Redes de Computadores

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Prof. Renato Dilli
renatodilli@ifsul.edu.br
Introdução a Redes de 
Computadores
APNP – Redes de Computadores I
Objetivos da Aula
➢ Por que surgiram as Redes de Computadores?
➢ Conceito de Redes de Computadores
➢ A Internet
➢ Tipos de Redes
➢ Componentes de uma Rede
➢ Transmissão de Dados
Disciplina de Redes de Computadores 2
Por que Redes?
➢ Atualmente é impossível não
pensar em redes quando o assunto
é Informática
▪ Grande parte das pessoas compra
computadores para ter acesso à
Internet
▪ Acesso à informações remotas
▪ Comunicação entre pessoas
▪ Entretenimento
➢ Mesmo fora do ambiente da
informática, todos nós temos
contato com algum tipo de rede:
caixas eletrônicos, supermercados,
farmácias…
Disciplina de Redes de Computadores 3
Por que Redes?
➢ Redes surgiram da necessidade de compartilhar informação e periféricos em tempo real
▪ Aumentar a produtividade dos usuários que pertencem a um grupo de trabalho e reduzir os custos
inerentes a hardware
➢ Não da para pensar em um ambiente de trabalho onde os micros não estejam interligados, por
menor que seja este ambiente
Disciplina de Redes de Computadores 4
Internet
Modem
Troca de arquivos/dados 
Compartilhamento de recursos
Por que Redes?
➢ Várias aplicações podem ser realizadas através de Redes de
Computadores
▪ Correio eletrônico
▪ Telefonia
▪ Videoconferência
▪ Monitoramento de câmeras de segurança
▪ Processamento distribuído (processamento de dados distribuído entre vários
computadores)
...
Disciplina de Redes de Computadores 5
O que é uma Rede de 
Computadores
➢ Uma rede de computadores é
um agrupamento de hardware
interconectado para permitir
compartilhamento de recursos
computacionais
➢ Conjunto de computadores
interconectados por uma
tecnologia
Disciplina de Redes de Computadores 6
E a Internet?
➢ O que é?
▪ Pode ser considerada uma Rede?
▪ Vasto conjunto de redes diferentes que
utilizam certos protocolos comuns e
fornecem determinados serviços comuns
➢ Quando surgiu?
▪ Qual a motivação principal?
▪ A ARPA (1957) | ARPANET (1969)
▪ Expansão a partir de 1982 EUA
o Holanda, Dinamarca, Suécia...
o Em 1987 foi liberado o uso comercial nos EUA
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Disciplina de Redes de Computadores 8
Tipos de Redes
Tipos de Redes
➢ Redes podem ser classificadas de diversas formas diferentes
➢ Depende do critério analisado
▪ Quanto a abrangência (tamanho da área geográfica)
▪ Quanto ao modelo computacional (modo de processamento dos dados)
▪ Quanto ao tipo de comutação (circuito ou pacotes)
▪ Quanto à garantia da entrega dos dados (orientadas ou não à conexão)
▪ Quanto à previsibilidade de funcionamento (determinística ou probabilística)
▪ Quanto à topologia (como os computadores de uma LAN estão conectados)
▪ Quanto ao método de transmissão (contenção, token passing e polling)
▪ Quanto à arquitetura (Ethernet, Token Ring...)
▪ Quanto à pilha de protocolos que é usada acima de sua arquitetura (TCP/IP, IPX/SPX etc)
Disciplina de Redes de Computadores 9
Tipos de Redes
➢ Essas classificações tornam o assunto confuso para quem está
começando a estudar a área de Redes de Computadores
▪ Uma mesma rede pode ser chamada de:
rede LAN
rede local
rede TCP/IP
rede ponto-a-ponto
rede ethernet
rede estrela
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Tipos de Redes
Quanto à Abrangência
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➢ LAN (Local Area Network) Rede local
▪ É o tipo mais comum de rede abrangendo o
espaço de uma sala, escritório ou mesmo um
prédio inteiro
▪ Se a rede ocupar mais de um prédio então
ela já é maior do que uma rede local
▪ Arquitetura mais popular Ethernet ou IEEE
802.3
Tipos de Redes
Quanto à Abrangência
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➢ WLAN (Wireless Local Area Network)
Rede local sem fio
▪ Mesmo conceito de uma LAN
▪ Não utiliza cabos de rede, somente
radiofrequência
▪ Arquitetura mais popular Wi-fi ou IEEE
802.11
Tipos de Redes
Quanto à Abrangência
Disciplina de Redes de Computadores 13
➢ CAN (Campus Area Network) Rede
de um campus
▪ Rede maior do que uma LAN, com
abrangência de mais de um prédio
▪ Composta de pelo menos duas redes
locais interligadas
▪ Ex.: Redes de Universidades, hospitais e
de grandes empresas
Tipos de Redes
Quanto à Abrangência
Disciplina de Redes de Computadores 14
➢ MAN (Metropolitan Area Network) Rede
metropolitana
▪ Rede maior do que uma CAN, podendo
abranger até mesmo uma cidade inteira ou
cidades próximas
▪ Interligação de várias CANs, LANs e WLANs
▪ Normalmente a conexão entre as redes é
realizada através de uma concessionária de
telecomunicações (Embratel, Oi etc)
▪ Pode-se conectar as diferentes redes pela
Internet através de uma VPN (Virtual Private
Network), o que reduz o custo de interconexão
Tipos de Redes
Quanto à Abrangência
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➢ WAN (Wide Area Network) Rede de longa
distância
▪ Rede maior do que uma MAN
▪ Surgiu da necessidade de se compartilhar
recursos e informações por uma comunidade
de usuários geograficamente dispersos
▪ Ex.: Redes de grandes empresas que possuem
filiais em vários estados ou até países
Tipos de Redes
Quanto à Abrangência
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REDE NACIONAL DE 
PESQUISA (RNP)
Principais 
Universidades e 
Institutos do país
Tipos de Redes
Quanto à Abrangência
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➢ VLAN (Virtual Local Area Network) Rede local virtual
▪ Pode-se configurar uma rede para que determinadas máquinas passem a fazer parte de uma
mesma rede local, mesmo que elas estejam fisicamente distantes uma da outra
▪ Ex.: conjunto de funcionários de uma empresa que estarão trabalhando em um projeto único e
precisam compartilhar arquivos e informações
▪ Divisão de uma rede local (física) em mais de uma rede (virtual), criando domínios de broadcast
separados
Tipos de Redes
Quanto à Abrangência
Disciplina de Redes de Computadores 18
➢Outros termos comuns: Internet – Intranet - Extranet
▪ Internet “rede” mundial de computadores
▪ Intranet Você acessa e manipula dados da sua empresa usando o seu navegador
web e um site interno da empresa
o Disponível somente dentro da empresa
▪ Extranet uma Intranet que permite acesso remoto (através da Internet, por exemplo)
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Componentes de uma Rede
Componentes de uma Rede
➢ A figura abaixo apresenta os
componentes básicos que todas as
redes possuem (ou podem ter):
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• Servidor
• Cliente
• Nó ou ponto
• Endereço
• Recurso
• Serviço
• Protocolo
• Cabeamento
• Placa de Rede
• Hardware de Rede
• Topologia
• Arquitetura
• Pacote de dados
• Backbone 
• Segmento
Componentes de uma Rede
➢ Servidor
▪ Computador ou dispositivo
capaz de oferecer um recurso
para a rede
▪ Rodam programas (serviços)
que aguardam o contato dos
clientes para oferecerem um
determinado recurso a eles
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Componentes de uma Rede
➢ Cliente
▪ Computador ou dispositivo que acessa
os recursos oferecidos pela rede
Disciplina de Redes de Computadores 22
Componentes de uma Rede
➢ Nó ou ponto
▪ Cada ponto de conexão da rede, cada
computador ou periférico de rede
(exemplos: hub e computador)
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Componentes de uma Rede
➢ Endereço
▪ Cada nó da rede precisa de
um endereço para que outros
computadores e periféricos
possam localizá-lo
▪ São usados dois tipos de
endereços:
o Endereço físico definido pela
placa de rede
o Endereço lógico definido
pela pilha de protocolos que
está sendo usada
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Endereço Físico e
Endereço Lógico
Componentes de uma Rede
➢ Recurso
▪ Qualquer coisa que possa ser
oferecida e utilizada pelos clientes da
rede
o Impressora, arquivos, acesso à Internet
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Componentes de uma Rede
➢Serviço
▪ Tipo de programa que roda em
segundo plano em servidores
aguardando pedidos dos clientes
para prover um determinado recurso
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Componentes de uma Rede
➢ Protocolo
▪ Para que todos os dispositivos de
uma rede possam se entender é
necessário uma linguagem única
de comunicação
▪ Linguagem protocolo
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Componentes de uma Rede
➢ Cabeamento
▪ Os cabos de rede transmitem os
dados que serão trocados entre
os diversos dispositivos que
compõem uma rede
▪ Podemos ter redes locais não
cabeadas
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Componentes de uma Rede
➢ Placas de Rede
▪ Também chamadas de Network
Interface Card (NIC)
▪ Permitem que os computadores sejam
conectados em rede
▪ Necessário para redes cabeadas e não
cabeadas
▪ Comunicação interna do computador
é diferente da comunicação utilizada
nas redes
Disciplina de Redes de Computadores 29
Componentes de uma Rede
➢ Hardware de Rede
▪ Quase toda rede precisa de periféricos
para efetuar ou melhorar a comunicação
da rede
▪ Exemplos: hub, switches, roteadores,
pontos de acesso sem fio
Disciplina de Redes de Computadores 30
Componentes de uma Rede
➢ Topologia (física/lógica)
▪ Configuração na qual os cabos de rede
são ligados aos computadores
▪ Exemplo da figura: topologia física =
estrela; topologia lógica = barramento
(hub)
Disciplina de Redes de Computadores 31
Componentes de uma Rede
➢ Arquitetura
▪ Padrão usado para transmissão física
dos dados, ou seja, como os dados são
transmitidos
▪ Também pode ser chamada de protocolo
de baixo nível
Disciplina de Redes de Computadores 32
Componentes de uma Rede
➢ Pacote de dados
▪ Os dados são divididos e transmitidos na
rede através de pacotes de dados
o Pacotes de dados quadros/datagramas
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Componentes de uma Rede
➢ Backbone (espinha dorsal)
▪ Um trecho de alta velocidade da rede
que é usada para conexão de
servidores e segmentos
▪ Na prática o backbone é montado
usando um switch de alta velocidade
(1 Gbps ou 10 Gbps) onde seriam
conectados os servidores e segmentos
Disciplina de Redes de Computadores 34
Componentes de uma Rede
➢ Backbone RNP
Disciplina de Redes de Computadores 35
Componentes de uma Rede
➢ Segmento
▪ Qualquer trecho da rede, que não seja
o backbone, onde há computadores e
periféricos conectados
▪ Segmentos diferentes de uma rede
podem utilizar diferentes topologias
▪ Separação da rede em backbone e
segmento(s):
o Importante para o desempenho da rede
o Conexão dos servidores e ligação dos
segmentos conexão de alta velocidade
(1 Gbps)
o Segmentos 100 Mbps
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Disciplina de Redes de Computadores 37
Transmissão de Dados
Transmissão de Dados
Tipos
➢ Eletronicamente falando, existem 3 tipos de transmissão de
dados:
Disciplina de Redes de Computadores 38
Unidirecional
▪ SIMPLEX
o um dispositivo é o
transmissor (Tx) e o outro
é o receptor (Rx), sendo
que este papel não se
inverte
o Ex.: 2 pessoas com
lanternas utilizando código
Morse
Transmissão de Dados
Tipos
▪ HALF-DUPLEX
o transmissão bidirecional, mas por
compartilharem um mesmo canal
de comunicação não é possível
transmitir e receber dados ao
mesmo tempo
o Ex.: 2 pessoas com walkie-
talkie
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Tradicionalmente utilizada em Redes
Transmissão de Dados
Tipos
▪ FULL-DUPLEX
o Comunicação bidirecional real,
ou seja, é possível transmitir e
receber dados ao mesmo tempo
o Ex.: aparelho telefônico
Disciplina de Redes de Computadores 40
Comum atualmente queda no custo dos dispositivos
Transmissão de Dados
Informação Analógica x Digital
▪Analógica pode representar
qualquer valor (-∞ a +∞)
o Som e luz são bons exemplos de
sinais analógicos
Disciplina de Redes de Computadores 41
Transmissão de Dados
Informação Analógica x Digital
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➢ Desvantagem da informação analógica possibilidade de alteração da
informação devido à um ruído ou interferência eletromagnética
Transmissão de Dados
Informação Analógica x Digital
Disciplina de Redes de Computadores 43
➢ Informação digital 0 ou 1 (níveis de
tensão 0 volt e 5 volts, respectivamente)
➢ Receptor pode descartar qualquer valor
diferente de 0 ou 1
➢ Função dos protocolos transformar
novamente esses 0s e 1s em dados
compreensíveis para os usuários
Transmissão de Dados
Modulação
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➢ Modulação:
▪ Número digitais transmitidos em forma de impulsos elétricos, ópticos ou ondas de rádio,
dependendo do meio de transmissão usado na conexão dos computadores (cabos
elétricos, fibras ópticas, antenas de rádio etc)
▪ Eventualmente, os sinais digitais manipulados pelo computador necessitam ser
transformados em sinais analógicos para serem transmitidos pelo meio de transmissão
modulação de dados
▪ Exemplo de dispositivo modem (MOdulador/DEModulador) – utilizado para transmitir
dados digitais através da linha telefônica (canal analógico projetado para voz)
▪ Redes locais modulação e demodulação feita pela placa de rede
▪ Equipamentos de rede também executam essa tarefa
Transmissão de Dados
Modulação
Disciplina de Redes de Computadores 45
➢ Modulação/Demodulação:
Transmissão de Dados
Uso do Canal
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➢ Banda Base:
▪ Método típico de transmissão de dados em redes
▪ Um único sinal é transmitido pelo cabo (uma única frequência)
▪ Ex.: sistema telefônico
➢ Banda Larga:
▪ Vários sinais podem ser transmitidos ao mesmo tempo através de um
mesmo cabo
▪ Várias frequências diferentes para a transmissão dos dados (vários canais)
▪ Ex.: Tv a cabo
Transmissão de Dados
Uso do Canal
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➢ Banda Larga popularidade em outro contexto
▪ Velocidade de transmissão de uma conexão
▪ “Banda” largura de banda disponível taxa de transmissão máxima
teórica
▪ Brasil qualquer transmissão acima dos 56 Kbps (telefone) virou banda
larga
▪ EUA 768 Kbps banda larga
o Qualquer coisa abaixo disso é “banda estreita”
Transmissão de Dados
Correção de Erros
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➢ Como funciona?
▪ Cada pacote de dados transmitido na rede possui um código de verificação chamado
checksum ou CRC (Cyclic Redundancy Check), incluído pelo transmissor
▪ Este código é o resultado da soma de todos os dados presentes dentro do pacote
▪ Quando o receptor recebe o pacote ele refaz o checksum
o Se forem iguais o pacote é aceito
o Se forem diferentes o pacote será retransmitido
▪ Implementado em redes orientadas à conexão ou resolvido pelo protocolo (TCP)
CABEÇALHO DADOS CHECKSUM
O método não é infalível
No TCP a probabilidade é 
de 1 em 65.536 (216)
Transmissão de Dados
Interferência Eletromagnética e Atenuação
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➢ Interferência eletromagnética?
▪ Todo fio está propenso à interferência eletromagnética
▪ A existência de um campo eletromagnético muito forte perto de um fio implicará em indução de corrente
nesse fio pode ocasionar a corrupção dos dados
▪ Utilização de técnicas para evitar isso
▪ Cabo coaxial malha aterrada
▪ Cabo par trançado fios trançados e informações transmitidas em modo diferencial
▪ Fibra óptica obviamente é imune a este tipo de interferência
➢ Atenuação?
▪ “Enfraquecimento” do sinal dependendo do cumprimento do cabo
▪ Cabos de rede possuem limite de tamanho
▪ Equipamentos de rede (hubs, switches, roteadores) ajudam a restaurar e amplificar o sinal
Transmissão de Dados
Números Binários
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➢ Informações digitais só podem assumir dois valores (0 e 1) bit
(binary digit)
➢ Nibble = grupo de 4 bits
➢ Byte = grupo de 8 bits
➢Word = grupo de 16 bits
➢ Double Word = grupo de 32 bits
➢ Quad Word = grupo de 64 bits
Transmissão de Dados
Números Binários
Disciplina de Redes de Computadores 51
➢ Unidades de grandeza para números binários (utilizadas para sistemas de
armazenamento e memória
➢ Taxas de transferência (redes) usam valores com prefixos em base 10
▪ 100 Mbps = 100.000.000 bits por segundo
Unidade Base 2 Base 10
K 1.024= 210 1.000 = 103
M 1.048.576 = 220 1.000.000 = 106
G 1.073.741.824 = 230 1.000.000.000 = 109
T 1.099.511.627.776 = 240 1.000.000.000.000 = 1012
Transmissão de Dados
Série x Paralela
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➢ Dados binários podem ser transmitidos
de duas formas:
▪ Transmissão paralela possibilidade de
interferência eletromagnética; necessidade
de “n” fios
▪ Transmissão em série tipo de
transmissão utilizada nas redes de
computadores (bps); necessidade de apenas
dois fios, uma para transmissão e outro para
terra ou então quatro fios no caso de uma
comunicação full-duplex (1 par para
transmissão e outro para recepção)
Transmissão de Dados
Taxa de Transferência
Disciplina de Redes de Computadores 53
➢ Quantidade de dados transferida por uma quantidade de tempo
➢ Transmissões em série bps (bits por segundo)
▪ Ex.: 10 Mbps = 10 milhões de bits por segundo
➢ Transmissões em paralelo B/s (bytes por segundo)
▪ Ex.: 10 MB/s = 10 milhões de bytes por segundo
Taxa de transferência máxima teórica = clock x número de bits
Taxa de transferência máxima teórica = clock x número de bits / 8
Redes
Transmissão de Dados
Taxa de Transferência
➢ Qual a taxa de transmissão máxima em uma transmissão em série a 10
MHz?
▪ Tx = 10 MHz x 1 bit = 10 Mbps
➢ Qual a taxa de transmissão máxima em uma transmissão paralela a 10
MHz?
▪ Tx = 10 MHz x 8 bits = 80 Mbps ou 10 MB/s
Transmissão de Dados
Taxa de Transferência
➢ Por que trabalhar com B/s se as redes trabalham com transmissões em
série?
▪ Taxas de download normalmente são expressas em B/s
▪ Ex.: taxa de download de 300 KB/s = 2.400 Kbps ou 2.4 Mbps
➢ Essas taxas são sempre teóricas
➢ Na prática não é assim que funciona
▪ Perda de pacotes
▪ Envio de pacotes de controle
▪ Atraso inserido por periféricos no meio do caminho (roteadores, switches etc)
Throughput
Taxa real que mede em bps a quantidade de 
dados que realmente chegaram ao destino
Transmissão de Dados
Outras Medidas de Desempenho
➢ Latência (delay/atraso)
▪ O que significa?
o Tempo que um pacote de dados demora para chegar até o seu destino
o Normalmente medido na casa dos milissegundos (1 ms = 0,001s)
o Forma de medir? Soma do atraso dos pacotes / n. de pacotes
➢ Tempo de Resposta
▪ O que significa?
o Tempo que um pacote de dados demora para chegar até um determinado nó
da rede
o Também é medido na casa dos milisegundos
Transmissão de Dados
Outras Medidas de Desempenho
➢ Tempo de viagem ida-e-volta (RTT, Round-Trip-Time)
▪ O que significa?
o Tempo que um pacote de dados leva para chegar até um
determinado nó e voltar à origem, não incluindo em seu valor o
tempo gasto pelo nó em processar o pedido
o Também é medido na casa dos milissegundos
o Utilização do comando ping
Transmissão de Dados
Qualidade de Serviço
➢ Quality of Service
▪ Desempenho: operação na maior velocidade possível e com a menor
latência possível
▪ Confiabilidade: integridade dos pacotes no destino e alta taxa de
disponibilidade da rede
▪ Segurança: os pacotes trafegados não podem ser acessados por terceiros
▪ Outros aspectos (administradores da rede): facilidade de expansão,
gerenciamento e compatibilidade da rede
➢ SLA (Service Level Agreement) definição da qualidade
Referências
➢TANENBAUM, Andrew S. Redes de computadores. Rio de Janeiro:
Campus,1997.
➢ TORRES, Gabriel. Redes de computadores. Rio de Janeiro:
Novaterra, c2010. xxiii. ISBN 9788561893057 (broch.)