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UNIP EaD Projeto Integrado Multidisciplinar IV Cursos Superiores de Tecnologia INFRAESTRUTURA DE REDE EM UMA BIBLIOTECA COMUNITÁRIA Americana SP 2020 UNIP EaD Projeto Integrado Multidisciplinar IV Cursos Superiores de Tecnologia INFRAESTRUTURA DE REDE EM UMA BIBLIOTECA COMUNITÁRIA O Projeto Integrado Multidisciplinar é apresentado ao curso de Redes de Computadores da UNIP (Universidade Paulista) EaD (Educação a distância) como um requisito de avaliação parcial das disciplinas envolvidas no Bimestre. Orientador: Ataide Cardoso Alunos: Jonathan Roberto Schapuis, Bruno Rodrigues de Moura, Maycon Augusto Pereira Teixeira, Renato Viana de Souza, Rafael Jordão do Amaral, Kleydson Fernandes de Carvalho RA(s): 2092575, 2068460, 0559944, 2048461, 2001893, 2094756. Redes de Computadores 2º Bimestre Americana SP 2020 RESUMO A biblioteca é um grande pilar para adquirir conhecimento, pelos livros que a compõe. O objetivo desse PIM (Projeto Integrado Multidisciplinar) III é desenvolver um método de sistema computacional no qual usuários tenham acesso a livros, onde podem usar, pegar e devolver nas mesmas condições. A metodologia de pesquisa realizada foi a revisão bibliográfica com o conceito dos principais autores dos temas citados. Através de Administração de Banco de Dados, constatou-se a implantação de um banco de dados desde o modelo conceitual até o modelo físico. Por meio da Linguagem de Programação, vimos que um programador conseguirá se expressar no mundo da programação, com mais recursos para escrever soluções de problemas computacionais via código a linguagem é um instrumento para que a solução escrita possa ser transformada em um software. Pela Ética e Legislação Profissional, temos a base para a administração da vida e os conflitos que ela nos impõe, apontando a direção à construção pessoal e coletiva diante uma biblioteca comunitária. Por Metodologia Cientifica, temos a aplicação de pesquisa qualitativa para aprofundamento e consulta de informações mediante a circunstâncias da comunidade e objetivos da biblioteca para o desenvolvimento da comunidade. Verificou-se que o sistema criado trouxe facilidade aos moradores locais que se beneficiaram com a inserção deles na biblioteca comunitária. Contudo, esse sistema deve ser levado a mais bibliotecas de várias cidades do Brasil. Palavras-chave: Redes de Dados e Comunicação. Cabeamento Estruturado. Arquitetura de Rede. ABSTRACT SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................... 6 2 REDES DE DADOS E COMUNICAÇÃO ........................................................................ 7 2.1 Conceito .......................................................................................................................... 7 2.1.1 LAN – Rede Local ........................................................................................................ 7 2.1.2 MAN – Rede Metropolitana ........................................................................................... 7 2.1.3 WAN – Rede de Longa Distância ................................................................................... 7 2.1.4 WLAN – Rede Local Sem Fio ........................................................................................ 7 2.1.5 WMAN – Rede Metropolitana Sem Fio ........................................................................... 7 2.1.6 WWAN – Rede de Longa Distância Sem Fio ................................................................... 8 2.1.7 SAN – Rede de Área de Armazenamento ......................................................................... 8 2.1.8 PAN – Rede de Área Pessoal .......................................................................................... 8 2.2 Topologias de redes ......................................................................................................... 8 2.2.1 Topologia em estrela ..................................................................................................... 8 2.2.2 Topologia em barramento .............................................................................................. 8 2.2.3 Topologia árvore (hierarquia) ......................................................................................... 9 2.2.4 Topologia em anel ........................................................................................................ 9 2.2.5 Topologia híbrida .......................................................................................................... 9 2.2.6 Ponto a ponto ............................................................................................................... 9 2.2.7 Rede de malha .............................................................................................................. 9 3 CABEAMENTO ESTRUTURADO ................................................................................ 10 3.1 Conceito ........................................................................................................................ 10 3.2 Norma EIA/TIA-606 ...................................................................................................... 10 3.3 A norma brasileira de cabeamento estruturado .............................................................. 11 3.4 Subsistema de cabeamento horizontal............................................................................. 12 3.5 Conexão Cruzada .......................................................................................................... 13 3.6 Norma ANSI/TIA-568-B ................................................................................................ 13 3.7 Meios de Transmissão. ................................................................................................... 14 3.7.1 Cabo coaxial ............................................................................................................ 14 3.7.2 Cabos de pares trançados .......................................................................................... 15 3.7.3 Tipos de cabos e aplicações ....................................................................................... 15 3.7.4 Patch Panel .............................................................................................................. 16 3.7.5 Cabos ópticos .......................................................................................................... 18 3.8 Áreas de trabalho .......................................................................................................... 20 3.9 Tomadas e espelhos ....................................................................................................... 21 3.10 Rack ............................................................................................................................. 22 3.11 Piso de acess .................................................................................................................. 22 3.12 Conduítes ...................................................................................................................... 23 3.13 Bandejas de cabos (canaletas) e eletro calhas .................................................................. 23 4 ARQUITETURA DE REDES ........................................................................................ 24 4.1 Arquiteturas OSI e TCP/IP com enfoque nas camadas de 3 a 7........................................ 24 4.2 Inter-relacionamentos entre as camadas e as arquiteturas. ..............................................26 4.3 Funcionalidades de cada camada. ................................................................................... 27 4.4 Os conceitos de comunicação entre camadas e as principais arquiteturas. ........................ 27 4.5 Endereçamento no formato IPv4, escopo endereço de rede, broadcast e domínio de colisão. 28 5 CONCLUSÃO ............................................................................................................... 29 REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 30 6 1 INTRODUÇÃO O trabalho a seguir será a implantação de uma infraestrutura de rede computadores em uma biblioteca comunitária O início será o capítulo administração de banco de dados, com seu conceito, classificação, tecnologia e arquitetura, modelagem, segurança e desempenho e esquema de criação de banco de dados e suas tabelas. Após, será o capítulo linguagem de programação, com conceito, processamento de dados, conceito de algoritmo, método para a construção de algoritmos, tipos de algoritmos, conceito de variável, tipos de dados, criptografia, Linux, redes de computadores e Script do sistema computacional. O capítulo seguinte terá ética e legislação, com o conceito sobre ética e moral, ética em bibliotecas públicas, códigos de ética empresarial e profissional, aspectos jurídicos da internet, higiene e segurança do trabalho. Posteriormente, será o capítulo metodologia cientifica, com conceito, método e tipos de métodos, pesquisa e tipos de pesquisa, ciência, biblioteca comunitária, administração e catalogação. E por fim, teremos a conclusão do nosso trabalho. A metodologia de pesquisa apresentada será a revisão bibliográfica com o conceito dos principais autores dos temas abordados. Espera-se com essa pesquisa atender a necessidade de uma comunidade através da construção de um sistema computacional bibliotecário. Desde a criação de um modelo com eficácia na estrutura de um banco de dados. Com a pesquisa será possível adquirir conhecimento, conceituando a aplicabilidade de um sistema informatizado para catalogação de livros e cadastro de usuários/leitores de uma biblioteca comunitária. O estudo se faz importante para que se possa analisar se as concepções de ética dos indivíduos são influenciadas pela diversidade de contatos e ambiente que se tornaram acessíveis com a globalização e com a era da informação, e que obrigam as pessoas a se manterem preparadas para enfrentarem as possibilidades de crescimento nesse atual mercado competitivo. É uma preocupação não somente dos empresários, mas de toda sociedade. Daí surge a relevância do estudo para se ter uma visão da atual concepção de ética analisada nos grupos organizacionais. Ao projeto, a metodologia será essencial para o estudo, conceituação, e resolução dos problemas, dessa forma, será tratado a organização e a relação da biblioteca comunitária com os serviços aferidos a essa a comunidade e as condições necessárias. 7 2 REDES DE DADOS E COMUNICAÇÃO 2.1 Conceito Segundo Rasmussen (2019), na informática, uma rede consiste em vários processadores que estão ligados entre si e compartilham recursos. No começo, essas redes eram mais comuns principalmente, dentro de escritórios (rede local), mas com o passar de anos tivemos a necessidade de trocar informações entre esses módulos de processamento aumentou, surgindo assim, muitos outros tipos de rede. Entenda o que significam alguns dos principais tipos de redes de computadores. 2.1.1 LAN – Rede Local Nomeadas Local Área Networks, ou Redes Locais, fazem a ligação entre computadores presentes em um mesmo lugar ou espaço. Dentro de uma empresa, de uma escola ou dentro de nossa própria casa, dando a possibilidade da troca de informações e recursos entre os dispositivos conectados. 2.1.2 MAN – Rede Metropolitana Digamos que uma empresa possui mais de um escritório em uma mesma cidade e desejam que os computadores permaneçam interligados. Para isso existe a Metropolitan Area Network, ou Rede Metropolitana, que conecta diversas Redes Locais dentro de algumas dezenas de quilômetros. 2.1.3 WAN – Rede de Longa Distância A Wide Area Network, ou Rede de Longa Distância, superior a MAN e conseguindo cobrir uma área maior, como um estado, país ou até mesmo um continente. 2.1.4 WLAN – Rede Local Sem Fio E para as pessoas que não querem utilizar cabos, WLAN ou Rede Local Sem Fio, pode ser uma opção. Esse tipo de rede conecta-se à internet, muito usadas em ambientes residenciais, empresariais e em lugares públicos como praças, etc. 2.1.5 WMAN – Rede Metropolitana Sem Fio 8 Esta é a versão sem fio da MAN, com um alcance de dezenas de quilômetros, tendo a possibilidade de conectar redes de escritórios de uma mesma empresa ou de campus de universidades. 2.1.6 WWAN – Rede de Longa Distância Sem Fio Possui alcance ainda maior, a WWAN, ou Rede de Longa Distância Sem Fio, alcança diversas partes do mundo. Justamente por isso, a WWAN está mais sujeita a ruídos. 2.1.7 SAN – Rede de Área de Armazenamento As SANs, ou Redes de Área de Armazenamento, tem a função de fazer a comunicação de um servidor e outros computadores, ficando restritas a isso. 2.1.8 PAN – Rede de Área Pessoal As redes do tipo PAN, ou Redes de Área Pessoal, são usadas para que dispositivos se comuniquem dentro de uma distância bastante limitada de aproximadamente 10 metros. Um exemplo são as redes Bluetooth e UWB. 2.2 Topologias de redes Esse termo segundo Neto (2019), se refere à forma como se estruturam as redes de computadores e o modo como as máquinas estão conectadas entre si ocorrendo o tráfego de informações no interior de uma rede, independentemente de sua complexidade. No que diz respeito à maneira como esses elementos se encontram dispostos em uma rede, existem várias topologias. 2.2.1 Topologia em estrela Esta é caracterizada pelo fato de haver um dispositivo central que assume a tarefa de fazer a comunicação entre os computadores em uma rede. Também é capaz de fazer o gerenciamento do fluxo de dados que trafegam em uma rede. 2.2.2 Topologia em barramento Neste tipo de topologia, todos os computadores se encontram interconectados partindo um único barramento de dados. Porém não permite que vários computadores transmitam dados ao mesmo tempo. 9 2.2.3 Topologia árvore (hierarquia) Essa topologia é organizada em níveis diversos, sendo conhecida também como rede hierárquica. Neste modelo, os módulos seguem a uma hierarquia, na qual os de nível inferior se ligam àqueles que ficam em posições mais altas. 2.2.4 Topologia em anel Os computadores de uma rede em anel são conectados a um MAU, ou distribuidor. Responsável por gerenciar a comunicação entre os diversos dispositivos que constituem a rede. 2.2.5 Topologia híbrida Conhecida também como topologia mista, é o tipo mais adotado para redes de escala. Utilizado normalmente para resolver demandas não planejadas, aproveitando-se as topologias que já são utilizadas. 2.2.6 Ponto a ponto A rede ponto a ponto permite que cada um dos nós da rede funcione as vezes como servidor, ora como cliente. Não havendo a necessidade de um servidor que centralize essa tarefa. 2.2.7 Rede de malha Conhecida também como Mesh, todos os nós que constituem uma rede fazem a comunicação entre si, permitindo que a informação flua por diferentes caminhos até chegar ao seu destino final. 10 3 CABEAMENTO ESTRUTURADO 3.1 Conceito O cabeamento estruturado é um sistema que envolve cabos e componentes de conexão (conforme definidos em normas), capaz de atender às necessidades de telecomunicações e TI dos usuários de redes nos mais diferentes tipos de edificações. Um sistema de cabeamento estruturado deve ser projetado de modo que em cada áreade trabalho qualquer serviço de telecomunicações ou TI possa ser habilitado e utilizado por qualquer usuário da rede em todo o edifício (ou edifícios). Em um sistema de cabeamento estruturado, cada tomada instalada em uma área de trabalho é uma tomada de telecomunicações e pode ser usada para qualquer aplicação disponível na rede indistintamente. Em cabeamento estruturado não há tomadas específicas para voz, para dados ou para qualquer outro serviço que venha a ser utilizado na rede. Dependendo das posições em que são conectados os patchs cords nos distribuidores de piso, uma tomada usada para voz pode ser facilmente remanejada para um serviço de dados, para uma impressora em rede etc. 3.2 Norma EIA/TIA-606 A norma EIA/TIA-606 (Administration Standard for the Telecommunications Infraestructure of Commemial Buildings) objetiva providenciar um esquema de administração uniforme independente das aplicações. A administração de uma rede interna estruturada compreende toda a documentação, incluindo todas as etiquetas, placas de identificação, planta dos pavimentos, cortes esquemáticos dos caminhos e espaços das redes primária e secundária, tabela e detalhes construtivos inscritos no projeto e memorial descritivo de rede interna. Outro ponto importante abordado pela norma se refere à questão das identificações realizadas mediante cores nas terminações (conexões cruzadas e interconexões) e executadas nos hardwares de conexão localizados nas salas de equipamentos e nos armários de telecomunicações, para identificar as rotas dos cabos. A conformidade com as recomendações contidas na norma possibilita uma infraestrutura bem documentada e de fácil administração pelo usuário durante o ciclo de vida do edifício. Convém relembrar que um dos conceitos básicos do sistema de cabeamento estruturado é exatamente sua expectativa de vida, que deve girar em tomo de dez a quinze anos. Conforme se pode notar, a identificação do sistema de cabeamento estruturado é um item extremamente importante para que seja possível a 11 administração dele, e deve ser levada em consideração pelos instaladores e integradores desde a fase do projeto até a implantação do sistema. Conforme Pinheiro (2015), os pontos relevantes em relações as características da administração de cabeamento e sua infraestrutura se baseia na norma EIA. /TIA 606. Logo aporta os itens de identificação e documentação do projeto de redes estruturadas. 3.3 A norma brasileira de cabeamento estruturado A norma brasileira de cabeamento estruturado, a NBR 14565 (cabeamento estruturado para edifícios comerciais e data centers) é baseada nas normas internacionais ISO/IEC 11801, Segunda edição (Information technology - Generic cabling for customer premises, Cabeamento genérico para as dependências do cliente) e ISO/IEC 24764 (Information technology - Generic cabling systems for data centres, Sistemas de cabeamento estruturado para data centers). A NBR 14565 especifica um cabeamento estruturado para um edifício ou conjunto de edifícios em um campus e também para data centers e contempla cabeamento em cobre (cabos metálicos) e fibras ópticas (cabos ópticos). Ela especifica os seguintes elementos funcionais do cabeamento para edifícios comerciais: • Distribuidor de campus (CD); • Backbone de campus; • Distribuidor de edifício (BD); • Backbone de edifício • Distribuidor de piso (FD); • Cabeamento horizontal; • Ponto de consolidação (CP); • Cabo do ponto de consolidação; • Tomada de telecomunicações multiusuário (MUTO); • Tomada de telecomunicações (TO). Imagem 01: topologia de um sistema de cabeamento estruturado para edifício comerciais. Fonte: Marin (2014, p.14). 12 Conforme, Marin (2014), dessa forma, as normas são programas em um padrão genérico de cabeamento de telecomunicações que, por sua vez possa resistir a ambientes multiproduto e multifornecedores, não só, mas também propiciar o projeto e a instalação de sistemas de cabeamento estruturado para prédios comerciais. Imagem 02: tabela de padrões relacionados à norma ABNT – NBR 14565. Fonte: Lima Filho (2014, p.146). 3.4 Subsistema de cabeamento horizontal Um sistema de cabeamento estruturado é composto, basicamente, pelos subsistemas de cabeamento horizontal e de backbone, que se divide em backbone de edifício (que conecta os distribuidores de piso de cada andar de um edifício) e backbone de campus (quando conecta o cabeamento de dois ou mais edifícios). O subsistema de cabeamento horizontal é a parte do sistema de cabeamento que conecta um distribuidor de piso, às tomadas de telecomunicações das áreas de trabalho do mesmo pavimento ou pavimentos vizinhos. O cabeamento horizontal é assim denominado devido ao fato de compreender os segmentos de cabos que são lançados horizontalmente entre as áreas de trabalho e os distribuidores de piso (FD). Por questões técnicas relacionadas ao desempenho do canal e também por questões de organização do cabeamento, algumas distâncias máximas e mínimas devem ser observadas quando utilizamos um ponto de consolidação. A figura mostra estas distâncias. 13 Imagem 03: Utilização do ponto de consolidação e distâncias permitidas. Fonte: Marin (2014, p.41). 3.5 Conexão Cruzada Há duas formas permitidas para a interconexão do equipamento ativo (os switches Ethernet, por exemplo) ao cabeamento horizontal, que são as conexões cruzadas e a interconexão. A figura apresenta o método de conexão cruzada. Imagem 04: Método de conexão cruzada. Fonte: Marin (2014, p.42). 3.6 Norma ANSI/TIA-568-B Em 2001, foi emitido o novo documento ANSI/TIA-568-B, que substituiu a norma ANSI TIA-568-A, trazendo a especificação do Sistema de Cabeamento Genérico de Telecomunicações para Edifícios Comerciais. O propósito da atualização da norma foi adequar o planejamento e a instalação do sistema de cabeamento estruturado nos edifícios 14 comerciais para uma nova realidade. O documento visa demonstrar que a instalação do sistema de cabeamento de telecomunicações feita durante a construção do edifício torna-se bem menos onerosa do que após sua ocupação. A versão ANSI/TIA-568-B contém algumas mudanças em relação à versão anterior. A norma estabelece especificações genéricas para sistemas de cabeamento estruturado, fornecendo as diretrizes para o planejamento e a instalação de cabeamento de telecomunicações, envolvendo os produtos específicos a serem instalados. Incorporou todos os TSB's e adendos da norma TIA-568. Com áreas distintas de foco, o novo documento foi dividido em três normas: • ANSDTIA-568-B.1: Requerimentos gerais para projeto de cabeamento; • ANSVTIA-568-B.2: Padrões e especificações para redes e componentes utilizando cabeamento metálico; • ANSVTIA-568-B.3: Padrões e especificações para redes e componentes utilizando cabeamento óptico. Segundo Pinheiro (2015), dessa forma, essas normas são impresquitível aos tipos de conectores e de cabeamento e as formas de se realizar testes, com o intuito de verificar a qualidade da instalação, dentre outros aspectos. 3.7 Meios de Transmissão. 3.7.1 Cabo coaxial Um cabo coaxial consiste em um fio de cobre rígido que forma o núcleo, envolto por um material isolante, que, por sua vez, é envolto por um condutor cilíndrico externo na forma de uma malha metálica entrelaçada ou uma lâmina metálica. Esse condutor externo é recoberto por uma capa plástica protetora (Figura 3). Foi um tipo de mídia amplamente utilizado nas primeiras redes locais de computadores e para a transmissão a longa distância nas redes de telefonia. O cabo coaxial apresenta vantagens e desvantagens quando comparado a outras mídias. Por exemplo, apresenta algumas vantagens em comparação aos cabos de par trançado em certas aplicações porque, ao contrário deste, oferece uma melhorimunidade ao ruído devido à sua blindagem, mantém uma capacitância constante e baixa, teoricamente independentemente do tamanho do cabo, e uma fuga eletromagnética mais baixa. Essas características permitem suportar velocidades da ordem de dezenas de megabits por segundo por distâncias significativas, sem a necessidade de regeneração do sinal e sem distorções. 15 Entre as desvantagens está o custo. O cabo coaxial é mais caro do que o trançado, assim como é mais elevado o custo das interfaces para sua conexão. Outra desvantagem são os problemas de falhas na rede, que podem ser ocasionadas por mau contato nos conectores utilizados. Como a topologia mais usada com esse cabo é a chamada em barramento, a rede inteira pode sair do ar caso aconteça um rompimento do cabo em algum trecho mais crítico ou mesmo mau contato de algum conecto (da rede. Como ele é r rígido, torna-se de difícil manipulação, fato que dificulta sua instalação em ambientes comerciais, onde normalmente é necessária a passagem através de ran2letas. Imagem 05: Estrutura de um cabo coaxial. Fonte: Pinheiro (2015, p. 16). 3.7.2 Cabos de pares trançados Um meio ou canal de transmissão é o caminho utilizado para que um sinal elétrico ou uma informação seja enviada de um transmissor para um receptor. A Figura 2.1 mostra um esquema de comunicação e sua relação com o meio de transmissão. Imagem 06: o meio físico como parte de um sistema de comunicação. Fonte: Marin (2014, p.18). Em sistemas de comunicação por rádio, por exemplo, este caminho é o ar. Em um sistema de cabeamento estruturado o caminho é um cabo, que pode ser metálico (cabos de pares trançados) ou óptico (fibras ópticas). Vamos conhecer agora as principais características dos cabos de pares trançados utilizados no cabeamento. 3.7.3 Tipos de cabos e aplicações Os cabos balanceados utilizados em cabeamento estruturado podem ser basicamente de dois tipos: sem blindagem e blindados. Os cabos sem blindagem são denominados U/UTP (Unshielded/ Unshielded Twisted Pair, par trançado sem blindagem), conforme mostrado na Figura 16 Imagem 07: Exemplo de construção de um cabo U/UTP. Fonte: Marin (2014, p.21). A denominação F/UTP serve para indicar que este cabo não tem blindagem para seus pares individualmente, porém tem uma blindagem geral externa feita com uma folha metálica Imagem 08: Exemplo de construção de um cabo F/UTP. Fonte: Marin (2014, p.21). Os cabos 1 blindados S/FTP (Screened/Foiled Twisted Pair) são aqueles que têm uma blindagem para cada par individual feita com uma folha metálica (foil) e uma blindagem geral, constituída por uma malha de blindagem (screen). A Figura mostra um exemplo deste tipo de cabo. Imagem 09: Exemplo de construção de um cabo S/FTP. Fonte: Marin (2014, p.22). 3.7.4 Patch Panel Bem, o patch panei (que não tem uma tradução adequada para o português) é um painel que concentra várias tomadas RJ45, normalmente em múltiplos de 12, sendo os mais comuns de 24 portas e 48 portas. É importante lembrar que um patch panei é um componente 17 passivo, ou seja, não tem qualquer eletrônica nele, como no caso dos switches e outros equipamentos ativos de rede. Imagem 10: exemplo de um patch panel Fonte: Marin (2014, p.23). O segmento de cabo (U/UTP neste caso), que é terminado no patch panei em uma extremidade do enlace, tem sua outra extremidade terminada em uma tomada padrão RJ45, sem blindagem. Imagem 11: Exemplos de tomadas padrão RJ45 sem blindagem (a) e blindada (b). Fonte: Marin (2014, p.24). Repare que com estes três elementos básicos: patch panei, cabo balanceado e tomada padrão RJ45, podemos implementar um enlace de cabeamento estruturado que poderá ser utilizado para a distribuição de serviços de telecomunicações e redes em uma instalação. A Imagem 12: Elementos do cabeamento estruturado de forma esquemática, bem como seus componentes e cabo. Fonte: Marin (2014, p.24). Imagem 13: patch cord para a conexão de equipamentos ativos de rede ao cabeamento. Fonte: Marin (2014, p.25). 18 Imagem 14: Exemplos de conectores padrão GG45 (a) e TERA (b). Fonte: Marin (2014, p.25). Os conectores mostrados na figura são para a terminação de cabos blindados tipo S/FTP, com dupla blindagem. 3.7.5 Cabos ópticos Um enlace óptico deve oferecer uma conexão de baixas perdas entre um transmissor e um receptor e pode ser usado para transmitir sinais analógicos e digitais. Imagem 15: esquema de comunicação óptica digital Fonte: Marin (2014, p.26). Princípios de funcionamento das fibras ópticas As fibras ópticas são filamentos capilares constituídos de vidro e são utilizadas para a transmissão de sinais ópticos. As fibras podem ser de dois tipos: monomodo e multimodo. Uma fibra multimodo é aquela que apresenta vários caminhos (modos) para a propagação da luz por meio de seu núcleo. Imagem 16: Tipos de fibras ópticas e diâmetros de seus núcleos. Fonte: Marin (2014, p.26). 19 Em termos de construção, as fibras são encapsuladas em cabos para seu devido uso e proteção. A Figura mostra a construção típica de cabos ópticos com fibras com buffer do tipo tight, utilizadas em sua maioria em instalações internas de edifícios. Imagem 17: Construção de um cabo óptico típico com fibras do tipo tight. Fonte: Marin (2014, p.26). Componentes do cabeamento óptico Da mesma forma que um sistema de cabeamento estruturado em cobre é composto por cabos e componentes de conexão, um sistema de cabeamento estruturado óptico também é composto por cabos e componentes de conexão, porém neste caso tanto os cabos quanto os componentes devem ser ópticos. A Figura mostra um esquema genérico de distribuição de um enlace utilizando cabos e distribuidores ópticos para configurar um backbone em um sistema de cabeamento em um edifício. Imagem 18: Elementos do cabeamento estruturado óptico. Fonte: Marin (2014, p.33). Bem, o distribuidor óptico é um painel que concentra vários conectores ópticos, estamos utilizando um distribuidor com capacidade para 48 fibras ópticas e portanto, 48 conectores ópticos. Da mesma forma que um patch panei, o distribuidor óptico é um componente passivo óptico, ou seja, não tem qualquer eletrônica nele, como no caso dos switches e outros equipamentos ativos ópticos de rede. 20 Imagem 19: Exemplo de um distribuidor óptico de 48 portas. Fonte: Marin (2014, p.31). Imagem 20: exemplo de um cordão óptico com conector LC (uma extremidade mostrada na figura). Fonte: Marin (2014, p.33). Imagem 21: Exemplo de conector SC duplex (a) e acoplador SC duplex (h). Fonte: Marin (2014, p.34). Imagem 22: Exemplo de um kit de terminação de campo para conectores que empregam epóxi e polimento. Fonte: Marin (2014, p.83). 3.8 Áreas de trabalho São os espaços em um edifício comercial nos quais os usuários da rede interagem com seus equipamentos terminais, como computadores pessoais e telefone, por exemplo. Devem ser projetadas e construídas de modo a tornar essa interação o mais amigável possível, 21 além 1 de oferecer um ambiente de trabalho agradável, confortável e eficiente ao seu ocupante. Imagem 23: Área de trabalho típica em um cabeamento estruturado. Fonte: Marin (2014, p.50). Imagem 24: Configurações especificadas pelas normas de cabeamento estruturado em áreas de trabalho. Fonte: Marin (2014, p.52). 3.9 Tomadas e espelhos Para a acomodação e fixação dos conectores, são necessários os acessórios de terminação' que, no caso, constituem as tomadas e os espelhos os quais fazem parte da lista de acessórios obrigatórios que compõe uma instalação de cabeamento estruturado. Imagem 25: Exemplo de tomada com pontos de rede Fonte: https://www.dealmex.com.br/espelho-de-parede-4x4-montado-com-3-rj45-1-hdmi-2-tomadas-3p> https://www.dealmex.com.br/espelho-de-parede-4x4-montado-com-3-rj45-1-hdmi-2-tomadas-3p 22 3.10 Rack O rack (ou gabinete) é o elemento utilizado para a instalação de equipamentos ativos ou passivos, como principais aplicações. Dentro das salas de equipamentos ou nas salas de telecomunicação, os componentes ativos e passivos de uma rede local devem ser montados em uma estrutura adequada, de forma a propiciar uma boa capacidade de gerenciamento da rede física, reduzindo os custos de expansão e alterações. O rack é um armário técnico destinado ao armazenamento de equipamentos e dispositivos, o qual, além do suporte físico, oferece proteção para equipamentos eletrônicos sensíveis, desempenhando um papel importante na criação da estrutura básica de sistemas estruturados de cabeamento. Imagem 26: rack. Fonte: https://ellan.com.br/rack-para-servidor 3.11 Piso de acess O piso de acesso (ou piso elevado) é composto por painéis modulares suportados por pedestais. É largamente utilizado em salas de equipamentos bem como em áreas de trabalho em geral. Imagem 27: piso de acesso. Fonte: <https://madelgroup.com.br/produto/pisos/piso-elevado-hunterdouglas/> https://ellan.com.br/rack-para-servidor https://madelgroup.com.br/produto/pisos/piso-elevado-hunterdouglas/ 23 3.12 Conduítes Também conhecidos como eletro dutos, incluem tubos metálicos ou de PVC. Aconselha-se que se evite a utilização de conduteis de metal flexível, devido à possibilidade de problemas com a abrasão do cabo. O uso de conduteis em um sistema de rota horizontal para telecomunicações. Imagem 28: conduteis Fonte: <https://www.cetti.com.br/conduite-1-polegada-flexivel-externo-cinza-1-metro > 3.13 Bandejas de cabos (canaletas) e eletro calhas São estruturas pré-fabricadas, constituídas por trilhos e um fundo sólido ou ventilado, podendo localizar-se acima ou abaixo do teto em aplicações planas ou não. Para o planejamento das canalizações aparentes, deve ser considerada uma máxima taxa de ocupação de 40%, embora uma taxa de ocupação máxima de 60% seja permitida para acomodar adições não planejadas após a instalação inicial. Imagem 29: eletro calhas Fonte: <http://www.realperfil.com.br/eletrocalha-perfurada.php> Os cabos de pares trançados são armazenados em caixas. Isso facilita o transporte e a instalação, além de oferecer proteção adicional. No entanto, o instalador deve tomar cuidado ao puxar o cabo da caixa para evitar a formação de nó e a deformação da capa do cabo durante sua instalação. Isso pode deformar os pares e afetar o desempenho de transmissão do cabo. Imagem 30 embalagens típicas de cabos de pares traçados. Fonte: Marin (2014, p.70 https://www.cetti.com.br/conduite-1-polegada-flexivel-externo-cinza-1-metro http://www.realperfil.com.br/eletrocalha-perfurada.php 24 4 ARQUITETURA DE REDES 4.1 Arquiteturas OSI e TCP/IP com enfoque nas camadas de 3 a 7 Segundo Tanenbaum e Wetherall (2011), existem as arquiteturas de rede OSI (Open System Interconnection) criado pela ISO (International Standards Organization) e TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) criado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos, devemos tomar os dois tipos como modelos. Tem-se uma grande diferença entres os modelos citados, os protocolos no modelo OSI não são muito utilizados em contrapartida no modelo TCP/IP são utilizados frequentemente. Tanto o modelo OSI quanto o modelo TCP/IP são dificilmente utilizados na prática. Mas, como conceito as camadas do modelo OSI são importantes para um conhecimento mais aprofundado de arquitetura de rede. Temos assim, uma grande utilização dos protocolos referente ao modelo TCP/IP, no qual os dois principais são o TCP na camada de transporte e o IP na camada de rede. Imagem 31: modelo OSI Fonte: Tanenbaum e Wetherall (2011, p.26). Na imagem acima, temos a representação do modelo OSI com suas sete camadas com sua interconexão entre as camadas e entres dois computadores. A camada 7 é a de aplicação, a 6 é a apresentação, a 5 é a de sessão, a 4 é a de transporte, a 3 é de rede, a 2 é de enlace e a 1 é a camada física. Nele temos os dados presentes nas camadas 7, 6, 5 e 4. Os pacotes presentes na canada 3, os quadros na camada 2 e os bits na camada 1 do modelo OSI. Ainda segundo Tanenbaum e Wetherall (2011), antes cada empresa possuía sua própria arquitetura tornando a comunicação impossível devido a incompatibilidade suas 25 arquiteturas. Assim, surgiu o modelo OSI para padronizar as arquiteturas de redes, dessa forma temos uma conectividade entre vários sistemas abertos. Esse modelo foi implantado pela organização ISO. Ele não cita com precisão o que cada camada deve ter de protocolos e serviços, assim na realidade não podemos chamá-lo de uma arquitetura de rede, mas sim como um modelo que com uma pequena limitação, deve ser seguido na teoria. Imagem 32: Comparação entre a quantidade de camadas dos modelos OSI e TCP/IP. Fonte: Tanenbaum e Wetherall (2011, p.28). Percebemos que no modelo TCP/IP existem quatro camadas: aplicação, transporte, internet e enlace, também chamada de camada de acesso. Os mesmos Tanenbaum e Wetherall (2011), relatam que o modelo TCP/IP foi criado pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos devido a problemas que surgiram com os protocolos existentes nas redes ARPANET, a antecessora da internet. A estabilidade foi o principal motivador para o surgimento do TCP/IP. A camada física trata no geral dos bits 0 e 1, como também dos conectores, da parte física propriamente dita. Na camada enlace temos o endereçamento físico da rede, além de termos os quadros e o acesso ao meio sendo controlado por essa camada. Ambas as camadas física e enlace no modelo TCP/IP são uma só chamada de enlace ou camada de acesso. Os mesmos autores citam, que a camada de rede no modelo TCP/IP tem o nome de internet, ela faz o gerenciamento dos pacotes que serão roteados, através de um dispositivo chamado de roteador, além do endereçamento lógico presente nela. Podendo ter conflitos que devem ser corrigidos por essa camada para que as redes de diferentes tipos se conectem com precisão. Na camada de transporte, que tanto no OSI quanto no TCP/IP tem o mesmo nome, é responsável pela segmentação dos dados controle deles na comunicação entre os computadores, tendo a estabilidade e as portas de comunicação como características. As camadas de sessão, que realiza a conversação entre diferentes computadores, apresentação, que faz a formatação dos dados, e a aplicação, onde temos os protocolos para as aplicações ao usuário final, no modelo TCP/IP são chamados de camada de aplicação, havendo dessa forma uma junção dessas três camadas em uma só. Assim, nas camadas 3 a 7 não temos a parte 26 física da rede, temos então o endereçamento lógico das máquinas, assim como as fases para a conectividade para as aplicações a fim de chegarem ao usuário final de forma satisfatória sem que ocorra erros em todo o processo. De acordo com Maia (2013), o conceito de arquitetura de rede são as camadas com seus protocolos e seus serviços. Não existia um padrão mundial de arquitetura de rede até então cada empresa fabricava seus computadores e usava sua própria arquitetura. Para mudar esse aspecto a ISO (International Standards Organization) criou o modelo de arquitetura OSI (Open System Interconnection) para que houvesse uma interconexão de sistemas abertos, havendo assim uma unificação dos padrões de arquitetura de rede, facilitando para a criação de um modelo que unisse todos os fabricantes de computadores. Esse modelo é dividido em sete camadas. O modelo TCP/IP ou internet teve uma grande preocupação na estabilidade, essa premissa é essencial para o conceito do modelo TCP/IP. Nesse modelo temos quatro camadas.A grande distinção do modelo OSI e do modelo TCP/IP foi o enfoque no protocolo só depois pensou-se na aperfeiçoamento de uma arquitetura de rede, enquanto o OSI buscava implementar uma arquitetura de rede com uma tendência de separação na sua estrutura que eram formadas por camadas, serviços, interfaces e protocolos, pensando a aperfeiçoar tudo de uma vez, não focando nos protocolos, diferentemente do TCP/IP. Portanto os conceitos vistos até aqui são de que o modelo OSI é mais didático e o modelo TCP/IP mais usual. Ambos sendo importantes para entendermos a arquitetura de redes de computadores. E que as partes lógicas, na maioria, estão presentes nas camadas 3 a 7. 4.2 Inter-relacionamentos entre as camadas e as arquiteturas. Segundo Kurose e Ross (2006), as camadas estão Inter relacionadas dentro de uma arquitetura de rede (protocolos e serviços) tanto no modelo OSI, TCP/IP e IEEE 802. Essa divisão faz com que cada parte do processo de comunicação entre dois ou mais computadores fique mais fácil dentro de uma complexidade que seria se não tivéssemos as camadas. Nelas existem protocolos específicos, mas que sempre lembramos que uma camada processa algo, o que chamamos de serviços, para outra camada e assim sucessivamente. Cada protocolo contribui para a camada acima dele. Nesse conceito podemos alterar uma camada sem prejudicar as demais. Ainda de acordo com o mesmo autor, nas camadas temos vários protocolos. Cada camada possui um tipo específico de protocolo. No qual um protocolo executa tarefas no meio 27 físico de um computador, ou no meio lógico dele, ou na união desses meios. Também temos o processo de encapsulamento dos dados da camada de aplicação a camada de apresentação, depois um novo encapsulamento da camada de apresentação a sessão, da sessão ao transporte, do transporte a rede, da rede ao enlace, e do enlace ao meio físico, depois disso temos o desencapsulamento. As desvantagens das camadas são duas, a primeira é fazer com que a camada anterior a ela possa ter duas vezes a mesma execução de uma tarefa, a segunda desvantagem é que a independência das camadas pode ser afetada devido a possibilidade de uma camada necessitar de dados que estão presentes em outra camada para que possa ser executar uma tarefa. Conforme Maia (2013), para que houvesse uma simplificação em implantar uma arquitetura de rede foi criado o modelo de camadas. Elas se comunicam entre si pelos protocolos e cada uma tem função dedicada. Essa comunicação das camadas pode ocorrer no mesmo equipamento ou em mais de um dispositivo. Podem alterar qualquer uma das camadas ser afetar as demais, por isso que são independentes. Pelo encapsulamento temos o PDU (Protocol Data Unit) ou Unidade de dados de protocolo, em que cada camada desde a aplicação até a camada física é passada de camada para camada, adquirindo as características da camada superior e englobando as características da camada que está realizando o processo de encapsulamento. O Desencapsulamento, começa no meio físico e vai até a camada de aplicação ocorrendo o inverso do trajeto do encapsulamento. O mesmo autor cita que além do modelo OSI e TCP/IP temos o modelo IEEE 802 que está concentrado na camada física e na camada de enlace dividida pelo MAC (Medium Access Control) o meio de acesso e LLC (Logical Link Control), dentro desse modelo temos os seguintes padrões: Logical Link Control, Ethernet, Token bus, Token ring, Redes metropolitanas, redes locais sem fio, redes pessoais sem fio e as redes metropolitanas sem fio sendo o modelo Ethernet muito difundido em praticamente todos os computadores pessoais. 4.3 Funcionalidades de cada camada. 4.4 Os conceitos de comunicação entre camadas e as principais arquiteturas. 28 4.5 Endereçamento no formato IPv4, escopo endereço de rede, broadcast e domínio de colisão. 29 5 CONCLUSÃO A presente pesquisa foi realizada para a implantação de uma infraestrutura de redes de computadores em uma biblioteca. Onde foram usadas as disciplinas de redes de dados e comunicação, cabeamento estruturado e arquitetura de redes. Como metodologia de pesquisa utilizada optou-se pela revisão bibliográfica pesquisando autores sobre principais conceitos dos temas apresentados. Como sugestão de melhoria colocamos a ideia de administração simples e organizada estruturando um sistema de busca e coleta de livros doados e catalogação RDA, a dividindo em etapas com conceitos funcionas específicos e estabelecendo pontos de coletas com horários definidos, dessa forma integralizando restritamente a relação entre a comunidade local e a biblioteca comunitária. Foi compreendido do projeto a importância para o desenvolvimento da leitura local, assegurando-lhe os direitos a educação, informação e cultura e fomento ao ambiente de aprendizagem e compartimento de conhecimentos com práticas de oficinas, clube de livro, e debates para temas voltados aos problemas da comunidade local. Depois do uso do Projeto, espera se um ambiente administrativo sustentável aos propósitos da comunidade quanto valores éticos, assimilar a biblioteca à conservação da história local, educação, e informatização, assim diminuindo as desigualdades sociais e instigando a inclusão social e participação cidadã para a comunidade local. Com base no que foi visto podemos concluir que o banco de dados gera informações e essas informações são de suma ser cooperativas e buscarem a satisfação mútua, ou seja, uma concorrência saudável. Portanto, esse projeto mostrou que devemos atender a necessidade da população como um todo não beneficiando apenas uma parte mais rica. Usando assim, a tecnologia para a construção de tal ideal, levamos esse aprendizado ao nosso curso de redes de computadores. 30 REFERÊNCIAS KUROSE, James F. ROSS, Keith W. Redes de computadores e a internet: uma abordagem top-down. 3ª ed. São Paulo: Pearson, 2006. LIMA FILHO, Eduardo Corrêa. Fundamentos de redes e cabeamento estruturado.1 ª ed. São Paulo: Pearson, 2015. MAIA, Luiz Paulo. Arquitetura de Redes de Computadores. 2ª ed. Rio de Janeiro: Grupo Editorial Nacional / Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda, 2013. MARIN, Paulo Sérgio. Cabeamento Estruturado 1ª ed. São Paulo: Érica, 2014. PINHEIRO, José Maurício do Santos. Guia completo de cabeamento de redes. 2 ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2015. TANEMBAUM, Andrew S.; WETHERALL, David. Redes de computadores. 5ª ed. São Paulo: Pearson, 2011. RASMUSSEN, B., LAN, WLAN, MAN, WAN, PAN: conheça os principais tipos de redes. 8 de agosto de 2019. Disponível em: <https://www.instaltec.com.br/lan-wlan-man-wan-pan- conheca-os-principais-tipos-de-redes/ > Acesso em: ....................................... NETO, R., T., Topologias De Rede: Conheça As 7 Principais. 20/08/2019. Disponível em: < https://dominandoredes.com.br/topologias-de-rede/> Acesso em:.............................. https://www.instaltec.com.br/lan-wlan-man-wan-pan-conheca-os-principais-tipos-de-redes/ https://www.instaltec.com.br/lan-wlan-man-wan-pan-conheca-os-principais-tipos-de-redes/ https://dominandoredes.com.br/topologias-de-rede/
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