Conceitos básicos de comunicação de dados e de redes de computadores

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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Tocantins 
Campus Colinas 
Curso Técnico em Informática Integrado ao Ensino Médio 
 
 
Fundamentos de Informática e Redes de Computadores 
 
Profª Esp. Sábia Belle Conceição de Oliveira 
 
 
Aula 20 - Conhecer os conceitos básicos de comunicação de dados e de redes de 
computadores 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Colinas do Tocantins – TO 
2020 
1. O QUE É UMA REDE DE COMPUTADORES 
Conceitos básicos de redes de computadores Tanenbaum (2003) diz que o objetivo 
de uma rede de computadores é “o compartilhamento de recursos, tornando todos os 
programas, equipamentos e especialmente dados ao alcance de todas as pessoas na rede, 
independentemente da localização física do recurso e do usuário”. 
Podemos dizer que uma rede de computadores nada mais é do que um conjunto de 
computadores interligados por um sistema de comunicação que permita a transmissão e 
recebimento de dados. 
Exemplos: 
 Sistemas de arquivos 
 Sistemas de impressão 
 Sistemas de identificação 
 Sistemas de troca de mensagens 
 
2. CLASSIFICAÇÃO DAS REDES 
As redes podem ser classificadas de acordo com vários critérios. A seguir algumas 
classificações: 
 Processamento 
 Compartilhamento 
 Dimensão 
 
2.1 Processamento 
Computação centralizada: Esse é um tipo de rede onde todos os usuários se conectam 
a um servidor central, que é o agente que atua para todas as comunicações. Grandes 
computadores (mainframes) centralizam o processamento, armazenamento e 
manipulação dos dados. Estes computados são acessíveis através de terminais “burros”, 
isto é, sem capacidade de processamento. As redes nasceram da necessidade destes 
grandes computadores serem conectados entre si para compartilharem recursos. 
Exemplos: 
 Redes bancárias, 
 Redes de automação comercial 
 Redes de escolas 
 Universidades 
Computação Distribuída: Neste modelo, as entidades têm capacidade própria de 
processamento. A aplicação é dividida em tarefas, e cada tarefa pode ser designada a uma 
das entidades em rede. Ou seja, é uma rede indicada quando não há a necessidade de 
centralização do gerenciamento de tráfego e recursos. 
Exemplos: 
 Redes com múltiplos sistemas operacionais 
 Redes domésticas 
 Internet 
Computação Colaborativa: É um tipo de computação distribuída, no qual uma mesma 
tarefa pode ser atribuída a mais de uma entidade. Esse tipo de rede é indicado quando 
diversos computadores devem trabalhar em conjunto, mas, ao mesmo tempo, mantendo 
total independência para que não haja pane geral quando alguma das máquinas tornar-se 
indisponível. 
Exemplos: 
 Clusters para quebra de algoritmos numéricos complexos. 
 
2.2 Compartilhamento 
Ponto-a-ponto: Os computadores compartilham dados e recursos físicos sem muita 
complicação, ou seja, não existe um servidor como na rede cliente/servidor. Assim, 
qualquer máquina pode fornecer ou receber dados, ou seja, ora é servidor, ora é cliente. 
É um sistema adequado para redes pequenas, em que não há grande preocupação com 
controle de acesso aos recursos, como arquivos e serviços de impressão. Caso esse 
controle seja necessário, é difícil o gerenciamento nesta arquitetura. Esse tipo de rede é 
de fácil implementação, baixo custo, reduzida segurança, usadas em redes pequenas, 
normalmente estão no mesmo local físico. 
Rede Cliente/Servidor: Os dados são armazenados em poderosos computadores 
chamados de servidores, que são capazes de fornecer recursos aos demais computadores 
da rede, como impressora, arquivos, softwares, acesso ao serviço de e-mail. As máquinas 
que fazem acesso aos dados/recursos desse servidor são chamadas de clientes. Embora a 
máquina que atue como servidor normalmente tenha uma capacidade de hardware 
superior, o que a diferencia das demais é seu sistema operacional, concebido para 
compartilhar e gerenciar os recursos da rede. Esse tipo de rede necessita de 
implementação especializada, custo mais elevado em relação à rede ponto a ponto, maior 
desempenho e alto nível de segurança. 
 
2.3 Dimensão 
LAN – Local Área Network: É uma rede relativamente pequena, cobrindo pequenas 
áreas como uma sala, um escritório, um prédio, um estabelecimento comercial, etc. 
Normalmente conectam um número relativamente pequeno de máquinas. Raramente 
ultrapassa alguns quilômetros. Não utiliza um grande número de tecnologias de 
conectividade. Tem o uso restrito a uma corporação. 
MAN – Metropolitan Area Network: Situa-se na ordem de dezenas de quilômetros. 
Comum em serviços públicos de comunicação, de abrangência de uma cidade, como TV 
a Cabo. Pode combinar mais de uma tecnologia para conectividade, como meios de 
comunicação com cabo em certos segmentos e sem cabo (wireless) em outros. 
WAN – Wide Área Network: Dimensões de centenas ou milhares de quilômetros; 
podem ser nacionais ou internacionais. Utiliza grande variedade de tecnologias e 
dispositivos físicos. Redes de longa distância, também chamadas de redes 
geograficamente distribuídas, permitem a comunicação de dados entre cidades, países ou 
continentes. Pode ser de uso governamental, privado ou público. 
PAN – Personal Área Network: também conhecidas como redes de área pessoal, 
utilizam comunicação sem fios para interligar dispositivos (portáteis, smartphones, etc). 
O alcance está limitado a algumas dezenas de metros. 
SAN – Storage Área Network: estas redes abrangem um conjunto de equipamentos 
computacionais e de armazenamento de massa, normalmente, localizados num data 
center, são usadas para ligações de muito curta distância. 
A Internet – O termo internetwork refere-se a um conjunto de redes interconectadas. O 
exemplo mais conhecido de uma internetworking é a Internet. Assim, a Internet é um 
grande conjunto de muitas redes. Não deve ser confundida com WWW – World Wide 
Web, que é o serviço de páginas de hipertexto acessadas com um browser, e que usa a 
Internet como meio de comunicação. 
Intranets – São redes privadas, pertencentes a uma organização, que utiliza a mesma 
tecnologia da Internet, e está isolada da Internet por um firewall. 
Extranets – São intranets que permitem o acesso controlado a partir da Internet. 
 
3. TOPOLOGIAS DE REDES 
Topologia pode ser descrita como mapa de uma rede, que indica as formas nas 
quais se pode organizar a interligação entre cada um dos equipamentos (computadores, 
impressoras) da rede. Esses equipamentos também podem ser chamados de nós, ou ainda 
de estações. Existem duas categorias básicas de topologias de rede: 
 Topologia física 
 Topologia lógica 
Topologia física: representa como as redes estão conectadas (layout físico) e o meio de 
conexão dos dispositivos de redes (nós ou nodos). A forma com que os cabos são 
conectados, e que genericamente chamamos de topologia da rede (física), influencia em 
diversos pontos considerados críticos, como a flexibilidade, velocidade e segurança. 
Topologia lógica: refere-se à maneira como os sinais agem sobre os meios de rede, ou a 
maneira como os dados são transmitidos através da rede a partir de um dispositivo para o 
outro sem ter em conta a interligação física dos dispositivos. Topologias lógicas são 
capazes de serem reconfiguradas dinamicamente por tipos especiais de equipamentos 
como roteadores e switches. 
3.1 Topologia Ponto a Ponto: 
Peer-to-peer (do inglês par-a-par ou simplesmente ponto-a-ponto, com sigla P2P) é 
uma arquitetura de redes de computadores onde cada um dos pontos ou nós da rede 
funciona tanto como cliente quanto como servidor, permitindo compartilhamentos de 
serviços e dados sem a necessidade de um servidor central. As redes P2P podem ser 
configuradas em casa, em empresas e ainda na Internet. Todos os pontos da rede devem 
usar programas compatíveis para ligar-se um ao outro. Uma rede peer-to-peer pode ser 
usada para compartilhar músicas, vídeos, imagens, dados, enfim qualquer coisa com 
formato digital.Imagem 1 – topologia ponto a ponto 
Vantagens: 
 Baixo custo; 
 Fácil implementação; 
 Sistema simples de cabeamento; 
 Funciona sem estar conectada à rede; 
 Computadores em um mesmo ambiente de trabalho. 
Desvantagens: 
 Usada em pequenas redes; 
 Baixa segurança; 
 Não existe administrador da rede; 
 Não existe servidor; 
 A rede terá problema para crescer de tamanho 
 
3.2 Topologia Barramento: 
Todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados. 
Apesar de os dados não passarem por dentro de cada um dos nós, apenas uma máquina 
pode "escrever" no barramento num dado momento. Todas as outras "escutam" e 
recolhem para si os dados destinados a elas. Quando um computador estiver a transmitir 
um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao 
mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão. 
 
Imagem 2 – topologia de barramento 
Vantagens: 
 Uso de cabo é econômico; 
 Mídia é barata, fácil de trabalhar e instalar; 
 Simples e relativamente confiável; 
 Fácil expansão. 
Desvantagens: 
 Rede pode ficar extremamente lenta em situações de tráfego pesado; 
 Problemas são difíceis de isolar; 
 Falha no cabo paralisa a rede inteira. 
 
3.3 Topologia Estrela: 
A mais comum atualmente, a topologia em estrela utiliza cabos de par trançado e 
um concentrador como ponto central da rede. O concentrador se encarrega de retransmitir 
todos os dados para todas as estações, mas com a vantagem de tornar mais fácil a 
localização dos problemas, já que se um dos cabos, uma das portas do concentrador ou 
uma das placas de rede estiver com problemas, apenas o nó ligado ao componente 
defeituoso ficará fora da rede. 
 
Imagem 3 – topologia estrela 
Vantagens: 
 A codificação e adição de novos computadores é simples; 
 Gerenciamento centralizado; 
 Falha de um computador não afeta o restante da rede. 
Desvantagem: 
 Uma falha no dispositivo central paralisa a rede inteira. 
 
3.4 Topologia Anel: 
Na topologia em anel os dispositivos são conectados em série, formando um 
circuito fechado (anel). Os dados são transmitidos unidirecional de nó em nó até atingir 
o seu destino. Uma mensagem enviada por uma estação passa por outras estações, através 
das retransmissões, até ser retirada pela estação destino ou pela estação fonte. 
 
Imagem 4 – topologia em anel 
Vantagens: 
 Todos os computadores acessam a rede igualmente; 
 Performance não é impactada com o aumento de usuários. 
Desvantagens: 
 Falha de um computador pode afetar o restante da rede; 
 Problemas são difíceis de isolar. 
 
3.5 Topologia Malha: 
Esta topologia é muito utilizada em várias configurações, pois facilita a instalação 
e configuração de dispositivos em redes mais simples. Todos os nós estão atados a todos 
os outros nós, como se estivessem entrelaçados. Já que são vários os caminhos possíveis 
por onde a informação pode fluir da origem até o destino. 
 
Imagem 5 – topologia em malha 
Vantagens: 
 Maior redundância e confiabilidade; 
 Facilidade de diagnóstico. 
Desvantagem: 
 Instalação dispendiosa. 
 
3.6 Topologia em Árvore – 
A topologia em árvore é essencialmente uma série de barras interconectadas. 
Geralmente existe uma barra central onde outros ramos menores se conectam. Esta 
ligação é realizada através de repartidores e as conexões das estações realizadas do 
mesmo modo que no sistema de barra padrão. 
Cuidados adicionais devem ser tomados nas redes em árvores, pois cada 
ramificação significa que o sinal deverá se propagar por dois caminhos diferentes. A 
menos que estes caminhos estejam perfeitamente casados, os sinais terão velocidades de 
propagação diferentes e refletirão os sinais de diferentes maneiras. Por estes motivos, 
geralmente as redes em árvore vão trabalhar com taxas de transmissão menores do que as 
redes em barra comum. Atualmente não se usa a topologia em árvore, por que caso haja 
falha, a rede pode ser comprometida. 
Usa-se normalmente uma topologia física baseada numa estrutura hierárquica de 
várias redes e sub-redes. Existem um ou mais concentradores que ligam cada rede local 
e existe um outro concentrador que interliga todos os outros concentradores. Esta 
topologia facilita a manutenção do sistema e permite, em caso de avaria, detectar com 
melhor facilidade o problema. 
 
Imagem 6 - topologia em arvore 
Vantagens: 
 É flexível; 
 Assegura uma boa manutenção e gestão de um conjunto de redes. 
Desvantagens: 
 Quando os concentradores falham a rede deixa de funcionar. 
 
3.7 Topologia em Híbrida – 
É a topologia mais utilizada em grandes redes. Assim, adequa-se a topologia de 
rede em função do ambiente, compensando os custos, expansibilidade, flexibilidade e 
funcionalidade de cada segmento de rede. São as que utilizam mais de uma topologia ao 
mesmo tempo, podendo existir várias configurações que podemos criar utilizando uma 
variação de outras topologias. Elas foram desenvolvidas para resolver necessidades 
específicas. 
Muitas vezes acontecem demandas imediatas de conexões e a empresa não dispõe 
de recursos, naquele momento, para a aquisição de produtos adequados para a montagem 
da rede. Nestes casos, a administração de redes pode utilizar os equipamentos já 
disponíveis considerando as vantagens e desvantagens das topologias utilizadas. 
Consideremos o caso de um laboratório de testes computacionais onde o número de 
equipamentos é flutuante e que não admite um layout definido. A aquisição de 
concentradores ou comutadores pode não ser conveniente, pelo contrário até custosa. 
Talvez uma topologia em barramento seja uma solução mais adequada para aquele 
segmento físico de rede. 
Numa topologia híbrida, o desenho final da rede resulta da combinação de duas ou 
mais topologias de rede. A combinação de duas ou mais topologias de rede permite-nos 
beneficiar das vantagens de cada uma das topologias que integram esta topologia. Embora 
muito pouco usada em redes locais, uma variante da topologia em malha, a malha híbrida, 
é usada na Internet e em algumas WANs. A topologia de malha híbrida pode ter múltiplas 
ligações entre várias localizações, mas isto é feito por uma questão de redundância, além 
de que não é uma verdadeira malha porque não há ligação entre cada um e todos os nós, 
somente em alguns por uma questão de backup. 
 
Imagem 7 – topologia hibrida 
Vantagens: 
 Detecção de falhas e de problemas; 
 É fácil aumentar o tamanho da rede; 
 Pode ser projetada de acordo com a exigência. 
 
Desvantagens: 
 Complexidade de montagem do projeto; 
 Equipamentos caros; 
 Arquiteturas em grandes escalas. 
 
3.8 Topologia Daisy Chain – 
A Daisy Chain é a rede de computadores simples. É a maneira mais fácil de 
adicionar mais dispositivos Ethernet à rede. Na rede Daisy Chain, um computador é 
conectado ao próximo sem nenhum dispositivo intermediário, portanto, a mensagem é 
enviada de um computador para o próximo e depois para o próximo, e assim por diante. 
Uma Daisy Chain pode ser linear ou circular. 
A topologia linear coloca um link de duas vias entre um computador e outro. No 
entanto, isso era caro nos primeiros dias da computação, uma vez que cada computador 
(exceto os que estão em cada extremidade), necessitava de dois receptores e dois 
transmissores. 
A topologia em anel pode ser formada conectando-se os computadores em cada 
extremidade. Uma das vantagens do anel é que a metade do número de transmissores e 
receptores pode sair de serviço, já que uma mensagem fará uma volta eventualmente por 
todo o outro lado. Quando um nó transmite uma mensagem, a mensagem é processada 
por todos os computadores do anel. Se um computador não é o nó destino, ele vai passar 
a mensagem para o nó seguinte, até que a mensagem chegue ao seu destino. Se a 
mensagem não for aceita por nenhum nó da rede, ela vai percorrer todo o anel e retornar 
ao remetente.Isto potencialmente resulta em uma duplicação do tempo de transmissão 
para os dados 
 
Imagem 8 – topologia Daisy Chain 
 
Vantagens: 
 Permite a adição e remoção de dispositivos sem influenciar os outros. 
 
Desvantagens: 
 Cada nó representa um ponto de falha que pode segmentar a rede. 
 
4. MODOS DE TRANSMISSÃO 
Considerando o sentido do fluxo de informações, existem três modos de 
transmissão: 
 Simplex 
 Half-Duplex 
 Full-Duplex 
Simplex: A transmissão de dados ocorre em único sentido, ou seja, é unidirecional. Nesse 
tipo de transmissão, um equipamento é o transmissor e outro é o receptor, sendo que esses 
papéis não se invertem. Um exemplo seria uma transmissão de rádio, ou transmissão 
televisiva. 
Half-Duplex: A transmissão de dados ocorre nos dois sentidos (bidirecional), mas não 
simultaneamente. Portanto, os equipamentos são ambos emissores e receptores, embora 
em cada momento realizem apenas uma dessas funções. Um exemplo seria a transmissão 
usando um walkie-talkie: as duas pessoas podem conversar, mais só uma de cada vez. 
Full-Duplex: nesse modo de transmissão os equipamentos podem receber e enviar dados 
ao mesmo tempo. É considerada a verdadeira comunicação bidirecional. Um exemplo 
seria a comunicação por telefone ou por videoconferência. 
5. MEIOS DE TRANSMISSÃO 
Os meios de transmissão de dados oferecem suporte ao fluxo de dados entre os 
equipamentos, desde a origem até o destino, e vice-versa. Estes meios podem ser físicos 
ou não, por exemplo cabo par trançado, cabo coaxial, fibra ótica e wireless. 
Cabo par trançado: Par de fios de cobre entrelaçados em espiral de forma a reduzir o 
ruído, também empregados em transmissão telefônica. Existem dois tipos de cabo par 
trançado: com blindagem, chamado de STP (Shielded Twisted Pair), e o sem blindagem, 
conhecido como UTP (Unshielded Twisted Pair). O cabo UTP é atualmente o mais usado, 
tanto em redes domésticas quanto em grandes redes industriais devido ao fácil manuseio, 
instalação, permitindo taxas de transmissão de até 100 Mbps e é o mais barato para 
distâncias de até 100 metros; 
Cabo coaxial: Cabo coaxial é uma espécie de cabo condutor usado para a transmissão de 
sinais. Ele recebe tal nome por ser constituído de várias camadas concêntricas de 
condutores e isolantes. O cabo coaxial é basicamente formado por um fio de cobre 
condutor revestido por um material isolante, e ainda rodeado por uma blindagem. 
Fibra ótica: é um meio físico que permite a transmissão de luz por reflexões contínuas 
dentro de uma superfície até a chegada da outra extremidade, sem perdas. Usada para 
transmissão de dados em vários segmentos. De formato diminuto, com material de fácil 
instalação e gerenciamento e um bom custo-benefício. 
Vantagens: 
 A fibra é completamente livre de ruídos, com isso a transferência dos dados é mais 
rápida. 
 Permite transmissão a longas distâncias, ou seja, podemos ter um cabo de fibra 
óptica muito mais longo que os demais cabos apresentados. Dessa forma não 
haverá enfraquecimento do sinal. 
Redes sem fio (wireless): A tecnologia Wireless significa “sem fio” (em livre tradução), 
e possibilita a transmissão da conexão entre pontos distantes sem precisar usar fios (como 
telefones sem fio, rádios ou o seu celular). Essa tecnologia engloba uma série de outras, 
sendo a mais comum delas a Wi-Fi. 
IrDA – transmissão de dados por um adaptador infravermelho, não possui 
armazenamento de dados. Somente envio e recebimento. 
BlueTooth – muito utilizada em celulares e smartphones, permite com que se troque 
informações com muita facilidade. Seu ponto negativo é a necessidade de estar muito 
perto do dispositivo para haver a conexão. 
RONJA – transmite dados usando feixes de luz. 
WI-FI – Seu acesso se dá por um ponto de acesso conhecido como Hotspot, e é possível 
acessar qualquer dispositivo por sua rede. 
 
 
 
 
 
 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
FURTADO, Teresa. O que é wireless?. [S. l.], 28 dez. 2011. Disponível em: 
https://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2011/12/o-que-e-wireless.html. Acesso em: 
8 abr. 2020. 
FONTES, Peterson. Fibra Óptica. [S. l.], 16 maio 2019. Disponível em: 
https://www.cianet.com.br/blog/infraestrutura-e-tecnologia/fibra-optica/. Acesso em: 8 
abr. 2020. 
O QUE é cabo coaxial?. [S. l.], 18 mar. 2013. Disponível em: 
https://www.oficinadanet.com.br/post/10155-o-que-e-cabo-coaxial. Acesso em: 8 abr. 
2020 
SIMÕES, Marco Antonio. Redes de Computadores e Tecnologia. [S. l.], 27 maio 
2015. Disponível em: http://masimoes.pro.br/redes-de-
computadores/introducao/conceitos-basicos-de-comuni.html. Acesso em: 7 abr. 2020. 
TIPOS de rede: LAN, MAN, WAN, WLAN, PAN, SAN. Quais as diferenças?. [S. l.], 
26 jul. 2017. Disponível em: https://faqinformatica.com/tipos-de-rede-lan-man-wan-
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MILHOMEM, Luciana. Conceitos básicos de Redes de Computadores. [S. l.], 2016. 
Disponível em: https://www.passeidireto.com/arquivo/20651208/aula-01-und-ii-
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2016. Disponível em: https://www.ispblog.com.br/2016/09/26/rede-descentralizada-
entenda-em-que-consiste-esse-modelo-de-rede/. Acesso em: 7 abr. 2020.