A REDE DE COMPUTADORES

REDE DE COMPUTADORES

Conceitos Básicos

• Rede de computadores: é um conjunto de dispositivos (conhecidos como nós) conectados por links de comunicação. Tem como objetivo o compartilhamento de recursos, deixando equipamentos, programas e principalmente dados ao alcance de múltiplos usuários.

Tipos de conexão

• LinK

• Enlace, trata-se de um caminho de comunicação que transfere dados de um dispositivo para outro.

• Ponto-A-Ponto: 2 dispositivos.
• Ponto multiponto: 2 ou mais dispositivos.

Direções de transmissão

• Simplex: 1 transmissor e 1 receptor e nunca se inverte;
• Half-Duplex: Transmissor e receptor podem exercer as 2 funções porém não simultaneamente.
• Full Duplex: ambos podem transmitir e receber dados simultaneamente.

Modo de transmissão

• Unicast: 1 mensagem - um destino.
• Multicast: 1 mensagem -1 grupo de destino.
• Broadcast: 1 mensagem - todos os destinos.

Classificação das redes

• Quanto à Dimensão, Tamanho ou Área Geográfica

• [pic 1]

• Quanto à Arquitetura de Rede ou Forma de Interação

• Rede Ponto-a-Ponto: máquinas se comunicam diretamente, sem passar por nenhum servidor dedicado (consomem serviços uma das outras). Baixo custo, são facilmente configuráveis, escaláveis e possibilitam altas taxas de velocidade.
• Rede Cliente/Servidor: modelo hierárquico de redes mais complexo, porém potencialmente mais robusto e confiável. Nesse modelo, existe uma máquina especializada, dedicada e geralmente remota. A Internet funciona a partir desse modelo.

• Quanto à Topologia (Layout)

• Topologia física: trata da disposição de links e nós;
• Topologia lógica: percurso dos dados.
• Barramento (Bus):

• Estações ficam conectadas ao mesmo meio de transmissão em uma conexão ponto-multiponto.
• Modo de transmissão conhecido como broadcast.
• Half duplex.
• Vantagens: facilidade de instalação e economia de cabeamento.
• Desvantagens: aumento do atraso e dificuldade de isolar falhas.

• Anel (Ring):

• conexão ponto-a-ponto com outros dois dispositivos conectados lado a lado.
• Simplex.
• Os dados são transmitidos em broadcast
• Token: envelope para transmissão de dados que permanece circulando pelo anel. Regra para acessos simultâneos
• Vantagens:  Um anel é relativamente fácil de ser instalado e configurado, com isolamento de falhas simplificado.
• Desvantagens: se algum enlace for rompido, a rede inteira para de funcionar.

• Estrela (Star):

• Conexão ponto-a-ponto dedicada a um nó central controlador,
• Sem tráfego direto entre os dispositivos.
• Topologia mais utilizada atualmente por facilitar a adição de novas estações de trabalho e pela fácil identificação ou isolamento de falhas.
• Se o dispositivo central falhar, toda a rede será prejudicada.

• Malha (Mesh):

• Conexão ponto a ponto direta e dedicada entre as demais estações da rede.
• Recomendada para poucas máquinas. Utilizada para ligar matrizes e filiais em MAN
• Vantagens: Um link inutilizado não afeta o sistema todo.
• Desvantagens: crescimento da quantidade de cabeamento e o número de portas necessárias para sua implementação.

Meios de transmissão

• Cabo Coaxial- BNC:

• Fio central de cobre, envolvido por uma blindagem metálica.
• Mais barato, relativamente flexível e muito resistente à interferência eletromagnéticas.
• Cobre distâncias maiores que o cabo de par trançado porém com taxa de transmissão menor porém Largura de banda maior 

• Cabo de Par Trançado- RJ45:

• 4 pares de fios trançados blindados ou não, e envolto de um revestimento externo flexível. Blindado (STP). Não blindado (UTP).
• Comunicação Full Duplex.

• Cabo de Fibra Óptica ST e SC:

• Casca e um Núcleo (em geral, de vidro) para transmissão de luz.
• Transmissão virtualmente infinita, imune a interferências eletromagnéticas
• Distâncias maiores sem a necessidade de repetidor. Porém é incapaz de fazer curvas acentuadas, além de ter um custo de instalação e manutenção muito alto em relação ao par trançado.

Equipamentos de Redes

• Network Interface Card (NIC ou Placa de Rede):

• Comunicação bidirecional
• Identificador único chamado Endereço MAC (Media Access Control) –

• É um número de série de 48 bits que serve para identificar dispositivos de rede Ethernet ou Wi-Fi globalmente 

• Hub (Concentrador):

• Hub passivo: conector que concentra e conecta os cabos provenientes de diferentes ramificações.
• Hub ativo: aumentar o alcance de uma rede local por meio da regeneração de sinais.

• Broadcast. Transmissão Half Duplex.

• Pode ter topologia em estrela (se concentra todos os cabos)
• Pode ter topologia em barramento (broadcast)

• Bridge (Ponte)

• Permite conectar segmentos de redes diferentes que podem ou não utilizar tecnologias de enlace distintas.
• Possui uma tabela que associa endereços a portas.
• Equipamento que segmenta uma rede local em sub-redes, causando uma diminuição do tráfego

• Switch (Comutador)

• Trabalha em Unicast
• Compatibilidade com padrões Ethernet
• Tem tabela dinâmica.
• Topologia física e lógica em estrela.
• Full duplex
• Switch Camada 3 (Layer 3) pode substituir um roteador que interliga três redes de comunicação diferentes, desde que se apliquem as mesmas regras de roteamento que estão configuradas no roteador.

• Roteador

• Interligar redes diferentes e escolher a melhor rota para que uma informação chegue ao destino.
• Roteador wireless:

• Hotspot: Oferecer acesso a internet
• Access Point: Estender recursos da rede local para rede sem fio.
• Repetidor de Sinal: Estende o sinal, regenera a uma distância maior.

• Modem

• (Modulador/Demodulador)
• Dispositivo eletrônico de entrada/saída de dados que modula um sinal digital em um sinal analógico a ser transmitida por meio de uma linha telefônica e que demodula o sinal analógico e o converte para o sinal digital original.
• Gateway: interligar redes com arquiteturas e protocolos diferentes

PADRÕES DE REDE

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Padrão Ethernet (IEEE 802.3) - 3TH3RN3T

• 2 ou mais computadores se comuniquem utilizando meios cabeados em uma Rede de Área Local (LAN).
• Topologia em barramento ou estrela
• Requer que cada computador tenha um único endereço físico – também chamado de Endereço MAC (Media Access Control Address) para que somente o computador de destino possa processar os dados.

• Carrier Sense Mutiple Access (CSMA), também conhecido como Acesso Múltiplo com Detecção de Portadora.

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Padrão Token Ring (IEEE 802.5)

• Taxa de transmissão de dados de 4 Mbps
• Comunicação simplex,
• Arquitetura ponto-a-ponto e topologia lógica em anel.
• Para uma estação comunicar , precisa do envelope chamado token.

Padrão Wireless (IEEE 802.11)

• Conexão que utiliza infravermelho ou radiodifusão;
• Mais vulnerável a interceptações que redes cabeadas.
• Para resolver problemas de segurança:

• WEP (Wired Equivalent Privacy): Primeiro a ser lançado. Frágil.
• WPA (Wi-Fi Protected Access): Nível mínimo de segurança.
• WPA-2 (Wi-Fi Protected Access 2): Tem criptografia.

• Wireless podem trabalhar em dois modos:

• Ad-Hoc: Sem equipamento central. (5m)
• Infraestrutura: Com equipamento central (500m)

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• Padrões 802.11b e 802.11a surgiram simultaneamente

Padrão Bluetooth (IEEE 802.15)

• Baixo custo, curto alcance, baixas taxas de transmissão e sem fio.
• Piconet opera na faixa de 2.4 Ghz de forma ad-hoc.

• Uma piconet é um conjunto de oito dispositivos: 1 mestre, até 7 escravos e até 255 estacionados.

• Arquitetura mestre-escravo.

Padrão WiMAX (IEEE 802.16)

• Padrão sem fio de alta velocidade para Redes Metropolitanas (WMAN).
• Raio de comunicação com o ponto de acesso pode alcançar até cerca de 40 km.
• Operam em (2,5GHz, 3,5GHz, 10,5GHz)

INTERNET

Internet das Coisas (IoT)

• Tecnologia que permite que uma malha de dispositivos – tais como dispositivos móveis, wearables (tecnologias para vestir), sensores, aparelhos eletrônicos de consumo e domésticos, dispositivos automotivos e dispositivos ambientais – possam ser integrados para acessar aplicativos e informações ou para a interação com pessoas, redes sociais, governos e empresas.
• Os dispositivos podem eventualmente estar vulneráveis a ataques de segurança e privacidade
• Utiliza uma tecnologia chamada Long-Range LowPower Wide Area Network (WAN), isto é, um tipo de rede sem fio de longa distância que permite comunicações com baixa taxa de transmissão de dados e baixo consumo de energia.

Tecnologias de acesso

• A infraestrutura de redes – que forma a espinha dorsal da internet – é chamada de Backbone. Ela possui alto velocidade, desempenho e interliga várias redes, garantindo o fluxo da informação por dimensões continentais
• Hierarquia entre provedores de acesso:

• ISP Nível 1 tem cobertura internacional, conectando países ou continentes;
• ISP Nível 2 tem cobertura nacional, conectando um ou mais ISP Nível 1 e oferecendo serviços a vários ISP Nível 3;
• ISP Nível 3 tem cobertura regional – conectando pessoas, casas, escritórios ou conectando provedores locais (aquele que só existe na sua cidade especificamente).

ADSL

• Conexão de banda larga oferecida por empresas de telefonia fixa.
• Uso da internet sem ocupar o telefone. Precisa de MODEM ADSL
• Velocidade de download maior que a de upload.
• Sinal sempre digital

HFC

• Conexão híbrida de banda larga via cabos de concessionárias de TV a Cabo (NET, GVT, OI).
• Hibridismo entre fibra óptica e cabo coaxial.

Fibra Óptica

• Conexão direta via fibra óptica até a residência do contratante do serviço de internet.

PLC

• Acesso à internet banda larga via rede elétrica

Radiodifusão

• Acesso à internet banda larga via radiofrequência.
• Não é muito utilizado em meios urbanos, mas é uma boa alternativa para meios rurais, onde cabos não estão disponíveis.

Satélite

• Combinação de nós que fornecem comunicação de um ponto a outro na Terra.

Telefonia Móvel

Comunicação entre duas unidades móveis, denominadas Estações Móveis; ou entre uma unidade móvel e outra fixa, normalmente chamada Unidade Terrestre.

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