Manual Redes e Protocolos

MANUAL DE APOIO

curso TÉCNICO DE MULTIMÉDIA disciplina SISTEMAS INFORMÁTICOS Módulo 1 | Redes e Protocolos 1

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O QUE SÃO AS REDES DE COMPUTADORES

Uma Rede de computadores é formada por um conjunto de máquinas eletrónicas com processadores capazes de trocar informações e partilhar recursos, interligados por um sub-sistema de comunicação, ou seja, é quando há pelo menos dois ou mais computadores, e outros dispositivos interligados entre si de modo a poderem partilhar recursos físicos e lógicos, estes podem ser do tipo: dados, impressoras, mensagens (e-mails), entre outros.

Uma rede de computadores ou rede de dados é uma rede de telecomunicações digital que permite que partilhemos recursos.

O objetivo das redes de computadores é permitir a troca de dados entre computadores e a partilha de recursos de hardware e software.

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EVOLUÇÃO

1960 - 1972 A história das redes de computadores iniciou-se por volta da década de 60, onde a rede telefónica, era a rede de comunicação que dominava o mundo, nesta a voz era transmitida por comutação de circuitos a uma taxa constante entre a origem e o destino. O desenvolvimento de minis e microcomputadores de bom desempenho, com requisitos menos rígidos de temperatura e humidade, permitiu a instalação de considerável poder computacional em várias localizações, ao invés de em uma determinada área, mas faltava um meio para unir estes computadores.

Apesar do alto custo dos computadores nesta década, pode-se dizer que com o surgimento da multiprogramação, começou a ocorrer a necessidade de interligar computadores de modo que se pudessem partilhar informações entre diferentes uilizadores e diferentes regiões.

Em busca de como transformar a comutação de circuitos em uma comutação de pacotes, três grupos de pesquisa separadamente iniciaram seus estudos. Sendo o primeiro em 1961, onde Leonard Kleinrock nos laboratórios MIT usou a teoria das filas, a comutação de pacotes baseada no tráfego em rajadas. Já por volta de 1964 Paul Baran do Rand Institute começou a estudar o uso da comutação de pacotes para a segurança da transmissão de voz para redes militares, 5

e na Inglaterra Donald Davies e Roger Scantlebury desenvolviam idéias sobre a comutação de pacotes no National Physical Laboratory. Estes trabalhos, junto com Lawrence Roberts também no MIT lideravam o projeto de ciência de computadores na ARPA (EUA - Agência de Projetos de Pesquisa Avançada).

Roberts por volta de 1967 publicou a ARPAnet (a precursora da grande rede mundial - a Internet), sendo a rede de computadores por comutação de pacotes. Os primeiros comutadores de pacotes ficaram conhecidos como IMPs (interface message processors), processadores de mensagens de interface, sendo fabricados pela empresa BBN. Em 1969 o primeiro IMP foi instalado na Universidade da Califórnia com três IMPs adicionais, depois no Stanford Research Institute, em Santa Bárbara e na Universidade de Utah, todos supervisionados por Leonard Kleinrock, sendo a primeira utilização um login remoto entre a Universidade da Califórnia com o Research Institute que acabou derrubando o sistema então com 4 nós. Por volta de 1972 a ARPAnet já tinha 15 nós e foi publicamente apresentada por Robert Kahn na Conferência Internacional de Computadores.

O primeiro protocolo de controle de rede deste sistema foi o NCP (network-control protocol), sendo elaborado também o primeiro programa de e-mail por Ray Tomlinson na BBN. Devido a ARPAnet ser única na época era uma rede fechada e para se comunicar com suas máquinas era preciso estar ligado a um de seus IMPs.

1972 - 1980 Por volta de 70 começaram a surgir outras redes de comutação de pacotes como: ALOHAnet: rede de microondas via rádio que interligava as ilhas do Havaí; TELENET: comutação de pacotes comerciais da BBN baseada na tecnologia da Arpanet; TAYMNET e TRANSPAC: rede de comutação de pacotes franceses.

O número de pequenas redes crescia cada vez mais sendo apresentado por Robert Metcalfe os princípios de uma rede local, uma ETHERNET. Que mais tarde originariam as LANs de curta distância.

O trabalho pioneiro da interconexão de redes foi supervisionado pela DARPA (Agencia de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa), por Vinton Cerf e Robert Kahn, criando uma arquitetura, uma rede de redes baseados na criação de um protocolo, o TCP (transmission control protocol) responsável pela entrega sequencial e confiável de pacotes. Com o tempo o serviço deste foi modificado devido à procura de um controle maior do fluxo de informações, sendo então dividido o protocolo TCP, ficando responsável somente pela organização na chegada 6

dos pacotes, retirando a função do envio de pacotes, destinando essa ao protocolo IP e criando outro protocolo o UDP que ficou responsável pelo controle do fluxo de voz nos pacotes.

Outras empresas também desenvolveram as suas próprias arquiteturas de redes, a Digital Corporation que lançou sua primeira versão de rede em 1975, a DECnet interligando apenas dois computadores PDP-11, que continuou evoluindo com o conjunto de protocolos OSI (interconexão de sistemas abertos). A Xerox com arquitetura XNS e a IBM com arquitetura SNA.

1980 - 1990 No final da década de 70 aproximadamente 200 máquinas estavam conectadas a ARPAnet não só devido a pesquisas, mas também por ser utilizada para comunicação militar na Guerra Fria onde toda a comunicação passava por um computador central que se encontrava no Pentágono, ao passar esta época de guerra a Arpanet não tinha mais importância para os militares sendo passada então para maioria das universidades e outros pesquisadores que foram estendendo a comunicação por outros países chegando à década de 80 com cem mil máquinas interligadas formando uma grande rede mundial que passou a ser conhecida como Internet.

A transferência de arquivos e o processamento de e-mails entre as universidades dos EUA eram feitas pela BITnet (rede de bits), e a comunicação com outras universidades não interligadas pela Arpanet eram feitas pela CSNET. No dia primeiro de janeiro de 1983 o protocolo TCP/IP tornou-se oficial, sendo obrigatório estar em todas as máquinas. Em 1986 surgiu o NSFNET o backbone primário que fornecia acesso a outros centros de computação. Também nesta época foi desenvolvido o DNS (Domain Name System), usado para conversão dos endereços em forma de letras e palavras, pois são de mais fácil memorização para nós.

1990 - 1996 Na década de 1990 a ARPAnet deixou de existir, a Milnet e a Rede de Dados de Defesa passaram a controlar maior parte do tráfego do Departamento de Defesa dos EUA e a NSFNET passou a ser o backbone de conexão entre os Estados Unidos e todas as redes do exterior, mas perdeu seu valor comercial em 1995, pois essa tarefa passou a ser encargo dos provedores de Internet.

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O destaque da década de 90 foi o funcionamento da World Wide Web, nos lares e empresas de milhões de pessoas espalhadas por todo mundo, para fins comerciais, bancários, empresariais, educacionais e para própria diversão. A Web foi inventada no Cern (Centro Europeu para Física Nuclear) por Tim Berners Lee no período de 1989 a 1991, baseados em trabalhos realizados por Bush e Ted Nelson respectivamente nas décadas de 40 e 60. Berners Lee e seus companheiros desenvolveram versões iniciais de HTML, HTTP, um servidor web e um Browser.

Em 1992 foi criada a Internet Society e já existiam 200 servidores web em operação, nesta época as pesquisas estavam mais voltadas para o desenvolvimento de browsers com interface gráfica, por exemplo, Marx Andreesen com a versão beta do GUIMosaic em 1993 e James Baker com a Mosaic Communications em 1994 que mais tarde se transformou na Netscape Communications Corporation.

Em 1995 os estudantes usavam diariamente os browsers Mosaic e Netscape para navegar, e pequenas e grandes empresas começaram a utiliza-los para transações comerciais, já existindo 10 milhões de servidores.

Em 1996 a Microsoft entrou com tudo na web com o browser Internet Explorer. Como o desenvolvimento avançava a cada dia, iniciaram pesquisas por roteadores e roteamento de alta velocidade para redes locais. e recursos como o comércio eletrónico e textos, imagens , multimédia e outros.

Pós 1996 Com a enorme evolução do serviço em redes tanto em empresas como em lares surgiram além das redes Ethernet que são redes locais, redes Intranet que são redes locais ligadas à grande rede mundial, muito utilizada pelas empresas hoje para diversos fins, como comunicação com filiais, comunicação entre sectores através de um sistema em rede etc.

A grande rede formada por redes menores é hoje o componente mais importante na área da comunicação. A popular e grande rede global de computadores, a Internet, ainda não parou de crescer e com certeza não parará, pois o número de utilizadores tanto para fins empresariais como pessoais aumenta a cada dia, pois, hoje o custo para aquisição, ou acesso a uma rede é menor e tende a ficar cada vez mais barato, e ainda as maiores dificuldades seriam condições técnicas.

Não podendo esquecer que a grande rede ainda continua com os 3 protocolos TCP, IP e UDP 8

criados no fim da década de 70, é claro que aperfeiçoados. As estatísticas apontam que hoje há no mundo em torno de mais de 900 milhões de utilizadores devido a grande utilidade na gestão empresarial, na política, nas residências, escolas e na sociedade em geral e que o acesso hoje além do computador ocorre pelo telemóvel, PDAs e outros. A rede irá sempre mudar, devido a demandas do tempo e do mercado, pois o tempo passa e os recursos devem passar também, é claro que os recursos úteis irão ficar sempre. Se formos analisar blogs, vídeos, chats, msn, pesquisas, sites de relacionamentos, redes sociais entre outros são a base da internet hoje.

Desde 1969, em que a Universidade da Califórnia em Los Angeles, SRI (em Stanford), a Universidade da Califórnia em Santa Bárbara e a Universidade de Utah foram conectadas com o início da rede ARPANET usando circuitos de 50 kbits/s até aos dias de hoje com altas velocidades de até 100 Gbits/s,a capacidade das redes Ethernet para escalar facilmente tem sido um factor que tem contribuido para o seu uso continuo.

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CLASSIFICAÇÃO DAS REDES INFORMÁTICAS SEGUNDO A EXTENSÃO GEOGRÁFICA As redes de computadores podem ser de muitos tipos e existem diversos critérios para a sua classificação. Uma das principais distinções que tem a ver com a abrangência geográfica das redes. Com base neste critério podemos distinguir entre: Redes de área local ou LAN (Local Área Networks) - em que a abrangência de uma rede não ultrapassa algumas dezenas de metros, situando-se, normalmente, dentro de um edifício.

Redes de área alargada ou WAN (Wide Área Networks) - consiste normalmente em diversas redes locais entre si, abrangendo um conjunto de edifícios vizinhos, como por exemplo vários países ou ate a totalidade do globo (como é o caso da Internet).

Entre as redes de área local (LAN) e as redes de área alargada (WAN) podemos encontrar redes de dimensões intermédias, como por exemplo: Redes de Campus (Campus Networks) - consiste normalmente em diversas redes locais ligadas entre si, abrangendo um conjunto de edifícios vizinhos, como por exemplo vários departamentos de uma Universidade, hospital ou uma grande unidade fabril.

Redes de Área Metropolitana ou MAN (Metropolitan Area Networks) - redes que abarcam a área de uma grande cidade ou região urbana, interligando determinadas entidades ou instituições que necessitam de manter entre si um sistema de comunicações de dados, como por exemplo as entidades administrativas ou policiais de uma grande cidade.

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SEGUNDO O PROTOCOLO DE COMUNICAÇÃO Protocolos das LAN Os protocolos das LAN diferenciam-se pela sua capacidade de fornecer dados com eficiência em distâncias mais curtas, como algumas centenas de metros, através de vários meios, como a cablagem de cobre. Alguns dos protocolos das LAN mais comuns são “Ethernet”, “Token Ring” e “FDDI - Fiber Distributed Data Interface”.

“Ethernet” é de longe o tipo mais comum de protocolo de LAN. Pode ser encontrado em residências e escritórios em todo o mundo e é reconhecível pelos cabos de cobre utilizados nas ligações (par trançado CAT5 com fichas RJ45). O protocolo Ethernet usa um switch ou hub ao qual todos os sistemas se ligam para trocar dados.

Distinguem-se diferentes alternativas de tecnologias Ethernet, segundo o tipo e o diâmetro dos cabos utilizados. Vê nesta tabela as diferentes especificações Ethernet:

Sigla

Denominação

Cabo

Conector Débito

Alcance

10Base2

Ethernet fina (thin ethernet)

Cabo coaxial (50 Ohms)

BNC

10 Mb/s

185 m

10Base5

Ethernet espessa (thick Ethernet)

Cabo coaxial de diâmetro espesso

BNC

10 Mb/s

500 m

10Base-T

Ethernet padrão

Par trançado (categoria 3)

RJ-45

10 Mb/s

100 m

100Base-TX

Ethernet rápida (Fast Ethernet)

Duplo par trançado (categoria 5)

RJ-45

100 Mb/s

100 m

100Base-FX

Ethernet rápida (Fast Ethernet)

Fibra ótica multimodo

100 Mb/s

2 km

1000Base-T

Ethernet Gigabit

Duplo par trançado (categoria 5)

1 Gb/s

100 m

1000Base-LX

Ethernet Gigabit

Fibra óptica monomodo ou multimodo

1 Gb/s

550 m

1000Base-SX

Ethernet Gigabit

Fibra óptica multimodo

1 Gbit/s

550 m

10GBase-SR

Ethernet 10 Gigabits

Fibra óptica multimodo

10 Gbit/s

500 m

10GBase-LX4

Ethernet 10 Gigabits

Fibra óptica multimodo

10 Gbit/s

500 m

RJ-45

“Token Ring” é uma tecnologia de LAN mais antiga e que está a cair em desuso. A premissa básica da “Token Ring” é que um único “token” é passado de sistema para sistema, ou através de um hub, e somente o destinatário pretendido lê o “token”.

“FDDI” define como o tráfego da LAN é transmitido pela cablagem de fibra óptica. A cablagem de fibra óptica é usada quando é necessário cobrir distâncias maiores, geralmente entre andares ou prédios, ou quando é necessária maior segurança.

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Protocolos WAN Os protocolos de WAN distinguem-se pela sua capacidade de distribuir dados com eficiência por longas distâncias, como centenas de quilómetros. Geralmente, isso é necessário para unir dados entre várias LANs. A Internet é a maior WAN do mundo. Routers, modems e outros dispositivos WAN são usados para transmitir os dados através de vários meios, geralmente cabos de fibra óptica.

Alguns dos protocolos de WAN mais comuns em uso actualmente são o “Frame Relay”, o “X.25” e “ISDN”.

“Frame Relay” e “X.25” são semelhantes, pois são tecnologias de comutação de pacotes para o envio de dados em grandes distâncias. “Frame Relay” é mais novo e mais rápido, enquanto o “X.25” fornece dados de forma mais confiável.

Protocolos de LAN sem fio As LANs sem fio, às vezes chamadas de “WLAN” ou “Wi-Fi”, estão tornando-se cada vez mais predominantes. Elas operam essencialmente da mesma forma que uma LAN tradicional, mas usam sinais sem fio entre antenas como meio, em vez de cablagem.

A maioria dos protocolos sem fio actualmente em uso é baseada no padrão 802.11 e é diferencia-se pela letra que aparece após o número. Os quatro protocolos principais são “802.11a”, “802.11b”, “802.11g” e “802.11n”.

O “802.11a” foi projectado para transportar dados por distâncias mais curtas e com velocidades maiores (até 54 megabits por segundo, ou Mbps).

O “802.11b” faz o oposto, operando em velocidades mais baixas de até 11 Mbps, mas com maior fiabilidade em distâncias maiores e com mais objectos obstruindo o ambiente.

“802.11g” combina o melhor dos dois protocolos anteriores, operando até 54 Mbps em distâncias maiores.

“802.11n” é o mais recente protocolo sem fio a ser lançado. Pode operar em velocidades superiores a 150 Mbps e em distâncias maiores que os outros protocolos.

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SEGUNDO A TOPOLOGIA Há diversas formas de interligar aparelhos numa rede. A essas formas dá-se o nome genérico de topologias. A escolha das topologias é muito importante, porque determina o tipo de equipamento a usar, incluindo cabos e influencia em diversos pontos considerados críticos, como a flexibilidade, velocidade e segurança.

Vantagens e desvantagens de cada tipo: Topologia Barramento Todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados. Apesar de os dados não passarem por dentro de cada um dos nós, apenas uma máquina pode “escrever” no barramento num dado momento. Todas as outras “escutam” e recolhem para si os dados destinados a elas. Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão.

Vantagens: Uso do cabo é económico; Fácil de trabalhar e instalar; Simples e relativamente fiável; Fácil expansão.

Desvantagens: Rede pode ficar extremamente lenta em situações de tráfego pesado; Problemas são difíceis de isolar; Falha no cabo paralisa a rede inteira.

Topologia Estrela A mais comum atualmente, a topologia em estrela utiliza cabos de par trançado e um concentrador como ponto central da rede. O concentrador se encarrega de retransmitir todos os dados para todas as estações, mas com a vantagem de tornar mais fácil a localização dos problemas, já que se um dos cabos, uma das portas do concentrador ou uma das placas de rede estiver com problemas, apenas o nó ligado ao componente defeituoso ficará fora da rede.

Vantagens: A nstalação e adição de novos computadores é simples; Gestão centralizada; Falha de um computador não afeta a restante rede.

Desvantagem: Uma falha no dispositivo central (HUB ou SWITCH) paralisa a rede inteira.

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Topologia Anel Na topologia em anel os dispositivos são conectados em série, formando um circuito fechado (anel). Os dados são transmitidos unidirecionalmente de nó em nó até atingir o seu destino. Uma mensagem enviada por uma estação passa por outras estações, através das retransmissões, até ser retirada pela estação destino ou pela estação fonte.

Vantagens: Todos os computadores acessam a rede igualmente; Performance não é afectada com o aumento de utilizadores.

Desvantagens: Falha de um computador pode afetar o restante da rede; Problemas são difíceis de isolar.

Topologia Malha Esta topologia é muito utilizada em várias configurações, pois facilita a instalação e configuração de dispositivos em redes mais simples.

Todos os nós estão atados a todos os outros nós, como se estivessem entrelaçados. Já que são vários os caminhos possíveis por onde a informação pode fluir da origem até o destino.

Vantagens: Maior redundância e fiabilidade; Facilidade de diagnóstico.

Desvantagem: Instalação dispendiosa.

SEGUNDO O MEIO DE TRANSMISSÃO Numa rede de computadores, o meio físico de transmissão, é o canal de comunicação pelo qual os computadores enviam e recebem os sinais que codificam a informação. Para estabelecer a ligação utiliza-se um tipo de cabo, de entre vários existentes para o efeito. As redes e sistemas de comunicação entre computadores que funcionam sem cabos, utilizam a propagação de ondas no espaço - comunicações wireless ou sem fios.

Redes por cabo Rede de Cabo coaxial O cabo coaxial foi o primeiro cabo disponível no mercado, e era até a alguns anos atrás o meio de transmissão mais moderno que existia em termos de transporte de bits, embora ainda hoje seja usado 15

para a mesma finalidade. Algumas vantagens do cabo coaxial: baixos custos de implementação, topologia simples de implementar (topologia barramento), resistência a ruídos e interferências. Algumas desvantagens do cabo coaxial: distâncias limitadas, baixo nível de segurança, dificuldade em fazer grandes mudanças na topologia da rede.

Rede de Cabo de par trançado Desde há alguns anos que as redes feitas com cabo de par trançado vêm substituindo as redes construídas com cabos coaxiais devido principalmente á facilidade de manutenção. Com o cabo coaxial é muito trabalhoso encontrar avarias, pois, se houver um mau contato ou qualquer problema com as ligações em algum ponto da rede o problema se reflectirá em todas as máquinas da rede (redes com topologia em barramento), o que não acontece numa rede de par trançado (redes com topologia em estrela). O cabo par trançado surgiu com a necessidade de se ter cabos mais flexíveis e com maior velocidade e de transmissão.

Rede de Cabo de fibra óptica Ao invés dos cabos de cobre, os cabos de fibra óptica, transmitem os dados através de sinais ópticos (fotões), em vez de sinais elétricos (eletrões). As fibras ópticas possuem características que as tornam num excelente meio para a transmissão de dados (sinais digitais), porque: são completamente imunes a interferências electromagnéticas, permitem transportar os sinais digitais sem perdas através de distâncias superiores às conseguidas por outro tipo de cabos e proporcionam taxas de transmissão mais elevadas que qualquer outro meio. Por isso é o meio de transmissão mais adequado para os sistemas de comunicação mais exigentes (efectua um elevado número de transmissões em simultâneo, com elevadas taxas de transmissão e grande fiabilidade).

As fibras ópticas constituem assim o meio de transmissão ideal para a construção das designadas “auto-estradas da informação”. Contudo, a tecnologia das fibras óptica ainda tem custos relativamente elevados, quando comparados com os outros tipos de cabos, o que tem sido um factor impeditivo da sua difusão em larga escala. Não se justifica a sua utilização em pequenas redes locais, uma vez que os cabos eléctricos conseguem bons desempenhos com preços mais reduzidos.

Redes sem fios (Wireless) O termo Wireless, em tradução livre, sem fio, nada mais é que do que qualquer tipo de conexão para transmissão de informações sem o uso de fios ou cabos. Deste modo, qualquer comunicação sem a existência de um fio ou um cabo caracteriza-se por uma conexão wireless.

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Podemos citar diversos meios de utilização da wireless, como a conexão existente entre a TV e o controle remoto, entre o telemóvel e as torres das operadoras e até o rádio da polícia com as centrais de operação, entre outros exemplos.

Cada vez mais as pessoas estão aderindo às redes sem fio por se tratar de uma tecnologia de fácil instalação e utilização. Uma wireless é composta por um grupo de sistemas conectados por tecnologia de rádio através do ar. Deste modo, na categoria de comunicação, é possível encontrar tecnologias como o Wi-fi, InfraRed, Bluetooth, etc.

IrDA - usa os infravermelhos em linha de visão direta (sem obstáculos), por exemplo: um comando de televisão.

Bluetooth - usa ondas de rádio para conectar dispositivos móveis (até 10 metros), como exemplo: colunas, phones, etc.

Wi-Fi - tecnologia de interconexão entre dispositivos sem fio, usando o protocolo IEEE 802.11 (até 50 m em ambientes fechados e 300 m em ambientes abertos), por exemplo: computadoes portáteis, smartphones, tablets.

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HARDWARE DE REDE

ELEMENTOS DE CABLAGEM Existem dois grupos principais de cabos: Cabos eléctricos - normalmente cabos de cobre (ou de outro material condutor), que transmitem os dados através de sinais eléctricos.

Cabos ópticos - cabos de fibra óptica, que transmitem a informação através de sinais ópticos ou luminosos.

Os cabos eléctricos mais utilizados em redes podem ser de dois tipos: Cabo coaxial (coaxial cable) Cabos de pares trançados (twisted-pair cable) 19

Cabos coaxiais Este tipo de cabo é constituído por diversas camadas concêntricas de condutores e isolantes, daí o nome coaxial. No seu interior existe um fio de cobre, revestido por um material isolante e rodeado por uma blindagem. Em redes informáticas a velocidade máxima de transmissão é de 20 Mb/s. Foram sobretudo utilizados até meados dos anos 90.

Ainda são utilizados em telecomunicações.

Existem dois formatos principais de cabos coaxiais: Thin Ethernet (thinnet ou 10base2) Cabo coaxial fino.

Capacidade de transmissão de 10 Mbps.

Extensão máxima de segmento de rede de 185 metros.

As ligações às placas de rede dos computadores são feitas através de conectores BNC. Thick Ethernet (thicknet ou 10base5) Cabo coaxial grosso.

Taxa de transmissão semelhante ao anterior, mas com uma extensão máxima de segmento de rede de cerca de 500 metros.

As ligações às placas dos computadores não são feitas directamente, mas através de dispositivos específicos, chamados transceivers (transmiter + receiver).

Características dos cabos coaxiais: Grande resistência a interferências. Taxas de transmissão razoáveis. Alguma flexibilidade em termos de conexões. Foram durante algum tempo foram bastante utilizados em redes locais.

Nota: Atualmente este tipo de cabo já praticamente não é utilizado. Os cabos UTP, vieram substituir os cabos coaxiais, uma vez que estes proporcionam melhores taxas de transmissão ao serem utilizados com hubs. Existe uma maior flexibilidade de instalação e melhores condições de manutenção.

Cabos de pares trançados Os cabos de pares trançados são constituídos por um ou vários pares de fios de cobre. Os dois fios de cada par estão enrolados em torno um do outro, com o objectivo de criar à sua volta um campo electromagnético que reduz a possibilidade de interferência de sinais externos. São cabos de fácil instalação, de baixo custo e com boas características de transmissão.

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Onde são utilizados?

Nas linhas telefónicas, em redes locais e em redes alargadas (que utilizam as linhas telefónicas).

Existem duas modalidades de cabos: Cabos UTP - (Par Trançado sem Blindagem) Cabos STP - (Par Trançado com blindagem) Cabos UTP - Par Trançado sem Blindagem Este tipo de cabo é constituído por quatro pares de fios entrelaçados e revestidos por uma capa de PVC (plástico). Os cabos deste tipo são mais baratos que os blindados e é mais fácil de manusear e instalar.

Permitem taxas de transmissão de até 100 Mbps com a utilização do cabo CAT 5e. É o cabo mais usado em redes domésticas e em grandes redes industriais. É o mais barato para distâncias até 100 metros; para distâncias maiores utilizam-se cabos de fibra óptica.

A falta de blindagem deste tipo de cabo faz com que não seja recomendada a sua instalação próximo a equipamentos que possam gerar campos magnéticos (fios de rede elétrica, motores, inversores de frequência) e também não podem ficar em ambientes com humidade.

Cabos STP - Par Trançado com Blindagem Este tipo de cabo é semelhante ao UTP, constituído por quatro pares de fios entrelaçados, mas possui uma blindagem, pois é revestido por uma malha metálica. É recomendado para ambientes com interferência electromagnética acentuada.

Possui um custo mais elevado do que o UTP, por ser blindado. Se o ambiente onde se pretende utilizar for húmido, com grande interferência electromagnética, com distâncias acima de 100 metros ou exposto diretamente ao sol é aconselhável o uso de cabos de fibra óptica.

Os cabos UTP ou STP são muito comuns e usados, normalmente,em equipamentos para internet de banda larga como ADSL e Televisão por cabo, para ligar a placa de rede aos Hubs, Switch ou Roteador.

Atualmente os cabos UTP mais usados em redes locais de computadores são os da categoria 5, uma vez que são os mais fiáveis e os únicos que permitem taxas de transmissão de 100Mbps.

Existem 6 categorias de cabos UTP. Os cabos UTP utilizam conectores do tipo RJ-45 para ligação às placas de rede e outros elementos de ligação.

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Cabos de fibra óptica Os cabos de fibra óptica transmitem os dados através de sinais ópticos (fotões), em vez de sinais elétricos (eletrões). Consistem em núcleos de fibras de vidro ou plástico especial (dióxido de sílica puro); essas fibras são rodeadas por um revestimento (cladding); o conjunto é protegido por um revestimento externo.

Os sinais luminosos são transmitidos no interior das fibras incluídas no núcleo, mas com a contribuição do revestimento, que reflecte a luz de modo a que ela seja transmitida através da fibra, com um reduzido índice de perda ou dissipação.

As fibras ópticas possuem características que as tornam num excelente meio para a transmissão de dados (sinais digitais), porque: - São completamente imunes a interferências electromagnéticas.

- Permitem transportar os sinais digitais sem perdas através de distâncias superiores às conseguidas por outro tipo de cabos.

- Proporcionam taxas de transmissão mais elevadas que qualquer outro meio, sendo capazes de transmitir vários triliões de bits por segundo.

- As fibras podem ser agrupadas em número elevado num mesmo cabo, mantendo uma espessura reduzida (por exemplo 1 000 fibras por cabo). É o meio de transmissão mais adequado para os sistemas de comunicação mais exigentes (efectua um elevado número de transmissões em simultâneo, com elevadas taxas de transmissão e grande fiabilidade).

As fibras ópticas constituem assim o meio de transmissão ideal para a construção das designadas “auto-estradas da informação”. Contudo, a tecnologia das fibras óptica ainda tem custos relativamente elevados, quando comparados com os outros tipos de cabos, o que tem sido um factor impeditivo da sua difusão em larga escala.

Não se justifica a sua utilização em pequenas redes locais, uma vez que os cabos eléctricos conseguem bons desempenhos com preços mais reduzidos.

Vantagens: Enorme velocidade de transmissão; Imunes a interferên22

cias electromagnéticas; Menor perda de sinal; Maiores distâncias sem necessidade de repetidores; Alta taxa de transferência; Espessura mais fina, mais leves.

Desvantagens: Muito caro (cabos, acessórios, mão de obra); Difícil de instalar; Quebra com facilidade; Difícil de ser remendado; Injustificada a utilização em redes locais.

PLACAS DE REDE Uma placa de rede (também chamada de adaptador de rede ou NIC, sigla de Network Interface Card, em inglês) é o dispositivo de hardware responsável pela comunicação entre os computadores de uma rede.

A placa de rede é o hardware que permite aos computadores conversarem entre si através da rede. A sua função é controlar todo o envio e recepção de dados através da rede. Cada arquitectura de rede exige um tipo específico de placa de rede; sendo as arquitecturas mais comuns a Token Ring e a Ethernet.

Além da arquitectura usada, as placas de rede à venda no mercado diferenciam-se também pela taxa de transmissão, cabos de rede suportados e barramento utilizado (On-Board, PCI, ISA ou Externa via USB). As placas de rede para Notebooks podem ser on-board ou PCMCIA. Quanto à taxa de transmissão, temos placas Ethernet de 10 Mbps / 100 Mbps / 1000 Mbps e placas Token Ring de 4 Mbps e 16 Mbps. Como vimos no trecho anterior, devemos utilizar cabos adequados à velocidade da placa de rede. Usando placas Ethernet de 10 Mbps, por exemplo, devemos utilizar cabos de par trançado de categoria 3 ou 5, ou então cabos coaxiais.

Usando uma placa de 100 Mbps o requisito mínimo a nível de cabeamento são cabos de par trançado blindados de nível 5.

CONCENTRADOR (HUB) O hub é um dispositivo que tem a função de interligar os computadores de uma rede local. Sua forma de trabalho é a mais simples se comparado ao switch e ao router: o hub recebe dados vindos de um computador e os transmite às outras máquinas. No momento em que isso ocor23

re, nenhum outro computador consegue enviar sinal. A sua libertação acontece após o sinal anterior ter sido completamente distribuído.

Num hub é possível ter várias portas, ou seja, entradas para conectar o cabo de rede de cada computador. Geralmente, há aparelhos com 8, 16, 24 e 32 portas. A quantidade varia de acordo com o modelo e o fabricante do equipamento.

Caso o cabo de uma máquina seja desconectado ou apresente algum defeito, a rede não deixa de funcionar, pois é o hub que a “sustenta”. Também é possível adicionar um outro hub ao já existente. Os Hubs são adequados para redes pequenas e/ou domésticas. Havendo poucos computadores é muito pouco provável que surja algum problema de desempenho.

COMUTADOR (SWITCH) O switch é um aparelho muito semelhante ao hub, mas tem uma grande diferença: os dados vindos do computador de origem somente são repassados ao computador de destino. Isso porque os switchs criam uma espécie de canal de comunicação exclusiva entre a origem e o destino. Dessa forma, a rede não fica “presa” a um único computador no envio de informações. Isso aumenta o desempenho da rede já que a comunicação está sempre disponível, exceto quando dois ou mais computadores tentam enviar dados simultaneamente à mesma máquina. Essa característica também diminui a ocorrência de erros (colisões de pacotes, por exemplo). Assim como no hub, é possível ter várias portas em um switch e a quantidade varia da mesma forma.

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MODEM O Modem é um dispositivo conversor de sinais que faz a comunicação entre computadores através de uma linha (normalmente uma linha telefónica) dedicada para esse fim.

Seu nome é a contração das palavras MOdulador e DEModulador, pois essas são suas principais funções.

O Modem executa uma transformação, por modulação (modem analógico) ou por codificação (modem digital), dos sinais emitidos pelo computador, gerando sinais analógicos adequados à transmissão sobre uma linha telefônica, por exemplo. No destino, um equipamento igual demodula (modem analógico) ou decodifica (modem digital) a informação, entregando o sinal digital restaurado ao equipamento terminal a ele associado.

ROUTER O roteador (ou router) é um equipamento utilizado em redes de maior porte. Ele é mais “inteligente” que o switch, pois além de poder fazer a mesma função deste, também tem a capacidade de escolher a melhor rota que um determinado pacote de dados deve seguir para chegar em seu destino. É como se a rede fosse uma cidade grande e o router escolhesse os caminhos mais curtos e menos congestionados. Daí o nome de roteador.

Existem basicamente dois tipos de routers: Estáticos: este tipo é mais barato e é focado em escolher sempre o menor caminho para os dados, sem considerar se aquele caminho tem ou não congestionamento; Dinâmicos: este é mais sofisticado (e conseqüentemente mais caro) e considera se há ou não congestionamento na rede. Ele trabalha para fazer o caminho mais rápido, mesmo que seja o caminho mais longo. De nada adianta utilizar o menor caminho se esse estiver congestionado.

Muitos dos roteadores dinâmicos são capazes de fazer compressão de dados para elevar a taxa de transferência.

Os routers são capazes de interligar várias redes e geralmente trabalham em conjunto com hubs e switchs. Ainda, podem ser dotados de recursos extras, como firewall, por exemplo.

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REPETIDOR Os repetidores são dispositivos de hardware utilizados para a conexão de dois ou mais segmentos de uma rede local. Eles recebem e amplificam o sinal proveniente de um segmento de rede e repetem esse mesmo sinal no outro segmento.

Alguns modelos disponíveis no mercado possuem recursos de “auto-particionamento”, ou seja, ocorrendo uma falha dos segmentos da rede, o dispositivo irá isolar o acesso à conexão defeituosa, permitindo que a transmissão de dados aos segmentos remanescentes não seja afetada.

Um repetidor atua na camada física do modelo OSI, exercendo função de regenerador de sinal entre dois segmentos de redes locais. Eles são necessários para fornecer corrente e para controlar cabos longos. Como resultado é possível aumentar a extensão de uma rede local, de forma que o conjunto de segmentos interconectados se comporte como um único segmento.

Actualmente tornaram-se particularmente vulgares os repetidores para redes wi-fi, utilizados para aumentar a cobertura das mesmas.

PONTE / BRIDGE As Bridges (ou pontes) são equipamentos que possuem a capacidade de segmentar uma rede local em várias sub-redes, e com isto conseguem diminuir o fluxo de dados (o tráfego), quando como por exemplo queremos interligar duas redes existentes em dois edificios distintos.

Quando uma estação envia um sinal, apenas as estações que estão em seu segmento a recebem, e somente quando o destino esta fora do segmento é permitido a passagem do sinal.

Assim, a principal função das bridges é filtrar pacotes entre segmentos de LAN’s.

As bridges diferem dos repetidores porque manipulam pacotes ao invés de sinais elétricos. A vantagem sobre os repetidores é que não retransmitem ruídos, erros, e por isso não retransmitem frames mal formados. Um frame deve estar completamente válido para ser retransmitido por uma bridge.

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ESTAÇÃO DE TRABALHO Formalmente, uma Estação de Trabalho nada mais é do que um equipamento pelo qual qualquer utilizador poderá aceder aos recursos disponíveis na rede.

Todos os utilizadores têm acesso a uma rede através de Estações de Trabalho que são computadores equipados com pelo menos uma placa de rede (NIC - Network Interface Card).

SERVIDORES Um servidor é um computador que faz parte de uma rede e que fornece serviços a outros computadores, que recebem o nome de clientes: “O portal não funciona: o servidor deve estar avariado”.

Em Tecnologias da Informação o termo servidor é conhecido como sendo, um hardware com grande capacidade de processamento de dados e armazenamento, e que possui a capacidade de armazenar e processar várias aplicações ao mesmo tempo, o seu principal objetivo é o fornecimento de recursos e serviços em uma rede de computadores. Os computadores da rede que se comunicam com o servidor são chamados de clientes, por isso esse tipo de comunicação é comumente conhecida como cliente-servidor.

Existem vários tipos de servidores, mas os mais conhecidos e utilizados pelas empresas são: Servidor de arquivos: Este servidor é utilizado para armazenar, e compartilhar arquivos com diversos utilizadores e sectores de uma rede.

Servidor web: Este tipo de servidor é responsável pelo armazenamento das aplicações e paginas do site da empresa ou até mesmo de uma intranet, que são requisitados pelos clientes através do browser.

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Servidor de e-mail: Este servidor é utilizado pelas empresas para armazenar contas de e-mails dos utilizadores, que tem por objetivo o envio e recebimento de mensagens de correio electrónico.

Servidor de impressão: Este servidor é utilizado para conter a instalação de todas as impressoras de uma rede, partilhar as mesmas com os utilizadores da rede e controlar os pedidos de impressão de arquivos dos diversos clientes.

Servidor DNS: Este servidor é utilizado para a conversão de endereços de sites em endereços IP e vice-versa.

Servidor proxy: Este servidor é usado para armazenar páginas da internet, controlar e bloquear o acesso de páginas por parte dos utilizadores. Pode ter ainda como função bloquear acessos não autorizados à rede (firewall).

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FUNCIONAMENTO DAS REDES INFORMÁTICAS

O MODELO OSI Há uns bons anos atrás, cada fabricante tinha as suas tecnologias, topologias, protocolos e então havia problemas na ligação entre equipamentos. Com o evoluir da tecnologia, os fabricantes de equipamentos chegaram a conclusão que o caminho a seguir se deveria basear em normas (standards) que permitissem a interligação de todos os equipamentos informáticos.

Das muitas organizações ligadas a normalização destacam-se o IEEE (Institution of Electrical and Electronics Engineers) , ISO (International Organization for Standardization) e ITU (International Telecommunication Union).

O Modelo OSI (criado em 1970 e formalizado em 1983) é um modelo de referência da ISO que tinha com principal objectivo ser um modelo standard, para protocolos de comunicação entre os mais diversos sistemas, e assim garantir a comunicação entre eles.

O modelo é composto por 7 camadas, em que cada camada realiza funções específicas.

Aplicação (Application) Apresentação (Presentation) Sessão (Session) Transporte (Transport) Rede (Network) Dados (Data Link) Física (Physical)

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Principais funções de cada camada Aplicação (Application) Fornece serviços às aplicações do utilizador.

Apresentação (Presentation) Encriptação e compressão de dados.

Assegura a compatibilidade entre camadas de aplicação de sistemas diferentes Sessão (Session) Controla (estabelece, faz a gestão e termina), as sessões entre aplicações.

Transporte (Transport) Controle de fluxo de informação, segmentação e controle de erros Rede (Network) Encaminhamento (routing) de pacotes e fragmentação Esquema de endereçamento lógico Dados (Data Link) Controla o acesso ao meio físico de transmissão.

Controlo de erros da camada física Física (Physical) Define as características do meio físico de transmissão da rede, conectores, interfaces, codificação ou modulação de sinais.

O Modelo OSI e as suas sete camadas, partindo desde a parte física de uma rede, os hardwares até a ponta final, os softwares, é como um manual de instruções, que estabelece os princípios que os programas (e os programadores), os equipamentos e os técnicos devem cumprir para que seja possível o funcionamento harmonioso de todo e qualquer tipo de rede informática.

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Analogia do modelo OSI com a comunicação postal

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MODELO OSI E OS PROTOCOLOS DE REDE Se o modelo OSI define os princípios de funcionamento das redes, os protocolos definem as regras precisas e exactas que todos devem obedecer.

Possibilitando as redes informática um sem número de formas de comunicação e interligando uma infinidade de equipamentos diferentes, houve a necessidade de criar diferentes protocolos para dar resposta a todas as situações.

A figura ao lado, ilustra em que camada funciona um determinado protocolo. Por exemplo, quando falamos a nível de TCP/UDP estamos mais especificamente a falar da camada de transporte.

Vamos então a um exemplo, para ilustrar como tudo isto funciona. Para isso vamos exemplificar como funciona o acesso a uma página Web, através de um browser, e como tudo encaixa no modelo OSI. Vamos começar de cima para baixo (camada de aplicação para camada física) Na camada de aplicação, o browser (aplicação) serve de interface para apresentação da informação ao utilizador. Para este pedido (cliente-> servidor), foi usado o protocolo HTTP. O formato dos dados é tratado na camada de apresentação. Os formatos tradicionais da Web incluem HTML, XML, PHP, GIF, JPG, etc. Adicionalmente são usados mecanismos de encriptação e compressão para a apresentação da informação.

Na camada de sessão é estabelecida a sessão entre o computador cliente (onde estamos a fazer pedido via browser) e o servidor web (que aloja a página requisitada).

O protocolo TCP fornece garantia na entrega de todos os pacotes entre um PC emissor e um PC receptor (neste caso, a entrega de toda a informação da página web do servidor para o cliente). Isso é uma funcionalidade da camada de transporte.

Tanto o PC cliente como servidor possuem um endereço lógico (endereço IP neste caso). Isso é uma funcionalidade da camada de rede. Adicionalmente os routers determinam qual o melhor caminho para que os pacotes possam fluir (encaminhamento) entre cliente e servidor web.

O endereço IP (endereço lógico) é então “traduzido” para o endereço físico (endereço MAC da placa de rede. Isto é funcionalidade da camada da dados.

Cabos de cobre, fibra óptica, placas de rede, hubs e outros dispositivos, ajudam na ligação física entre o cliente e o servidor que acontece na camada física.

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PRINCIPAIS PROTOCOLOS DE REDE Dos protocolos associados à parte física das redes, Ethernet, FDDI, Frame Relay, etc, já falámos no capítulo anterior. Vamos falar agora dos protocolos inerentes ao funcionamento da rede.

De todos os protocolos, o mais importante pelas implicações que tem no funcionamento das redes informáticas, é o TCP/IP. Na realidade trata-se da junção de dois protocolos o TCP e o IP, que funcionam de forma integrada, pelo que vamos considerá-los como sendo um protocolo único. Dada a importância deste protocolo irá ser abordado mais pormenorizadamente no próximo capítulo deste manual.

HTTP e HTTPS Hypertext Transfer Protocol (Protocolo de Transferência de Hipertexto). É o protocolo básico para a navegação em sites da World Web Wide (a rede mundial). Funciona através da conexão cliente-servidor em que o primeiro envia uma requisição e recebe de volta uma resposta com informações sobre o estado da requisição (completa, incompleta ou com erros) e o conteúdo solicitado. Na web o cliente é o navegador. A requisição parte quando digitamos a URL do site, que é a requisição direta para acessarmos determinada página de um servidor. Como resposta, o servidor nos envia os arquivos que formam a página, bem como as informações de hipertexto que fazem as requisições necessárias para nos levar a outras páginas - possibilitando assim a navegação.

O HTTPS é igual ao HTTP, só que com uma camada a mais de Segurança (o “S” da sigla). Ela é muito utilizada para transações de pagamento, que dependem de uma proteção a mais contra invasões e ameaças. Essa segurança funciona por meio de certificações de autoridades, que são documentos digitais criptografados que atestam a legitimidade das páginas.

FTP e SFTP File Transfer Protocol (Protocolo de Transferência de Arquivos). Foi posto em prática antes mesmo do padrão TCP/IP, sendo posteriormente adaptado. É o modo mais simples de transferir dados pela internet entre duas máquinas: um cliente e um servidor, independente dos hardwares. O SFTP é o SSH File Transfer Protocol, uma extensão do protocolo SSH (Secure Shell, algo como “concha segura”). É uma evolução do FTP, permitindo, por exemplo, a continuação de downloads interrompidas e a remoção de arquivos do servidor remotamente. Apesar do nome, precisa rodar junto com um protocolo SSH para garantir a segurança da conexão.

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POP Post Office Protocol (em tradução, é Protocolo dos Correios). É o protocolo utilizado para emails. Uma das suas principais vantagens é a sua característica off-line: o utilizador não precisa estar conectado à rede o tempo todo, permitindo mais economia de banda. O funcionamento do POP (atualmetne POP3) é semelhante ao de uma caixa-postal dos Correios: um servidor de email recebe e armazena as diversas mensagens. Então o cliente se conecta e se autentica aos servidor da caixa de correio. Com isso, todas as mensagens armazenadas no servidor são transferidas em sequência para a máquina do cliente.

No final, a conexão é terminada e o cliente pode ler suas mensagens off-line.

SMTP Simple Mail Transfer Protocol (Protocolo de Transferência de Correio Simples) é o outro lado do POP3: é o protocolo de envio de emails. A mensagem sai da máquina do cliente e, depois de ter um ou mais destinatários determinados, é autenticada e enviada para o servidor. Lá os destinatários terão acesso às mensagens através do protocolo POP3. É um protocolo eficiente por sua simplicidade, mas limitado: baseia-se somente em texto. Para envio de arquivos necessita de extensões que convertem esses arquivos no formato de texto (depois eles são desconvertidos ao chegar na caixa de entrada do destinatário).

IMAP O Internet Message Access Protocol (Protocolo de Acesso a Mensagem da Internet) é a evolução natural do POP3. Com ele, em vez de as mensagens serem enviadas a um servidor que serve de caixa postal para depois o cliente fazer a transferência delas para sua máquina, os emails podem ser acessados, lidos e gerenciados diretamente do servidor. Os serviços de email modernos como Gmail e Hotmail são baseados no IMAP. As desvantagens são que a capacidade de armazenamento é limitada pelo servidor e que o cliente precisa estar conectado à internet durante toda a sessão.

DHCP O DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol, é um protocolo de serviço TCP/IP que distribui automaticamente configurações de rede aos terminais, que se liguem na rede.

DNS O DNS, do inglês Domain Name System (Sistema de Nomes de Domínios), funciona como um sistema de tradução de endereços IP para nomes de domínios. Na verdade, é graças ao DNS 34

que podemos digitar www.facebook.com na barra de endereços de um navegador (browser) para aceder ao Facebook, e não um monte de números e pontos.

Existem duas formas de aceder uma página na internet (ou a um qualquer computador numa rede): pelo nome de domínio ou pelo endereço IP dos servidores nos quais ela está hospedada. Para que não seja necessário digitar a sequência de números no navegador sempre que quiser visitar um site, o DNS faz o trabalho pesado de traduzir as palavras que compõem a URL para o endereço IP do servidor.

Para que o sistema de endereços IP e DNS funcione corretamente, é preciso ter uma coordenação global. Existe uma organização responsável por atribuir nomes de domínios e endereços IPS à escala mundial. Trata-se do ICANN (sigla em inglês para Corporação da Internet para Atribuição de Nomes e Números), uma entidade sem fins lucrativos que tenta manter todos os sites registrados funcionando na internet.

Se no funcionamento da internet o DNS é fundamental, numa rede local (LAN) é igualmente importante pois facilita muito a utilização dos recursos da rede, assim graças ao serviço DNS para aceder a um determinado servidor da rede basta escrever o nome do mesmo (por ex.

SRV-ARQUIVO) sem necessidade de digitar o IP do mesmo (por ex. 192.168.2.34).

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O PROTOCOLO TCP/IP

Como foi referido anteriormente o protocolo TCP/IP é uma sequência de protocolos que resulta da “união” do protocolo TCP (Transmission Control Protocol) e do protocolo IP (Internet Protocol).

TCP/IP representa, de certa maneira, o conjunto das regras de comunicação em redes de computadores e na Internet e baseia-se na noção de endereçamento IP, isto é, o facto de fornecer um endereço IP a cada máquina da rede a fim de poder encaminhar pacotes de dados. O protocolo TCP/IP, foi concebida para responder a diversos critérios, entre os quais : - O fracionamento das mensagens em pacotes; - A utilização de um sistema de endereços; - O encaminhamento dos dados na rede (routing); - O controlo dos erros de transmissão de dados.

Uma das funções do protocolo TCP/IP é o controlo do tráfego da rede, definindo os tipos de roteamento (o encaminhamento dos dados) entre fonte e destino(s), controlando e evitando os estrangulamentos e contabilizando o tamanho dos dados transmitidos. Esta função está atribuída ao IP (Internet Protocol), que formata os dados em blocos que podem chegar desordenados, duplicados ou até mesmo não chegar. Por isso o Internet Protocol é considerado “não fiável”, a fiabilidade é garantida pela sua junção com o protocolo TCP.

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É o protocolo TCP (transmission control protocol) que organiza os pacotes de dados formados pelo protocolo IP. O TCP possibilita a confiança na transferência de dados (ele avisa se o pacote chegou), assegura que os pacotes cheguem na ordem correta e garante que a conexão entre dois pontos da rede esteja segura e livre. O TCP também acrescenta à arquitetura de redes o conceito de portas, que determinam para qual especificidade a rede será utilizada. Sem o TCP, a transmissão de dados digitais seria um caos: dados incompletos, fora de ordem, incertos.

Seria impossível, por exemplo, carregar um website: as imagens, os componentes do layout, plugins etc. A junção entre os dois protocolos, chamada de TCP/IP, possibilita que diversos tipos de conexão em rede tenham o diferentes aplicações: transferência de arquivos, websites, email.

Considerem por exemplo que querem transmitir um filme ou um ficheiro com um jogo que ocupa 800 MB. Esse ficheiro terá de ser partido em partes mais pequenas (fragmentação), para que seja viável a sua transferência para outro PC. Recorrendo ao protocolo TCP existe a garantia que todos os pacotes serão entregues e ordenados do outro lado (uma vez que podem seguir caminhos diferentes). Além disso, por cada pacote ou conjunto de pacotes (previamente definido), a máquina de destino confirma que recebeu essa informação ao emissor e, no caso de falha de algum pacote, a máquina de destino envia ao emissor o pedido de retransmissão do(s) pacote(s) em falta.

Já pensaram se na transmissão do ficheiro do filme ou jogo de (800 MB) faltassem por exemplo apenas 2 kb???? … o receptor simplesmente não iria conseguir abrir esse ficheiro recebendo provavelmente a mensagem “ficheiro corrompido”.

Como vimos, o Internet Protocol é o responsável por endereçar e encaminhar os pacotes que circulam nas redes de computadores.

Pacotes, são os blocos de informação enviados pelas redes e podem ser considerados como as cartas enviadas pelo serviço de correios. Os pacotes de informação são divididos em duas partes: o cabeçalho, que, como um envelope, possui as informações de endereçamento da correspondência, e os dados, que são a mensagem a ser transmitida propriamente dita.

O endereço usado no Protocolo da Internet é o endereço IP.

192.168.23.124 38

O endereço IP (ou somente IP) é uma sequência de números composta de 32 bits. Esse valor consiste num conjunto de quatro grupos de 8 bits. Cada conjunto é separado por um ponto e recebe o nome de octeto ou simplesmente byte, já que um byte é formado por 8 bits.

O número 172.31.110.10 é um exemplo. Repare que cada octeto é formado por, no máximo 3 caracteres, sendo que cada um pode ir de 0 a 255.

Como os endereços IP usados em redes locais são semelhantes aos IPs da internet, usa-se um padrão conhecido como IANA (Internet Assigned Numbers Authority) para a distribuição de endereços nestas redes.

Assim, determinadas faixas de IP são usadas para redes locais, enquanto que outras são usadas na internet. Como uma rede local em um prédio não se comunica a uma rede local em outro lugar (a não ser que ambas sejam interconectadas) não há problemas de um mesmo endereço IP ser utilizado nas duas redes. Já na internet, isso não pode acontecer. Nela, cada computador precisa de um IP exclusivo.

O padrão IANA divide a utilização de IPs para redes locais em, basicamente, 3 classes. Essa divisão foi feita de forma a evitar ao máximo o desperdício de IPs que podem ser utilizados em uma rede: Classe A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 - Permite até 16 milhões de computadores em cada rede (máximo de 1 rede); Classe B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 - Permite até 65.534 computadores em uma rede (máximo de 21 redes); Classe C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 - Permite até 254 computadores em uma rede (máximo de 255 redes).

Nas redes locais (LAN) usam-se exclusivamente IP’s da Classe C, ou seja 192.168.XXX.XXX, sendo que os IP’s 192.168.0.0 e 192.168.255.255 não podem ser atribuídos pois destinam-se a testes e ao funcionamento interno das redes.

Actualmente, a versão mais utilizada do protocolo IP é a versão 4, que possui 32 bits no campo de endereço. Assim, existem quatro biliões de endereços, aproximadamente. Este número de endereços, embora grande, está próximo de ser totalmente utilizado e, a cada ano, aumenta-se a pressão para o uso da versão 6 do protocolo. A nova versão, por possuir 128 bits no campo de endereço, possibilita a inclusão na Internet de aproximadamente 256 trilhões de dispositivos na Internet, ou seja, seria como se pudéssemos endereçar, por exemplo, todos os grãos de areia de um deserto.

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O IP e as máscaras de rede (net mask ou subnet mask) Para permitir uma melhor gestão das redes e simultaneamente facilitar o tráfego de informação entre os computadores dessa mesma rede não é possível atribuir de forma aleatória números de IP a esses mesmos computadores.

Para evitar esta situação existem as máscaras de rede. Ao configurar o protocolo TCP/ IP, seja qual for o sistema operativo usado, além do endereço IP é preciso fornecer também a máscara de rede (net mask). Ao contrário do endereço IP, que é formado por valores entre 0 e 255, a máscara de sub-rede é formada por apenas dois valores 0 e 255.

Basicamente o endereço IP é dividido em 2 partes: A primeira parte identifica a rede à qual computador está conectado, ou seja, onde os números 255 se localizam e a segunda identifica o computador dentro de uma rede, ou seja, onde os números 0 se localizam. Isto IP 192.168.1.23 quer dizer que numa mesma rede os 3 primeiros octetos dos IP’s têm de ser idêntiNet Mask 255.255.255.0 cos em todos os computadores dessa rede.

Exemplo: Os IPs 192.168.1.64 e 192.168.1.56 podem comunicar entre si?

Dado que os 3 primeiros octetos do IP são idênticos, isto significa que utilizam a máscara de rede 255.255.255.0 e podem comunicar entre si.

Agora o IP 192.168.11.4 não pode comunicar com os 2 IPs citados acima dado que o 3° octeto é diferente dos outros IPs, isso significaque este IP é de outra rede que esteja com a máscara 255.255.255.0. Ou da mesma forma, a máscara de rede poderia ser 255.255.0.0, o que significa que também não poderia comunicar.

Como conclusão, podemos dizer que podem existir várias redes com a mesma máscara, desde que a parte do IP que identifica a rede seja diferente.

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O serviço DHCP Como alternativa à atribuição manual de IP´s, o DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol, é o protocolo do serviço TCP/IP que permite distribuir automaticamente configurações de rede aos terminais, que se liguem na rede.

Para além de um endereço de rede (IP), este servidor oferece também a máscara de rede, Default Gateway, servidor(es) de DNS, domínio a que as máquinas pertencem, etc.

No mundo empresarial este serviço é extremamente importante, porque nem todos os utilizadores têm conhecimentos de informática avançados, para configurarem a ligação à rede (além disso torna-se mais cómodo).

Outro exemplo é quando um utilizador se liga a uma rede sem fios, por norma não necessita de configurar parâmetros adicionais (ex. IP, máscara, gateways, etc) na sua máquina pois estes são automaticamente obtidos a partir de um servidor de DHCP ou do próprio router que funciona com servidor de DHCP e disponibiliza esse conjunto de informações.

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Concepção do manual, selecção de fotografias e design gráfico Jorge Valente textos elaborados a partir de vários sites da Internet

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