CURSO DE REDES - SLIDES2

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Curso de Redes – Windows –Instrutor: Alberto
2 – REDES: Introdução
 
O que é REDE de computadores?
Rede é a conexão de 2 ou mais computadores com a finalidade de trocar informações (dados) e compartilhamento de recursos ou dispositivos, através de cabos ou ondas eletromagnéticas (Redes Wireless).
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Exemplos de redes
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2 – REDES: Introdução
 
POR QUE REDES???
O fato de se utilizar REDES é simplesmente compreendido pela:
 Facilidade de transmissão e compartilhamento de arquivos;
 Compartilhamento de dispositivos (periféricos);
 Compartilhamento de aplicativos gerando um menor custo;
 
Com a queda do custo de implementação de redes, é praticamente impossível pensar em um ambiente de trabalho em que os micros existentes não estejam interligados, por menor que seja o ambiente. Isso para viabilizar custos e aumentar os lucros e claro a produtividade e desempenho da empresa.
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3 – Abrangência de redes (Classificações) 
As redes se classificam de acordo com a sua abrangência, basicamente temos três tipos:
 LAN (Local Area Network) 
	- REDE LOCAL;
 MAN (Metropolitan Area Network) 
	- REDES METROPOLITANAS;
 WAN (Wide Area Network) 
	- REDES GEOGRAFICAMENTE DISTRIBUÍDAS;
 
Outros termos:
 Internet (Rede mundial de computadores);
 Intranet (Rede local que usa a mesma estrutura da Internet para o acesso de dados na rede);
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Comparação entre Ethernet LAN e Wireless LAN
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4 – Componentes de uma REDE 
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5 – Tipos de REDE 
 Do ponto de vista da maneira com que os dados de uma rede são compartilhados, existem dois tipos básicos de rede: 
 PONTO-A-PONTO;
 CLIENTE / SERVIDOR;
OBS.: O primeiro tipo é usado em redes pequenas, enquanto o segundo tipo é largamente usado tanto em redes pequenas quanto em redes grandes. Esta classificação não depende da estrutura física da rede (como ela está fisicamente montada) mas sim da maneira como ela está configurada em software.
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PONTO-A-PONTO 
Se caracteriza pela não utilização de um SERVIDOR 
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SERVIDOR / CLIENTE
Se caracteriza pela utilização de um SERVIDOR 
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6 – Transmissão de DADOS
Eletronicamente temos três tipos de transmissão de dados:
 SIMPLEX;
 HALF – DUPLEX;
 FULL – DUPLEX;
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7 – Analógico X Digital
 
No mundo real, as informações são analógicas. O som a luz são bons exemplos de sinais analógicos.
A grande vantagem da informação analógica – que é poder representar qualquer valor – é também a sua grande desvantagem. Como o receptor é também analógico e o sinal analógico pode assumir qualquer valor ao longo do tempo, o receptor não tem como verificar se o sinal recebido está correto ou não. 
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7 – Analógico X Digital
 
Assim o uso de informações analógicas é inviável em sistemas de computadores. Os computadores só entendem números (bits = 0 ou 1) e, portanto, toda e qualquer informação é transmitida pela rede em forma de números. 
Se houver ruído no caminho – como uma interferência eletromagnética no cabo, por exemplo – e a informação for alterada, o receptor é obrigado a aceitar a informação corrompida como sendo correta. 
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9 – TOPOLOGIA 
	As redes Ethernet podem usar basicamente dois tipos de topologia: linear (também chamada em barramento), onde todos os micros são ligados fisicamente a um mesmo cabo, em estrela, onde todos os micros são ligados a um mesmo cabo através de um dispositivo concentrador, como um HUB. Independente do tipo de topologia usada, uma coisa é certa: todos os dispositivos da rede, direta ou indiretamente, estão conectados a um mesmo cabo. 
 
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9 – TOPOLOGIA
 
 BARRAMENTO
A topologia de barramento também é conhecida como barramento linear. Este é o método mais simples e comum de conectar os computadores em rede. Consiste em um único cabo, chamado tronco, segmento ou backbone (espinha dorsal), que conecta todos os computadores em uma linha única.
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 ESTRELA
 
Na topologia estrela, os computadores são conectados por segmentos de cabo a um componente centralizado (HUB ou SWICTH). Os sinais são transmitidos a partir do computador que está enviando através do hub, até os computadores na rede. 
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 ANEL
 
Em uma rede anel, todos os computadores são conectados por segmento de cabos na forma de anel, sem extremidade na rede. O sinal passa através de cada computador na rede e é recondicionado antes de ser retransmitido. Se qualquer adaptador de rede ou computador apresentar problema, a rede inteira apresenta problemas. Essa rede foi criada pela IBM e é conhecida como Token Ring.
 
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10 – PROTOCOLO
 
	Para que uma rede funcione, todos os micros devem falar a mesma língua. Neste caso a linguagem é o protocolo. Uma rede pode usar diversos protocolos, como o TCP/IP, o NetBEUI e o SPX/IPX, entre outros. 
	Tradicionalmente os computadores de uma rede compartilham um mesmo cabo e, com isso, todos os computadores recebem uma mesma informação ao mesmo tempo. 
 
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	Se uma transmissão está sendo feita entre dois dispositivos, nenhuma outra transmissão poderá ser feita ao mesmo tempo, mesmo que seja entre dois dispositivos que não estejam participando da transmissão em curso, já que o cabo já estará sendo usado. 
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	Se um arquivo grande tiver de ser transmitido, os demais dispositivos da rede terão de esperar muito tempo para começarem a transmitir (pois o arquivo é grande e demora algum tempo para ser transmitido), já que o cabo já estará sendo usado. 
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	Se um arquivo grande tiver de ser transmitido, os demais dispositivos da rede terão de esperar muito tempo para começarem a transmitir (pois o arquivo é grande e demora algum tempo para ser transmitido), já que o cabo já estará sendo usado. 
	Poderão ocorrer interferências de algum tipo no meio do caminho e o dado pode não chegar corretamente ao seu destino.
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	Os PROTOCOLOS são justamente uma solução para todos esses problemas. Primeiro, o protocolo pega os dados que devem ser transmitidos na rede e divide ele em pequenos pedaços de tamanho fixo chamados de pacotes ou quadros. Isso significa que um arquivo não é transmitido na rede de uma só vez. Por exemplo:
 
	
 
protocolo divide os dados em pacotes de 1 KB, logo este arquivo será transmitido em 100 pacotes de 1 KB cada.
ARQUIVO de 100 KB
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		Dentro de cada pacote há ma informação de endereçamento que informa a origem e o destino do pacote. As placas de rede dos computadores possuem um endereço fixo gravado. Dessa forma, o computador de destino sabe que o pacote atualmente transitando no cabo da rede é para ele, porque há o endereço de sua placa de rede no cabeçalho de destino do pacote. Assim, os demais computadores sabem que aquele pacote não é para eles, já que não há o endereço de nenhuma das placas de rede dos outros computadores no pacote. 
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O uso de pacotes de dados otimiza enormemente o uso da rede, já que em vez de uma única transmissão de um dado grande, existirão várias transmissões de dados menores. Com isso, estatisticamente haverá uma maior probabilidade de um outro dispositivo que queira transmitir um dado encontrar o cabo da rede livre, podendo iniciar uma nova transmissão. Dessa forma, é possível que vários dispositivos se comuniquem “ao mesmo tempo” em uma rede. Essas transmissões não são efetuadas simultaneamente, mas intercalando os vários pacotes de dados, 
 
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Exemplo de um pacote de dados:
End. de DESTINO
End. de ORIGEM
Inf. de Controle
DADOS
CRC
CRC - Cyclical Redundancy Check (somatória
de todos os bytes presentes no pacote de dados). Caso a verificação feita pelo receptor não bata com o valor da somatória é pedida o reenvio do pacote. 
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11 - MODELO OSI
 
	
	Para eliminar as redes proprietárias existentes, foi criado um padrão que facilitasse a interconexão de sistemas de computadores. A ISO (International Standards Organization) desenvolveu um modelo de referência chamado OSI (Open System Interconnection), para que os fabricantes pudessem criar protocolos a partir desse modelo. 
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A camada OSI é dividida em três grupos:
 REDE – (rede / link de dados / física)
Estas camadas se preocupam com a transmissão e recepção dos dados através da rede e, portanto, são camadas de baixo nível. 
 TRANSPORTE – (transporte)
Esta camada é responsável por pegar os dados recebidos pela rede e repassá-los para as camadas de aplicação de uma forma compreensível.
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 APLICAÇÃO – (aplicação / apresentação / sessão)
Este grupo é chamado de camadas de alto nível. Elas são responsáveis em colocar o dado recebido em um padrão que seja compreensível pelo programa (aplicação) que fará uso desse dado.
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13 - PROTOCOLO – NetBEUI 
 
	O NetBEUI é um protocolo pequeno, rápido e eficiente. Ele está implementado em todos os produtos de rede da Microsoft (foi criado originalmente pela IBM, na época em que a IBM e a Microsoft possuíram uma parceria para a produção de sistemas operacionais e softwares – em 1985). 
DESVANTAGENS do NetBEUI: 
 uso inviável para redes com mais de 80 PCs;
 não é roteável;
 uso excessivo de mensagens broadcast;
 não é recomendado para redes que possuem acesso a internet;
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12 - PROTOCOLO – TCP-IP 
	Em redes com protocolo TCP/IP cada dispositivo conectado na rede necessita usar um endereço IP. Esse endereço permite identificar o dispositivo e a rede na qual ele pertence. O endereço IP possui basicamente duas partes: uma que indica a rede e outra que indica o computador:
End. da REDE
End. do computador
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12 - PROTOCOLO – TCP-IP 
	
	O endereço IP é um número de 32 bits, representado em decimal em forma de quatro números de oito bits separados por um ponto, no formato A.B.C.D. Assim, o menor endereço IP possível é 0.0.0.0 e o maior 255.255.255.255. Com isso, teoricamente uma rede TCP/IP pode ter até 4.294.967.296 endereços IP (2564), ou seja, esse número de dispositivos conectados a ela (alguns endereços são reservados e não podem ser usados). 
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12 - PROTOCOLO – TCP-IP 
	Em função desse número até certo ponto pequeno, já foi padronizado um novo endereço IP chamado Ipv6 (IP Next Generation) ou SIPP (Simple Internet Protocol Plus (SIPP). Com 128 bits é possível endereçarmos ...
... 340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.770.000.000 dispositivos diferentes.
	Assim teremos aproximadamente 1.564 endereços IP por m² da superfície do planeta terra.
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12 - PROTOCOLO – TCP-IP 
 
Para facilitar a distribuição dos endereços IP, foram especificadas cinco classes de endereços: CLASSE A – CLASSE B – CLASSE C – CLASSE D e CLASSE E. Em redes usamos as classes A, B e C. As classes D e E são classes reservadas ao futuro e ainda não estudadas e aplicadas. 
 
Na Classe A temos números de 10.0.0.0 a 10.255.255.255;
Na Classe B temos números de 172.16.0.0 a 172.31.255.255;
Na Classe C temos números de 192.168.0.0 a 192.168.255.255;
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13.1 – MÁSCARA DE REDE 
	Um termo comum em redes TCP/IP é a máscara de rede. A máscara é formada por 32 bits no mesmo formato que o endereçamento IP e cada bit 1 da máscara informa a parte do endereço IP que é usada para o endereçamento da rede e cada bit 0 informa a parte do endereçamento IP que é usada para o endereçamento das máquinas. Dessa forma, as máscaras padrões são:
 
 CLASSE A: 255.0.0.0
 CLASSE B: 255.255.0.0
 CLASSE C: 255.255.255.0 
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14 – HARDWARE DE REDE 
	
	Pequenas redes não necessitam de muitos dispositivos de comunicação. Redes locais de pequeno porte utilizam, no máximo um ou mais hubs ou switchs para fazer a conexão entre os micros. Redes maiores necessitam de outros dispositivos para se tornarem funcionais. 
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14.1 – HUB 
	
	Um componente de rede que está se tornando um equipamento padrão em um número cada vez maior de redes é o hub. O hub é o componente central em uma topologia de estrela. Existem dois tipos de hubs:
 
ATIVO
PASSIVO
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14.1 – HUB 
		Todo hub é um repetidor. Ele é responsável por replicar em todos as suas portas as informações recebidas pelas máquinas da rede. Além disso, não podemos esquecer que o HUB divide a taxa de transferência pelo número de portas que estão sendo usadas. 
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14.1 – SWITCH 
		Os switches são pontes contendo várias portas. Ele envia os quadros de dados somente para a porta de destino do quadro, ao contrário do hub, onde os quadros são transmitidos simultaneamente para todas as portas. Com isso, esse dispositivo consegue aumentar o desempenho da rede, já que manterá o cabeamento da rede livre. 
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14.2 – SWITCH 
 
	Os switches conseguem enviar quadros diretamente para as portas de destino porque eles são dispositivos que aprendem. Quando uma máquina envia um quadro para a rede através do switch, o switch lê o campo de endereço MAC de origem do quadro e anota em uma tabela interna o endereço MAC da placa de rede do micro que está conectado àquela porta. 
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14.2 – SWITCH 
 
	No entanto, se o endereço MAC de quadro for desconhecido pelo switch, isto é, ele não sabe para qual porta deve entregar o quadro, ele gera um processo conhecido como inundação (flooding): ele envia o quadro para todas as suas portas (menos para a porta de origem do quadro). Nesse momento o switch opera igual a um hub.
	É importante notar que o switch também “desaprende” endereços MAC. Após um determinado período de tempo sem receber qualquer quadro de um determinado endereço MAC (por exemplo, cinco minutos), o switch elimina esse endereço de sua tabela. 
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14.4 – REPETIDOR 
 
	O repetidor é um amplificador de sinal que possibilita aumentar o comprimento da rede. Na medida em que o sinal trafega pelo cabo ele vai perdendo potência. Por isso se tem um limite de comprimento de cabo para cada tipo de rede. Ele funciona como um amplificador de sinais, regenerando os sinais recebidos e transmitindo esses sinais para outro segmento da rede. Não é possível ampliar o comprimento máximo da rede adicionando-se infinitos repetidores. Existem regras que definem os limites para o uso de repetidores. As regras de segmentação variam um pouco de acordo com o padrão Ethernet usado: 
 
Ethernet padrão (10 Mbps);
Fast Ethernet (100 Mbps);
Gigabit Ethernet (1 Gbps);
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14.5 – PONTE 
 
	A ponte é um dispositivo com alguma inteligência pois cria uma divisão (segmentação) na rede. Ele reconhece e armazena, automaticamente, em memória os endereços dos computadores que estão conectados em cada uma de suas portas e faz com que o trafego entre computadores de cada segmento não passe para os outros segmentos. Com isso a rede, como um todo se torna mais rápida pois tem menos colisões e menos pacotes de difusão. 
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14.6 – ROTEADOR 
 
	Todavia, para que um computador (com um endereço IP de rede diferente) seja reconhecido por um outro numa outra rede, será preciso utilizar um dispositivo conhecido por router ou roteador. Veja na figura abaixo como funciona o dispositivo router entre três sub-redes. O roteador é um dispositivo que tem capacidade de encaminhar todas as mensagens (dados) roteadas de várias e diferentes redes para os destinatários, mensagens estas
que trafegam entre várias (ou milhares) de redes. Um exemplo é a rede mundial, a Internet, onde existem milhares de redes de diferentes arquiteturas e milhões de computadores interconectados, trocando informações de forma simultânea.
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14.6 – ROTEADOR 
 
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14.7 – GATEWAY 
 
	Pode ser traduzido como "portão de entrada". O gateway pode ser um PC com duas (ou mais) placas de rede, ou um dispositivo dedicado, utilizado para unir duas redes. Existem vários usos possíveis, desde interligar duas redes que utilizam protocolos diferentes, até compartilhar a conexão com a Internet entre várias estações. O endereço do gateway deve ser informado nas propriedades de rede, mas numa rede onde as estações estão configuradas para obter seus endereços automaticamente é possível configurar o servidor DHCP para enviar o endereço do gateway automaticamente. 
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14.7 – GATEWAY 
 
	A estação enviará ao gateway qualquer requisição de endereço que não faça parte da rede local. Se, por exemplo você tiver uma rede com 3 micros, configurados com os endereços 192.168.0.1, 192.168.0.2 e 192.168.0.3, qualquer endereço fora do escopo 192.168.0.x será enviado ao gateway, que se encarregará de acessá-lo na outra rede, ou na Internet e entregar o resultado à estação.
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15 – Cabeamento MÍDIA
 
15.1 – Cabo PAR-TRANÇADO
 	
	O par trançado é o tipo de cabo de rede mais usado atualmente. Existem basicamente dois tipos de cabo par trançado: 
 UTP : (Unshielded Twisted Pair) sem blindagem;
 STP : (Shielded Twisted Pair) com blindagem;
A diferença entre eles é justamente a existência, no par trançado com blindagem, de uma malha em volta do cabo protegendo-o contra interferências eletromagnéticas. 
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15.1 – Cabo PAR-TRANÇADO
 	
	UTP – Sem blindagem, possui as seguintes categorias: 
 CATEGORIA 3: Permite comunicações até 16 Mbps. É utilizado por redes 10BaseT, isto é, por redes utilizando par trançado operando a 10 Mbps. 
 
 CATEGORIA 4: Comunicações até 20 Mbps. 
 
 CATEGORIA 5: Permite comunicações até 100 Mbps (100BaseT). É o tipo de cabo par trançado mais usado hoje em dia. Mas é possível utilizar este cabo em redes 1000BaseT. No sistema Gigabit Ethernet utiliza um esquema onde os quadro pares de fios são usados simultaneamente 
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15.1 – Cabo PAR-TRANÇADO
 	
	STP – oferece uma proteção a mais contra interferências eletromagnéticas, através de uma blindagem existente no cabo. O grande cuidado a se tomar quando trabalhamos com par trançado blindado é o fato de que a blindagem, ao contrário do que ocorre no cabo coaxial, não tem qualquer relação com o sinal que está sendo transmitido através do cabo. Com isso, a blindagem tem de ser aterrada nos dois pontos de conexão do cabo. Caso isso não seja feito, a blindagem funciona como uma antena, captando ondas de rádio e acabando por gerar interferência eletromagnética no cabo. 
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16 – Padrão ETHERNET 
 
	A especificação Ethernet vem sendo desenvolvida desde a década de 60, iniciando na Universidade do Havaí, depois pela Xerox e por outras empresas. Hoje ela descreve um método para conexão e compartilhamento de cabos entre computadores e sistemas de dados. Ela foi à base da especificação 802.3 da IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) que é o instituto que define as normas técnicas na área de Engenharia Elétrica e Eletrônica. Ethernet é a mais popular arquitetura de rede atualmente. Ela se baseia-se no CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Colision Detection) para regular o tráfego no cabo da rede. 
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16 – Padrão ETHERNET 
 
	CSMA/CD é o sistema de gerenciamento de tráfego que garante o funcionamento das redes Ethernet. As redes Ethernet utilizam uma topologia lógica de barramento, isto significa que mesmo ao utilizar um hub, as estações comportam-se com se estivessem todas ligadas a um único cabo. Isso simplifica a transmissão de dados e barateia os equipamentos, mas em compensação traz um grave problema: as colisões de pacotes que ocorrem sempre que duas (ou mais) estações tentam transmitir dados ao mesmo tempo. 
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16 – Padrão ETHERNET 
 
	O sistema CSMA/CD minimiza este problema através de um conjunto de medidas relativamente simples: Antes de transmitir seu pacote, a estação "escuta" o cabo, para verificar se outra estação já está transmitindo. Graças a este sistema, as colisões causam apenas uma pequena perda de tempo, mas não causam perda de dados. Porém, como as colisões aumentam junto com o número de PCs na rede elas podem tornar-se um problema sério em redes com mais de 30 ou 50 PCs. Neste caso é possível utilizar switchs para dividir o tráfego da rede. A switch diminui o número de colisões de pacotes.
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16.1 – Os padrões de cabeamento Ethernet são expressos no seguinte formato:
 
[Taxa máxima de transmissão] 
[Tipo de transmissão] 
[Tipo do cabo]
 
 Taxa máxima de transmissão; 
 
 Tipo de transmissão: o tipo de transmissão usado em redes Ethernet é do tipo unicanal (baseband) e, por isso, você encontrará o termo “Base”;
 
 Tipo do cabo;
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17 – Cabeamento Estruturado 
 
	
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17 – Cabeamento Estruturado 
 
	
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17 – Cabeamento Estruturado