2 Redes de computadores

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REDES DE COMPUTADORES
VISÃO GERAL DE CONCEITOS 
FUNDAMENTAIS
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Olá!
Nesta aula, você irá:
1. Aprender sobre a topologia de redes OSI e TCP/IP.
2. Identificar interfaces, protocolos e serviços.
3. Entender os modos de transmissão.
4. Aprender sobre os fatores que podem degradar o desempenho de uma rede.
Arquitetura de Redes de Computadores
Uma arquitetura de rede de computadores se caracteriza por ter um conjunto de camadas que auxilia o
desenvolvimento de aplicações para redes. Inicialmente o modelo de referência foi o 051, que foi criado em
meados dos anos 70 e inspirou a criação do modelo TCP/IP. O Modelo OSI (Open System Interconnection –
Interconexão de Sistemas Abertos) tem como característica ser um modelo teórico, onde é muito bem definida a
função de cada uma das sete camadas.
Mas o que seria uma distribuição em camadas? Cada camada tem uma função, que pode ou não interferir na sua
camada anterior ou posterior.
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Na camada passagem aérea e bagagem, são realizados os serviços de compra e despacho de bagagem, realizados
pelo balcão de check-in da companhia aérea.
Nas camadas bagagem e abaixo são realizados o despacho e a entrega de bagagem. Essas atividades somente são
realizadas, pois na camada acima o passageiro já realizou o check-in. Nesta camada a função é do serviço de
coletade bagagens do aeroporto.
Na camada dos portões se realiza a transferência do portão de embarque e desembarque.
Na camada decolagem/ aterrisagem se realiza a transferência do passageiro pela pista.
Notem que, para todas as camadas o passageiro e suas bagagens tiveram que realizar uma função. Este é um
exemplo de uma arquitetura de camadas.
Para o modelo OSI existem sete camadas:
Aplicação: A função dessa camada é prover serviços que auxiliem as aplicações de comunicação a interpretar o
significado dos dados trocados.
Apresentação: A função dessa camada é delimitar e sincronizar a troca de dados, incluindo um meio de
construir
uma forma de se obter pontos de verificação e de recuperação de dados.
Sessão: Tem a função de controlar o transporte de mensagens das camadas acima entre dois computadores que
estão querendo estabelecer uma conexão. Os dois protocolos mais importantes dessa camada são o TCP e o UDP.
Um pedaço da camada de transporte também é chamado de segmento.
Transporte: A função dessa camada é prover o serviço de entrega do segmento ao destinatário. Como o
segmento é um pedaço da camada de transporte, a camada de rede faz a função de etiquetar os segmentos com
endereços de origem e destino, assim como o serviço dos correios ao postar uma carta. Esses pedaços são
chamados de pacotes ou datagramas.
Rede: Tem a função de procurar o endereço de entrega do datagrama. O datagrama viaja entre os equipamentos
da camada de rede até encontrar o destinatário. Os pedaços desta camada são chamados de quadros.
Enlace: Tem a função de procurar o endereço de entrega do datagrama. O datagrama viaja entre os
equipamentos da camada de rede até encontrar o destinatário. Os pedaços desta camada são chamados de
quadros.
Física: Tem a função de movimentar os BITS de um lugar para o outro. Essa camada representa os meios físicos
de transmissão como os fios de cobre e os cabos de fibra ótica.
Saiba mais
Para se ter uma idéia de como essas estruturas funcionam em conjunto, segue um vídeo
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O Modelo TCP/IP
Constitui um modelo também organizado por camadas. Em comparação com o modelo OSI, o modelo TCP/IP
possui somente quatro camadas, as quais estão relacionadas de acordo com a imagem abaixo.
Inicialmente o modelo 051 foi criado para garantir que cada camada tivesse uma função bem específica e
fundamentada. Foi desenhada para padronizar as aplicações que iriam trafegar na rede "recém descoberta", a
APARNET. Esse modelo foi incluído nos cursos de redes por exigência da ISO (International Organization for
Standardization) e continua presente nos dias de hoje. O Modelo TCP/IP foi desenvolvido utilizando como base o
Para se ter uma idéia de como essas estruturas funcionam em conjunto, segue um vídeo
ilustrativo.
Vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=fmiC5lyc_X4
Leitura do Item: 1.5 do Kurose.
Saiba mais
http://www.clubedohardware.com.br/artigos/Arquitetura-de-Redes-TCP-IP/329/3
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modelo 051. Por ser mais enxuto e utilizar dois protocolos centrais de transporte, tornou-se em pouco tempo um
padrão para as redes de computadores.
VISÃO GERAL DE CONCEITOS
Para essa aula analisaremos a camada física do modelo TCP/IP. Lembrando que essa camada corresponde às
camadas física e de enlace do modelo OSI. A camada física tem a finalidade de receber e transmitir bits através de
um canal de telecomunicações. A camada de enlace tem algumas funções que tentam fazer com que o tráfego de
dados da camada física pareça livre de erros. Para isto a camada realiza:
Sincronização entre receptor e transmissor.
Detecção e correção de erros.
Formatação e segmentação dos dados.
Gerenciamento de transmissões em uma ou em duas direções simultâneas.
Controle de acesso a um canal compartilhado.
Interface
Dispositivo físico conectado entre o dispositivo transmissor e o meio de transmissão, responsável por
desempenhar as funções das camadas física e de enlace. Os dispositivos de interface mais utilizados atualmente
são os modems e as placas de rede.
Canal
Meio a partir do qual trafega uma onda eletromagnética conduzindo dados. Num mesmo meio podemos
estabelecer vário canais. Somente para ilustrar, uma das formas mais fáceis de perceber essa funcionalidade é a
TV a cabo, pois nela se encontram vários canais e o seu aparelho receptor é responsável por sintonizar
(selecionar) um deles para exibição. Mas, o meio físico não se limita a algo que você pode pegar porque o ar
também é considerado um meio físico para transmissão: são as redes sem fio.
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Existem três modos diferentes de transmissão:
Modulação
Processo que modifica as características da onda constante, chamada de portadora, em sua amplitude,
frequência ou fase. Ao se deformar devido a um sinal portador (o sinal a ser transmitido) esta varia sua
característica proporcionalmente ao sinal modulador. Para modificar a onda portadora pode se empregar
diversos algoritmos, mas os mais comuns são variações de amplitude, frequência e fase.
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Sinal Analógico
Tipo de onda contínua que varia em função do tempo, onde possui infinitos estados entre o seu máximo e seu
mínimo. Vantagens: não necessita de conversor, a transmissão é fácil.
Sinal Digital
Tipo de onda contínua com apenas dois estados (máximo 1 e mínimo 0 ). Vantagens: maior imunidade a ruídos,
transmissão mais rápida e processamento direto do sinal recebido. Sinal de TV digital – ou está perfeito ou não
sintoniza.
Banda Passante
Também chamada de “largura de banda”, é o conjunto de valores de frequência que compõem o sinal.
Informalmente, diz-se que são as frequências que "passam" pelo filtro. Na prática a banda passante é a onda
portadora. As características da portadora (frequência, amplitude, modulação e alcance) vão definir a capacidade
de transmissão de dados no canal.
FATORES QUE DEGRADAM O DESEMPENHO
Durante a transmissão e a recepção o sinal pode sofrer algum tipo alteração.
Os dispositivos possuem algoritmos de detecção e de correção de erros, mas em certas situações estes erros
recebidos não podem ser corrigidos, sendo assim necessária a sua retransmissão. Caso sejam necessárias muitas
retransmissões a sessão pode ser inviabilizada. Por exemplo, ao navegar na internet, quando demora a abrir uma
página, a mensagem indica que o tempo limite estourou e pede para tentar novamente mais tarde.
Fatores que podem degradar a qualidade de uma transmissão:
Ruídos
Distorções decorrentes das características do meio e de interferências de sinais
indesejáveis. Ruído térmico - também chamado de ruído branco, é provocado pelo atrito
dos elétrons nos condutores. Ruído de intermodulação - ocorre quando sinais de
frequênciasdiferentes compartilham o mesmo meio físico. Crosstalk - ou linha cruzada, é a
interferência que ocorre entre condutores próximos que induzem sinais mutuamente.
Ruído impulsivo - pulso irregular com grande amplitude, não determinístico, provocado
por diversas fontes
Atenuação
Perda de energia por calor e radiação, degradando a potência de um sinal devido à
distância percorrida no meio físico.
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Ecos Ocorrem devido à mudança na impedância em uma linha de transmissão, em que parte do
sinal é refletido e parte transmitido. Quando o receptor recebe o mesmo sinal duas vezes
não é possível separar um do outro e a conexão fica impedida.
Atraso 
Um pacote, durante uma transmissão, trafega por vários segmento de rede, e pode passar
por diversos roteadores e por vários tipos de meio de transmissão. Durante este percurso
são somados os tempos necessários à recepção, à leitura e à retransmissão em todos os
pontos intermediários. A soma dos tempos se chama atraso. 
Os tipos de atraso são: atraso de transmissão, atraso de fila, atraso de processamento e
atraso de propagação.
Perda De
Pacotes 
Durante uma transmissão, os comutadores mais complexos organizam filas de pacotes
recebidos, classifica-os, organiza-os em filas de entrada, processa um a um os pacotes
recebidos, decide qual a interface de saida com o endereço de destino e, finalmente,
organiza a fila de saída. Após esse processamento, dependendo do tipo e qualidade do
canal, pode haver um atraso para obter acesso ao meio e para transmitir todo o pacote. 
Essa organização de pacotes de entrada é feita e armazenada num espaço de memória.
Caso o espaço de memória atinja o seu limite de armazenamento, os próximos pacotes a
entrarem serão perdidos.
Saiba mais
Para saber mais sobre os tópicos estudados nesta aula, pesquise na internet sites, vídeos e
artigos relacionados ao conteúdo visto. Se ainda tiver alguma dúvida, fale com seu professor
online utilizando os recursos disponíveis no ambiente de aprendizagem.
OUTRAS REFERÊNCIAS
Consulte e resolva exercícios relacionados aos temas:
Material sobre camada física.
www.youtube.com/watch?v=a77rlGwPBkY
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O que vem na próxima aula
•Principais dispositivos de interconexão de rede.
•A utilização desses dispositivos.
•Associar os dispositivos às camadas do modelo OSI e TCP/IP.
CONCLUSÃO
Nesta aula, você:
• Aprendeu sobre a topologia de redes OSI e TCP/IP.
• Analisou as camadas que representam cada modelo.
• Conheceu os conceitos gerais de transmissão.
• Aprendeu sobre os fatores que podem degradar o desempenho de uma rede.
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