Introdução às Redes de Computadores: Conceitos Básicos e Aplicações, Esquemas de Informática

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Conselho Regional CRNEI Unidade Operacional C116 – Sobral/CE Educação Presencial Curso Básico de Redes de Computadores Material do aluno Março/ 2019 Fale conosco 0800 728 2891 www.sestsenat.org.br Curso Básico de Redes de Computadores: material do aluno.

• Brasília: SEST/SENAT, 2019. 52 p. : il.

1. Redes de Computadores.
2. Transferência de dados.
3. Cabeamento Estruturado I. Serviço Social do Transporte. II. Serviço Nacional de Aprendizagem do Transporte. CDU 656:629.3.027.

CURSO BÁSICO DE REDES DE COMPUTADORES

• Unidade 1- Introdução às Redes de Computadores
• 1 Histórico das redes de computadores
• 2 Conceitos básicos
• 3 Tipos de redes
• 4 Classificação das redes de computadores
• 5 Componentes de uma rede de computadores
• 6 Métodos de acesso a técnicas de comutação de pacotes
• 7 Organizações de padronização de redes
  • Resumindo
  • Consolidando conteúdos
• Unidade 2 - Dispositivos utilizados em Redes de Computadores
• 1 Meios de transmissão de dados
• 2 Conectores e cabeamento
• 3 Dispositivos concentradores
  • Resumindo
  • Consolidando conteúdos
• Unidade 3 - Noções de Administração de Redes..................................................
• 1 Fundamentos de segurança
• 2 Gerenciamento e administração de rede
• 3 Monitoração de pacotes
• Resumindo
  • Consolidando conteúdos
• Referências

APRESENTAÇÃO

Desejamos boas-vindas ao Curso básico de redes de computadores! Vamos trabalhar juntos para desenvolver novos conhecimentos e aprofundar as competências que você já possui! No início de cada unidade você será informado sobre o conteúdo que será abordado e os objetivos que se pretende alcançar. O texto contém ícones com a finalidade de orientar o estudo, estruturar o texto e ajudá-lo na compreensão do conteúdo. Você encontrará também situações extraídas do cotidiano, conceitos e, ao final da unidade, você encontrará exercícios propostos para a consolidação dos conteúdos. O curso básico de redes de computadores contém 04 unidades, estruturadas conforme a tabela a seguir: Unidade Carga horária

1. Introdução às redes de computadores 08 horas-aula
2. Dispositivos utilizados em redes de computadores 08 horas-aula
3. Noções de administração de redes 04 horas-aula
4. Prática de Redes de Computadores 08 horas-aula Esperamos que este Curso seja muito proveitoso para você! Nosso intuito maior é o de lhe apresentar dicas, conceitos e soluções práticas para ajudá-lo a resolver os problemas encontrados no seu dia a dia de trabalho. Bom trabalho!

UNIDADE 01 – INTRODUÇÃO ÀS REDES DE COMPUTADORES Fonte: Site Desmonta & Cia Você sabe definir o que são redes de computadores? Como você imagina que funcione a arquitetura de uma rede de computador? Como monitorar o tráfego de pacotes em uma rede?

(Fonte: SEST SENAT) A comunicação é o processo pelo qual ocorre a transmissão de informação entre emissores e receptores. Nesse contexto e, diante da necessidade do indivíduo comunicar-se, surgiram as redes de computadores. Através de links de dados, utilizando meios de propagação sem fio ou de estruturas cabeadas estas redes permitem a troca de informações de maneira rápida, segura e eficiente. Nessa unidade aprenderemos um pouco mais sobre o histórico, algumas nomeclaturas e as arquiteturas das redes de computadores.

01 HISTÓRICO DAS REDES DE COMPUTADORES

Com início na década de 60, as primeiras redes de computadores tinham como propósito a viabilização da comunicação. Até a década vigente, a comunicação era realizada via telefone e o principal objetivo na época era interligar microcomputadores de diferentes usuários em diferentes regiões. Motivados pela necessidade de uma rede que compartilhasse recursos, pesquisadores como, Lawrence Roberts, propuseram o projeto de ciência de computadores na ARPA (EUA - Agência de Projetos de Pesquisa Avançada). Anos depois, com o surgimento da ARPAnet (precursora da grande rede mundial - a Internet), foi possível a criação de uma rede para interligação entre universidades, instituições militares e empresas. Com a popularização da ARPAnet, no final dos anos 70 já existiam cerca de 200 computadores conectados, chegando a década de 80 com cerca de 100 mil máquinas interligadas. Serviços como e-mail, FTP e DNS, foram criados, permitindo aos usuários realizar diferentes tipos de tarefas. Esses recursos serviram de base para o que se tem hoje. Com o surgimento de novas tecnologias, a década de 90 ficou marcada pela expansão do acesso à internet. Neste caso, redes dos mais variados tipos ganharam seu espaço no mercado. O destaque da década de 90 foi o funcionamento da World Wide Web (WWW) e a utilização de navegadores no auxílio a visualização de arquivos de música, imagens, vídeos, dentre outros. Além disso, nesse período o acesso à internet através do uso das

Sistema de Comunicação (Fonte: SEST SENAT) 2.1 Sistema de comunicação Um sistema de comunicação de dados básico é constituído por cinco elementos:  Mensagem: é a informação a ser disseminada. No geral é uma mídia em formato de texto, números, figuras, áudios e vídeos – ou qualquer combinação desses elementos;  Transmissor: é o dispositivo que encaminha a mensagem de dados. Pode ser um notebook, um desktop, um telefone, uma câmera de vídeo, entre outros;  Receptor: é o dispositivo que recebe a mensagem. Pode ser um notebook, um desktop, um telefone, uma câmera de vídeo, entre outros;  Meio: é o caminho pelo qual a mensagem transita;  Protocolo: é um conjunto de regras que coordena a comunicação de dados. Ele representa uma convenção entre os dispositivos que se comunicam. Para que haja consistência na comunicação de dados são necessários os seguintes critérios:  Entrega: os dados devem estar endereçados corretamente. Deve haver a segurança de que a informação fora entregue ao destinatário correto.  Confiabilidade: os dados devem chegar ao destino, e mais do que simplesmente chegar, os dados devem estar intactos, sem nenhum tipo de alteração e sem faltar nenhuma parte da informação.  Controle do Atraso: há um tempo específico para que a Mensagem seja entregue ao receptor, principalmente no envio de mídias como áudio e vídeo.

2.2 Taxa de transmissão Ao transferir um arquivo, seja qual for o conteúdo, através de uma rede, na realidade estão sendo enviados vários bits que, agrupados, irão compor o arquivo. A taxa de transmissão de uma rede é a velocidade com a qual esses bits transitam por canais de comunicação e é medida em bps (bits por segundo), ou seja, a quantidade de bits que são enviados em um segundo. Logo, quanto maior a taxa de transmissão, mais rápido o arquivo consegue ser transmitido do emissor para o receptor. 2.3 Modo de Operação Para que a entrega dos dados seja realizada de maneira segura, rápida e consistente é necessário determinar o método de comunicação em que o transmissor e o receptor estão operando. A literatura estabelece três tipos de operação na transmissão de dados: simplex, half-duplex e full-duplex. Vejamos como funciona cada uma delas:  Simplex: é o modo de transmissão em sentido unidirecional, caracteriza-se em uma ligação na qual os dados circulam num só sentido, ou seja do emissor para o receptor. Nesses canais, não é possível a comunicação bidirecional, isto é, o receptor não tem a possibilidade de sinalizar se os dados foram recebidos. Exemplos: televisão e radiodifusão.  Half-Duplex: neste modo a operação é bidirecional, ou seja, tanto transmissor quanto receptor comunicam-se enviando mensagens, mas existe um único canal de transmissão, dessa forma a transmissão só é permitida de um nó por vez. Exemplo: walkie-talkie.  Full-duplex: é o método de transmissão bidirecional e simultâneo. Neste modo de operação, cada nó pode emitir e receber informações ao mesmo tempo, o que significa que a banda de transmissão é dividida em dois canais, um para cada sentido de emissão dos dados. Exemplo: Celular.

03 TIPOS DE REDES

ou avião, por isso, a tecnologia usada para criá-lo se deve atender a certos requisitos no que diz respeito à taxa de transferência de dados, ou largura de banda , potência e segurança. 3 .1. 2 LAN (Local Area Network) Uma rede de área local (LAN) é uma rede que conecta computadores e dispositivos em uma área geográfica limitada, como um laboratório de informática, uma casa, escola ou um grupo de escritórios. Estas redes podem ser do tipo ponto-a-ponto ou cliente-servidor, onde no segundo caso, temos um ou mais servidores que conectam computadores,

também chamados estações ou hosts, e outros dispositivos periféricos que possam ser

conectados como impressoras, por exemplo. As redes LANs podem utilizar tanto meios de comunicação físicos, utilizando o padrão Ethernet (conforme mencionado anteriormente), quanto sem fio, utilizando ondas de rádio. Estas redes podem utilizar, inclusive, ambos os meios de forma simultânea. 3 .1. 3 MAN (Metropolitan Area Network) MANs ou Redes Metropolitanas englobam áreas maiores do que as LANs permitindo a troca de informações entre centros metropolitanos. Em grandes empresas esse recurso permite a conexão entre filiais, por exemplo. Sendo, portanto, uma forma segura de compartilhar arquivos e dados de interesse comum. A desvantagem dessas redes está relacionada ao custo elevado, já que necessitam de transmissores e canais de satélite exclusivos, além de todo cabeamento necessário ao funcionamento da rede. As TVs a cabo utilizam MANs para enviar seus sinais. Segundo Tanenbaum (2002), esse sistema cresceu a partir de antigos sistemas de antenas comunitárias usadas em áreas com fraca recepção do sinal de televisão pelo ar. Nesses primeiros sistemas, uma grande antena era colocada no alto de colina próxima e o sinal era então conduzido até a casa dos assinantes.

MAN baseada na TV a cabo (Fonte: Tanenbaum, 2002) 3 .1. 4 WAN (Wide Area Network) As redes WAN possuem extensões geográficas muito maiores do que WANs podendo até interligar áreas continentais. A internet é o maior exemplo de WAN, pois computadores do mundo todo estão conectados por meio da internet e podem comunicar-se, trocar arquivos, efetuar chamadas telefônicas, entre outras aplicações, caso disponham de softwares específicos. Um exemplo atual de conexão para WANs é o Wi-Max, uma tecnologia de acesso sem fio

( wireless) que oferece acesso a banda larga a grandes velocidades e distâncias que variam

de 6 a 9 km. O WiMax tem como principal diferencial o alcance: enquanto o WiFi provê conexões de curto alcance, da ordem de dezenas de metros, o alcance do WiMax é da ordem de quilômetros (TELECO 2008).

04 CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE

COMPUTADORES QUANTO A TOPOLOGIA

A topologia define a forma como estão organizados estruturalmente os computadores, periféricos e suas conexões dentro de uma rede. A literatura classifica as redes, quanto à topologia, em física e/ou lógica. A topologia física trata da disposição dos equipamentos, enquanto que a topologia lógica caracteriza a forma como os dados trafegam na rede. A seguir, são especificados os tipos de topologia das redes de computadores. 4. 1 Topologia Barramento Para compreender melhor, leia as informações contidas no site: https://canaltech.com.br/infra/lan-wlan-man-wan- pan-conheca-os-principais-tipos-de-redes/

A topologia em anel é uma das mais seguras mas, em contrapartida, possui algumas desvantagens:  Caso um dos computadores apresente problemas com a transmissão, toda a transmissão da rede será comprometida.  Devido ao uso do Token, se a rede possuir muitos computadores, esta se tornará lenta, já que quanto mais computadores houver na rede, mais o Token vai demorar a chegar a cada um deles.

4. 3 Topologia Estrela Na topologia em estrela é utilizado um nó concentrador que normalmente é um hub, switch ou roteador. Este nó é responsável por propagar os dados vindos do computador de origem para o computador de destino. Se comparado à topologia em anel, a topologia em estrela apresenta vantagens, uma vez que se um dos computadores da rede evidenciar problemas, apenas ele é desativado, enquanto que os demais continuam enviando e recebendo informações normalmente. A vantagem dessa topologia está no fato de que, quando é necessário adicionar um novo dispositivo, basta iniciar uma nova conexão, contanto que haja espaço no nó concentrador. A adição do novo dispositivo não afetará o desempenho da rede e nenhum equipamento precisará ser desligado. 4. 4 Topologia Árvore A topologia em árvore caracteriza-se por um ponto central que deriva várias ramificações. Nesta topologia podem haver vários nós concentradores, formando sub-redes. Um nó central pode ser ligado com outro nó central e assim ir aumentando e expandido a capacidade da rede. Devido a existência de níveis hieráquicos, nesta topologia, um contratempo em um concentrador de nível hierárquico mais baixo, não afetará a rede por completo, podendo parte dela continuar funcionando normalmente. Topologia em Árvore. Fonte: SEST SENAT

4. 5 Topologia Híbrida A topologia de redes híbridas adapta-se ao ambiente, e seu planejamento leva em conta os custos e funcionalidade de cada segmento de rede. Essas redes resultam da combinação de duas ou mais topologias, fornecendo, assim, as vantagens de cada uma das topologias que a integram. O diagnóstico de contratempos em redes híbridas é relativamente fácil, uma vez que os pontos de concentração ou hubs de rede estão juntos e são pequenos em tamanho em relação ao tamanho total da rede. Nessa topologia é possivel identificar e isolar o ponto de concentração que é a fonte do problema, sem fornecer perdas em performance ao resto da rede. Nestes casos, usuários no sistema pode nem notar que ocorreu um problema, e seguem a utilizar de maneira segura e eficaz o serviço de compartilhamento de recursos. Topologia Híbrida. (Fonte: Site Fábrica de Software Senac)

05 COMPONENTES DE UMA REDE DE

COMPUTADORES

Componentes de uma rede são os equipamentos necessários para montar uma rede, ex.: cabos, conectores, concentradores ou computadores, placas de rede, sistema operacional e cliente de acesso. A seguir, serão descritos alguns dos componentes necessários ao funcionamento de uma rede de computadores. 5.1 Servidor