_PIM IV -

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UNIP
Projeto Integrado Multidisciplinar
Cursos Superiores de Tecnologia
PROJETO MULTIDISCIPLINAR IV:
BIBLIOTECA COMUNITÁRIA JARDIM DA CONQUISTA
São Paulo 
2020
UNIP
Projeto Integrado Multidisciplinar
Cursos Superiores de Tecnologia
PROJETO MULTIDISCIPLINAR IV:
BIBLIOTECA COMUNITÁRIA JARDIM DA CONQUISTA
São Paulo 
2020
RESUMO
A empresa PIM IV recebeu a missão de criar um projeto funcional de infraestrutura de redes de computadores para a uma biblioteca comunitária localizada no Jardim da Conquista, bairro da Zona Leste de São Paulo. Considerando que o local terá acesso à internet, este projeto apresentará um planejamento de cabeamento estruturado para todos os computadores deste ambiente, seguindo os critérios estabelecidos pela normativa NBR ISO 14565 EIA/TIA 568. Serão definidas as técnicas utilizadas, bem como a elaboração de um planejamento de endereçamento IP versão 4, com ênfase no conceito de rede lógica, domínio de colisão e protocolo CSMA/CD. Será apresentado o conceito de conectividade com a internet usando as melhores opções disponíveis no mercado, elaborando uma topologia física/lógica desta LAN supracitada
Palavras-chave: Redes de computadores. Computadores. Biblioteca Comunitária Jardim da Conquista. Infraestrutura de Redes
ABSTRACT
PIM IV was designated to develop a functional computer network infrastructure project for a community library in the Jardim da Conquista neighborhood, located in the East Zone of São Paulo. Considering the library will have access to the internet, this project will present a structured cabling plan for all computers in this environment, following the criteria established by NBR ISO 14565 EIA / TIA 568. The techniques used will be defined, as well as the elaboration of a planning of IP addressing version 4, with emphasis on the concept of logical network, collision domain and CSMA/CD protocol. The concept of internet connectivity will be presented using the best market practices, elaborating a physical / logical topology of this LAN mentioned above.
Keywords: Structured Cabling. Computer Networking. Computers. Community Library.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO……………………………...…………………………………….... 5
2. CABEAMENTO ESTRUTURADO….……………………….……………..……. 6
2.1 Subsistemas de cabeamento estruturado e espaços relacionados..... 6
2.2 Categorias e classes de desempenho................................................... 7
2.3 Planta do Projeto.................................................................................... 9
3. REDES DE DADOS E COMUNICAÇÃO.......................................................... 10
3.1 Classificação das redes......................................................................... 10
3.2 Topologia................................................................................................ 11
		3.2.1 Topologia física......................................................................... 11
		3.2.2 Topologia lógica........................................................................ 12
4. ARQUITETURA DE REDES....…………...……………………………... 13
4.1 Camadas do Modelo OSI.................................................................. 15
4.1.1 Camada 7 (Aplicação)............................................................... 15
4.1.2 Camada 6 (Apresentação)......................................................... 16
4.1.3 Camada 5 (Sessão).................................................................. 16
4.1.4 Camada 4 (Transporte)............................................................. 16
4.1.5 Camada 3 (Rede) .................................................................... 17
4.1.6 Camada 2 (Enlace)................................................................... 18
4.1.7 Camada 1 (Física)..................................................................... 18
5. CONCLUSÃO................................................................................................................... 20
REFERÊNCIAS...................................................................................................................... 21
1. INTRODUÇÃO
Neste projeto, será desenvolvido uma infraestrutura de rede funcional para a Biblioteca Comunitária Jardim da Conquista. A obra será projetada com base nas dimensões da biblioteca, que possui uma sala com medidas de 6m x 6m, totalizando uma área de 36 metros quadrados. A biblioteca recebeu doação de uma iniciativa privada de 30 computadores
Para que isso seja realizado, será preparado um plano de configuração dos computadores que estará disposto longitudinalmente. Adicionalmente, um plano de fiação estruturado será implementado para os 30 computadores no ambiente especificado de acordo com a norma NBR ISO 14565 EIA / TIA 568. A fiação é configurada em piso elevado usando eletro calha de cabos para garantir a conclusão segura.
Um planejamento de endereçamento IP versão 4 será criado para o ambiente, dando ênfase ao conceito de rede lógica e utilizando o protocolo CSMA/CD e domínio de colisão. Por fim, será criada uma tipologia física/lógica da LAN (Local Area Network) para possibilitar que a Biblioteca Comunitária Jardim da Conquista a de alcance as demandas estabelecidas.
2. CABEAMENTO ESTRUTURADO
Cabeamento estruturado é um ambiente padronizado em uma rede de cabos. Na rede de cabos, os cabeamento são padronizados pelas normas ANSI, EIA e TIA. Essas normas visam uma prática na eficiência e nos demais equipamento de redes que compõem sua estrutura.
Com um sistema de cabeamento estruturado, pode-se permitir que dois pontos que estejam distintos se comuniquem, possibilitando assim uma integração de serviço
2.1 Os subsistemas de cabeamento estruturado e os espaços relacionados
 O cabeamento estruturado é uma divisão de dois subsistemas: o subsistema de cabeamento horizontal e também o subsistema de cabeamento backbone conforme a figura abaixo:
Figura 1 - Subsistemas de cabeamento estruturado
Fonte: ABNT NBR 14565
A figura apresentada acima ilustra os integrantes e funcionais do cabeamento estruturado que são: distribuidor de campus (CD), distribuidor de edifício (BD), distribuidor de piso (FD), ponto de consolidação (CP), tomada de telecomunicações (TO), backbone de campus, backbone de edifício. 
Adicionalmente, essas normas são os elementos decisivos do espaço das telecomunicações (locais) que regulamentam o cabeamento estruturado. Tais elementos são conhecidos por: área de trabalho (WA), sala de telecomunicações (TR), sala de equipamentos (ER) e infraestrutura de entrada (EF).
2.2 Categorias e classes de desempenho
O autor Palmeira (2017) informa que a TIA (Telecommunications Industry Association), anteriormente conhecida como EIA (Eletrônica Industry Alliance), desenvolveu um padrão de cabeamento estruturado, que foi amplamente adotado em todo o mundo.
A tabela a seguir permite a visualização em resumo das categorias de desempenho, atribuídas ao cabeamento estruturado, identificando normas, tipos de cabos conhecidos e largura de banda.
Figura 2 – Categorias e Classes de desempenho 
Fonte: Marin (2013, p.13)
Neste projeto, será utilizado um subsistema de cabeamento horizontal, que consistirá em cabos de par trançado utp (categoria 5e). Este cabo foi escolhido por conta do custo benefício e porque possui taxa de transmissão de 1 Gbps e largura de banda de 100 MHz, tornando-o suficiente para suprir às necessidades da biblioteca. Os cabos serão passados ​​pelo piso elevado por meio de calhas elétricas. O padrão ANSI / TIA-569-C apresenta a tecnologia e os métodos usados ​​para fiação horizontal, que contém especificações e recomendações importantes para os garantir padrões de mercado.
Figura 3 - Eletrocalhas
Fonte: http://rvcabeamentos.blogspot.com/2011/09/cabos-organizados-em-leitos-aramados.html
O presente projeto atende a todos os padrões de comprimento de cabo, tais como: cabos de equipamentos, jumpers para distribuidores de piso e jumperspara áreas de trabalho, de forma que não haja diminuição significativa dos cabos metal-cabo. Desta forma, terá um melhor desempenho ao usar o computador. 
Devido às restrições físicas e financeiras, será instalado um rack gabinete na sala de reunião/biblioteca para centralizar o equipamento de rede ativo. O rack incluirá: um roteador, que receberá links de Internet; um switch (48 portas) interconectado com o roteador e o painel WAN, que é o receptor do cabo de (TO) Telecom e UPS para proteger equipamentos instalados. 
Seguindo o padrão ANSI/TIA-607-B, o rack será aterrado e seguindo, também, as normas brasileiras NBR 5410 e NBR5419.
2.3 Planta do projeto
A planta do projeto contemplará uma sala de 6 metros x 6 metros, ocupando uma área de 36 metros quadrados e utilizando 5 bancadas longitudinais, cada uma delas composta por 6 computadores.
Figura 4 – Planta do projeto
Fonte: o autor
3. REDES DE DADOS E COMUNICAÇÃO
Os conceitos de dados e comunicação são indispensáveis para a compreensão de todos os trabalhos desenvolvidos antes dos artefatos técnicos. Por meio deles, a transmissão e a comunicação podem ser realizadas em espaços geograficamente distantes, ou seja, não há restrição física ou espacial para completar o processo.
3.1 Classificação das redes
As redes de computadores são classificadas de acordo com seu escopo. A seguir veremos as principais definições.
I. LAN (Local Area Network): a Rede Local é limitada geograficamente, geralmente usada em residências, laboratórios de informática, escritórios, etc. Possibilita compartilhar de recursos entre dispositivos, como computadores, servidores e impressoras para troca de informações.
II. MAN (Metropolitan Area Network): a Rede Metropolitana é uma rede de alta velocidade composta por LANs que conecta diversas redes locais na mesma área metropolitana dentro de algumas dezenas de quilômetros.
III. WAN (Wide Area Network): a Rede de Longa Distância conecta LANs em grandes áreas geográficas, como cidades, estados e até continentes.
IV. PAN (Personal Area Network): uma Rede de Área Pessoal é usada para comunicação de curta distância e usa tecnologia Bluetooth ou UWB para transmissão de dados.
V. CAN (Campus Local Area Network): é uma rede de área corporativa que conecta diversos prédios no mesmo campus, seja para uma empresa, universidade ou governo.
VI. RAN (Rede Local Regional): Uma rede em uma área geográfica específica. Sua principal característica é utilizar cabos de fibra ótica para conexões de alta velocidade. As redes RAN são consideradas subclasses das redes MAN.
3.2 Topologia
A topologia de rede forma pela qual o meio de rede se conecta às máquinas e outros componentes da rede das mesmas. Em essência, é a topologia da rede, que pode ser descrita de forma física ou lógica. Existem várias maneiras de organizar a interconexão entre cada nó (computador) da rede. A topologia física é a aparência ou layout real da rede, enquanto a lógica descreve o fluxo de dados pela rede. A topologia física indica como a rede está conectada (layout físico) e como os dispositivos de rede (nós ou nós) estão conectados. A forma como o cabo é conectado (geralmente chamada de topologia de rede (física)) afeta alguns pontos vitais como flexibilidade, velocidade e segurança.
3.2.1 Topologia física
Para este projeto, a topologia física mais adequada é a topologia estrela, pois hoje em dia, tem sido muito utilizada nas redes locais por ser considerada a mais segura, por possuir apenas um ponto concentrante e pode ser utilizada como switch ou hub.
 Figura 5 – Topologia Física (Estrela)
 Fonte: o autor
3.2.2 Topologia lógica
A topologia lógica refere-se à maneira como os sinais agem na mídia da rede ou ainda à maneira como os dados são transmitidos pela rede. Essa comunicação de dados ocorre de um dispositivo para outro, independentemente da interconexão física dos dispositivos. A topologia lógica geralmente está associada ao MAC (Media Access Control), métodos e protocolos. A topologia lógica pode ser reconfigurada dinamicamente por tipos especiais de equipamentos (como roteadores e switches). Para a topologia lógica, os seguintes protocolos serão usados: plano de endereço IP versão 4, protocolo de controle de transmissão (TCP) e domínio de colisão CSMA / CD.
4. ARQUITETURA DE REDES
O IP (Internet Protocol) versão 4 inclui um protocolo sem conexão para troca de pacotes de dados de rede. Pode funcionar sem problemas no modelo de entrega, no qual não garante a entrega e, também, não garante pedidos corretos e ainda evita entradas repetidas. Esses aspectos (incluindo integridade de dados) são tratados pela camada superior do protocolo de transporte, como o Transmission Control Protocol (TCP). O seguinte endereço IPv4 tipo C será usado: 192.168.0.0/24. É importante notar que o número 24 após o símbolo, indica que este endereço é do tipo C, conforme apresentado na descrição abaixo, a conversão de binário para decimal será exibida.
Endereço da rede: 192.168.0.0
Representação em binário:
1 1 0 0 0 0 0 0 . 1 0 1 0 1 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0 . 0 0 0 0 0 0 0 0
Máscara de rede: 255.255.255.0
Representação em binário:
1 1 1 1 1 1 1 1 . 1 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 1 1 . 0 0 0 0 0 0 0 0
Broadcast de rede: 192.168.0.255
Representação em binário:
1 1 1 0 0 0 0 0 . 1 0 1 0 1 0 0 0. 0 0 0 0 0 0 0 0 . 1 1 1 1 1 1 1 1
A fim de calcular o número de hosts possíveis para esta rede, usaremos a seguinte fórmula: 2n-2 = host, onde n representa o número de zeros (0) no último octeto da máscara de rede. Será atingido 254 hosts disponíveis na rede. Não inclui o primeiro endereço 192.168.0.0 reservado para a rede e o último endereço 192.168.0.255 reservado para transmissão. Dessa forma, o endereço, máscara e broadcast serão configurados da seguinte forma:
Endereço de rede: 192.168.0.0 
Máscara de rede: 255.255.255.0
 Broadcast de rede: 192.168.0.255
Intervalo de endereços de hosts: 192.168.0.1 até 192.168.0.254
O CSMA/CD identifica quando a mídia (canal) está disponível para pode ser usada para transmissão. A partir desse momento, começa a transferência. O mecanismo de CD (detecção de colisão) força os nós a ouvirem a rede ao enviar dados, motivo pelo qual o CSMA/CD também é chamado de (LWT) ; Listen While Talk ", que significa escute enquanto fala na tradução literal.					Se for detectado um conflito, todas as transmissões serão interrompidas e um sinal (JAM de 48 bits) será enviado para notificar que ocorreu um conflito. Portanto, é necessário enfatizar a importância do sinal JAM. Se dois hosts A e B enviam mensagens ao mesmo tempo, uma colisão ocorrerá e o sinal de colisão é tão fraco que não pode alcançar outro host, então um sinal JAM é enviado. Em outras palavras, o sinal JAM garante que ambos os hosts detectem o conflito e calcule o tempo de back-off exponencial. Para evitar conflitos contínuos, o nó back-off espera um período de tempo de acordo com o índice e, a seguir, tentará enviar novamente.	Quando surgiu o modelo de referência OSI (Open Systems Interconnection) desenvolvido pela ISO (International Standards Organization), criou-se um padrão, visando que todas as empresas de software e hardware elaborem produtos tendo como base estes modelos.
4.1 Camadas do Modelo de Referência OSI
O modelo OSI é uma referência sobre como transferir dados de sua camada física para um aplicativo (software) de um computador para outro. Ao longo do caminho, esses bits serão convertidos em pacotes de dados e vice-versa, transmitidos de um ponto a outro, comunicando-se assim entre as máquinas.
Figura 6 – Modelo OSI F
Fonte: https://www.diegomacedo.com.br/entendendo-o-modelo-osi/
4.1.1 Camada 7 (Aplicação)
A camada de aplicação fornece uma interface para os usuários delegarem comunicações para várias tarefas do aplicativo. Inclui um conjunto de protocolos geralmente indispensáveis ​​para os clientes, ou seja, fornece um agrupamento de funções utilizadas pelas aplicações que atuam no modeloOSI. Alguns exemplos são: FTP, SMTP, POP, POP, HTTP, DNS.
4.1.2 Camada 6 (Apresentação)
A grande função da camada de apresentação é representar os dados de forma que sejam claramente adequados para a camada de apresentação do dispositivo de destino. No nível, a camada de apresentação precisa entender a estrutura de seu sistema local e até mesmo a estrutura de seu sistema de transmissão. A segunda tarefa dessa camada é realizar a compactação, criptografia e formatação de dados. Alguns exemplos são: GIF, MPEG e JPEG.
4.1.3 Camada 5 (Sessão)
Após receber a solicitação da camada superior, o sistema operacional abrirá uma sessão, que é responsável por inicializar, gerenciar e finalizar a conexão entre os hosts e se preocupa com a sincronização entre eles para que ainda mantenham o processamento da sessão aberta. Seu funcionamento se baseia no fato de que, no momento do envio de uma solicitação, uma sessão será aberta e a sessão será encerrada somente quando ele receber uma resposta à solicitação. Ele fornece dois tipos principais de diálogo: half-duplex e full-duplex. A sessão permite que os dados sejam transferidos de uma forma mais granular do que o nível de transferência em alguns aplicativos. Uma sessão pode ser aberta entre duas estações de trabalho para permitir que os usuários efetuem login em um sistema remoto ou transfiram arquivos entre essas estações de trabalho. Este nível de protocolo lida com a sincronização da transferência de arquivos (ponto de verificação).
4.1.4 Camada 4 (Transporte)
Seu foco nesta camada é a qualidade da transmissão de dados no envio e recebimento. Depois de remover os pacotes da terceira camada, é hora de transportá-los de forma confiável para garantir uma entrega bem-sucedida. O serviço amplamente utilizado aqui é QoS (Quality of Service).
É nessa camada que os dados são realmente transferidos de um host para outro, transportando (camada postal-4) as cartas da agência postal (camada de rede-3) para seu destino final. Neste nível temos funções importantes sendo:
· Multiplexação: múltiplas conexões de transmissão compartilham uma conexão de rede. 
· Split: a conexão de transmissão está ligada a várias conexões de rede. 
· Controle de fluxo: no caso de não haver espaço de armazenamento, seja limitado ou algum mecanismo deve ser adotado Usado no módulo para evitar que a transmissão envie mensagens a uma taxa muito maior do que a capacidade de recepção
4.1.5 Camada 3 (Rede)
A camada de rede é responsável pela distribuição do endereçamento lógico e também permite que os dados sejam transmitidos dá origem ao destino na rede de comunicação. Outro atributo dessa camada é permitir que os dispositivos se comuniquem por meio de várias redes interconectadas.
Essa camada possui quatro atributos básicos:
Endereçamento: é o processo de definir endereços para dispositivos existentes na rede e permitir a comunicação de dados. Dependendo do protocolo de rede selecionado, existem padrões de endereçamento. 
Encapsulamento: o processo de encapsular, segmentar e alterar o fluxo de dados deve ser transmitido pela rede dentro do protocolo de camada usado neste processo. O pacote é criado a partir das informações que serão entregues pela rede de comunicação ao destino. 
Encaminhamento: é um processo cuja tarefa é orientar a embalagem que será montada no processo de embalagem através da rede de dados. O roteamento é geralmente executado por dispositivos que trabalham na camada 3. O objetivo é Entregue ou entregue cada pacote ao destino com mais eficiência. Essa função geralmente é executada por um dispositivo chamado roteador.
· Desencapsulamento: é o processo de desempacotar e retirar o conteúdo de dados de cada pacote recebido e entregá-los à camada superior do modelo de referência OSI, que nesse caso é a camada de transporte.
4.1.6 Camada 2 (Enlace)
A principal função da camada física é codificar números binários. Eles representam todo o quadro a ser preparado pela camada de enlace na forma de ondas elétricas, ondas de luz ou ondas eletromagnéticas, para que possam ser transmitidas ao meio de comunicação. Alguns elementos importantes relacionados ao ambiente físico: 
· Mídia física e conectores. • Representação de bits no ambiente físico. • Codificação de dados e informações de controle • Circuitos de envio e recebimento em equipamentos de rede. A relação entre o modelo OSI e a pilha TCP / IP:
4.1.7 Camada 1 (Física)
A principal função da camada física é codificar números binários. Eles representam todo o quadro a ser preparado pela camada de enlace em ondas elétricas, ondas de luz ou ondas eletromagnéticas para que possam ser transmitidos ao meio de comunicação. Alguns elementos importantes relacionados ao ambiente físico são: 
· Mídia física e conectores;
· Representação de bits no ambiente físico;
· Codificação de dados e informações de controle;
· Circuitos transmissores e receptores em equipamentos de rede;
· A relação entre o modelo OSI e a pilha TCP/IP.
Figura 7 – Modelo OSI e Modelo TCP/IP
Figura 7 – Modelo OSI e Modelo TCP/IP
A camada de rede e a camada de transporte estabeleceram suas funções nos dois modelos OSI e TCP/IP. Por outro lado, a camada de aplicação TCP/IP inclui as três camadas superiores do modelo OSI, a saber: aplicação, apresentação e transmissão. Esta situação também ocorre na camada TCP/IP de acesso à rede, que contém as funções da camada física e da camada de enlace observadas no modelo OSI. 
Na camada de rede e na camada de transporte, eles têm funções estabelecidas no modelo OSI e TCP/IP; no modelo TCP/IP da camada de aplicação, possui as três camadas superiores do modelo OSI: aplicação, que representa a conexão no modelo OSI. O mesmo acontece com a camada física descrita e a camada de acesso à rede vinculada.
5. CONCLUSÃO
A estrutura desse projeto foi uma infraestrutura de rede funcional para uma Biblioteca Comunitária Jardim da Conquista, tendo O espaço físico de sala de 36 m2 a partir da doação de 30 computadores realizados por iniciativa privada
A empresa PIM IV elaborou uma planta baixa especificando a disposição dos computadores e do rack, onde se encontrará todos os equipamentos de rede. A passagem dos cabos será feita por piso elevado utilizando eletrocalhas e objetivando fornecer a segurança do local obedecendo às normas. 
A rota dos cabos horizontais contém especificações e recomendações importantes para garantir os padrões de mercado aceitáveis. Além disso, é orientado pelo padrão ANSI/TIA-569-C, que apresenta a tecnologia e os métodos aplicados na fiação horizontal. Para descrever a estrutura da rede e as conexões estabelecidas entre os dispositivos, destaca-se o físico e o lógico. Para o projeto, será utilizada uma topologia em estrela, caracterizada por um elemento central "gerenciador" do fluxo de dados da rede, diretamente (ponto a ponto) conectado a cada nó, daí o nome "estrela". Para a topologia lógica, serão usados ​​os seguintes protocolos: planejamento de endereço IP versão 4, protocolo de controle de transmissão (TCP) e domínio de colisão CSMA/CD.
REFERÊNCIAS
ARAÚJO Neto, Antônio Palmeira.Redes de Dados E Comunicação.São Paulo:Editora Sol,2017.
CARDOSO JÚNIOR, Ataíde Pereira. Arquitetura de Redes. São Paulo: Editora Sol, 2017.
PALMEIRA, Antônio. Cabeamento Estruturado. / Antônio Palmeira. – São Paulo:
Editora Sol, 2017
SITES
Redes de computadores: o que são e quais os principais tipos?. NetSupport [S.D] Disponível em:<https://netsupport.com.br/blog/redes-de-computadores/> Acesso em: 24 Nov. 2020
MACEDO, Diego. Entendendo o Modelo OSI. 2012. Disponível em:<https://netsupport.com.br/blog/redes-de-computadores/> Acesso em: 15 Nov. 2020