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Curso de Redes: Introdução a Redes de Computadores

Avaliação: 16 votos, 4,81 média.
Esse é o primeiro de uma série de artigos sobre a teoria e o funcionamento das redes de computadores. Nestes artigos irei abordar vários assuntos, desde o básico teórico ao intermediário prático.

Mas porque não o avançado?? Acho que conteúdos de redes avançado, como roteamento dinâmico OSPF, VRRP, SLB e GSLB não são do interesse do pessoal daqui do forum!

Então vamos começar!



Introdução


O que são redes
Subentende-se por redes de computadores um conjunto de computadores autônomos interconectados, que podem trocar informações por meio de uma conexão por fio de cobre, fibras ópticas, microondas, ondas de infravermelho ou satélites de comunicação. Existem redes em muitos tamanhos, modelos e formas.

Origem das redes de computadores
As redes de dados foram um resultado dos aplicativos empresariais que foram escritos para microcomputadores.
Naquela época os microcomputadores não eram conectados portanto não havia uma maneira eficiente de compartilhar dados entre vários microcomputadores. Tornou-se óbvio que o compartilhamento de dados através da utilização de disquetes não era uma maneira eficiente e econômica de se administrar empresas. Os "Sneakernets", como este compartilhamento era chamado, criavam várias cópias dos dados. Cada vez que um arquivo era modificado ele teria que ser compartilhado novamente com todas as outras pessoas que precisavam daquele arquivo. Se duas pessoas modificavam o arquivo e depois tentavam compartilhá-lo, um dos conjuntos de modificações era perdido. As empresas precisavam de uma solução que respondesse satisfatoriamente às três questões abaixo:


  • Como evitar a duplicação de equipamentos e recursos
  • Como se comunicar eficazmente
  • Como configurar e gerenciar uma rede

As empresas perceberam que a tecnologia de rede aumentaria a produtividade enquanto lhes economizaria dinheiro. Novas redes foram sendo criadas ou expandidas tão rapidamente quanto surgiam novos produtos e tecnologias de rede. No início dos anos 80, houve uma grande expansão no uso de redes, apesar da desorganização na primeira fase de desenvolvimento.

As tecnologias de rede que surgiram tinham sido criadas usando diferentes implementações de hardware e software. Cada empresa que criava hardware e software para redes usava seus próprios padrões. Estes padrões individuais eram desenvolvidos devido à competição com outras companhias. Conseqüentemente, muitas das novas tecnologias de rede eram incompatíveis umas com as outras. Tornou-se cada vez mais difícil para as redes que usavam especificações diferentes se comunicarem entre si. Freqüentemente era necessário que o equipamento antigo de rede fosse removido para que fosse implementado o novo equipamento.


Dispositivos de Rede
Os equipamentos que se conectam diretamente a um segmento de rede são chamados de dispositivos. A rede é composta por diversos dispositivos. Estes dispositivos são divididos em duas classificações:


  • Dispositivos de usuário final - Incluem computadores, impressoras, scanners e outros dispositivos que fornecem serviços diretamente ao usuário.
  • Dispositivos de rede - Incluem todos os dispositivos que fazem a interconexão de todos os dispositivos do usuário final permitindo que se comuniquem.


Dispositivos de usuário final:
Fornecem aos usuários uma conexão à rede são e também conhecidos como hosts. Estes dispositivos permitem que os usuários compartilhem, criem e obtenham informações. Os hosts são fisicamente conectados aos meios de rede usando uma placa de rede (NIC - Network Interface Card). Cada placa de rede individual transporta um indentificador exclusivo, denominado endereço de Controle de Acesso ao Meio (MAC - Media Access Control). Este endereço é usado para controlar as comunicações de dados do host na rede.

Os dispositivos de rede possuem uma representação padrão mostrada na imagem abaixo:


Repetidor
É um dispositivo de rede usado para regenerar um sinal. Os repetidores regeneram os sinais analógicos e digitais que foram distorcidos por perdas na transmissão devido à atenuação. Um repetidor não realiza decisões inteligentes sobre o encaminhamento de pacotes como um roteador ou bridge. Um repetidor possui apenas duas portas.

Hubs
Concentram conexões. Em outras palavras, juntam um grupo de hosts e permitem que a rede os veja como uma única unidade. Isto é feito passivamente, sem qualquer outro efeito na transmissão dos dados.

Hubs Ativos
Possuem a mesma função de um Hub comum mas além disso eles também regeneram sinais. Pode se dizer que um Hub ativo é um conjunto de repetidores interligados, ou seja, é um repetidor multi-porta.

Bridges
Também conhecidas como pontes, convertem os formatos de dados transmitidos na rede assim como realizam gerenciamento básico de transmissão de dados. As bridges, como o próprio nome indica, proporcionam conexões entre redes locais. As bridges não só fazem conexões entre redes locais, como também verificam os dados para determinar se devem ou não cruzar a bridge. Isto faz com que cada parte da rede seja mais eficiente. As bridges possuem apenas duas portas.

Switches
São responsáveis por adicionam mais inteligência ao gerenciamento da transferência de dados. Eles não só podem determinar se os dados devem ou não permanecer em uma rede local, mas como também podem transferir os dados somente para a conexão que necessita daqueles dados. Pode-se dizer que um switch é uma bridge multi-porta.

Roteadores
O mais "inteligente" de todos. Possuem todas as capacidades listadas acima. Os roteadores podem regenerar sinais, concentrar conexões múltiplas, converter formatos dos dados transmitidos, e gerenciar as transferências de dados. Eles também podem ser conectados a uma WAN, que lhes permite conectar redes locais que estão separadas por longas distâncias. Nenhum outro dispositivo pode prover este tipo de conexão.




Classificação das Redes


As redes podem ser classificadas de acordo com sua topologia e/ou extensão e área de cobertura.

Classificação por extensão e área de cobertura
Uma das primeiras redes a serem criadas foi a rede locai (LAN - Local Área Network) ao se conectar vários computadores de uma sala.

À medida que o uso do computador cresceu, logo se percebeu que as LANs não eram o suficiente. Era necessário um modo de mover informações de maneira rápida e eficiente, não só dentro de uma sala/empresa, mas também de uma empresa para outra. A solução, então, foi a criação de redes de áreas metropolitanas (MANs) e de redes de longa distância (WANs). Como as WANs podiam conectar as redes usuárias dentro de grandes áreas geográficas, elas tornaram possível a comunicação entre empresas ao longo de grandes distâncias.

As redes podem ser classificadas por sua extensão de acordo com a tabela abaixo:



Exemplos de cada rede:

  • PAN (Personal Área Network) - Seu celular e o fone de ouvido bluetooth, é um exemplo de rede PAN;
  • LAN (LAN Local Área Network) - Vários computadores de uma sala ou prédio;
  • MAN (Metropolitan Área Network) - Duas filiais de uma empresa, em cidades diferentes, se comunicando;
  • WAN (Wide Area Network) - Comunicação entre Países ou planetas, como por exemplo a comunicação entre a NASA e um fogete e/ou sonda.


Classificação por Topologia
Topologias de rede definem a estrutura da rede. A definição de topologia pode ser dividida em duas:

  • Topologia física - é a física da rede (fios e componentes como roteadores, concentradores, switches e clientes).
  • Topologia lógica - define como os meios físicos são acessados pelos hosts para o envio de dados.

As topologias físicas que são comumente usadas são as seguintes:

  • Uma topologia em barramento (bus) - usa um único cabo backbone que é terminado em ambas as extremidades. Todos os hosts são diretamente conectados a este barramento.
  • Uma topologia em anel (ring) - conecta um host ao próximo e o último host ao primeiro. Isto cria um anel físico utilizando o cabo.
  • Uma topologia em estrela (star) - conecta todos os cabos a um ponto central de concentração.
  • Uma topologia em estrela estendida (extended star) - une estrelas individuais ao conectar os hubs ou switches.
  • Uma topologia hierárquica - semelhante a uma estrela estendida porém, ao invés de unir os hubs ou switches, o sistema é vinculado a um computador que controla o tráfego na topologia.
  • Uma topologia em malha (mesh) e/ou malha completa (full-mesh) - implementada para prover a maior proteção possível contra interrupções de serviço. Nessa topologia cada host tem suas próprias conexões com todos os outros hosts. Apesar da Internet ter vários caminhos para qualquer local, ela não adota a topologia em malha completa.

Abaixo um esquema das topologias físicas citadas acima


A topologia lógica de uma rede é a forma como os hosts se comunicam através dos meios. Os dois tipos mais comuns de topologias lógicas são broadcast (difusão) e passagem de token.


  • Topologia de broadcast - Significa que cada host envia seus dados a todos os outros hosts conectados ao meio físico da rede. Não existe uma ordem que deve ser seguida pelas estações para usar a rede. A ordem é: primeiro a chegar, primeiro a usar.
  • Topologia lógica - Utiliza a passagem de token. A passagem de token controla o acesso à rede passando um token eletrônico seqüencialmente para cada host. Quando um host recebe o token, significa que esse host pode enviar dados na rede. Se o host não tiver dados a serem enviados, ele passar o token para o próximo host e o processo será repetido.

Fontes:

  • Cisco NetAcad
  • Redes de Computadores, de Andrew S. Tanenbaum, 4.ed. Campus - 2003;


O pessoal que tiver alguma dúvida ou notar algum erro pode usar os comentários!!
Até mais...

Atualizado 20-01-2010 em 06:30 por Magnun

Categorias
Curso de Redes , Artigos , Cursos

Comentários

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  1. Avatar de info24hs
    Muito bom..
  2. Avatar de MarcusMaciel
    Parabens Magnun ficou MUITO bom mesmo
  3. Avatar de Fernando
    Parabens cara!
  4. Avatar de Duca
    UÔÔBAA!!
    E com isso nosso wiki, cresce e cresce.
    A idéia de colocar a página inicial com blogs, está tirando a timidez dos usuários e vejo cada vez mais dicas e tutoriais em nosso portal.
    Parabéns a todos!
  5. Avatar de Magnun
    Valeu pessoal...
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