Curso-de-Redes

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Curso
Redes de Computadores 
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Conteúdo Programático: 
 
Introdução 
Conceitos Básicos de Redes de Computadores 
Modelos de Referência 
Arquitetura TCP/IP 
Composição de uma Rede de Computadores 
Topologias 
Banda 
Gerenciamento 
Matemática das Redes 
Meios físicos para redes 
Acesso sem-fio (wireless) 
Cabeamento para redes locais e WANs 
Conceitos Básicos de Ethernet 
Tecnologias Ethernet 
Comutação e domínios Ethernet 
Conjunto de Protocolos TCP/IP e endereçamento IP 
Conceitos Básicos de Roteamento e de Sub-redes 
Camada de Transporte TCP/IP 
A Camada de Aplicação TCP/IP 
Bibliografia/Links Recomendados 
 
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Introdução 
1. Introdução 
1.1. Visão geral do mercado de trabalho 
O mercado de trabalho para o profissional da área de redes tem crescido muito 
nos últimos anos. 
As principais empresas que buscam esses profissionais no mercado são: 
· Operadoras de Telecomunicações; 
· Fabricantes de equipamentos de rede; 
· Provedores de Serviço; 
· Consultorias; 
· Empresas de Treinamento. 
 
O perfil exigido para o profissional de rede é cada vez mais complexo. As 
empresas procuram profissionais com boa formação acadêmica, fluência em 
idiomas (principalmente inglês e espanhol), certificações profissionais, com 
facilidade e interesse em aprender novas tecnologias e preparados para 
enfrentar desafios. 
As principais atividades dos administradores e técnicos de rede são: 
· desenvolvimento de serviços 
· planejamento 
· projeto 
· implantação 
· operação 
· manutenção 
· monitoração 
· treinamento 
· consultoria 
· suporte técnico 
 
1.2. Histórico e evolução das Redes de Computadores 
Para conhecer um pouco do avanço da tecnologia da área de redes, vamos 
pensar na definição do termo "Teleprocessamento".Teleprocessamento significa 
processamento à distância, ou seja, podemos gerar informações 
em um equipamento e transmiti-las para outro equipamento para serem 
processadas. 
A necessidade da comunicação à distância levou, em 1838, a invenção do 
telégrafo por Samuel F. B. Morse. Esse evento deu origem a vários outros 
sistemas de comunicação como o telefone, o rádio e a televisão. 
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Na década de 1950, com a introdução de sistemas de computadores, houve um 
grande avanço na área de processamento e armazenamento de informações. 
O maior avanço das redes de computadores aconteceu com a popularização da 
Internet. Essa grande rede mundial, onde hoje podemos ler nossos e-mails, 
acessar páginas Web, entrar em grupos de discussão, comprar os mais diversos 
artigos, ver vídeos, baixar músicas, etc., passou por vários processos até atingir 
este estágio e a sua tendência é evoluir cada vez mais. 
A arquitetura denominada TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) é uma 
tecnologia de conexão de redes resultante da pesquisa financiada pela Agência 
de Defesa dos Estados Unidos, DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), por 
volta dos anos 60. Várias universidades e empresas privadas foram envolvidas 
na pesquisa. Esse investimento foi devido ao receio do governo norte-americano 
de um ataque soviético a suas instalações, e a necessidade de distribuir suas 
bases de informação. 
Em 1969, iniciou-se uma conexão, com circuitos de 56 kbps, entre 4 localidades 
(Universidades da Califórnia, de Los Angeles e Santa Bárbara, Universidade de 
Utah e Instituto de Pesquisa de Stanford). Essa rede foi denominada ARPANET, 
sendo desativada em 1989. 
A partir deste fato, várias universidades e institutos de pesquisa começaram a 
participar e contribuir com inúmeras pesquisas durante a década de 70, 
contribuições estas que deram origem ao protocolo TCP/IP. 
Em 1980, a Universidade da Califórnia de Berkeley, que desenvolveu o sistema 
operacional UNIX, escolheu o protocolo TCP/IP como padrão. 
Como o protocolo não é proprietário, o crescimento da utilização do TCP/IP foi 
extraordinário entre universidades e centros de pesquisa. 
Em 1985, a NFS (National Science Foundation) interligou os supercomputadores de 
seus centros de pesquisa, a NFSNET. No ano seguinte, a NFSNET foi 
interligada a ARPANET, dando origem à Internet. 
No Brasil, em 1988, a Internet chegou por iniciativa de institutos de pesquisa de 
São Paulo (FAPESP – Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São 
Paulo) e do Rio de Janeiro (UFRJ – Universidade Federal do Rio de Janeiro e 
LNCC – Laboratório Nacional de Computação Científica). 
Várias empresas iniciaram suas pesquisas, entre elas as operadoras de 
telecomunicações: Embratel, Telesp, Telebahia, Telepar, etc.. Sendo que no final 
de 1995, a Telebrás (holding que controlava as telecomunicações no Brasil) 
autorizou a Embratel a lançar o serviço de acesso à Internet, dando início à 
Internet comercial no Brasil. 
 
Conceitos Básicos de Redes de Computadores 
2. Conceitos Básicos de Redes de Computadores 
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2.1.Definições 
2.1.1. Gerais 
Uma Rede de Computadores é: um conjunto de dispositivos processadores 
capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um 
sistema de comunicação. 
2.1.2. Classificação segundo a extensão geográfica 
2.1.2.1. Rede Local (LAN) 
Rede de Área Local (LAN – Local Area Network), ou simplesmente Rede Local, é um 
grupo de dispositivos processadores interligados em uma rede em mesmo 
ambiente co-localizado. 
2.1.2.2. Rede de Longa Distância (WAN) 
Rede de Longa Distância (WAN – Wide Area Network) é a rede de interligação de 
diversos sistemas de computadores, ou redes locais, localizados em regiões 
fisicamente distantes. 
2.1.2.3. Rede Metropolitana (MAN) 
Rede Metropolitana (MAN – Metropolitan Area Network) é uma rede dentro de uma 
determinada região, uma cidade, onde os dados são armazenados em uma base 
comum. Exemplo: Uma rede de farmácias de uma mesma cidade. 
2.1.2.4. Rede de Campus (CAN) 
Rede de Campus (CAN – Campus Area Network) é uma rede que compreende uma 
área mais ampla que uma rede local, que pode conter vários edifícios próximos. 
Exemplo: Um Campus Universitário. 
2.1.2.5. Rede de Armazenamento (SAN) 
Rede de Armazenamento (SAN - Storage Area Network) é uma rede que compartilha 
uma base de dados comum em um determinado ambiente. 
2.1.3. Conceitos importantes 
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Figura – Redes e acessos 
 
2.1.3.1. Internet 
É o conjunto de redes de computadores interligadas pelo mundo inteiro. Utiliza a 
arquitetura TCP/IP, e disponibiliza o acesso a serviços, permite a comunicação e 
troca de informação aos usuários do planeta. 
2.1.3.2. Intranet 
É a rede de computadores de uma determinada organização, baseada na 
arquitetura TCP/IP. Fornece serviços aos empregados, e permite a comunicação 
entre os mesmos e, de forma controlada, ao ambiente externo (à Internet). 
Também é conhecida como Rede Corporativa. 
2.1.3.3. Extranet 
É um conceito que permite o acesso, de funcionários e fornecedores de uma 
organização, aos recursos disponibilizados pela Intranet. Podemos dizer que é 
uma extensão da Intranet. Dessa maneira, podemos disponibilizar um padrão 
unificado entre as diversas empresas, filiais, do grupo. 
2.1.3.4. VPN (Rede Privada Virtual) 
VPN é uma rede virtual estabelecida entre dois ou mais pontos, que oferece um 
serviço que permite o acesso remoto, de funcionários ou fornecedores a uma 
determinada rede, a fim de executarem suas tarefas. Muito utilizada por 
funcionários, para terem acesso aos e-mails corporativos via Intranet, ou para as 
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equipes de suporte técnico solucionarem problemas em seu sistema de maneira 
remota. 
 
Modelos de Referência2.2. Modelos de Referência 
2.2.1. Modelo OSI 
O modelo OSI (Open Systems Interconnection) foi desenvolvido pela ISO (International 
Standard Organization) com o objetivo de criar uma estrutura para definição de 
padrões para a conectividade e interoperabilidade de sistemas heterogêneos. 
Define um conjunto de 7 camadas (layers) e os serviços atribuídos a cada uma. 
O modelo OSI é uma referência e não uma implementação. 
O objetivo de cada camada é: 
· Fornecer serviços para a camada imediatamente superior. 
· Esconder da camada superior os detalhes de implementação dos seus 
serviços. 
· Estabelecer a comunicação somente com as camadas adjacentes de um 
sistema. 
 
Figura – Modelo de Referência OSI 
2.2.1.1. Descrição funcional da camadas 
2.2.1.1.1. Camada 1 – Física 
Transmissão transparente de seqüências de bits pelo meio físico. 
Contém padrões mecânicos, funcionais, elétricos e procedimentos para acesso a 
esse meio físico. 
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Especifica os meios de transmissão (satélite, coaxial, radiotransmissão, par 
metálico, fibra óptica, etc.). 
Tipos de conexão: 
· Ponto-a-ponto ou multiponto 
· Full ou half duplex 
· Serial ou paralela 
2.2.1.1.2. Camada 2 – Enlace 
Esconde características físicas do meio de transmissão. 
Transforma os bits em quadros (frames). 
Provê meio de transmissão confiável entre dois sistemas adjacentes. 
Funções mais comuns: 
· Delimitação de quadro 
· Detecção de erros 
· Seqüencialização dos dados 
· Controle de fluxo de quadros 
Para redes locais é dividido em dois subníveis: LLC (Logical Link Control) e MAC 
(Media Access Control). 
2.2.1.1.3. Camada 3 – Rede 
Provê canal de comunicação independente do meio. 
Transmite pacotes de dados através da rede. 
Os pacotes podem ser independentes (datagramas) ou percorrer uma conexão 
pré-estabelecida (circuito virtual). 
Funções características: 
· Tradução de endereços lógicos em endereços físicos 
· Roteamento 
· Não propaga broadcast de rede 
· Não possuem garantia de entrega dos pacotes 
2.2.1.1.4. Camada 4 – Transporte 
Nesta camada temos o conceito de comunicação fim-a-fim. 
Possui mecanismos que fornecem uma comunicação confiável e transparente 
entre dois computadores, isto é, assegura que todos os pacotes cheguem 
corretamente ao destino e na ordem correta. 
Funções: 
· Controle de fluxo de segmentos 
· Correção de erros 
· Multiplexação 
2.2.1.1.5. Camada 5 – Sessão 
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Possui a função de disponibilizar acessos remotos, estabelecendo serviços de 
segurança, verificando a identificação do usuário, sua senha de acesso e suas 
características (perfis). Atua como uma interface entre os usuários e as 
aplicações de destino. 
Pode fornecer sincronização entre as tarefas dos usuários. 
2.2.1.1.6. Camada 6 – Apresentação 
Responsável pelas transformações adequadas nos dados, antes do seu envio a 
camada de sessão. Essas transformações podem ser referentes à compressão 
de textos, criptografia, conversão de padrões de terminais e arquivos para 
padrões de rede e vice-versa. 
Funções: 
· Formatação de dados 
· Rotinas de compressão 
· Compatibilização de aplicações: sintaxe 
· Criptografia 
2.2.1.1.7. Camada 7 - Aplicação 
É responsável pela interface com as aplicações dos computadores (hosts). 
Entre as categorias de processos de aplicação podemos citar: 
· Correio eletrônico: X400 
· Transferência de arquivos: FTAM 
· Serviço de diretório: X500 
· Processamento de transações: TP 
· Terminal virtual: VT 
· Acesso à banco de dados: RDA 
· Gerência de rede 
 
Arquitetura TCP/IP 
2.2.2. Arquitetura TCP/IP 
A arquitetura TCP/IP é composta por 4 camadas (formando a pilha da estrutura 
do protocolo) conforme mostra a figura abaixo: 
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Figura – Arquitetura TCP/IP 
2.2.2.1. Camada de Acesso à Rede 
A camada inferior da arquitetura TCP/IP tem as funcionalidades referentes às 
camadas 1 e 2 do Modelo OSI. 
Esta camada pode ser denominada, em outras literaturas, como Física ou até 
mesmo ser dividida em 2 camadas (Física e Enlace), o que leva a arquitetura a 
possuir 5 camadas. 
2.2.2.2. Camada Internet 
A camada Internet, também conhecida como de Rede ou Internetwork, é 
equivalente a camada 3, de Rede, do Modelo OSI. Os protocolos IP e 
ICMP(ping) estão presentes nesta camada. 
2.2.2.3. Camada de Transporte 
A camada de Transporte equivale à camada 4 do Modelo OSI. Seus dois 
principais protocolos são o TCP e o UDP. 
2.2.2.4. Camada de Aplicação 
A camada superior é chamada de camada de Aplicação equivalente às camadas 
5, 6 e 7 do Modelo OSI. Os protocolos mais conhecidos são: HTTP, FTP, Telnet, 
DNS e SMTP. 
Composição de uma Rede de Computadores 
2.3. Composição de uma Rede de Computadores 
Uma rede de computadores é composta por 3 grupos: Computadores, 
Infraestrutura e Dispositivos de Rede. 
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2.3.1. Computadores 
Equipamentos utilizados para processamento de dados. Na visão de rede, 
podem ser divididos como estações de trabalho (ou clientes), e servidores. 
Devemos considerar que o conceito não é fixo, ou seja, em um determinado 
momento, para determinada aplicação, o computador é considerado como 
servidor e para outra aplicação ele é considerado como cliente. Veremos mais 
detalhes quando abordarmos o assunto sobre aplicações que usam a 
arquitetura cliente-servidor. 
Um computador é composto por: Hardware, Software e Firmware. 
2.3.1.1. Hardware 
Um computador é formado por: 
· Unidade de Processamento: Processador ou UCP (Unidade Central de 
Processamento – CPU, em inglês). 
· Unidades de Armazenamento: Memórias (RAM, ROM, etc.), Unidades de Disco 
(Unidades de Disco Rígido ou HD –Hard Disk, também conhecido como Winchester, 
Unidades de Disco Flexível ou Floppy Disk, Unidades de CD –Compact Disk, Unidades 
de DVD, etc). 
· Dispositivos de Entrada e Saída: Monitor, Teclado, Impressora, Mouse, Plotter, etc. 
2.3.1.2. Software 
Podemos considerar nesta categoria: o Sistema Operacional e os Aplicativos. 
2.3.1.3. Firmware 
É o programa instalado na memória de inicialização do computador, contendo as 
instruções básicas do computador (BIOS – Basic Input/Output System). 
2.3.2. Infra-estrutura 
É o recurso básico para utilização e interligação dos componentes de uma rede. 
2.3.2.1. Meio Físico 
O meio físico estabelece a forma de interconexão entre os componentes da 
rede. Exemplos: 
· Cabeamento: 
- Par metálico 
- Fibra óptica 
· Ar (sem fio – wireless) 
2.3.2.2. Alimentação 
A alimentação pode ser por: 
· Corrente Contínua 
- Baterias 
- Pilhas 
· Corrente Alternada 
- Rede Elétrica 
2.3.2.3. Estrutura Física de Instalações 
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Para acomodar os computadores e os dispositivos de rede devemos planejar e 
adequar o ambiente de acordo com as funções dos equipamentos. 
Devemos considerar: 
· o espaço físico que será ocupado. 
· o mobiliário adequado (bastidores / racks, móveis de escritório, etc.). 
· a temperatura da sala. 
· o acesso físico aos equipamentos. 
2.3.3. Dispositivos de Rede 
Os dispositivos de rede estão classificados de acordo com a sua funcionalidade. 
2.3.3.1. Repetidor (Repeater) 
Os repetidores são dispositivos usados para estender as redes locais além dos 
limites especificados para o meio físico utilizado nos segmentos. 
Operam na camada 1 (Física) do modelo OSI e copiam bits de um segmento para 
outro, regenerando os seus sinais elétricos. 
 
2.3.3.2. Concentrador (Hub) 
Os Hubs são os dispositivos atualmente usados na camada 1 (Física) e 
substituem os repetidores. 
São repetidores com múltiplas portas. 
 
2.3.3.3. Ponte (Bridge) 
São dispositivos que operam na camada 2 (Enlace) do modelo OSI e servempara conectar duas ou mais redes formando uma única rede lógica e de forma 
transparente aos dispositivos da rede. 
As redes originais passam a ser referenciadas por segmentos. 
As bridges foram criadas para resolver problemas de desempenho das redes. Elas 
resolveram os problemas de congestionamento nas redes de duas maneiras: 
· reduzindo o número de colisões na rede, com o domínio de colisão. 
· adicionando banda à rede. 
Como as bridges operam na camada de enlace, elas "enxergam" a rede apenas 
em termos de endereços de dispositivos (MAC Address). 
As bridges são transparentes para os protocolos de nível superior. Isso significa 
que elas transmitem os "pacotes" de protocolos superiores sem transformá-los. 
 
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As bridges são dispositivos que utilizam a técnica de store-and-forward (armazena e 
envia). Ela armazena o quadro (frame) em sua memória, compara o endereço de 
destino em sua lista interna e direciona o quadro (frame) para uma de suas 
portas. 
Se o endereço de destino não consta em sua lista o quadro (frame) é enviado 
para todas as portas, exceto a que originou o quadro (frame), isto é o que 
chamamos de flooding. 
 
2.3.3.4. Comutador (Switch) 
Os switches também operam na camada 2 (Enlace) do modelo OSI e executa as 
mesmas funções das bridges, com algumas melhorias. 
Os switches possuem um número mais elevado de portas. 
 
2.3.3.5. Roteador (Router) 
O Roteador é o equipamento que opera na camada 3 (Rede) do modelo OSI, e 
permite a conexão entre redes locais ou entre redes locais e de longa distância. 
Suas principais características são: 
· filtram e encaminham pacotes 
· determinam rotas 
· segmentam pacotes 
· realizam a notificação à origem 
Quanto a sua forma de operação, as rotas são determinadas a partir do 
endereço de rede da estação de destino e da consulta às tabelas de roteamento. 
Essas tabelas são atualizadas utilizando-se informações de roteamento e por 
meio de algoritmos de roteamento. 
Tais informações são transmitidas por meio de um protocolo de roteamento. 
 
2.3.3.6. Modem 
Dispositivo eletrônico utilizado para a conversão entre sinais analógicos e 
digitais. A palavra tem como origem as funções de modulação e demodulação. 
São geralmente utilizados para estabelecer a conexão entre computadores e 
redes de acesso. 
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Topologias 
2.4.Topologias 
 
2.4.1. Anel (ring) 
Topologia em Anel 
 
2.4.2. Barramento (bus) 
Topologia em Barramento 
 
2.4.3. Estrela (star) 
Topologia em Estrela 
 
2.4.4. Malha (mesh) 
Topologia em Malha 
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2.4.5. Ponto-a-ponto (point-to-point) 
Topologia Ponto-a-Ponto 
 
2.4.6. Árvore (tree) 
Topologia em Árvore 
 
 
 
Banda 
2.5. Banda 
 
2.5.1. Largura de Banda 
Largura de banda é uma propriedade física relativa a faixa de freqüências 
transmitidas sem serem fortemente atenuadas e é medida em Hertz (Hz). Em 
telecomunicações, o termo banda se refere a faixa disponível para a transmissão 
de dados. A velocidade usada para transmitir os dados é chamada de taxa de 
transmissão de dados e sua unidade de medida é bits por segundo (bps). 
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Gerenciamento 
2.6.Gerenciamento 
2.6.1. Necessidades 
As principais necessidades de gerenciamento de redes são: 
· Detectar, diagnosticar, registrar e prevenir a ocorrência de eventos de 
anormalidades. 
· Poder acessar, alterar ou restaurar as configurações da rede, mantendo a sua 
confiabilidade. 
· Controlar e contabilizar o acesso aos recursos da rede. 
· Estabelecer limites para o envio de alarmes a fim de inicializar processos 
operacionais, para efeito de manutenção ou simplesmente informações para 
auxílio de análises sobre os serviços da rede. 
· Monitorar e garantir a segurança da rede. 
2.6.2. Modelos Funcionais 
Podemos destacar os principais modelos funcionais de gestão como: 
· Gestão de Falhas 
· Gestão de Configuração 
· Gestão de Contabilização 
· Gestão de Desempenho 
· Gestão de Segurança 
2.6.3. SNMP 
O SNMP (Simple Network Management Protocol - Protocolo Simples de Gerência de Rede) 
é um protocolo de gestão típica de redes TCP/IP, da camada de aplicação, que 
facilita a troca de informações entre os elementos de uma rede. 
Permite aos administradores de rede realizar a gestão da rede, monitorando o 
desempenho, gerando alarmes de eventos, diagnosticando e solucionando 
eventuais problemas, e fornecendo informações para o planejamento de 
expansões da planta. 
Para a gestão de uma rede, de forma geral, precisamos de um conjunto de 
elementos, conforme descritos abaixo. 
· Elementos gerenciados 
· Agentes 
· Gerentes ou Gestores 
· Banco de Dados 
· Protocolos 
· Interfaces para programas aplicativos 
· Interface com o usuário 
O conjunto de todos os objetos SNMP é coletivamente conhecido como MIB 
(Management Information Base). 
2.7.Sinais Analógicos X Digitais 
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Entendemos por analógica a variação contínua de uma variável. As grandezas 
físicas (corrente elétrica, tensão, resistência, temperatura, velocidade, etc.) 
variam de forma analógica, ou seja, para atingir um determinado valor a variação 
é contínua, passando por todos os valores intermediários, até o valor final. 
Pode ser melhor compreendido por meio do gráfico abaixo: 
 
O sinal digital possui como característica uma variação em saltos, ou seja, em 
um determinado instante encontra-se em um nível e no instante seguinte em 
outro nível sem passar pelos níveis intermediários, conforme figura a seguir: 
Sinal Digital 
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Podemos dizer que os sinais analógicos possuem infinitos valores, enquanto os 
sinais digitais possuem valores finitos. 
 
Matemática das Redes 
2.8. Matemática das Redes 
O objetivo deste tema é rever os conceitos dos sistemas de numeração a fim de 
fornecer condições para a compreensão da estrutura e dos cálculos referentes 
ao endereçamento IP. 
2.8.1. Representação da informação, bits e bytes 
Os computadores utilizam sinais digitais para estabelecer a comunicação. A 
menor unidade estabelecida nesta comunicação é denominada bit (Dígito 
Binário, Binary Digit). 
O conjunto de 8 bits é conhecido como byte. 
2.8.2. Sistemas de Numeração 
O ser humano criou vários sistemas de numeração para representação das suas 
grandezas numéricas. 
Estudaremos os sistemas: binário, decimal e hexadecimal. 
Para fixar o conceito de um sistema de numeração, vamos pensar como contar 
utilizando outros símbolos, por exemplo: 
Repare que sempre começamos utilizando um símbolo, a seguir o próximo ... e o 
próximo, até acabarem todos os símbolos. 
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Reiniciamos a contagem inserindo o segundo símbolo a frente dos demais e, 
novamente variamos os demais até utilizarmos todos, e variamos o segundo 
símbolo a frente dos demais, até utilizarmos todos. 
Esse é o processo de formação de um sistema de numeração. 
Vamos utilizar o nosso exemplo (base 3, pois possui três símbolos) e compará-lo 
com o sistema decimal. 
 
Com esse conceito podemos compreender qualquer formação de um sistema de 
numeração. 
2.8.2.1. Sistema Decimal 
O sistema decimal é o mais utilizado pelos humanos para representar suas 
grandezas: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9. Como possuem 10 algarismos, dizemos 
que é um sistema de base 10, e sua notação é 
2.8.2.2. Sistema Binário 
O sistema binário, utilizado pelos computadores, é representado por 2 
algarismos: 0 e 1. Por isso dizemos que é um sistema de base 2, e 
representamos como 
2.8.2.3. Sistema Hexadecimal 
O sistema hexadecimal, utilizado na representação do endereço físico dos 
elementosde rede e em várias linguagens de programação de baixo nível, é 
composto por 16 algarismos (entre letras e numerais): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 
A, B, C, D, E e F. Trata-se de um sistema de base 16, é representado por
 
2.8.2.4. Conversões 
2.8.2.4.1. Binário para Decimal 
A regra básica para converter um número de uma base qualquer para decimal é 
a seguinte: 
 
· Realizar a somatória de cada algarismo correspondente multiplicado pela base 
(2) elevada pelo índice relativo ao posicionamento do algarismo no número. 
Por exemplo: 
 
 
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Quando convertemos um número decimal para outra base, utilizamos a seguinte 
regra: 
 
· Dividimos o número, e seus quocientes, sucessivamente pela base que 
desejamos converter, até que o quociente seja menor que o divisor. O resultado 
é composto pelo último quociente e os demais restos das divisões realizadas. 
Exemplo: 
 
2.8.2.4.3. Hexadecimal para Decimal 
Para esta conversão utilizamos a regra básica,ou seja, usamos a base 16. 
Devemos lembrar que: 
Exemplo: 
 
2.8.2.4.4. Decimal para Hexadecimal 
Para a conversão de decimal para hexadecimal utilizamos a regra básica, da 
divisão sucessiva, com base 16. 
Exemplo: 
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2.8.2.4.5. Binário para Hexadecimal 
De binário para hexadecimal, dividimos os números binários em grupos de 
quatro bits, da direita para a esquerda, e fazemos a conversão como utilizando a 
regra básica. 
Exemplo: 
 
 
De hexadecimal para binário, utilizamos a regra básica porém a apresentação 
dos números binários devem possuir 4 bits. 
Exemplo: 
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2.8.3. A lógica booleana (binária) 
Em 1854, o matemático inglês George Boole apresentou um sistema matemático 
de análise lógica que ficou conhecido como álgebra de Boole ou álgebra 
booleana. 
Entre as principais funções lógicas temos: 
· NÃO (NOT) 
· OU (OR) 
· NOU (NOR) 
· E (AND) 
· NE (NAND) 
· OU Exclusiva (XOR) 
· Coincidência (XAND) 
2.8.3.1. NÃO (NOT) 
 
2.8.3.2. OU (OR) 
 
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2.8.3.3. NOU (NOR) 
 
2.8.3.4. E (AND) 
 
2.8.3.5. NE (NAND) 
 
2.8.3.6. OU Exclusiva (XOR) 
 
2.8.3.7. Coincidência (XAND) 
 
2.8.4. Apresentação do Endereçamento IP (IPv4) 
O endereço IP é formado por 32 bits, divididos em 4 blocos de 8 bits, 
representados no sistema decimal (0-255). 
Exemplos: 
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10.12.208.25 
207.12.1.37 
200.201 68.5 
 
Meios físicos para redes 
3. Meios físicos para redes 
3.1.Meios em cobre 
 
3.1.1. Noções de eletricidade 
Para uma melhor compreensão das especificações técnicas dos cabos são 
necessários alguns conceitos básicos de eletricidade. 
Eletricidade é um fenómeno físico originado por cargas elétricas. Com a 
movimentação das cargas negativas (elétrons), de maneira ordenada, sobre um 
elemento condutor, ocorre a produção do que chamamos corrente elétrica (i), e 
sua unidade é o Ampere (A). 
O deslocamento das cargas elétricas por um elemento condutor (por exemplo, 
um fio de cobre) é provocado pela diferença de potencial (ddp) entre os pontos 
do elemento. Denominamos esse efeito de tensão elétrica (U), e sua unidade é 
chamada de Volt (V). 
O produto da corrente elétrica pela tensão elétrica é chamado de potência, e sua 
unidade é Watt(W). 
A resistência elétrica (R) que um material oferece para a passagem da corrente 
elétrica é medida em Ohm (Ω). 
É conhecida como lei de Ohm a relação entre resistência, tensão e corrente 
elétrica: U = R . i. 
Consideramos condutortodomaterial com características que permitem a 
passagem de corrente elétrica. Isolante é o material que dificulta, ou impede a 
passagem de corrente elétrica. 
A resistividade eléctrica ρ de um material é dada por: ρ = R . S / l 
onde: 
ρ é a resistividade estática (em ohm metros, Ωm); 
R é a resistência eléctrica de um condutor uniforme do material(em ohms, Ω); 
l é o comprimento do condutor (medido em metros); 
S é a área da seção do condutor (em metros quadrados, m²) 
Outro conceito importante são as unidades métricas. 
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3.1.2. Especificações de cabos 
Existem várias organizações, grupos empresariais e entidades governamentais 
que constituem institutos para especificar e regulamentar os tipos de cabos 
usados em redes. Podemos citar entre tais organizações internacionais a 
EIA/TIA (Electronic Industry Association e Telecommunications Industries Association), o IEEE (Institute 
of Electrical and Electronic Engineers), a UL (Underwriters Laboratories), ISO/IEC (International 
Standards Organization / International Electrotechnical Commission). Além de criar os códigos e 
gerar as especificações dos materiais utilizados no cabeamento, também 
definem os padrões de instalação. 
O padrão EIA/TIA-568 reconhece os seguintes tipos de cabo para a utilização: 
 
3.1.3. Cabo coaxial 
O cabo coaxial tem melhor blindagem que os cabos de par trançado, com isso 
pode se estender por distâncias maiores em velocidades mais altas. Dois tipos 
de cabo coaxial são muito usados: 
· cabo de 50 ohms. 
· cabo de 75 ohms. 
O cabo de 50 ohms, é muito utilizado em transmissões digitais, já o cabo de 75 
ohms, é usado em transmissões analógicas e, principalmente, em ambientes de 
televisão. 
Um cabo coaxial é formado por um fio de cobre colocado na parte central, 
envolvido por um material isolante. O isolante é envolvido por uma malha sólida 
entrelaçada. O condutor externo, que tem a função de diminuir o efeito de ruídos 
sobre o sinal transmitido, é coberto por uma camada plástica protetora. 
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3.1.4. Cabos de par-trançado (STP e UTP) 
A utilização mais comum do par trançado é o sistema telefônico. Geralmente, os 
telefones são conectados à central telefônica por meio de um cabo de par 
trançado. Os pares trançados podem se estender por diversos quilômetros sem 
amplificação mas, quando se trata de distâncias maiores, existe a necessidade 
de utilizarmos os dispositivos repetidores. 
Os pares trançados podem ser utilizados na transmissão de sinais analógicos ou 
digitais. A largura de banda e a taxa de transmissão dependem da espessura do 
fio e da distância percorrida mas, em muitos casos, é possível alcançar taxas 
altas, na ordem de alguns Mbps por alguns quilômetros. Muitas interferências 
podem ser provocadas se os pares não forem trançados. Devido ao custo e ao 
desempenho obtidos, os pares trançados são usados em larga escala e é 
provável que assim permaneçam nos próximos anos. 
Denominamos de UTP (Unshielded Twisted Pair) os cabos que não possuem 
blindagem e STP (Shielded Twisted Pair) os que possuem blindagem. 
Abaixo podemos verificar a divisão dos cabos por categoria e sua aplicação: 
 
3.2. Meios ópticos 
3.2.1. Noções de óptica 
A óptica é um segmento da física que estuda a luz e seus efeitos. A óptica 
explica os fenômenos de reflexão, refração e difração, ou seja, a interação entre 
a luz e o meio. 
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Dizemos que os raios de luz são linhas orientadas que representam, 
graficamente, a direção e o sentido da propagação da luz. 
Os fenômenos ópticos, reflexão e refração da luz, são os principais fatores para 
o estudo da transmissão de dados por meios ópticos. 
· Reflexão regular: quando o feixe de luz, que incide em uma superfície plana e 
lisa, retorna ao meio e se propaga mantendo o seu paralelismo. 
· Reflexão difusa: quando o feixe de luz, que incide em uma superfície irregular, 
retorna ao meio e se propaga espalhando-se em várias direções. 
· Refração da luz: quando o feixe de luz, que incide em uma superfície, se 
propaga em um segundo meio.Um sistema de transmissão óptica possui 3 componentes fundamentais: o 
gerador de luz, o meio de transmissão e o receptor. Seu funcionamento consiste 
na instalação de um gerador de luz em uma das extremidades e o receptor na 
outra. O gerador, ou fonte, de luz recebe um pulso elétrico e envia o sinal de luz 
através do meio de transmissão para o receptor. O receptor, ao entrar em 
contato com a luz, emite um pulso elétrico. Adota-se por convenção que a 
presença de luz equivale a um bit 1, e o bit 0 representa a ausência de luz. 
As fibras ópticas são constituídas por três camadas: o núcleo, a casca e o 
revestimento externo. 
O núcleo e a casca são produzidos a partir do vidro, ou de materiais a base de 
sílica ou plástico, e possuem diferentes índices de refração. 
 
A atenuação da luz através do meio depende do comprimento de onda da luz. 
As principais vantagens da fibra óptica são: 
· Baixa atenuação 
· Elevada largura de banda 
· Imunidade à interferência eletromagnética 
· Baixo peso 
· Pequena dimensão 
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· Sigilo 
· Isolação elétrica 
3.2.2. Fibras Multimodo e Monomodo, e outros componentes ópticos 
Entre os mais usuais tipos de fibras ópticas podemos destacar: 
· Fibra monomodo 
· Fibra multimodo de índice degrau 
· Fibra multimodo de índice gradual 
A diferença está no modo de operação entre elas. A fibra monomodo possui um 
modo de propagação enquanto as multimodos podem ter vários modos de 
propagação. 
Entre as fibras multimodo a diferença está na composição do material e os 
respectivos índices de refração. Enquanto na gradual temos uma variação 
gradativa no índice de refração, devido a várias camadas de materiais, na fibra 
de índice degrau temos uma única composição de forma que temos um índice 
de refração constante. 
3.2.3. Características de desempenho em Fibras Ópticas 
Neste item vamos falar sobre alguns fatores que afetam o desempenho das 
fibras ópticas. 
Estudaremos os efeitos de atenuação e dispersão. 
3.2.3.1. Atenuação 
Chamamos de atenuação a perda da potência de um sinal luminoso em uma 
fibra óptica. Sua unidade de medida é em decibéis por quilômetro (dB/km). 
Essa perda depende do comprimento de onda da luz e do material usado e 
ocorre por causa da limitação de distância entre a origem e o término da 
transmissão. Os principais fatores que geram a atenuação são: a absorção, o 
espalhamento e a curvatura. 
A atenuação é medida pela seguinte fórmula: 
 
 
3.2.3.1.1. Absorção 
Na absorção uma parcela da energia luminosa é absorvida pelo material devido 
a alguns fatores como: presença de impurezas, contaminação no processo de 
fabricação, variação na densidade do material, presença de moléculas de água 
dissolvidas no vidro ou no polímero, etc. 
3.2.3.1.2. Espalhamento 
As perdas por espalhamento ocorrem devido ao desvio do fluxo dos raios de luz 
em várias direções. Dois parâmetros que contribuem para essa perda é a 
densidade do material da fibra e a estrutura da fibra. 
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3.2.3.1.3. Curvatura 
As perdas podem ocorrer devido a curvaturas. Quando as curvaturas são muito 
grandes (quando os ângulos gerados pela deformação causarem a refração do 
sinal) ou muito pequenas (quando são próximas do raio do núcleo da fibra) 
podem afetar o sinal luminoso. 
3.2.3.2. Dispersão 
A dispersão é o alargamento do sinal luminoso ao longo do percurso da fibra 
óptica e limita a capacidade de transmissão, alterando os sinais transmitidos. As 
dispersões mais comuns são: dispersão modal, material e do guia de onda. 
3.2.3.2.1. Dispersão modal 
A dispersão modal se refere ao fato de que cada modo de propagação, 
passando por caminhos distintos, tendo assim diferentes velocidades de 
propagação, para um mesmo comprimento de onda. 
3.2.3.2.2. Dispersão material 
A dispersão material retrata a influência da matéria-prima empregada na 
composição da fibra, também é chamada de dispersão cromática. 
3.2.3.2.3. Dispersão do guia de onda 
A dispersão do guia de onda ocorre devido a variação dos índices de refração do 
núcleo e da casca ao longo da fibra. 
3.2.4. Instalação, Cuidados e Testes de Fibras Ópticas 
É muito importante que as conexões das fibras sejam muitos bem realizadas na 
instalação dos cabos de fibras ópticas. 
As conexões podem ser realizadas através de conectores ou emendas. 
Qualquer um dos modos de conexão gera um determinada perda no sinal. 
Desse modo devemos observar que um grande número de conexões pode 
comprometer o desempenho do sistema. 
Para minimizar as perdas devemos sempre observar dois fatores: 
· fatores intrínsecos: inerentes às fibras (diâmetro do núcleo/da casca, 
ovalização do núcleo/da casca, etc.). 
· fatores extrínsecos: condições externas (deslocamento lateral, separação das 
extremidades, desalinhamento angular, etc.). 
Para a instalação devemos possuir alguns acessórios, tais como: o clivador, os 
removedores de revestimentos, o desencapador e a máquina de polir. 
Os principais testes realizados nas fibras são: 
· teste de tração 
 teste de curvatura 
· teste de compressão 
· teste de impacto 
· teste de potência 
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Acesso sem-fio (wireless) 
3.3. Acesso sem-fio (wireless) 
O acesso sem fio (wireless) teve seu início quando em 1901, o físico italiano 
Guglielmo Marconi realizou uma demonstração do funcionamento de um 
telégrafo sem fio. A transmissão foi realizada a partir de um navio por código 
morse. Atualmente, o acesso sem fio tem avançado muito e facilitado a vida de 
vários usuários. 
Podemos dividir as redes sem fio em três categorias: 
1. Interconexão de sistemas. 
2. 2. LANs sem fios. 
3. 3. WANs sem fios. 
A interconexão de sistemas significa conectar computadores e periféricos 
usando uma faixa de alcance limitado. Normalmente, os computadores possuem 
conexão aos seus periféricos por meio de cabos. 
Uma tecnologia utilizada atualmente em computadores, celulares, fones de 
ouvido, pdas, etc. para estabelecer a comunicação entre sistemas é o Bluetooth. 
As LANs sem fio consiste em uma rede local sem a necessidade de cabos 
físicos, ou seja, podemos estabelecer a comunicação entre vários computadores 
e dispositivos de rede sem o uso de cabeamento. Por meio de um switchsem fio e 
placas de rede sem fio podemos implementar esse tipo de rede. 
As LANs sem fios estão se tornando cada vez mais comuns em pequenos 
escritórios e em residências, principalmente onde existe a dificuldade para a 
passagem de cabeamento, 
Um exemplo de rede WAN sem fio é a rede utilizada para telefonia celular. 
Atualmente conseguimos transmitir voz, dados e imagem para um aparelho 
celular. Os principais pontos que diferem uma rede LAN sem fio de uma WAN 
sem fio são: a distância de alcance, a capacidade de transmissão e a potência 
dos equipamentos e dos sinais gerados. Hoje, as LANs sem fio podem transmitir 
a taxas de 100 Mbps, à distâncias na ordem de metros. Enquanto as WANs sem 
fio funcionam à taxas 1 Mbps, em um raio de vários quilômetros. 
3.3.1. Padrões e Organizações de Redes Locais sem fio 
A seguir temos as principais organizações que normatizam o assunto. 
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O padrão para as LANs sem fio que está sendo mais utilizado é o IEEE 802.11. 
Ele possui as seguintes divisões: 
 
* Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) 802.11b 
** Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) 
3.3.2. Topologias e Dispositivos sem-fio 
Os principais dispositivos de uma rede sem fio (wireless) são os APs (access points). 
 
Podemos dividir as redes sem fio em: IBSS, BSS e ESS. 
 
3.3.3. Como as Redes Locais sem-fio se comunicam 
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Pelos sinais de portadoras de rádio ou infravermelho, as WLANs estabelecema 
comunicação entre os pontos da rede. Os dados são modulados na portadora de 
rádio e transmitidos por intermédio de ondas eletromagnéticas. 
Em um mesmo ambiente podem existir vários sinais de portadoras de rádio sem 
que haja afetação entre elas. Para se conectar, o receptor sintoniza numa 
determinada freqüência e rejeita as outras, que são diferentes. 
Consideramos um cliente wireless, qualquer dispositivo wireless que se associa a 
um AP para usar uma determinada WLAN. 
Para ser um cliente WLAN, o dispositivo necessita de uma placa WLAN que 
suporte o mesmo padrão do AP. A placa inclui um rádio, o qual sintoniza as 
frequências usadas pelos padrões WLAN suportados, e uma antena. 
Os APs possuem vários parâmetros de configuração, mas geralmente a maioria 
deles já são configurados pordefault, porém o usuário deve tomar cuidado com a 
parte de segurança, pois esses parâmetros não costumam ser configurados de 
fábrica e é de extrema importância que o administrador da rede os configure. 
3.3.4. Autenticação 
Quando uma rede sem fio é ativada, sem proteções de segurança, qualquer 
dispositivo pode se associar à mesma. Para que isso ocorra é necessário 
configurar o nome de identificação da rede ou SSID (Service Set Identifier). O SSID 
pode ser adquirido através de pacotes do tipo BEACON. Estes pacotes não 
possuem criptografia e são enviados periodicamente pelo AP. Outras 
informações sobre a rede também são ou podem ser fornecidas pelo AP, tais 
como: a taxa de transmissão, endereço IP, DNS, default gateway, etc. 
3.3.5. Os espectros de radiofreqüência e de microondas 
O espectro eletromagnético é representado pela figura abaixo: 
Espectro Eletromagnético 
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3.3.6. Sinais e ruídos em uma WLAN 
As redes sem fio podem sofrer interferências de várias maneiras. As ondas de 
rádio transitam através do espaço, e devem passar direto por barreiras na área 
de cobertura, incluindo paredes, pisos e tetos. 
Ao atravessar esses obstáculos o sinal pode ser parcialmente absorvido, 
diminuindo a potência do sinal, conseqüentemente, a área de cobertura. Alguns 
materiais causam a dispersão do sinal, causando buracos sem cobertura. Outro 
ponto que influencia na transmissão de uma rede sem fio é a interferência de 
ondas de rádio, isso pode causar retransmissão de dados e até descarte da 
informação. 
3.3.7. Segurança para redes sem-fio 
A seguir apresento os principais modelos de segurança para as redes sem fio. 
 
O WEP (Wired Equivalent Privacy), foi criado com o objetivo de dar segurança durante o 
processo de autenticação na comunicação de redes sem fio. O algoritmo 
utilizado é o RC4 (Ron’s code 4), inventado pelo engenheiro Ron Rivest, do MIT. 
Seu funcionamento consiste em passar parâmetros (uma chave e um vetor de 
inicialização). O algoritmo gera uma seqüência criptografada. Porém, como no 
WEP a chave secreta é a mesma utilizada por todos os usuários de uma mesma 
rede sem fio, devemos ter um vetor de inicialização diferente para cada pacote 
com o objetivo de evitar a repetição. Essa repetição de seqüência é 
extremamente indesejável possibilita ataques e invasões a sistemas. 
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Por isso, é muito importante a troca das chaves secretas periodicamente para 
diminuir o risco à segurança da rede. Muitas vezes esta prática não é realizada 
pelos administradores por ser feita manualmente, principalmente quando temos 
redes com um grande número de usuários. 
A sua principal vulnerabilidade é o fato do vetor ser enviado sem encriptação, no 
quadro da mensagem, facilitando a sua captura. 
Temos abaixo as principais vulnerabilidades do protocolo WEP: 
- Chaves WEP estáticas 
O uso da mesma chave por longo período. 
- Autenticação unilateral 
Apenas a estação remota se autentica no AP. 
- Não existe autenticação de usuário 
A autenticação só é executada pela estação. Um invasor utilizando a estação de um usuário permitido pode 
acessar a rede e informação confidenciais. 
- Vetor de inicialização sem criptografia 
O vetor de inicialização no WEP possui 24 bits e são enviados sem criptografia para o AP. 
IMAGEM 
- O vetor de inicialização é parte da chave usada pelo RC4 
Este fato facilita a descoberta da chave usada pelo RC4 na criptografia das 
mensagens. 
- Integridade dos dados de baixa qualidade 
O fato do CRC (Cyclic Redundancy Check) ser criptografado apenas pela chave 
compartilhada facilita a quebra da chave. 
O WPA (Wi-Fi Protected Access) é um protocolo de comunicação que foi criado por 
membros da Wi-Fi Aliança e do IEEE para tentar solucionar os problemas de 
vulnerabilidade do WEP. 
Pode-se utilizar WPA numa rede híbrida que tenha WEP instalado. 
Melhorias do WPA sobre o WEP. 
O WPA trouxe várias vantagens comparando-se com o WEP. 
Podemos citar: 
- a melhoria da criptografia dos dados 
Utilizando um protocolo de chave temporária (TKIP), que possibilita a criação de 
chaves por pacotes, e possui a função de detecção de erros utilizando um vetor 
de inicialização de 48 bits, ao invés de 24 como no WEP, e um mecanismo de 
distribuição de chaves. 
- a melhoria no processo de autenticação de usuários 
Essa autenticação usa o padrão 802.11x e o EAP (Extensible Authentication 
Protocol), que por meio de um servidor de autenticação central realiza a 
autenticação de cada usuário antes deste ter acesso a rede. 
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- tecnologia aprimorada de criptografia e de autenticação de usuário 
Cada usuário tem uma senha exclusiva, que deve ser digitada no momento da 
ativação do WPA. No decorrer da sessão, a chave de criptografia será trocada 
periodicamente e de forma automática. Assim, torna-se infinitamente mais difícil 
que um usuário não-autorizado consiga se conectar à rede sem fio. A chave de 
criptografia dinâmica é uma das principais diferenças do WPA em relação ao 
WEP, que usa a mesma chave, evitando também a 
necessidade da mudança manual das chaves, como ocorre no WEP. 
O WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2), ou IEEE 802.11i, foi criado como uma evolução do 
protocolo WPA. Sua principal preocupação é em relação a segurança das redes 
sem fio. 
Ele proporcionou a implementação de um sistema mais completo e seguro que 
os seus antecessores, e manteve a compatibilidade com os mesmos. 
Funciona utilizando um sistema de criptografia conhecido por AES (Advanced 
Encription Standard). 
 
 
Cabeamento para redes locais e WANs 
4. Cabeamento para redes locais e WANs 
4.1. Camada física de rede local 
 
4.1.1. Ethernet 
A rede Ethernet nasceu de pesquisas da Xerox e alguns anos depois ela se uniu 
à DEC e à Intel para criar em 1978 um padrão para uma rede de 10 Mbps, 
chamado padrão DIX. Em 1983, com duas modificações, o DIX se tornou o 
padrão IEEE 802.3. 
Anos mais tarde, surgiu a 3Com, fornecendo equipamentos adaptadores 
Ethernet destinados a computadores pessoais. A 3Com vendeu mais de 100 
milhões desses equipamentos nos primeiros anos de existência. 
O desenvolvimento da Ethernet é permanente. Novas versões surgiram como a 
FastEthernet (100 Mbps), a GigabitEthernet (1000 Mbps ou 1 Gbps) e a 
velocidades ainda mais altas, como 10 Gbps. 
Os tipos mais comuns de cabos para uma rede local Ethernet são: 
 
Comparação entre o Modelo OSI e o Modelo IEEE 802 
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Esse modelo, o IEEE 802, abrange as duas camadas inferiores do modelo OSI. 
Conforme já vimos na descrição do modelo OSI, a camada física tem como 
função a especificação da características mecânicas (pinagem, tipo de conector, 
etc.), físicas (elétrica, eletromagnética, óptica, etc.), funcionais (função e 
descrição de cada pino) e dos tipos de transmissão (analógica ou digital, 
síncrona ou assíncrona, modulação, codificação, etc.). 
Lembrando que esta camada éresponsável pela transmissão de bits através de 
vários meios distintos. 
A camada de enlace do modelo OSI é subdividida em duas camadas no modelo 
IEEE 802: a LLC (Logical Link Control) e a MAC (Media Access Control) 
4.1.2. Meios Ethernet, requisitos de conectores e meios de conexão 
A subdivisão da camada física consiste em: 
DTE (Data Terminal Equipment) – Equipamento onde é terminada a conexão física para 
uma transmissão de dados. Dependendo da função exercida pelo equipamento, 
podemos dar como exemplo roteadores ou computadores. 
MAU (Medium Attachment Unit) – É um dispositivo acoplado entre um DTE e o meio de 
transmissão de uma rede local. 
PLS (Physical Signaling Sublayer) – responsável pelo acoplamento lógico e funcional da 
camada MAC com a MAU. 
AUI (Attachment Unit Interface) – interliga a MAU ao DTE (se estiverem separados). 
Consiste em cabos, circuitos lógicos e conectores. 
PMA (Physical Medium Attachment) – É a parte lógica da MAU. 
MDI (Medium-Dependent Interface) – É a interface física, seja elétrica, óptica ou 
mecânica, que liga o meio à MAU. 
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Quanto ao tipo de conector mais utilizados, atualmente, podemos dizer que é o 
RJ-45. 
4.1.3. Implementação de cabos UTP 
Os cabos UTP (Unshielded Twisted Pair) são amplamente utilizados nas redes 
ethernet. Possuem 8 fios fixados a um conector RJ-45, em cada uma das suas 
extremidades. 
 
Agora veremos as configurações mais utilizadas para rede. 
4.1.3.1. Cabo Direto (Straight-Through) 
O cabo direto possui este nome devido a sua pinagem, interliga o pino 1 de uma 
extremidade ao pino 1 da outra, e assim sucessivamente. Conforme figura 
abaixo: 
 
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Ele é utilizado para interligar os seguintes equipamentos: 
Roteador ao Switch ou Hub. 
Computador ao Switch ou Hub. 
4.1.3.2. Cabo Cruzado (Crossover) 
 
 
O cabo crossover é utilizado para interligar os seguintes equipamentos: 
· Roteador ao Roteador. 
· Computador ao Computador. 
· Switch ao Switch.(*) 
· Hub ao Hub.(*) 
(*) Para esses dispositivos existem, em alguns modelos, a opção de uma porta 
especial que aceita o cabo direto. 
4.1.3.3. Cabo Rollover 
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O cabo Rollover é utilizado na porta console dos dispositivos, quando queremos 
realizar uma configuração ou manutenção local no equipamento (roteadores, 
switches, computadores, etc.). 
4.1.4. Repetidores e Hubs 
Como já mencionamos, esses dispositivos tem a função de amplificar e 
regenerar o sinal. 
Atuam na camada Física do modelo OSI e na camada de Acesso à Rede na 
arquitetura TCP/IP. 
Geralmente, são utilizados para diminuir as restrições de distância, ocorridas 
pelas perdas do meio físico. 
São transparentes à camada MAC. 
Não isolam o tráfego, portanto são vulneráveis à colisões. 
4.1.5. Acesso Sem-fio 
A conectividade por meio de uma rede sem fio necessita de uma placa de rede 
sem fio e um AP (Access Point), compatíveis entre si. 
4.1.6. Pontes (Bridges) e Comutadores (Switches) 
Permitem interconectar redes independentemente do meio de transmissão. 
Atuam na camada de Enlace do modelo OSI e na camada Acesso à Rede na 
arquitetura TCP/IP. 
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Possuem a capacidade de isolar o tráfego, evitando a ocorrência de colisões, 
criando o conceito de domínios de colisão. Enquanto um hub possui um domínio de 
colisão, um switch pode criar vários domínios de colisão, assunto que será visto 
em detalhes no capítulo 7. 
Vantagens das bridges: 
· Conversão de formato do quadro, para tecnologias diferentes. 
· Compatibilização entre redes que operam com o mesmo tipo de quadro em 
taxas de transmissão diferentes. 
· Segurança entre os segmentos de rede, através do controle de endereços 
físicos. 
· Capacidade de prover caminhos redundantes. 
Os switches recebem os quadros (frames) por uma porta, armazena-os, consulta a 
sua tabela, e encaminha-os para a porta de destino. 
Possuem a característica de divisão de banda por porta. Ao contrário de um hub, 
que compartilha a banda entre suas portas, o switch reserva uma banda para cada 
porta. 
Suas principais características são: 
· Tecnologia da porta: Ethernet, FastEthernet, GigabitEthernet, Token Ring, 
FDDI, etc.) 
· Características de Armazenamento (Buffers): Para operar com taxas de 
transmissão distintas, o switch necessita realizar o armazenamento temporários 
dos dados. 
· Métodos de encaminhamento de pacotes: O Store-and-forward e o Cut-through 
são dois exemplos. No método Store-and-forward todo quadro é armazenado e é 
analisada a integridade do dado, se correto é realizada a consulta à tabela de 
endereços MAC ( MAC address table) para determinar a porta de destino. No caso de 
erro, o quadro é descartado. No método Cut-through a consulta à tabela é 
iniciada no recebimento do quadro e o envio é imediato. O que pode causar o 
envio de quadros com erros, e retransmissões pela camada de transporte. 
· Arquitetura de Backplane: Pelo barramento central do switch (Backplane) trafegam 
os dados provenientes das portas. Para controlar esse tráfego existem dois 
métodos: o Round-robin (varredura seqüencial das portas) e o de Prioridade. 
4.1.7. Conectividade do Host 
Host é o nome que damos ao computador, seja ele uma estação de trabalho ou 
um servidor. Para estabelecermos a conectividade de um host a uma rede 
necessitamos que o mesmo possua uma interface de rede, seja por cabo ou 
wireless, dependendo da estrutura da rede a qual se quer conectar. A 
interligação de um host com um switch ou um hub é feita por meio de um cabo 
direto (Straight-Through). 
 
4.1.8. Comunicação Ponto-a-Ponto e Cliente/Servidor 
A comunicação ponto-a-ponto (peer-to-peer) é realizada por intermédio de 
cabos crossover, seja host-a-host ou roteador-a-roteador. 
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A estrutura Cliente/Servidor consiste em que um host que possui aplicações 
capazes de fornecer serviços, servir (o servidor) enquanto o outro host (o cliente) 
se conecta ao servidor, acessa e faz uso desses serviços. Exemplo: HTTP (para 
acesso a páginas Web), FTP (para transferência de arquivos), DNS (para 
resolução de nomes da Internet), SMTP/POP3 (para acesso aos e-mails), etc.. 
4.2. Cabeamento de WANs 
4.2.1. Camada física de WAN 
A camada física utilizada em uma WAN possui uma gama muito grande de 
possibilidades. 
Temos vários tipos de redes WAN, disponibilizadas comercialmente pelas 
operadoras de telecomunicações. 
As tecnologias mais conhecidas são: Frame-Relay, ATM, SDH, RDSI (ISDN), 
ADSL e Cable TV. 
Portanto, para decidirmos qual meio físico será utilizado deveremos antes decidir 
qual tecnologia é a mais adequada para a empresa e o serviço que será 
prestado por meio dela. 
Dentre os cabeamentos mais utilizados para a comunicação de redes de longa 
distância, atualmente, a fibra óptica se destaca. 
4.2.2. Conexões seriais de WAN 
A seguir temos uma tabela com as estruturas de transmissão. 
ANSI – American National Standards Institute 
ETSI – European Telecommunications Standards Institute 
ITU-T – International Telecommunications Union - Telecommunication Standardization Sector 
UNI – User Network Interface 
NNI – Network to Network Interface 
PDH - Plesiochronous Digital Hierarchy 
SDH - Synchronous Digital Hierarchy 
 
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Para as comunicações seriais, podemos ligar um roteador a um modem e este a 
rede de uma operadora de telecomunicações através de uma ligação ponto-a-
ponto por meio de uma LP (Linha Privativa, Leased Line), ou diretamente a uma 
rede de serviços da operadora (por exemplo, uma rede Frame-Relay). 
4.2.3. Roteadores e Conexões Seriais, ISDN BRI, DSL e CableTV 
Para as comunicações seriaisponto-a-ponto os cabos mais utilizados entre o 
roteador e o modem (CSU/DSU -Channel Service Unit/Data Service Unit) são os seguintes: 
EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, V.35, X.21 e EIA-530. Os protocolos mais utilizados 
para esse tipo de conexão são: o PPP (Point-to-Point Protocol), padrão de mercado, e 
o HDLC (High-Level Data Link Control), protocolo proprietário da Cisco. 
Quando é contratado o serviço de uma rede é realizada toda gestão da 
comunicação de dados pela operadora de telecomunicações (controle de 
tráfego, banda, prioridade, taxa de erro, etc.). 
Denominamos essas ligações, entre os dispositivos, de links. 
Em um link de baixa taxa de transmissão, teremos uma conexão ponto-a-ponto 
até a central telefônica, no chamado POP (Point of Presence, ponto de presença) 
onde a rede da operadora trata e encaminha os dados. 
Em um link de alta taxa de transmissão a conexão pode ocorrer através de fibra 
óptica, por exemplo, sem a necessidade do uso de um modem. 
A seguir temos figuras com essas representações. 
 
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Continuando, podemos exemplificar outros tipos de conexões como: as redes 
RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados, ISDN-Integrated Services Digital Network), 
DSL (Digital Subscriber Line), e redes de TV a cabo (Cable TV). 
 
 
Conceitos Básicos de Ethernet 
5. Conceitos Básicos de Ethernet 
 
5.1. Introdução à Ethernet 
A história da rede Ethernet começou na década de 1970, no Havaí, quando pela 
necessidade de pesquisadores em se comunicarem de Honolulu até algumas 
ilhas distantes. A solução encontrada foi por meio de um rádio de ondas curtas. 
Cada estação de usuário possuía um pequeno rádio com 2 freqüências: uma 
ascendente (até o computador central) e outra descendente (a partir do 
computador central). O usuário enviava um quadro com dados no canal 
ascendente. Se ninguém mais estivesse transmitindo no momento, o quadro 
chegava no computador central e era transmitido um sinal de confirmação no 
canal descendente. Quando havia concorrência pela utilização do canal 
ascendente, a estação não receberia o sinal de confirmação e enviaria o quadro 
novamente. Como havia somente um transmissor no canal descendente, que era 
o computador central, as colisões nesse canal não ocorriam. Foi denominada 
ALOHANET. 
Como já foi comentado, no capítulo 4 item 1.1, a rede Ethernet, como 
conhecemos, surgiu de pesquisas da Xerox e da comercialização da 3com. 
5.1.1. Regras de nomenclatura da Ethernet IEEE 
O modelo de camadas para redes locais foi definido pelo comitê IEEE 802 (IEEE 
- Institute of Electrical and Electronics Engineers, Instituto de Engenheiros Eletricistas e 
Eletrônicos). 
A organização do padrão IEEE 802 consiste em: 
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● 802.1 
• Descrição da arquitetura geral do padrão IEEE 802 
• Definições de gerenciamento 
• Definições de adaptação da subcamada Método de Acesso e camada Física. 
• Especificação da metodologia para a realização de testes de conformidade dos 
padrões IEEE para LANs e MANs. 
● 802.2 
• Especificações do LLC (Logical Link Control) 
● 802.3 
O esquema de nomenclatura é: 
<taxa de transmissão, Mbps> <tecnologia> <comprimento máximo/100 em 
metros> 
Os principais padrões são: 
• 802.3a 
■ Ethernet tipo 10Base2, que usa segmentos de 185m (arredondando teremos 
200m) de cabo coaxial fino. Utilizados para pequenas instalações. Conhecido 
por Thinnet (cabo fino) ou Cheapernet (mais barato). Usa conectores tipo T. 
• 802.3i 
■ Ethernet tipo 10BaseT, utiliza cabos de par trançado de até 100m. Usado em 
redes CSMA/CD multi-segmentadas. Possui taxa de transmissão de 10Mbps. 
• 802.3u 
■ FastEthernet tipos: 100BaseT4 (par trançado 4 fios), 100BaseTX (par trançado 
4 pares de fios) e 100BaseFX (fibra óptica). Distância máxima de 100m. Usado 
em redes CSMA/CD multi-segmentadas. Possui taxa de transmissão de 
100Mbps. 
• 802.3z 
■ GigabitEthernet tipo 1000BASE-X. Utiliza fibra óptica a uma taxa de 1 Gbps. 
• 802.3ab 
■ GigabitEthernet tipo 1000BASE-T. Utiliza cabo de par trançado a uma taxa de 
transmissão de 1 Gbps. 
• 802.3ae 
■ 10 GigabitEthernet tipos: 10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 
10GBASE-SW, 10GBASE-LW, 10GBASE-EW. Utiliza fibra óptica a uma taxa de 
transmissão de 10 Gbps. 
• 802.3an 
■ 10 GigabitEthernet tipo 10GBASE-T. Utiliza cabo UTP a uma taxa de 
transmissão de 10 Gbps. 
5.1.2. Ethernet e o modelo OSI 
Conforme já vimos a camada de enlace do modelo OSI é dividida em duas sub-
camadas no modelo IEEE 802, a sub-camada LLC (Logical Link Control) e a 
sub-camada MAC (Media Access Control). 
A figura a seguir mostra mais detalhes dessa subdivisão 
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Modelo IEEE 802 
IMAGEM 
5.1.3. Quadros da camada 2 
A estrutura da sub-camada LLC é composta por quatro campos: Endereços de 
origem e destino de serviço (SSAP e DSAP), controle e informação. 
SSAP (Source Service Access Point): 8 bits – indica o endereço de origem do 
serviço, e o bit C/R indica se é comando ou resposta. 
DSAP (Destination Service Access Point): 8 bits – indica o endereço de destino 
do serviço, e o bit I/G indica se é um endereço individual ou em grupo. 
Controle: 8 ou 16 bits – Identifica a PDU e especifica parâmetros de controle. 
Informação: 8 * M – contém dados do usuário LLC ou informações de controle. 
A estrutura da sub-camada MAC é composta por oito campos: Preâmbulo, SFD, 
DA, SA, Tamanho, Dados LLC, PAD e FCS. Descritos, em detalhes, a seguir. 
5.1.4. Estrutura do quadro Ethernet 
Estrutura do quadro da subcamada MAC 
 
5.1.5. Campos de um quadro Ethernet 
Definição dos campos: 
Preâmbulo – responsável pelo sincronismo. 
SFD (Start Frame Delimiter) – identificação do início do quadro. 
DA (Destination Address) – Endereço de Destino. 
SA (Source Address) – Endereço de Origem. 
Tamanho – Número de octetos (bytes) do campo de dados do LLC. 
Dados – PDU da sub-camada LLC (0 – 1500 bytes). 
PAD – campo de enchimento – número aleatório a fim de garantir um tamanho 
mínimo do quadro (64 bytes). 
FCS (Frame Check Sequence) – calcula erros por CRC (Cyclic Redundancy 
Check) 
 
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5.2. Operação da Ethernet 
 
5.2.1. Media Access Control (MAC) 
O formato do endereço MAC é o seguinte: 
 
 
5.2.2. Regras MAC e detecção de colisões 
As funções da sub-camada MAC são as seguintes: 
● Preparar o quadro para transmissão 
○ Receber os dados da sub-camada LLC 
○ Acrescentar bits PAD para garantir o tamanho mínimo do quadro Ethernet. 
○ Realizar o cálculo do CRC 
● Entregar o quadro à camada física 
○ Fornecer a seqüência de bits para a camada física. 
○ Verificar a condição do canal 
○ Atrasar a transmissão a fim de evitar colisões 
○ Encerrar uma transmissão, no caso de detecção de colisão 
○ Calcular o tempo de espera 
○ Gerar sinal jam (rajada informando existência de colisão) 
● Receber o quadro da camada física 
○ Receber a seqüência de bits da camada física 
○ Excluir seqüências incompatíveis com o tamanho mínimo 
● Preparar o quadro na recepção 
○ Verificar erros por meio do cálculo do CRC 
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○ Verificar o endereço de destino contido no quadro 
○ Entregar o dado à sub-camada LLC 
Para o controle da alocação do canal e detecção de erros é utilizado o 
procedimento CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision 
Detection). 
O CSMA/CD funciona da seguinte forma: 
1 – O host, que deseja transmitir, verifica a situação do canal, se há portadora. 
2 – A transmissão será iniciada quando o canal estiver livre. 
3 – A verificação da condição do canal é realizada também durante a 
transmissão. 
4 – No caso de detecção de colisão, a transmissão é abortada e é enviado um 
sinal jam. 
5 – O host aguarda um tempo aleatório, baseado em algoritmos, e reiniciao 
processo. 
 
 
5.2.3. Temporização Ethernet e backoff 
A temporização da Ethernet é o tempo que um bit leva para atravessar uma 
distância de um cabo UTP. 
O algoritmo backoff é calculado de modo a tentar evitar colisões. 
Se o tempo de espera fosse igual para todos os elementos transmissores as 
colisões continuariam a ocorrer. 
O tempo de espera para a n-ésima tentativa de transmissão é dado por: 
Tespera = random (i) x St. 
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Onde, 
i = número que varia de 0 a 2k, e k= min(n,10), n= número de tentativas. 
St = slot time, tempo necessário para transmitir 64 bytes. 
Após 10 tentativas sem sucesso, o tempo de espera não é aumentado, e depois 
de 16 tentativas é gerada uma mensagem de erro. 
5.2.4. Espaçamento entre quadros (Interframe spacing) e delimitação de quadros 
O espaçamento entre quadros (Interframe spacing) é utilizado para definir o 
tempo mínimo entre o término da transmissão de um quadro e o início da 
transmissão de outro. 
Os limites dos quadros podem ser determinados pela utilização de quatro 
métodos possíveis. 
– Contagem de caracteres 
– Caracteres delimitadores 
– Utilização de flags 
– Violação de códigos do nível físico 
5.2.5. Tratamento de erros 
O principal erro é proveniente de colisões, logo podemos ter em mente alguns 
procedimentos para evitá-lo. 
São eles: 
● Diminuindo o comprimento da rede. 
● Aumentando o tamanho da mensagem. 
5.2.6. Tipos de colisão 
Podemos definir colisão como o evento decorrente do fato de se transmitir dois 
ou mais quadros no mesmo instante, no mesmo meio físico. Suas principais 
premissas são: 
● Todas as estações podem detectar colisões. 
● Um quadro que tenha sofrido colisão deverá ser retransmitido. 
Classificamos as colisões em: simples ou múltipla. 
● Colisão Simples: que foi detectada mas o quadro foi transmitido com sucesso 
na tentativa seguinte. 
● Colisão Múltipla: ocorrência de várias colisões para o mesmo quadro, com 
sucesso na última transmissão. 
Os tipos de colisão podem ser: 
● Local: no cabeamento. 
● Remota: quadro com comprimento inferior ao mínimo. 
● Tardia: após os 64 bytes do quadro. 
5.2.7. Erros da Ethernet 
Os erros mais comuns são: 
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● Colisão ou ¨runt¨: Transmissão simultânea que ocorre antes do slot time. 
● Colisão tardia: Transmissão simultânea que ocorre depois do slot time. 
● Jabber, quadros longos: Transmissão de comprimento proibido. 
● Quadros pequenos: Transmissão de comprimento proibido. 
● Erro de FCS: Transmissão com dados corrompidos. 
● Erro de alinhamento: Número incorreto de bits transmitidos. 
● Erro de tamanho: Diferença entre o número real e o relatado. 
● Fantasma: Preâmbulo longo. 
 
5.2.8. Autonegociação da Ethernet 
A autonegociação é utilizada para garantir, automaticamente, a compatibilidade 
de parâmetros de interfaces de rede, como: taxa de transmissão (10 / 100 / 1000 
Mbps) e modo de transmissão (Half ou Full-duplex). 
 
5.2.9. Estabelecimento de um link, full-duplex e half-duplex 
Os modos de operação de uma conexão Ethernet podem ser: 
● Half-duplex: conexão que permite o tráfego nos dois sentidos, mas apenas em um 
sentido de cada vez. 
● Full-duplex: conexão que permite tráfego em ambos os sentidos, 
simultaneamente. 
 
Tecnologias Ethernet 
6. Tecnologias Ethernet 
6.1. Ethernet 10 Mbps e 100 Mbps 
 
6.1.1. Ethernet 10 Mbps 
A Ethernet de 10 Mbps foi criada em 1978 e foram desenvolvidos alguns 
padrões que serão tratados a seguir. 
6.1.1.1. 10BASE5 
O tipo 10BASE5 possui as seguintes características: 
• Padrão 802.3c. 
• Taxa de transmissão de 10 Mbps. 
• Sinalização em banda base. 
• Usa cabo coaxial grosso, com comprimento máximo de 500m, por segmento. 
• Conector AUI. 
• Opera no modo half-duplex. 
• Utiliza a codificação Manchester. 
• Topologia de barramento. 
6.1.1.2. 10BASE2 
O tipo 10BASE2 possui as seguintes características: 
• Padrão 802.3a. 
• Taxa de transmissão de 10 Mbps. 
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• Sinalização em banda base. 
• Usa cabo coaxial fino, mais leve, flexível e de custo menor. Com comprimento 
máximo de 185 metros (arredondamento 200m). 
• Conector BNC. 
• Opera no modo half-duplex. 
• Utiliza codificação Manchester. 
• Topologia de barramento. 
6.1.1.3. 10BASE-T 
O tipo 10BASE-T foi introduzido em 1990 e possui as seguintes características: 
• Padrão 802.3i. 
• Taxa de transmissão de 10 Mbps. 
• Sinalização em banda base. 
• Usa cabo de par-trançado UTP, que também é flexível e de baixo custo. Com 
comprimento máximo de 100 metros, amplamente utilizado. 
• Conector RJ-45. 
• Pode operar nos modos half-duplex ou full-duplex. 
• Utiliza o procedimento CSMA/CD. 
• Utiliza topologia em estrela com um hub central. 
• Sua grande vantagem refere-se ao fato de que uma falha no cabo afeta 
somente uma estação. 
6.1.1.4. Cabeamento e arquitetura do 10BASE-T 
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1. O comprimento do cabo UTP, por segmento, é normalmente de 1 a 100 
metros entre a estação de trabalho e o hub. 
2. O comprimento do cabo UTP, por segmento, também é normalmente de 1 a 
100 metros entre hubs. Cada hub é considerado um repetidor multiportas, a 
distância entre os hubs contam na direção do limite do repetidor. 
3. Os dois hubs stackable (¨empilháveis¨), com backplanes interconectados, contam 
como apenas um hub(repetidor). 
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6.1.2. Ethernet 100 Mbps 
A Ethernet 100 Mbps é conhecida por FastEthernet, padrão IEEE 802.3u. 
A principal característica da Ethernet 100 Mbps é sua taxa de transmissão, dez 
vezes maior que o padrão 10BASE-T. 
Os principais padrões da tecnologia Ethernet 100 Mbps são: 
• 100BASE-TX, meio físico de cabo de cobre UTP 
• 100BASE-FX, meio físico de fibra óptica multimodo. 
6.1.2.1. 100BASE-TX 
Suas características são: 
• Taxa de transmissão de 100 Mbps. 
• Sinalização em banda base. 
• Usa cabo de par trançado UTP (cat5). Com comprimento máximo de 100 
metros, amplamente utilizado. 
• Conector RJ-45. 
• Pode operar nos modos half-duplex ou full-duplex. 
• Utiliza o procedimento CSMA/CD. 
• Utiliza topologia em estrela ou barramento. 
6.1.2.2. 100BASE-FX 
Suas características são: 
• Taxa de transmissão de 100 Mbps. 
• Sinalização em banda base. 
• Usa cabo de fibra óptica de duas vias. 
• Conector ST ou SC. 
6.1.2.3. Arquitetura Fast Ethernet 
A arquitetura Fast Ethernet para cabeamento par trançado segue as mesmas 
especificações da Ethernet 10 Mbps. 
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Quanto a 100Base-FX, a pinagem é a seguinte: 
 
6.2. Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet 
 
6.2.1. Ethernet 1000 Mbps 
A Ethernet 1000 Mbps ou Gigabit Ethernet utiliza cabeamento de cobre (par 
trançado) e 
fibra óptica. 
A seguir temos os padrões da Ethernet 1000 Mbps: 
• 1000BASE-X, IEEE 802.3z, opera a uma taxa de transmissão de 1 Gbps, no 
modo fullduplex, com cabo de fibra óptica. 
• 1000BASE-T 
• 1000BASE-TX 
• 1000BASE-SX 
• 1000BASE-LX 
6.2.1.1. 1000BASE-T 
Especificação IEEE 802.3ab, usa cabo de par trançado (categoria 5, ou maior). 
6.2.1.2. 1000BASE-TX, SX e LX 
As especificações 1000BASE-TX, 1000BASE-SX e 1000BASE-LX usam os 
mesmos parâmetros de temporização e um tempo de bit de 1 nanosegundo. 
6.2.1.3. Arquitetura Gigabit Ethernet 
 
1 – O cabeamento pode ser em cobre (par trançado) ou fibra óptica. 
Normalmente, é usado UTP devido ao custo. 
2 - O cabeamento pode ser em cobre (par trançado) ou fibra óptica. 
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Normalmente, é usada a fibra óptica. 
6.2.2. Ethernet 10 Gigabit 
• 10GBASE-SR: destinado a curtas distâncias através de fibras multimodo já 
instaladas, suporta uma distância entre 26 m e 82m. 
• 10GBASE-LX4: utiliza WDM (Wavelength Division Multiplexing), suporta distâncias de 
240 m a 300 m através das fibras multimodo já instaladas, e 10 km através de 
fibras monomodo. 
• 10GBASE-LR e 10GBASE-ER: suporta de 10 km a 40 km através de fibra 
monomodo. 
• 10GBASE-SW, 10GBASE-LW e 10GBASE-EW: conhecidos de forma genérica 
como 10GBASE-W são destinados a funcionar com equipamentos OC-192 STM 
(Synchronous Transport Module) SONET/SDH para WAN. 
6.2.2.1. Arquiteturas 10 Gigabit Ethernet 
 
6.2.2.2. Futuro da Ethernet 
O futuro dos meios físicos de rede: 
• Cobre (atualmente 1 Gbps, provavelmente cresça). 
• Fibra óptica (atualmente 10 Gbps e em breve atingirá taxas maiores). 
• Sem fio (aproximadamente 100 Mbps, e deve crescer). 
 
 
Comutação e domínios Ethernet 
7. Comutação e domínios Ethernet 
7.1. Comutação Ethernet 
7.1.1. Bridging da Camada 2 
Com o aumento do número de hosts (estações de trabalho ou servidores) em 
uma rede local, temos um acréscimo na probabilidade de ocorrência de colisões 
e, conseqüentemente, no número de retransmissões, o que causa uma lentidão 
na rede. 
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A solução encontrada é dividir a rede em segmentos menores. A esta divisão da 
rede em segmentos, a fim de diminuirmos o número de ocorrência de colisões, 
denominamos domínio de colisão. 
Os equipamentos capazes de realizar esta função são as bridges e os switches. 
Outro conceito importante é o domínio de broadcast, área onde o sinal enviado é 
recebido por todos os dispositivos nela conectados. 
7.1.2. Comutação da Camada 2 
As bridges possuem duas portas, ou seja, dividem o domínio de colisão em duas 
partes, sem ter efeito sobre o domínio de broadcast. 
Os switches possuem mais portas. Para saber para onde deve enviar o quadro 
recebido, utiliza uma tabela de comutação de quadros, denominada tabela MAC. 
7.1.3. Operação de um Switch 
Os switches examinam o cabeçalho para escolher como processar o quadro. 
Normalmente, os switches decidem enviar e filtrar os quadros, aprendem os 
endereços MAC e utilizam o protocolo STP (Spanning Tree Protocol) para evitar loops. 
A seguir temos a descrição das atividades de operação de um switch: 
Atividade 1 - Os switches encaminham os quadros baseando-se no endereço de 
destino: 
1 - Se o endereço de destino é um endereço de broadcast, multicast ou um 
unicast não listado na sua tabela, oswitch envia um sinal de flood, sinal enviado 
para todas a portas exceto a de origem do quadro. 
2 - Se o endereço de destino é um endereço de unicast conhecido, ou seja, já 
consta da sua tabela, o switch realiza as seguintes operações: 
a) Se a interface de saída listada na tabela MAC é diferente da interface de 
origem do quadro, o switch encaminha o quadro para a porta de saída conforme 
indicação da tabela. 
b) Se a interface de saída listada na tabela MAC é igual à interface de origem do 
quadro, o switch ignora o quadro. 
Atividade 2 - Lógica de construção da tabela MAC. 
1 - Para cada quadro recebido, o switch anota o endereço MAC e a porta por 
onde foi recebido o quadro. 
a) Se não consta na tabela, faz a associação do endereço MAC à porta, e coloca 
(¨seta¨) o temporizador de inatividade em zero. 
b) Se já consta na tabela, e reinicializa (¨reseta¨) o temporizador de inatividade 
em zero. 
Atividade 3 – Os switches utilizam o protocolo STP, o que causa o bloqueio de 
algumas interfaces para receber ou enviar quadros. Esse mecanismo serve para 
evitar loops na rede. 
7.1.4. Latência 
Denominamos latência ao atraso que um quadro sofre para ir da origem até o 
destino. 
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Os parâmetros que influenciam na latência de uma rede são: 
• o meio físico 
• a capacidade de processamento dos dispositivos, ao longo do caminho 
• os atrasos causados pelas decisões de comutação 
• os atrasos causados por retransmissões dos quadros, 
7.1.5. Modos de um switch 
No capítulo 4, já vimos alguns métodos de encaminhamento de quadros. Neste 
capítulo 
acrescentamos mais alguns modos de encaminhamento de quadros. Então 
podemos 
descrever: 
● Store-and-forward 
● Cut-through 
● Fragment Free 
No método Store-and-forward todo quadro é armazenado e é analisada a integridade 
do dado, se correto é realizada a consulta à tabela de endereços MAC ( MAC address 
table) para determinar a porta de destino. No caso de erro, o quadro é descartado. 
No método Cut-through a consulta à tabela é iniciada no recebimento do quadro e o 
envio é imediato. O que pode causar o envio de quadros com erros, e 
retransmissões pela camada de transporte. 
No método Fragment-free os primeiros 64 bytes são lidos (incluindo o cabeçalho do 
quadro) e a comutação se inicia antes que sejam lidos todo o campo de dados e 
o checksum. Este modo verifica a maioria dos erros e possui baixa latência. 
7.2. Domínios de Colisão e Domínios de Broadcast 
7.2.1. Ambiente de meios compartilhados 
Podemos verificar pelos estudos realizados até o momento que os 
computadores compartilham o meio físico para transmitir seus dados. 
Vimos também que com o aumento do número de equipamentos transmitindo 
seus dados nesse ambiente compartilhado a chance de ocorrer uma colisão 
aumenta. 
Vamos analisar agora a diferença entre domínios de colisão e de broadcast e 
como construílos de maneira a melhorar a performance da rede. 
7.2.2. Domínios de colisão 
Os domínios de colisão são áreas segmentadas pelos dispositivos de camada 2 
(bridges e switches) de forma a diminuir os efeitos das colisões de quadros sobre o 
desempenho da rede. 
 
 
 
 
 
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7.2.3. Segmentação 
Como vimos na figura anterior, a rede foi segmentada (ou dividida) em 4 
domínios de colisão: 
● As estações ligadas ao hub concorrem entre si dentro do primeiro domínio. 
● A estação ligada à bridge compõe um segundo domínio. 
● O switch criou mais dois domínios de colisão. 
 
7.2.4. Broadcasts da Camada 2 
O Broadcast da camada 2 é uma forma de uma estação se comunicar com todas as 
demais de uma só vez. 
Quando as estações de trabalho precisam localizar um endereço MAC que não 
está na sua tabela MAC, fazem uma solicitação broadcast por meio do protocolo 
ARP (Address Resolution Protocol). 
Para encaminhar dados para todos os domínios de colisão, são enviados 
quadros com o endereço FF-FF-FF-FF-FF-FF. 
7.2.5. Domínios de broadcast 
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7.2.6. Fluxo de dados 
O fluxo de dados se refere ao caminho dos dados por meio dos dispositivos das 
camadas 1, 2 e 3, após a transmissão pela estação de origem até a chegada a 
estação de destino. 
• Dispositivo da Camada 01: sincroniza, amplifica e transmite o dado (seqüência 
de bits). 
• Dispositivo da Camada 02: encaminha ou filtra os dados (quadros) com base 
no endereço físico (no caso, endereço MAC). 
• Dispositivo da Camada 03: encaminha ou filtra os dados (pacotes) com base 
no endereço lógico (no caso, endereço IP). 
 
7.2.7. Segmento de rede 
O conceito de segmento de rede significa é uma subdivisão da rede. 
Não devemos confundir com a definição de segmento da camada de transporte 
que indica a PDU da camada 4. 
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Conjunto de Protocolos TCP/IP e endereçamento IP 
8. Conjunto de Protocolos TCP/IP e endereçamento IP 
 
8.1. Introdução ao TCP/IP 
 
8.1.1. História e futuro do TCP/IP 
Conforme vimos no início da apostila, a arquitetura TCP/IP (Transmission Control 
Protocol / Internet Protocol) é nasceu da pesquisa financiada pela Agência de Defesa 
dos Estados Unidos, DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), e evoluiu muito 
com o desenvolvimento do sistema operacional UNIX. 
A Internet expandiu devido aos fatos do protocolo TCP/IP não ser proprietário e