência de transmissão (88 MHz ate 108MHz), fazendo o papel do Multiplexador, e o seu radinho de pilha que está sintonizado na sua estação FM preferida faz o papel de demultiplexador ou DEMUX.
No caso da telefonia fixa a banda de frequência da nossa voz é conhecida e definida em 4 kHz (ou seja 4 mil Hertz ou 4 mil ciclos por segundo). Utilizando um canal físico, o MUX divide este em sub-canais com frequências diferentes de transmissão, podendo passar, portanto, vários canais de 4 kHz de banda em um único meio de transmissão
TDM - (Time Division Multiplexing) ou Multiplexação por divisão de tempo. 
Para essa tecnologia o canal é dividido em quadros de duração fixa. Cada quadro é dividido em pequenos compartimentos de tamanho fixo, também chamado de slots. 
Ao iniciar a transmissão, o quadro atravessa o canal em um determinado tempo e, após ultrapassar o tempo determinado, é enviado outro quadro de outro emissor, e assim sucessivamente até completar um ciclo, onde será enviado o segundo quadro do primeiro emissor. Por ter uma sincronia temporal, esse método de transmissão também é chamado de TDM síncrono.
Para um bom entendimento, podemos comparar esse método a um trem, onde os vagões são os quadros e os conteúdos dos vagões são os slots. Ao deixar a estação inicial, o próximo trem terá que chegar e sair conforme o tempo determinado. Ao passar o segundo trem, este irá pegar as próximas informações e deixá-las no destino. Isso acontecendo várias vezes em um período de tempo.
Possuo um arquivo de 640 kbits (kilo bits) para ser enviado a um servidor de destino. A minha rede utiliza o TDM de 24 compartimentos e tem uma taxa de 1,536 Mbps (Mega bits por segundo). Suponhamos que para ativar o canal desse circuito leve 500 milisegundos. Em quanto tempo esse arquivo será enviado?
Precisaremos definir algumas coisas. Para facilitar, vamos pegar o exemplo do trem. 
O tamanho total do trem é de 1,536 Mbps e, como ele possui 24 vagões, temos então o tamanho de cada vagão (nesse caso é o tamanho do canal). 1,536 Mbps / 24 = 64 kbps.
Como meu arquivo possui 640 kbits e o trem passa a cada segundo na estação (bps ou bits por segundo), precisaremos de 10 segundos para transmitir o arquivo. 640 kbit / 64 kbps = 10 segundos.
Como o canal precisa ser ativado e este demora 500 milissegundos (ou 0,5 segundos ) para ativar, temos: 
10 segundos + 0,5 segundos = 10,5 segundos.
Não foi por acaso que eu utilizei esses números, pois estes são utilizados nos dias de hoje. O valor de 1,536 Mpbs também é conhecido como link T1, um padrão europeu que possui 24 canais de 64 kbps. 
Para os padrões brasileiros o link é chamado tronco E1 ou 2 Megas, isso por que ele possui 2 Mbps com 31 canais de 64 kbps (30 canais para uso e 1 para sinalização). 
Como exercício de fixação, refaça esse exercício utilizando um tronco de 2 megas e um arquivo de 1280 kbits. 
Nesse caso o circuito não precisa ser ativado. Resp. 20 segundos.
Para ilustração, segue abaixo um desenho comparativo entre as tecnologias de multiplexação. Usando como exemplo um canal de 4 kHz para FDM e 4 canais para TDM.
Exemplificando em um gráfico
Frequência x tempo
Tipos de Redes de Computadores
Ao iniciar a tentativa de conectar um computador a uma rede, a primeira preocupação é saber como os equipamentos se comunicam com essa rede.
Para isso é necessário que o usuário obtenha algumas informações do administrador da rede. Essas informações serão fundamentais para o funcionamento do aparelho.
Uma das informações que tem que ser levantadas é no que diz respeito à sua topologia. 
Existem basicamente três tipos de topologia.
Barramento - Computadores estão ligados linearmente através de um cabo único, conforme mostra a figura. Cada computador tem um endereçamento, e as informações trafegam por um único meio, onde ao seu final terá um terminador responsável por descartar e controlar o fluxo de dados da rede.  Indicado para redes simples já que tem limitações de distância, gerenciamento e tráfego de dados.
Estrela - Computadores ligados a um dispositivo central responsável pelo controlede informações trafegadas, conforme mostra a figura. É o dispositivo central que tem a função de controlar, ampliar sinal, repetir dados, ou seja, todas as informações da rede passam por ele. Entretanto, se esse máquina parar de trabalhar, toda a rede e as informações que trafegam serão afetadas.
Anel - Computadores ligados a um cabo, onde o último equipamento deverá se conectar ao primeiro, formando assim um anel. Apesar de possuir um único meio de transmissão, essa rede não possui os terminadores de rede em barramento, fazendo com que os próprios computadores desenvolvam esse papel.
	Topologia em Barramento
	Fácil de instalar. Fácil de entender.
	Rede pode ficar lenta. Dificuldade para isolar problemas.
	Topologia em Estrela
	Monitoramento centralizado. 
Facilidade de adicionar novas máquinas. 
Facilidade de isolar falhas.
	Maior quantidade de cabos.
Máquina central deve ser mais potente. 
Sujeito à paralisação de rede caso a central tenha defeito.
	Topologia em Anel
	Pode atingir maiores distâncias, pois cada máquina repete e amplifica o sinal.
	Problemas difíceis de isolar.
Se uma máquina falhar, a rede pode parar.
Vale ressaltar que essas topologias são padrões básicos, e que na prática se utiliza os padrões combinados entre si, também chamados de híbridos.  
Ex: Barramento-Estrela, Anel-Barramento, Estrela-Anel, dentre outros.
ISP e Backbones
A internet que o usuário final conhece é através de uma conexão de seu equipamento com um provedor local. Ao estabelecer a conexão, o usuário estará dentro da rede do provedor, também chamado de ISP (Internet Service Provide – Provedor de Serviço de Internet).
Backbones (espinha dorsal) – é a referência feita aos canais de comunicação empregados na comunicação entre os ISPs. 
Os ISP são classificados em três níveis:
Nível 1 - Considerado o backbone da internet. Interliga outros ISP nível 1, além de conectar ao ISP nível 2. Sua cobertura é internacional.
Nível 2 - Conecta-se com ISP nível 1 e 3. Sua abrangência é regional ou nacional.
Nível 3 - Conecta-se com os de nível 2. Normalmente são os que fazem a comunicação com o usuário final.
Classificação das redes de computadores
Redes de computadores costumam ser definidas de acordo com a abrangência, tamanho e função. Inicialmente possuíam três classificações.  
LAN (Local Area Network). Rede Local, limita-se a uma pequena região física. Normalmente utilizadas em escritórios e empresas pequenas ou localizadas perto uma das outras.  
MAN - Metropolitan Area Network. Uma área maior que a LAN, que pode contemplar uma cidade ou um bairro.
WAN (Wide Area Network). Rede que integra vários equipamentos em diversas localizações geográficas, pode envolver países ou até mesmo continentes. Com o surgimento de equipamentos de rede para uso pessoal, criou-se uma nova classificação para essas redes.
PAN (Personal Area Network). Rede de computador usada para comunicação entre dispositivos perto de uma pessoa. Normalmente sem fio. Esse é um novo conceito de classificação de rede.
HAN (Home Area Network). O mesmo que PAN, mas com cabos de conexão interligados. Também um conceito novo de classificação.
CAN (Campus Area Network). Abrange uma área mais ampla. Por exemplo, uma rede de universidade.
Existe também uma rede específica para trafegar informações de Backup e restore.  
SAN – Storage Area Network.  Rede utilizada para backup. Essa rede não interfere na performance da rede local. Essa rede pode ser de altíssima velocidade, dependendo da aplicabilidade das informações backupeadas.
Entidades governamentais e padronizações
Existem diversas entidades governamentais que são responsáveis pela criação, autorização e padronização de regras, tecnologia e equipamentos para computadores e dispositivos.
- ANSI (American National Standarts Institute) http://www.ansi.org 
- IANA (Internet Assigned Numbers Authority) http://www.iana.org/ 
- ISO (International Standards Organization) http://www.iso.org/iso/home.html 
- ITU (International Telecommunications Union) http://www.itu.int/en/pages/default.aspx 
- IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) http://www.ieee.org/index.html 
http://www.ieee.org.br/
- IETF (Internet Engineering Task Force) http://www.ietf.org/ 
- IAB (Internet Architecture Board) http://www.iab.org/ 
- IRTF (Internet Research Task Force) http://www.irtf.org/ 
- TIA (Telecommunications Industries Association) http://www.tiaonline.org/
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Nos primórdios da telefonia, a conexão para uma ligação telefônica era feita pela telefonista que conectava um cabo aos soquetes de entrada e saída em um painel manualmente. Porém hoje esse processo é automatizado pelo equipamento de comutação. Um processo de comutação é aquele que reserva e libera recursos de uma rede para sua utilização. As comutações de circuitos e de pacotes são usadas no sistema telefônico atual. A comutação de circuito particularmente é usada no tráfego de voz, ela é a base para o sistema telefônico tradicional, e a comutação de pacotes é usada para o tráfego de dados, sendo por sua vez, a base para a Internet e para a Voz sobre IP.
AULA 2 – VISÃO GERAL DE CONCEITOS FUNDAMENTAIS
Arquitetura de Redes de Computadores
Uma arquitetura de rede de computadores se caracteriza por ter um conjunto de camadas que auxilia o desenvolvimento de aplicações para redes. Inicialmente o modelo de referência foi o OSI, que foi criado em meados dos anos 70 e inspirou a criação do modelo TCP/IP. O Modelo OSI tem como característica ser um modelo teórico, onde é muito bem definida a função de cada uma das sete camadas. 
Mas o que seria uma distribuição em camadas? Cada camada tem uma função, que pode ou não interferir na sua camada anterior ou posterior.
Para o modelo OSI existem sete camadas:
7. Aplicação - Nesta camada é onde estão as aplicações de redes que mais se aproximam do usuário final. Nela incluem vários protocolos, como o HTTP (protocolo que provê requisição e transferência de arquivos pela WEB), SMTP (protocolo que provê transferência de mensagens na WEB).
6. Apresentação - A função dessa camada é prover serviços que auxiliem as aplicações de comunicação a interpretar o significado dos dados trocados. A camada de apresentação está relacionada à sintaxe e à semântica das informações transmitidas
5. Sessão - A função dessa camada é delimitar e sincronizar a troca de dados, incluindo um meio de construir uma forma de se obter pontos de verificação e de recuperação de dados.
4. Transporte – tem a função de controlar o transporte de mensagens das camadas acima entre dois computadores que estão querendo estabelecer uma conexão. Os dois protocolos mais importantes dessa camada são o TCP e o UDP. Determina que tipo de serviço deve ser fornecido à camada de sessão.
3. Rede - A função dessa camada é prover o serviço de entrega do segmento ao destinatário. Como o segmento é um pedaço da camada de transporte, a camada de rede faz a função de etiquetar os segmentos com endereços de origem e destino, assim como o serviço dos correios ao postar uma carta. Esses pedaços são chamados de pacotes ou datagramas. Uma questão fundamental é determinar a maneira como os pacotes são roteados da origem até o destino.
2. Enlace - Tem a função de procurar o endereço de entrega do datagrama. O datagrama viaja entre os equipamentos da camada de rede até encontrar o destinatário. Os pedaços desta camada são chamados de quadros.
1. Física - Tem a função de movimentar os BITS de um lugar para o outro. Essa camada representa os meios físicos de transmissão como os fios de cobre e os cabos de fibra ótica.
As camadas de 1 a 3 são encadeadas, e as camadas de 4 a 7 são camadas fim a fim.
	CAMADA
	FUNÇÃO
	7. Aplicação
	Funções especialistas (transferência de arquivos, envio de e-mail, terminal virtual)
	6. Apresentação
	Formatação dos dados, conversão de códigos e caracteres.5. Sessão
	Negociação e conexão com outros nós, analogia.
	4. Transporte
	Oferece métodos para a entrega de dados ponto-a-ponto.
	3. Rede
	Roteamento de pacotes em uma ou várias redes.
	2. Enlace
	Detecção de erros.
	1. Física
	Transmissão e recepção dos bits brutos através do meio físico de transmissão.
O Modelo TCP/IP
Constitui um modelo também organizado por camadas. Em comparação com o modelo OSI, o modelo TCP/IP possui somente 4 camadas, as quais estão relacionadas de acordo com a imagem.
http://www.clubedohardware.com.br/artigos/redes/arquitetura-de-redes-tcp-ip-r33779/?nbcpage=3
Inicialmente o modelo OSI foi criado para garantir que cada camada tivesse uma função bem específica e fundamentada. Foi desenhada para padronizar as aplicações que iriam trafegar na rede "recém-descoberta", a APARNET. Esse modelo foi incluído nos cursos de redes por exigência da ISO (International Organization for Standardization) e continua presente nos dias de hoje. O Modelo TCP/IP foi desenvolvido utilizando como base o modelo OSI. Por ser mais enxuto e utilizar dois protocolos centrais de transporte, tomou-se em pouco tempo um padrão para as redes de computadores.
Visão Geral de Conceitos
Para essa aula analisaremos a camada física do modelo TCP/IP. Lembrando que essa camada corresponde ás camadas física e de enlace do modelo OSI. A camada física tem a finalidade de receber e transmitir bits através de um canal de telecomunicações. A camada de enlace tem algumas funções que tentam fazer com que o tráfego de dados da camada física pareça livre de erros. Para isto a camada realiza: 
Sincronização entre receptor e transmissor. 
Detecção e correção de erros. 
Formatação e segmentação dos dados. 
Gerenciamento de transmissões em uma ou em duas direções simultâneas. 
Controle de acesso a um canal compartilhado.
Interface - Dispositivo físico conectado entre o dispositivo transmissor e o meio de transmissão, responsável por desempenhar as funções da camada física e de enlace. Os dispositivos de interface mais utilizados atualmente são os modems e as placas de rede.
Canal - Meio a partir do qual trafega uma onda eletromagnética conduzindo dados. Num mesmo meio podemos estabelecer vário canais. Somente para ilustrar, uma das formas mais fáceis de perceber essa funcionalidade é a TV a cabo, pois nela se encontram vários canais e o seu aparelho receptor é responsável por sintonizar (selecionar) um deles para exibição. Mas, o meio físico não se limita a algo que você pode pegar porque o ar também é considerado um meio físico para transmissão: são as redes sem fio.
Existem três modos diferentes de transmissão:
Modulação - Processo que modifica as características da onda constante, chamada de portadora, em sua amplitude, frequência ou fase. Ao se deformar devido a um sinal portador (o sinal a ser transmitido) esta varia sua característica proporcionalmente ao sinal modulador. Para modificar a onda portadora pode se empregar diversos algoritmos, mas os mais comuns são variações de amplitude, frequência e fase.
Sinal Analógico - Tipo de onda contínua que varia em função do tempo, onde possui infinitos estados entre o seu máximo e seu mínimo. Vantagens: não necessita de conversor, a transmissão é fácil.
Sinal Digital - Tipo de onda contínua com apenas dois estados (máximo 1  e mínimo 0 ). Vantagens: maior imunidade a ruídos, transmissão mais rápida e processamento direto do sinal recebido. Sinal de TV digital – ou está perfeito ou não sintoniza.
Banda Passante - Também chamada de “largura de banda”, é o conjunto de valores de frequência que compõem o sinal. Informalmente, diz-se que são as frequências que "passam" pelo filtro. Na prática a banda passante é a onda portadora. As características da portadora (frequência, amplitude, modulação e alcance) vão definir a capacidade de transmissão de dados no canal.
Fatores que Degradam o Desempenho 
Durante a transmissão e a recepção o sinal pode sofrer algum tipo alteração. 
Os dispositivos possuem algoritmos de detecção e de correção de erros, mas em certas situações estes erros recebidos não podem ser corrigidos, sendo assim necessária a sua retransmissão. Caso sejam necessárias muitas retransmissões a sessão pode ser inviabilizada. Por exemplo, ao navegar na internet, quando demora a abrir uma página, a mensagem indica que o tempo limite estourou e pede para tentar novamente mais tarde. 
Fatores que podem degradar a qualidade de uma transmissão: 
Ruídos – Distorções decorrentes das características do meio e de interferências de sinais indesejáveis. Ruído térmico - também chamado de ruído branco, é provocado pelo atrito dos elétrons nos condutores. Ruído de intermodulação - ocorre quando sinais de frequências diferentes compartilham o mesmo meio físico. Crosstalk - ou linha cruzada, é a interferência que ocorre entre condutores próximos que induzem sinais mutuamente. Ruído impulsivo - pulso irregular com grande amplitude, não determinístico, provocado por diversas fontes.
Atenuação - Perda de energia por calor e radiação, degradando a potência de um sinal devido à distância percorrida no meio físico.
Ecos - Ocorrem devido à mudança na impedância em uma linha de transmissão, em que parte do sinal é refletido e parte transmitido. Quando o receptor recebe o mesmo sinal duas vezes não é possível separar um do outro e a conexão fica impedida.
Atraso - Um pacote, durante uma transmissão, trafega por vários segmentos de rede, e pode passar por diversos roteadores e por vários tipos de meio de transmissão. Durante este percurso são somados os tempos necessários à recepção, à leitura e à retransmissão em todos os pontos intermediários. A soma dos tempos se chama atraso. 
Os tipos de atraso são: atraso de transmissão, atraso de fila, atraso de processamento e atraso de propagação. 
Perda de Pacotes - Durante uma transmissão, os comutadores mais complexos organizam filas de pacotes recebidos, classifica-os, organiza-os em filas de entrada, processa um a um os pacotes recebidos, decide qual a interface de saída com o endereço de destino e, finalmente, organiza a fila de saída. Após esse processamento, dependendo do tipo e qualidade do canal, pode haver um atraso para obter acesso ao meio e para transmitir todo o pacote. 
Essa organização de pacotes de entrada é feita e armazenada num espaço de memória. Caso o espaço de memória atinja o seu limite de armazenamento, os próximos pacotes a entrarem serão perdidos.
AULA 3 – ELEMENTOS DE INTERCONEXÃO DE REDE
São considerados elementos de Interconexão de redes:
Placas de Rede, Modem, Repetidores (HUB), Ponte (Bridge), Comutador (Switch), Roteador (Router).
Placa de Rede (NIC – Network Interface Card) 
É o principal hardware de comunicação entre devices através de uma rede. Tem como função controlar o envio e o recebimento de dados através de uma rede. Cada arquitetura de rede exige um tipo específico de placa, seja ela com ou sem fio. Por exemplo: não é possível utilizar uma placa Ethernet em uma rede sem fio ou Token Ring, pois estas não utilizam a mesma linguagem de comunicação. Além da arquitetura das placas de rede, existem outros fatores que impedem essa comunicação como taxa de transferência, barramentos e tipos de conectores. 
Diferenças de taxa de transferência - A taxa de transmissão de placas Ethernet variam de 10 mbps, 100 mbps, 1000 mbps (1 gbps) ou 10.000 mbps (10 gbps), e as placas Token Ring de 4 mbps ou 16 mbps. No caso das fibras óticas, a taxa de transmissão é da ordem de 10 gbps.
Diferença entre barramentos - As placas de rede mais comuns utilizadas hoje em dia possuem dois tipos de barramento: PCI (mais novo) e ISA (mais antigo). Para os chamados computadores portáteis são utilizados placas PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association). Uma novidade são as placas de redes USB que, apesar de existirem, são caras e, portanto, podem ser substituídas pelas citadas anteriormente. Fazendo uma análise da taxa de transmissão X barramentos, nas placascom o barramento ISA, por serem mais antigas, a taxa de transmissão é de no máximo 10 mbps, pois esta limitada à velocidade do barramento.
Tipos de conectores:
Para cada placa de rede, devemos utilizar cabos adequados à sua velocidade e tecnologia. Para as placas Ethernet de 10 mbps, por exemplo, devemos utilizar cabos de par trançado de categoria 3 ou 5, ou então cabos coaxiais para placas de 100 mbps e, para se obter o máximo de transmissão, o requisito mínimo do cabeamento são cabos de par trançado blindados nível 5 (CAT 5). 
Nas redes Token Ring, para placas de rede de 4 mbps, os requisitos são cabos de par trançado de no mínimo categoria 2 (recomendável o uso de cabos categoria 3) e cabos de par trançado blindado categoria 4 ou superior para placas de 16 mbps. Redes Token Ring não usam cabos coaxiais. Para a placa de rede funcionar ela deve estar configurada em seu device. Hoje em dia a maioria das placas possuem o recurso PnP ( Plug and Play), tendo os seus endereçamentos configurados pelo sistema operacional. Nas placas mais antigas é necessário fazer a configuração e, além das informações passadas pelo seu administrador de rede, existem informações necessárias para o funcionamento do device. São os canais de IRQ, DMA e os endereços de 1/0.
Para os níveis de recursos do sistema, todas as placas de rede são parecidas: elas precisam de um endereço de IRQ, de um canal de DMA e de um endereço de 1/0. Uma vez configurados corretamente, as placas estarão aptas a trafegar a informação pelas redes. 
A configuração do canal de IRQ é necessária para que a placa de rede possa chamar o processador quando tiver dados a entregar. Já o canal de DMA é utilizado para transferir os dados diretamente à memória, diminuindo a carga sobre o processador. O endereço de 1/0 informa ao sistema onde estão as informações que devem ser movidas. 
Outro dado importante para estabelecer a comunicação entre placas de rede, é o endereçamento de nó, também chamado de "mac address". Este é um numero em hexadecimal, composto de 48 bits, único e criado durante o processo de criação da placa. Este endereço é utilizado por dispositivos que trabalham na camada de enlace do modelo OSI.
Modem: 
É o dispositivo eletrônico que transforma o sinal digital em analógico e vice-versa. A origem da palavra modem é devida à expressão "modulador e demodulador". O processo de conversão dos sinais digitais para analógicos é chamado de modulação, e é de onde se inicia a transmissão. Para que haja a comunicação, os modens devem estar trabalhando nos mesmos padrões. Os modens podem ser divididos em: 
Modens para acesso discado - Utilizam a linha telefônica para realizar uma chamada diretamente a um provedor de acesso, com modens de recebimento de chamadas. Baixas velocidades. Taxas em Kilobits/s. 
Modens de Banda larga - Utilizam meios de transmissão para estabelecer a comunicação usando tecnologias como XDSL. (ADSL - Asymmetric Digital Subscriber Line). Altas velocidades. Taxas em Megabits/s.
Repetidores (HUB):
Repetidor ou HUB funciona como a peça central em uma rede de topologia estrela, ele recebe os sinais transmitidos pelas estações e retransmite-os para todas as demais. Trabalham no nível físico do modelo OSI.
 
Existem dois tipos de repetidores, os passivos e os ativos. 
Repetidores Passivos - Funcionam como um espelho, pois simplesmente refletem os sinais recebidos para todas as estações que estão conectadas a eles. Como eles apenas refletem o sinal, não fazem nenhum tipo de amplificação do sinal, o comprimento máximo permitido entre o HUB e a estação não pode ser superior a 50 metros, utilizando um cabo de par trançado. Normalmente não possuem alimentação de energia e funcionam como um concentrador de fios. 
Repetidores Ativos - Além de refletir, reconstitui o sinal enfraquecido e retransmite-o, fazendo com que a sua distância máxima duplique em relação ao HUB passivo, sendo de 100 metros entre a estação e o repetidor. Possui alimentação de energia, e amplifica o sinal.
Ponte (BRIDGE)
Funcionando no nível de enlace da camada OSI, a bridge tem como finalidade traduzir os quadros de diferentes tecnologias, ou seja, interligar redes de diferentes tecnologias. Um exemplo comum é a interligação entre uma rede Ethernet e uma rede Token Rins. Apesar de as duas redes possuírem arquiteturas diferentes e incompatíveis entre si, é possível estabelecer a comunicação usando um protocolo único, no caso o TCP/IP, por exemplo. Se todos os devices de rede estão falando a mesma língua, basta quebrar a barreira física das arquiteturas de rede diferentes utilizando uma ponte, ou BRIDGE. 
Como funciona a ponte? Em cada ponte existe um microprocessador que analisa os endereços específicos da camada de enlace e armazena-os em uma tabela interna. Estes endereços estão associados à rede que o equipamento conectado pertence. Quando um pacote é enviado do device de rede e recebido pela ponte, esta analisa o seu conteúdo para verificar o campo do endereço de destino. Se a ponte identifica que o pacote está endereçado para a mesma rede à qual pertence, então ela encaminha para o dispositivo. Caso contrário, a BRIDGE encaminha para a outra sub-rede.
Comutador (SWITCH) 
Funcionando no nível de enlace da camada OSI, o comutador tem a mesma função de uma ponte, ou seja, "ouvir" o tráfego de cada porta Ethernet, descobrir a qual porta cada dispositivo está conectado e armazenar essa informação em sua tabela. Uma vez identificado o endereço de destino, o switch consulta a tabela e envia o tráfego diretamente para a porta de destino. A diferença entre eles é que o comutador realiza a troca de informações entre vários devices simultaneamente. Pode ser considerado como uma ponte com várias portas. Além de ser mais veloz que a ponte (Bridge), o Switch pode suportar diversos tipos de interfaces. (Cabo de fibra ótica, Cat 5, Cat 6, Ethernet 10 mbps, 100 mbps, 1 gbps). O Switch, uma vez conectado à rede, automaticamente já trabalha para identificar os endereços dos devices que estão conectados às suas portas, mas, por ser um equipamento gerenciável, ou seja, possuir um software para gerenciamento, sua função de implementação pode variar em quatro níveis. 
Classe 1 - Switch não gerenciado. Função de comutar os pacotes entre as portas, não possui suporte a VLAN’s.
Classe 2 - Switch gerenciado. Função de comutar os pacotes e criação de VLAN’s (Virtual LAN’s).
Classe 3 - Swich Layer 3. Além de possuir todas as características da classe anterior, realiza alguns serviços de camada três (Camada de redes modelo OSI). 
Classe 4 - Realiza a comutação das camadas 4 a 7 do modelo OSI.
Os SWITCHES podem ser classificados em:
VLAN - Virtual Local Area Network 
As VLAN's funcionam como uma rede virtual, utilizada para transporte de informação somente para os devices que pertencem a ela. Como o SWITCH (comutador) possui informação de endereçamento em sua tabela interna, o administrador de rede, para diminuir o tráfego de difusão, pode criar redes virtuais para que pareçam que estão em uma rede física. 
Roteador (ROUTER) 
Funcionando no nível de redes (3) da camada OSI, o roteador é o dispositivo que decide qual é o melhor caminho que o tráfego de informações deve seguir, baseado em endereços lógicos. Este processo se chama roteamento. O roteamento segue uma regra definida na chamada tabela de roteamento que pode ser configurada manualmente ou através de protocolos de roteamento (RIP, OSPF, IGRP, BGP, EGP). Com base nessa tabela, o device analisa o endereço IP de destino dos dados de entrada e direciona os dados para uma porta de saída.
O roteador também pode funcionar como um gateway de aplicação, utilizando as camadas superiores do modelo OSI, o que coincide com o modelo TCP/IP. Neste caso, utilizando os protocolos das camadas superiores o roteador pode fazer algumas funções como, por exemplo: 
NAT - Network Address Translation - O protocolo TCP/IP possui um endereço de origem e destino. Com o NAT esses dados podem ser modificados, tanto o de origemquanto o de destino. A função do roteador para realizar o NAT é utilizada para converter um único endereço exclusivo da Internet em vários endereços de rede privada. Ou seja, como medida de segurança, o endereço de origem, no caso uma máquina dentro da rede interna, é trocado pelo endereço externo do roteador. Assim, usuários da internet não poderão obter informações referentes ao endereçamento da rede interna. 
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) - O protocolo DHCP é utilizado para definir automaticamente endereços IP para computadores. Assim não é necessário configurar seus endereços de rede manualmente. Essa operação se dá utilizando o protocolo RARP da camada de enlace. Esse protocolo coleta as informações de hardware (MAC Address) e as associa a um endereço IP (lógico). Essa função também pode ser realizada por equipamento específico para essa função: o servidor DHCP. 
Firewall - O roteador também pode exercer a função de filtro de pacotes selecionando e permitindo quais deles podem transpassá-lo. Utilizando listas de acesso, o roteador pode fazer filtros com as listas de acessos, proibindo e permitindo tráfegos específicos tanto para dentro quanto para fora de sua rede.
AULA 4 – ARQUITETURAS DE APLICAÇÃO E TOPOLOGIAS DE REDE
Arquitetura de Computadores
Segundo BATTISTI, 2001, essa arquitetura é definida como: 
"Arquitetura onde o processamento da informação é dividido em módulos ou processos distintos. Um processo é responsável pela manutenção da informação (Servidor), enquanto que outro é responsável pela obtenção dos dados (Cliente)". 
Ele defende ainda ser um "Sistema inovador surgido na década de 90 e muito utilizado no meio corporativo, é baseado em três componentes principais: gerenciamento de banco de dados, que tem a função de servidores; redes, que funcionam como o meio de transporte de dados e, finalmente, os softwares para acesso aos dados: Clientes". 
Segundo VASKEVITCH, 1995. 
"É uma abordagem da computação que separa os processos em plataformas independentes que interagem, permitindo que os recursos sejam compartilhados enquanto se obtém o máximo de benefício de cada dispositivo diferente, ou seja, Cliente/Servidor é um modelo lógico".
Topologia esta relacionada com a disposição dos equipamentos dentro de um ambiente. Na prática, essa arquitetura define onde está a informação e de que forma se pode chegar a ela. Se for levada em consideração a sua distribuição geométrica, é conhecida como topologia física. Caso a arquitetura estiver relacionada com a forma que os equipamentos interagem, ela é conhecida como topologia lógica. 
As topologias físicas foram descritas nos capítulos anteriores; para esse capitulo, falaremos das topologias lógicas. Para haver um sistema básico de comunicação, é necessário termos pelo menos 5 elementos básicos. 
Existem 3 tipos básicos de comunicação, ponto a ponto, cliente servidor e ponto multiponto, ou somente multiponto. 
Ponto a Ponto: É quanto a comunicação é estabelecida utilizando apenas dois pontos interligados (receptor e transmissor). Para esse tipo de arquitetura, não existe um compartilhamento do meio com os outros vários usuários. 1 PC Conectado a um Modem, conectado a uma rede, conforme ao lado. 
Ponto-Multiponto: É o caso de um ponto central enviar e receber informações de vários pontos da rede, utilizando um mesmo meio, e derivando ao longo do caminho. 1 PC conectado a um roteador e dividindo 2 redes.
Existem derivações lógicas para endereçamento de pacotes de dados.
UNICAST – é uma forma de envio de informações direcionadas para somente um único destino. 
MULTICAST – é a forma de envio de informações para múltiplos destinos. Ele é direcionado para um grupo específico e pré-definido de destinos possíveis. Um exemplo comum é a utilização de sub-redes, ou pedaços de redes para obter um endereçamento de rede (DHCP).
BROADCAST – é a forma de envio de informações onde a mensagem é enviada para todos os destinos possíveis da rede. Vocês verão que existe no endereçamento IP um endereço específico que tem essa função (endereço de broadcast da rede).
DOMÍNIO DE BROADCAST – É uma forma de envio de informações onde a mensagem, através de um segmento lógico, é capaz de se comunicar com outros equipamentos, sem a necessidade de um dispositivo de roteamento. Basta fazer uma segmentação lógica da rede. Não é recomendável criar vários domínios de broadcast, pois, aumenta o congestionamento das informações, latência e outros fatores que degradam a eficiência e qualidade da rede.
Sistemas Operacionais de Redes
Os equipamentos, que antes funcionavam isoladamente, possuíam somente um Sistema Operacional Local (SOL), com o objetivo de controle especifico do hardware local. Com a evolução das redes de computadores, os equipamentos tiveram que se adaptar e passaram a ter funções especificas para o processamento em redes. São os casos de computação paralela, computação em nuvem, compartilhamento de devices, dentre outros. 
Surgiram os Sistemas Operacionais de Redes (SOR), corno uma extensão dos antigos Sistemas Operacionais Locais (SOL), com o objetivo de tornar transparentes o uso dos recursos compartilhados da rede.
Arquiteturas Peer-to-Peer e Cliente-Servidor 
A comunicação entre as aplicações e o Sistema Operacional baseia-se, normalmente, em interações solicitação/resposta, onde a aplicação solicita um serviço (abertura de um planilha, impressão etc.) através de uma chamada ao sistema operacional este, em resposta à chamada, executa o serviço solicitado e responde, informando o status da operação (sucesso ou falha) e transferindo os dados resultados da execução para a aplicação. 
No modo Cliente-Servidor, a entidade que solicita o serviço é chamado cliente e a que presta o serviço é o servidor. A interação cliente-servidor constitui-se no modo básico de interação dos sistemas operacionais de redes. Também existem casos onde a estações disponibilizam a outras estações o acesso a seus recursos através da rede através de um modulo servidor.
Nas estações que utilizam o módulo cliente, o SOR (Sistemas Operacionais de Redes) recebe o pedido de acesso a um recurso localizado em outra estação da rede, monta uma mensagem contendo a solicitação e a envia ao módulo servidor da estação, onde esta sendo executado o serviço. Na estação remota, o SOR recebe a solicitação, providencia a execução. Quando o SOR, na estação que requisitou o serviço, recebe a mensagem com a resposta, ele faz sua entrega a aplicação local.
As funções necessárias do SOR (Sistemas Operacionais de Redes), nos módulos clientes e servidor, são diferentes. No módulo cliente, o SOR praticamente restringe a fornecer serviços de comunicação de pedidos para o servidor e a entregar as respostas às aplicações. Já o módulo servidor, além das funções de comunicação, é responsável por vários outros serviços como, por exemplo, o controle do acesso aos recursos compartilhados por vários usuários através da rede, assim evita, por exemplo, que um usuário não autorizado apague arquivos que não lhe pertencem.
Como forma de ilustração chamaremos os módulos de SOR em 2 tipos
SORC: Sistema Operacional de Redes com módulo Cliente
SORS: Sistema Operacional de Redes com módulo Servidor
Na arquitetura Cliente-Servidor, os equipamentos da rede dividem-se em estações clientes, onde possuem as funções do módulo cliente acopladas ao sistema operacional local e em estações servidoras. Os equipamentos chamados de estações servidoras possuem as funções do módulo servidor e, opcionalmente, podem possuir também as funções do módulo cliente.  Na figura abaixo a ultima representação é de um equipamento com módulo servidor.
Na arquitetura Peer-to-Peer, todas as estações possuem no sistema operacional de redes os dois módulos: SORC e SORS.
Vejamos alguns tipos de serviços prestados pelos servidores.
Servidor de Arquivos – Função de oferecer aos módulos clientes os serviços de armazenamento, de compartilhamentos de discos, controle de acesso a informações. Deve ser criadoobedecendo regras de autorização para aceitar pedidos de transações das estações clientes e atendê-los utilizando seus dispositivos de armazenamento de massa. A utilização pelo usuário é em substituição ou em adição ao sistema de arquivos existente na própria estação local. 
Servidor de Banco de Dados - Também conhecido como sistema de gerenciamento de banco de dados (SGBD), usa um servidor de arquivo para armazenar dados, num padrão onde é lido por uma aplicação específica. Utilizando-se de uma linguagem codificada chamada Structured Query Language (SQL), o usuário consegue enviar uma informação e o servidor entendendo o pedido, executa a consulta, processa a informação e retorna com o resultado. Essa rotina é feita localmente no servidor de banco de dados e a resposta é enviada para o modulo cliente. 
Servidor de Impressão - O servidor de impressão tem como função gerenciar e oferecer serviços de impressão a seus módulos clientes, podendo possuir umas ou mais impressoras acopladas; este pode priorizar trabalhos gerenciando a fila de impressão, dando prioridade a trabalhos mais urgentes. 
Servidor de Gerenciamento - Com a função de monitorar o tráfego de dados, verificar o estado e o desempenho de uma estação da rede, ou monitorar o meio de transmissão e de outros sinais, o servidor de gerenciamento é necessária para a detecção de erros, diagnoses e para resoluções de problemas, tais como falhas no meio, diminuição do desempenho etc.
AULA 5 – A FAMÍLIA DE PROTOCOLOS TCP/IP
Nesta aula, iremos estudar alguns protocolos do modelo TCP/IP. Devido aos vários protocolos que o modelo TCP/IP possui, estudaremos os protocolos oferecidos pela camada de aplicação do modelo OSI: Telnet, FTP e TFTP, SMTP, SNMP e em seguida estudaremos os protocolos da camada de transporte: TCP, UDP, ICMP e IP.
Camada de Aplicação 
Ao desenvolver uma aplicação o desenvolvedor utilizará uma das duas arquiteturas mais utilizadas em aplicações de rede: a arquitetura cliente servidor ou a arquitetura P2P, já estudadas na aula passada. No caso dos protocolos da camada de aplicação da pilha TCP/IP, eles utilizam a arquitetura cliente servidor. Em aplicações que empregam a arquitetura cliente-servidor um único servidor deve ser capaz de atender a todas as requisições de seus clientes. 
Camada de Transporte 
Posicionada entre as camadas de Aplicação e Redes, a camada de transporte é fundamental na arquitetura de rede em camadas, pois desempenha o papel fundamental de fornecer serviços de comunicação diretamente aos processos de aplicação que rodam em máquinas diferentes. Isto é, fornece uma comunicação lógica entre estes processos. Os processos de aplicação utilizam a comunicação lógica provida pela camada de transporte sem a preocupação com os detalhes da infraestrutura física utilizada para transportar as mensagens: 
Divide os dados que chegam da camada de aplicação em segmentos e passa-os com o endereço de destino para a próxima camada para transmissão, que neste caso será a camada de rede. 
Fornece uma comunicação lógica entre os processos do aplicativo em execução entre hosts diferentes, que pode ser orientada à conexão e não orientada à conexão. 
A transferência de dados na camada de transporte também pode ser categorizada como confiável ou não confiável, com informações de estado ou sem informações de estado;
Utiliza o conceito de porta para a identificação dos processos de aplicação; 
Especifica 2 tipos de protocolos e a utilização de um ou de outro depende das necessidades da aplicação (SNMP-UDP, FTP-TCP): TCP (Transmission Control Protocol) UDP (User Datagram Protocol): 
Entrega Confiável 
A entrega confiável de dados assegura a entrega dos segmentos ao seu destino em uma sequência adequada, sem qualquer dano ou perda. Um protocolo confiável como o TCP (Transmission Control Protocol) cuida de todos os problemas fundamentais de rede como congestionamento, fluxo de dados e duplicação. 
Entrega não Confiável 
A entrega não-confiável de dados não promete a entrega dos segmentos ao seu destino. No processo de entrega não confiável de dados, os segmentos podem ser corrompidos ou perdidos. Um protocolo não confiável como o UDP (User Datagram Protocol) assume que a rede subjacente é completamente confiável. Os protocolos não confiáveis não cuidam de alguns problemas fundamentais como congestionamento, fluxo de dados e duplicação. 
Camada de Rede 
A camada de rede é um das camadas mais complexas da pilha de protocolo, pois implementa o serviço de comunicação entre dois hosts A e B e que há um pedaço da camada de rede em cada um dos hosts e roteadores da rede. Os roteadores ao longo do enlace examinam campos de cabeçalho em todos os datagramas IP que passam por ele. A camada de rede transporta segmentos do hospedeiro transmissor para o receptor. No lado transmissor, encapsula os segmentos em datagramas e no lado receptor, entrega os segmentos à camada de transporte. 
As funções mais importantes desta camada são: 
A comutação dos pacotes, ou seja, ao chegar um pacote no enlace de entrada de um roteador, ele deve ser conduzido para a saída apropriada do roteador. 
O roteamento, a camada de rede, deve determinar a rota a ser seguida pelos pacotes desde a origem até o destino.
O componente de roteamento que determina o caminho que um datagrama segue desde a origem até o destino, e que iremos estudar nas próximas aulas. 
Dispositivo para comunicação de erros de datagramas e para atender requisições de certas informações da camada de rede, o protocolo ICMP. 
O protocolo IP, que cuida das questões de endereçamento.
Telnet 
O protocolo Telnet, padronizado pela RFCs 854 a 8611 é um protocolo simples de terminal remoto. Ele permite que um usuário em determinado site estabeleça um conexão TCP com um servidor login situado em outro site. A partir do momento que se inicia a sessão de trabalho remoto, qualquer coisa que é digitada é enviada diretamente para o computador remoto. Apesar do usuário continuar ainda no seu próprio computador, o telnet torna seu computador invisível enquanto estiver rodando. O servidor recebe o nome transparente, porque faz com que o teclado e o monitor do usuário pareçam estar conectados diretamente à máquina remota. 
Define um terminal virtual de rede, que proporciona uma interface padrão para sistemas remotos; programas clientes não têm que compreender os detalhes de todos os possíveis sistemas remotos, eles são feitos para usar a interface padrão; 
Inclui um mecanismo que permite ao cliente e ao servidor negociarem opções e proporcionar um conjunto de opções padrão. 
Trata ambas as pontas da conexão simetricamente. Assim, ao invés de forçar o cliente para conectar-se a um terminal de usuário, o protocolo permite um programa arbitrário tornar-se um cliente. 
A sessão remota inicia especificando em qual computador o usuário deseja conectar-se. Será então solicitado um username e uma password para acessar o sistema remoto. 
O acesso a servidores telnet poderá ocorrer de dois modos: 
Através da linha de comando; 
E a partir de aplicativos através de interface gráfica. 
FTP 
O FTP (File Transfer Protocol), padronizado pela RFC 959, está entre os protocolos de aplicativos mais antigos ainda em uso na internet. Ele precede o TCP e o IP. Foi projetado para permitir o uso interativo ou em lote. Porém a maioria dos usuários invoca o FTP interativamente, através da execução de um cliente FTP que estabelece uma comunicação com um servidor especificado para transferir arquivo. 
TFTP 
O protocolo TFTP (Trivial File Transfer Protocol) é direcionado para aplicativos que não necessitam de interações complexas entre o cliente e servidor. Ele restringe operações para simples transferências de arquivos e não fornece autenticação. Por ser mais restritivo, o software do TFTP é muito menor que o FTP. O TFTP não requer um serviço de stream confiável, utilizando então o protocolo UDP. O lado transmissor transmite um arquivo em blocos de tamanho fixo (512 bytes) e aguarda a confirmação de cadabloco antes de enviar o próximo. O receptor confirma cada bloco mediante recibo. Uma vez iniciada uma solicitação de escrita ou leitura, o servidor usa o endereço IP e o número de porta de protocolo UDP do cliente para identificar as operações subsequentes. 
Como funciona? 
1) O primeiro pacote enviado requisita uma transferência de arquivos e estabelece a interação entre o cliente e servidor; 
2) Os blocos de arquivos são numerados em sequência, a começar pelo número um. Cada pacote de dados contém um cabeçalho que especifica o número do bloco que ele transporta e cada confirmação contém o número do bloco que está sendo confirmado. 
3) Um bloco com menos de 512 bytes indica o final do arquivo.
SMTP 
O protocolo SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), definido pela RFC 5321, está no centro do correio eletrônico. Antes de detalharmos o funcionamento do protocolo SMTP é importante que tenhamos a compreensão do funcionamento de um sistema de correio eletrônico. 
Um sistema de correio da Internet utiliza três componentes: agentes de usuários, servidores de correios e o protocolo SMTP. 
Agentes de usuário - Permitem que os usuários leiam, respondam, retransmitam, salvem e componham mensagens. O Outlook da Microsoft, Apple Mail e o Mozilla Thunderbird são exemplos de agentes de usuários com interface gráfica. 
Servidores de correio - Forma o núcleo da infraestrutura do e-mail. Cada destinatário tem uma caixa postal localizada em um dos servidores do correio.
Protocolo SMTP - É o protocolo da camada de aplicação do correio eletrônico da Internet, utiliza serviço confiável de dados do TCP para transferir mensagens do servidor de correio do remetente para o destinatário. 
Uma mensagem típica de correio inicia sua jornada no agente de usuário do remetente, vai até o servidor de correio do remetente e viaja até o servidor de correio do destinatário, onde é depositada na caixa postal. 
SNMP
O protocolo SNMP (Simple Network Management Protocol) é o protocolo padrão para administrar uma rede. Ele define como um gerente se comunica com o agente. Possui três versões 1, 2 e 3. A versão 3, a mais atual, difere das demais, por possuir recursos de segurança capazes de criptografar a string da comunidade SNMP. Apesar disso, a versão mais utilizada do SNMP ainda é a versão 2c. Antes de conhecermos os detalhes do funcionamento do protocolo é imprescindível que respondamos a seguinte pergunta: 
Como um administrador de rede pode descobrir problemas e isolar suas causas? 
Através da utilização de software de gerência de rede que permite a um gerente monitorar e controlar componentes da rede. Ele permite a um gerente interrogar dispositivos como hosts, roteadores, comutadores e bridges para determinar seu status, bem como obter estatísticas sobre as redes as quais se ligam. 
ICMP 
O Internet Control Message Protocol - ICMP, padronizado pela RFC 792, é o protocolo que o IP utiliza para enviar mensagens de erro e mensagens informativas. E o ICMP usa o protocolo IP para enviar suas mensagens. 
Quando um roteador, por exemplo, tem uma mensagem ICP para enviar, ele cria um datagrama IP e encapsula a mensagem do ICMP no datagrama IP. A mensagem ICMP é colocada na área de dados do datagrama. 
TCP 
O TCP (Transmission Control Protocol - Protocolo de Controle de Transmissão), RFCs: 793, 1122, 1323, 2018, 2581, é um dos protocolos da pilha TCP/IP que está localizado na camada de transporte. Utiliza conexões full-duplex.
UDP 
O protocolo UDP, padronizado pela RFC 768, é bastante simples, é orientado a datagrama, não orientado à conexão, não executa controle de fluxo, controle de erro e sequenciamento. Não tem reconhecimento dos datagramas (ACK/NACK) e devido a sua simplicidade é considerado não confiável, pois não assegura que as mensagens transmitidas cheguem ao destino e caso cheguem, poderão chegar fora de ordem. A aplicação que utiliza o UDP deve tratar a falta de confiabilidade. Foi desenvolvido p/ aplicações que não geram volume muito alto de tráfego na Internet. 
Onde, 
Porta Origem e Porta Destino - identificam o processo de aplicação que está enviando dados e o processo de aplicação que irá receber os dados. 
Tamanho - representa o tamanho total do frame UDP.
Checksum - é calculado usando o header UDP e também a área de dados, e destina-se a verificação de erros de transmissão.
HELO (HELLO) (Obrigatório) - Identifica o Emissor da mensagem para o Receptor. 
MAIL (Obrigatório) - Este comando inicializa uma transação de mail na qual uma mensagem é enviada a uma ou mais caixa de mensagens (mailbox). 
RCPT (ReCiPienT) (Obrigatório) - Este comando identifica o destinatário da mensagem; múltiplos destinatários são definidos por múltiplos usos desse comando. 
DATA (Obrigatório) - Inicializa a transmissão da mensagem, após seu uso é transmitido o conteúdo da mensagem, que pode conter qualquer um dos 128 caracteres ASCII. O seu término é especificado por uma sequência "<CRLF>.<CRLF>". 
QUIT (Obrigatório) - Este comando determina que o Receptor-SMTP envie um OK e então feche o canal de comunicação com o Emissor-SMTP. 
binary - Ou simplesmente bin. Estabelece como binário o tipo de representação dos arquivos a serem manipulados. É indicado quando for utilizado arquivos de imagem, documentos formatados, executáveis e arquivos compactados. 
cd diretório remoto - Muda o diretório de trabalho na máquina remota. 
lcd [ diretório ] – muda o diretório de trabalho na máquina local. 
get arq_remoto [ arq_local ] – recupera o arq_remoto e o armazena na máquina local.
put arq_local [ arq_remoto ] – armazena um arquivo local na máquina remota.
help [ comando ] – ou apenas ?, escreve uma mensagem explicativa sobre o significado do comando.
ls [ dir_remoto ] [ arq_local ] – mostra o conteúdo de um diretório na máquina remota.
dir [ dir_remoto ] [ arq_local ] – lista o conteúdo do diretório da máquina remota, colocando o resultado na máquina local.
pwd - retorna o nome do diretório atual na máquina remota.
quit - termina uma sessão.
Processamento do Checksum 
Na origem, as informações necessárias são organizadas em blocos de 16 bits para o cálculo do checksum; 
O checksum oferece uma detecção de erros. Este campo contém o complemento 1 da soma de todas as palavras de 16 bits do segmento. 
O complemento 1 é obtido convertendo todos os 0s para 1s e convertendo todos os 1s para Os. 
Por exemplo: se a soma de todas as palavras de 16 bits fosse 1100101011001010, a soma de verificação seria 0011010100110101. 
Na extremidade receptora, todas as palavras de 16 bits serão adicionadas juntas, incluindo a soma de verificação; 
Se não houver erros, então a soma na extremidade receptora será 111111111111111. 
Entretanto se um dos bits for 0, ocorrerá uma indicação de erro.
Socket 
A associação entre 2 processos cooperantes (cliente/servidor) é identificada por um par de sockets (socket1, socket2), uma vez estabelecida uma conexão, cada socket corresponde a um ponto final dessa conexão. 
Um socket identifica univocamente um usuário TCP ou UDP, permitindo a associação entre processos de aplicação. O identificador da porta é concatenado ao endereço IP, onde a entidade TCP ou UDP está rodando, definindo um socket. Esta associação entre 2 processos de aplicação é definida como uma quíntupla: 
MIB 
Abaixo da sub árvore MIB II estão os objetos usados para obter informações específicas dos dispositivos da rede. Esses objetos estão divididos 10 grupos, que estão presentes na tabela abaixo. 
Grupo System (1.3.6.1.2.1.1) 
sysDescr (1.3.6.1.2.1.1.1): Descrição textual da unidade. Pode incluir o nome e a versão do hardware, sistema operacional e o programa de rede. 
sysUpTime (1.3.6.1.2.1.1.3): Tempo decorrido (em milhares de segundos) desde a última reinicialização do gerenciamento do sistema na rede. 
sysContact (1.3.6.1.2.1.1.4): Texto de identificação do gerente da máquina gerenciada e como contatá-lo. 
Grupo Interfaces (1.3.6.1.2.1.2) 
ifNumber (1.3.6.1.2.1.2.1): Número de interfaces de rede (nãoimportando seu atual estado) presentes neste sistema. 
ifOperStatus (1.3.6.1.2.1.2.2.1.8): Estado atual da interface. 
iflnOctets (1.3.6.1.2.1.2.2.1.10): Número total de octetos recebidos pela interface. 
Grupo IP (1.3.6.1.2.1.4) 
ipForwarding (1.3.6.1.2.1.4.1): Indica se esta entidade é um gateway. 
iplnReceives (1.3.6.1.2.1.4.3): Número total de datagramas recebidos pelas interfaces, incluindo os recebidos com erro. 
iplnHdrErrors (1.3.6.1.2.1.4.41: Número de datagramas oue foram recebidos e descartados devido a erros no cabecalho IR 
Grupo ICMP (1.3.6.1.2.1.5) 
icmpinMsgs (1.3.6.1.2.1.5.1): Número total de mensagens ICMP recebidas por esta entidade, incluindo aquelas com erros. 
icmpOutMsgs (1.3.6.1.2.1.5.14): Número total de mensagens ICMP enviadas por esta entidade, incluindo aquelas com erros. 
Grupo TCP (1.3.6.1.2.1.6) 
tcpMaxConn(1.3.6.2.1.6.4): Número máximo de conexões TCP que esta entidade pode suportar. 
tcpCurrentEstab (1.3.6.2.1.6.9): Número de conexões TCP que estão como estabelecidas ou a espera de fechamento. 
tcpRetransSegs (1.3.6.2.1.6.12): Número total de segmentos retransmitidos. 
Grupo UDP (1.3.6.1.2.1.7) 
udpinDatagrams (1.3.6.1.2.1.7.1): Número total de datagramas UDP entregues aos usuários UDP.
AULA 6 – VISÃO GERAL DAS TECNOLOGIAS DE CAMADA DE ENLACE
Introdução
Na aula anterior, estudamos o funcionamento do protocolo TCP/IP. Nesta aula, iremos estudar a camada de enlace e seus serviços.  Segundo Kurose, à medida que descemos a pilha de protocolos, da camada de rede até a camada de enlace, é natural que imaginemos como os pacotes são enviados pelos enlaces individuais dentro de um caminho de comunicação fim a fim. Como os datagramas da camada de rede são encapsulados nos quadros da camada de enlace para transmissão em um único enlace? 
Portanto, nesta aula, estudaremos quais serviços e protocolos atuam na camada de enlace, bem como aprenderemos a diferenciação de cada um deles com base em suas características.
Onde a Camada de Enlace é Implementada?
A camada de enlace é implementada em um adaptador de rede, que é também conhecido como controlador de interface de rede (NIC). No núcleo do adaptador de rede, está o controlador da camada de enlace, normalmente um único chip de sistema, que implementa vários serviços da camada de enlace (enquadramento, acesso ao enlace, controle de fluxo etc). Podemos concluir que muito da funcionalidade da camada de enlace é implementada em hardware.
Endereçamento na Camada de Enlace
Na camada de enlace, não é o nó (roteadores e computadores) que possuem um endereço de camada de enlace e sim o adaptador do nó. Segundo Kurose, um endereço da camada de enlace é também denominado um endereço de LAN, um endereço físico, ou um endereço MAC (Media Access Control – controle de acesso ao meio).
O endereço MAC tem 6 bytes de comprimento, expressos em notação hexadecimal, onde cada byte é expresso como um par de números hexadecimais.
Você sabia?
Uma propriedade dos endereços MAC é que não existem dois adaptadores com o mesmo endereço? 
Isto ocorre devido ao IEEE gerenciar o espaço físico de endereços MAC. Quando uma empresa quer fabricar adaptadores, compra, por uma taxa nominal¸ uma parcela do espaço de endereços que consiste em 224 endereços. O IEEE aloca a parcela de 224 endereços fixando os primeiros 24 bits de um endereço MAC e permitindo que a empresa crie combinações exclusivas com os últimos 24 bits para cada adaptador.
Serviços Fornecidos 
Um protocolo da camada de enlace é usado para transportar um datagrama por um enlace individual. Ele define o formato dos pacotes trocados entre os nós nas extremidades do enlace, bem como as ações realizadas por esses nós ao enviar e receber pacotes. A unidade de dados trocada pelo protocolo de camada de enlace é denominada quadro e cada quadro encapsula um datagrama da camada de rede. Possíveis serviços que podem ser oferecidos: 
Enquadramento de dados - Quase todos os protocolos de camada de enlace encapsulam cada datagrama da camada de rede dentro de um quadro de camada de enlace, antes de transmiti-lo pelo enlace. 
Acesso ao enlace - Um protocolo de acesso ao meio (medium access control protocol - MAC) especifica as regras, segundo as quais um quadro é transmitido pelo enlace. 
Entrega confiável - Quando um protocolo de camada de enlace fornece serviço confiável de entrega, ele garante que vai transportar cada datagrama da camada de rede pelo enlace sem erro. 
Controle de fluxo - Semelhante a camada de transporte, um protocolo de camada de enlace pode fornecer controle de fluxo, para evitar que o nó remetente de um lado de um enlace congestione o nó receptor do outro lado do enlace. 
Detecção de erros - Mecanismo para detectar a presença de erros de bits, que podem ser originados pela atenuação do sinal ou ruído eletromagnético. Esse mecanismo é implementado através do envio de bits de detecção de erros no quadro e a realização de uma verificação de erros no receptor. Normalmente é implementada em hardware. 
Correção de erros - Semelhante à detecção de erros, porém, além de detectar erros no quadro também determina exatamente em que lugar do quadro os erros ocorreram corrigindo-os. Alguns protocolos fornecem a correção de erros apenas para o cabeçalho do pacote e não para o pacote inteiro. 
Half-duplex e full-duplex - Na transmissão full-duplex, os nós e ambas as extremidades de um enlace podem transmitir pacotes ao mesmo tempo. Com a transmissão half-duplex um nó não pode transmitir e receber pacotes ao mesmo tempo.
Para uma compreensão mais abrangente dos protocolos da camada de enlace, os seguintes conceitos serão discutidos:
Pacotes Unicast - Apesar do termo ser menos conhecido, é o tipo mais comum. É o método de comunicação ponto a ponto, ou seja, uma origem para um destino. A transmissão unicast ocorre quando A envia a informação apenas para B. Neste tipo de comunicação, apenas B recebe a informação. Por exemplo: Quando você acessa uma página web, recebe um e-mail ou baixa um arquivo, a comunicação entre o seu PC e o servidor em questão está utilizando pacotes unicast.
Multicast – Método de comunicação que suporta difusão para um conjunto definido de hosts. Muito semelhando ao conceito de broadcasting, porém mais eficiente, pois permite que um único pacote seja recebido por um grupo específico de estações sem atrapalhar os demais.
Broadcast – Método de comunicação que suporta difusão para um conjunto de hosts. Este termo foi originalmente aplicado a transmissões de rádio e televisão, pois, as transmissões estão disponíveis a um público grande. 
Como funciona? 
Quando um aplicativo faz broadcast de dados, ele torna uma cópia dos dados disponível a todos os outros computadores da rede; ou quando um switch recebe um pacote com destino para esse endereço, ele envia esse pacote para todas as portas desse segmento. É recomendável que o uso do broadcast seja limitado, para evitar congestionar a rede com tráfego inútil.
Para tornar o uso do broadcasting mais eficiente, a maioria das tecnologias de LAN estende o esquema de endereçamento. Além de designar um endereço para cada computador, os projetistas de rede definem um endereço especial reservado, conhecido como endereço de broadcasting. Em uma rede Ethernet, usa-se o endereço IMC ff:ff:ff:ff:ff:ff para Indicar que o pacote é de broadcast.
Domínio de colisão e domínio de broadcast – Este termo refere-se a um único sistema Ethernet full duplex, cujos elementos (cabos, repetidores, interfaces de estação e outras partes do hardware) fazem parte do mesmo domínio de temporização de sinal. Em um domínio de colisão único, se dois ou mais dispositivos transmitem ao mesmo tempo, ocorre uma colisão. Um domínio de colisão pode compreender vários segmentos, desde que sejam vinculados com repetidores.
As pontes e switches segmentam os domínios de colisão em partes menores, melhorando o desempenho da rede.
Segmentação de rede – Segundo Comer, uma limitação de distância em LANs surge porque o sinal elétrico se tornamais fraco ao viajar ao longo de um fio. Para superar tal limitação, algumas tecnologias de LAN permitem que dois cabos sejam juntados através de um dispositivos conhecido como repetidor.
Quando ele percebe um sinal em um cabo, o repetidor transmite uma cópia ampliada no outro cabo. No desenho acima, um repetidor conecta dois cabos de Ethernet conhecidos como segmento. Os repetidores não entendem o formato de quadro, nem possuem endereços físicos, apenas enviam cópias de sinais elétricos de um segmento para outro sem esperar por um quadro completo.
Você sabia?
Além de propagar cópias de transmissão válidas, de um segmento para outro, um repetidor propaga uma cópia de outros sinais elétricos. Caso ocorra uma colisão ou uma interferência elétrica em um segmento, os repetidores fazem com que o problema seja propagado em todos os outros segmentos.
Diferentemente dos repetidores, e conforme já estudado na aula3, uma bridge manipula quadros completos. Ela "escuta" o tráfego em cada segmento, usando o modo promíscuo. Quando recebe um quadro de um segmento, verifica se o quadro chegou intacto encaminha uma cópia do quadro para o outro segmento, se necessário. Com a utilização de uma bridge dois segmentos de LAN se comportam como se fosse uma LAN única. 
Tipo de configuração de recepção na qual todos os pacotes que trafegam pelo segmento de rede ao qual o receptor está conectado são recebidos pelo mesmo, não recebendo apenas os pacotes endereçados ao próprio. (fonte: Wikipedia)
No exemplo acima, seis computadores estão conectados a um par de segmentos de LAN unidos por uma bridge. As bridges se tornaram mais populares que os repetidores, porque ajudam a isolar problemas. Como já falamos anteriormente, se dois segmentos são conectados por um repetidor e ocorrer um problema de interferência elétrica em um deles, o repetidor propagará a interferência para o outro segmento, diferentemente das bridges que, ao receber um quadro incorretamente formado, descarta-o, evitando, deste modo, que eventuais problemas em um segmento afete o outro segmento.
Endereçamento na Camada De Enlace
É um agrupamento de vários domínios de colisão. Os dispositivos da camada 02 (enlace) encaminham para todas as interfaces um pacote de broadcast. Desta forma, vários segmentos interligados através de dispositivos da camada de enlace fazem parte do mesmo domínio de broadcast. Para segmentar um domínio de broadcast, é necessário um dispositivo da camada 03 (rede), ou seja, um roteador.
No desenho ao lado, temos uma rede interligada com 7 switches e 1 roteador. Pelo que acabamos de estudar, em domínio de colisão e domínio de broadcast, diga quantos domínios de colisão e quantos domínios de broadcast existem neste exemplo?
Existem 7 domínios de colisão e 2 domínios de broadcast.
Como os protocolos da camada de enlace têm uma atuação muito ampla, muitas vezes encontra-se o termo “tecnologia” para se referenciar a tais protocolos.  Existe uma gama relativamente grande de tecnologias (protocolos) e, nesta aula, as seguintes tecnologias serão abordadas:
Token Ring - Também conhecido como o padrão IEE802.5. Segundo Kurose, em uma rede local com tecnologia token ring, os N nós da LAN estão conectados em um anel por enlaces diretos. A topologia do anel define a ordem de passagem de permissão. Este tipo de rede utilizam um quadro ou “token” (um pequeno pacote com informações específicas) para identificar um determinado computador que temporariamente estará controlando o meio de transmissão, podendo, neste momento transmitir seus dados, enquanto os demais computadores aguardam a liberação do “token”. Quando um nó obtém a permissão e envia um quadro ou “token”, este se propaga ao redor do anel inteiro, criando desta maneira, um canal virtual de transmissão broadcast.
À medida que o quadro se propaga, o nó destino lê esse quadro no meio da transmissão da camada de enlace. O nó que envia o quadro tem a responsabilidade de remover o quadro ou “token” do anel.
Token Bus - Em uma rede local, que utiliza o padrão token bus ou IEEE 802.4, o token bus é um cabo em forma de árvore ou linear, no qual todas as estações estão fisicamente conectadas. Logicamente as estações são organizadas em anel, com cada estação conhecendo o endereço da estação da esquerda e da direita. Quando o anel lógico é inicializado, a estação de maior número pode transmitir o primeiro quadro. Depois disso, ela passa a permissão para o seu vizinho imediato, enviando a ele um quadro de controle especial chamado token. O token se propaga em torno do anel lógico e apenas o protador do token tem a permissão para transmitir quadros. Como apenas uma estação por vez detém o token, não há colisões.
Você sabia?
O padrão ANSI/IEEE 802.4 é o padrão para redes em barra, com sinalização em banda larga, utilizando a passagem de permissão como método de acesso. Quatro tipos de meios em barra foram especificados para este padrão e diferem, particularmente, pelas formas de sinalização para cada entidade do nível físico.
DQDB - Uma rede DQDB (Barramento Duplo de Fila Distribuída) é uma rede multiacesso distribuída que suporta comunicações bidirecionais, usando um barramento duplo e enfileiramento distribuído. Provê acesso para redes locais ou metropolitanas. Consiste em duas barras unidirecionais, interconectando, ponto a ponto, vários nós. As barras, denominadas A e B, conforme a figura abaixo, suportam a comunicação em direções opostas, oferecendo um caminho full-duplex entre qualquer par de estações. Para transmissão, a barra DQDB é segmentada no tempo, em slots de tamanhos fixos. Cada transmissão deve ser feita dentro de um slot.
Padrão IEEE 802.6 foi criado devido à necessidade da definição de um padrão para transporte de dados a alta velocidade dentro de uma região metropolitana (MAN) com o objetivo de prover serviços integrados, tais como: texto, voz e vídeo, em uma grande área geográfica.
100VGAAnyLan - Também conhecida como IEEE 802.12. Neste tipo de tecnologia, cada estação é conectada a um hub por uma ligação ponto a ponto, segundo a topologia estrela.  Neste caso, o hub não é um simples centro de fiação com repetidores, mas um dispositivo capaz de executar comutação rápida de circuito.  O hub é um controlador central inteligente que gerencia o acesso a rede, através de uma rápida varredura "round robin" de suas requisição de portas de rede, checando requisições de serviços de seus nós. O hub recebe um pacote de dados e o direciona somente para a porta correspondente ao nó destinatário, provendo assim a segurança dos dados.   
Cada hub pode ser configurado para operar no modo normal ou no modo monitor. Portas configuradas para operar no modo normal recebem apenas os pacotes endereçados ao nó correspondente. Portas configuradas para operar no modo monitor recebem todos os pacotes enviados ao hub.  
Um nó pode ser um computador, estação, ou outro dispositivo de rede 100VG-AnyLAN tais como bridges, roteadores, switch, ou hub. Hosts conectados como nós são referenciados como de nível mais baixo, como nível 2 ou nível 3.  
	
FDDI
A tecnologia FDDI (Interface de Dados Distribuído por Fibra) utiliza o conceito de rede token-ring baseado em fibra óptica. Consistem de uma rede em duplo anel, usando fibra óptica como meio físico de transmissão de dados a uma taxa de 100 Mbps. Segundo Kurose, a rede FDDI foi projetada para LANs de alcance geográfico maior incluindo as redes de área metropolitana (MAN). Para LANs de grande alcance geográfico (que se espalham por muitos quilômetros), é ineficiente permitir que um quadro se propague de volta ao nó remetente, tão logo tenha passado do nó destino. A rede FDDI faz com que o nó destino remova o quadro do círculo.
ATM 
O ATM (Mode de Transferência Assíncrono) é uma tecnologia baseada na transmissão de pequenas unidades de informação de tamanho fixo e formato padronizado, denominadas “células”. As células são transmitidas através de conexões com circuitos virtuais, sendo seu encaminhamento baseado em informação de um cabeçalho,contido em cada uma delas. É capaz de suportar diferentes serviços, para satisfazer aos requisitos exigidos pelos diferentes tipos de tráfego em as altas velocidades de transmissão como, por exemplo: voz, vídeo e dados.
Família Ethernet
Devido à importância desta tecnologia nas redes atuais (a maioria das redes de computadores locais usam esse padrão), ela se tornou uma tecnologia “de facto”.
Desde a sua criação, vários padrões ethernet foram sendo desenvolvidos de forma a acompanhar as necessidades do mercado de transmissão de dados cada vez maiores. Hoje, é uma prática comum assistir a um vídeo em seu computador e essa prática só é possível graças a, entre outras coisas, evolução deste padrão de camada de enlace:
Ethernet - Definido pelo padrão IEEE 802.3 e, originalmente, com capacidade de 10Mbps; e podendo  utilizar diversos tipos de cabeamento. É uma tecnologia de rede extensamente utilizada que emprega topologia lógica de barramento. O padrão Ethernet especifica todos os detalhes, inclusive o formato dos quadros que os computadores enviam através do barramento, a voltagem a ser utilizada e o método usado para modular o sinal. Uma rede local (LAN) Ethernet é composta de hardware e software, trabalhando juntos, para oferecer dados digitais entre computadores. Para conseguir essa tarefa, quatro elementos básicos são combinados para a criação de um sistema Ethernet:
- O quadro (frame) - é um conjunto padronizado de bits usados para transportar dados pelo sistema;
- O protocolo media Access control - O protocolo Media Access Control, que consiste em um conjunto de regras embutidas em cada interface Ethernet para permitir que vários computadores acessem o canal Ethernet, compartilhado de um modo ordenado;
- Os componentes de sinalização - Os componentes de sinalização, que consistem em dispositivos eletrônicos padronizados, que enviam e recebem sinais por um canal Ethernet;
- O meio físico - O Meio físico, que consiste nos cabos e outro hardware usado para transportar os sinais ethernet digitais entre os computadores ligados à rede.
Como uma Rede Ethernet Funciona?
A rede Ethernet utiliza uma topologia de barramento, onde múltiplos computadores devem compartilhar o acesso a um único meio. Um remetente transmite um sinal, que se propaga do remetente em direção às duas extremidades do cabo. Neste momento, o computador remetente tem uso exclusivo do cabo inteiro, durante a transmissão de um dado quadro, e os outros computadores devem esperar.  
A Evolução do Ethernet
Fast-Ethernet - Evolução do padrão Ethernet, porém com capacidade de 100 Mbps. O sistema de Fast-Ethernet é baseado em sistemas de mídia de par trançado e fibra ótica e oferece canais de rede de alta velocidade para uso em sistemas de backbone.
Giga Ethernet - Evolução do padrão Fast-Ethernet para capacidade de 1000 Mbps. Descreve um sistema que opera a uma velocidade de 1 bilhão de bits por segundo, em mídia de fibra ótica e par trançado. Emprega o mesmo protocolo CSMA/CD, empregado nas suas predecessoras Ethernet e, além disso, o formato e tamanho do frame também são o mesmo.
10 Gigabit Ethernet e 100 Gigabit Ethernet - Evolução do padrão Gigabit, suportando capacidade de transmissão de 10 e 100 Gbps, respectivamente. O padrão 10 Gigabit Ethernet segue na sua essência o padrão gigabit ethernet, porém, seu modo de transmissão é, única e exclusivamente, full-duplex e o meio físico é a fibra ótica – mutimodo ou monomodo. Em virtude do aumento da distância abrangida pela fibra ótica (40 km), o 10 gigabit ethernet é utilizado em rede metropolitana.
AULA 7 – ENDEREÇAMENTO IP
Como deve ser feito o endereçamento das máquinas em uma topologia de rede. Em outras palavras, como identificar um “host” dentre tantas redes interconectadas?
Para que isso aconteça, podem-se considerar dois métodos:
- Um número que identifique, ubiquamente, uma máquina;
- Uma forma de encontrar uma máquina (por meio de seu número), entre as demais interligadas por meio de redes, sejam locais ou globais.
Nesta aula, iremos estudar as técnicas usadas para planejar, adequadamente, um endereçamento IP, em uma rede de computadores, deixando para a próxima aula os métodos para encontrar uma máquina na rede.
O endereço IPv4
Cada endereço IP tem comprimento de 32 bits (equivalente a 4 bytes) e, portanto, possui uma capacidade endereçável de 232 endereços possíveis, ou seja, aproximadamente 4 bilhões de endereços. Estes endereços são escrito em notação decimal separada por ponto, na qual cada byte do endereço é escrito em sua forma decimal e separado dos outros bytes por um ponto. 
O endereço acima tem quatro números separados por ponto. 
Cada número decimal representa um octeto que corresponde a um número binário de 8 bits. Por conseguinte, o endereço 192.168.0.1, em notação binária é: 
Como estamos representando um número binário em cada octeto, consequentemente o valor máximo que poderá ocorrer em um octeto será todos os bits deste octeto ligado, ou seja, o valor 11111111, que representa o número 255. 
Portanto, o valor máximo possível, para cada um dos quatro números ou octetos em um endereço IP, é 255 e não 999.
Classificação dos endereços IPv4
Uma vez que os projetistas do IP escolheram um tamanho para endereços IP e decidiram dividir cada endereço em duas partes, eles tiveram que determinar quantos bits colocar em cada parte. O ID de rede precisa de bits suficientes para permitir que seja atribuído um número de rede único a cada rede física em uma inter-rede. Já o ID de hots precisa de bits suficientes para permitia que a cada computador acoplado a uma rede seja atribuído um endereço único.
Conceito de redes e sub-redes
Segundo Tanembaum, todos os hosts de uma rede devem ter o mesmo número de rede. Porém, esta propriedade do endereçamento IP poderá causar problemas, à medida que as redes crescem. Como fazer se um empresa começou sua rede com uma rede classe C e posteriormente necessitou ampliá-la, de forma que o número de hots fosse maior que máximo permitido pelo endereçamento? Conseguir um novo IP pode ser uma tarefa não tão trivial, pois, não existem tantos endereços disponíveis como vimos no vídeo no início da nossa aula.
VLSM, CIDR e NAT 
Tanto o VLSM (Variable Length Subnet Masking), quanto o CIDR (Classless Inter-Domain Routing), permitem que uma porção de um endereço IP seja dividida recursivamente em pequenos pedaços. A diferença entre os dois é o fato de que o VLSM faz a divisão de um endereço IP da Internet alocado à uma organização, porém isto não é visível na Internet. Já o CIDR permite a alocação de um bloco de endereços por um registro na Internet através de um ISP (Internet Service Provider).
O endereço IPv6
O protocolo IPv6 tem endereços mais longos, diferentemente do IPv4 que tem 8 bytes, possui 16 bytes resolvendo o problema de endereçamento. 
Apresenta a simplificação do cabeçalho para apenas sete campo contra 13 do IPv4. Esta mudança permite aos roteadores processarem os pacotes com mais rapidez, melhorando o desempenho da rede (throughput e retardo) e diminuindo o tempo de processamento.  
A autenticidade e privacidade são recursos importantes deste novo IP.
Resolução de nomes (IP x Nome)
Nós estudamos que os endereços IP são utilizados para a identificação unívoca de um host possuem 32 bits, na versão IPv4, e utilizam a notação decimal separada por ponto. Existe uma outra forma de identificação, mais intuitiva, já que  os usuários de computadores lembram com muito mais facilidade de nomes do que de números. 
Desta forma, nomes comuns ou amigáveis podem ser atribuídos ao endereço IP do computador, através da utilização de um sistema de nomes, associando  nomes a endereços IP.
A resolução de nomes de host significa, então, o mapeamento bem-sucedido de um nome de host para um endereço IP.  É o processo de converter, ou seja, resolver, o nome de um host de uma rede, no respectivo endereço de rede associado.  Um nome de host é um alias atribuído a um nó IP, para identificá-lo como um host TCP/IP. O nome