Introdução
Uma rede de computadores é formada por um conjunto de
máquinas electronicas 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 compartilhar
recursos físicos e lógicos, estes podem ser do tipo: dados, impressoras,
mensagens (e-mails),entre
outros.
A Internet é um amplo sistema de comunicação
que conecta muitas redes de computadores. Existem várias formas e recursos de
vários equipamentos que podem ser interligados e compartilhados, mediante meios
de acesso, protocolos e requisitos de segurança.
Os meios de comunicação podem ser:
linhas telefónicas, cabo, satélite ou comunicação sem fios (wireless).
Redes de Computador
O objetivo das redes de computadores é
permitir a troca de dados entre computadores e a
partilha de recursos de hardware e software.
Antes do advento de computadores
dotados com algum tipo de sistema de telecomunicação, a comunicação entre máquinas
calculadoras e computadores antigos era
realizada por usuários humanos através do carregamento de instruções entre
eles. Em setembro de 1940, George
Stibitz usou uma máquina de teletipo para enviar instruções para um conjunto de
problemas a partir de seu Model K na Faculdade de Dartmouth em Nova
Hampshire para a sua calculadora
em Nova Iorque e recebeu os resultados de
volta pelo mesmo meio. Conectar sistemas de saída como teletipos a computadores
era um interesse na Advanced Research Projects Agency (ARPA) quando, em 1962, J. C. R. Lickliderfoi contratado e desenvolveu um grupo de trabalho o
qual ele chamou de a "Rede Intergaláctica", um precursor da ARPANET.
Em 1964, pesquisadores de Dartmouth desenvolveram o Sistema de
Compartilhamento de Tempo de Dartmouth para
usuários distribuídos de grandes sistemas de computadores. No mesmo ano,
no MIT, um grupo de pesquisa apoiado pela General
Electric e Bell Labs usou um computador (DEC’s PDP-8) para rotear e gerenciar conexões telefônicas.
Durante a década de 1960, Leonard
Kleinrock, Paul Baran e Donald Davies, de maneira independente, conceituaram
e desenvolveram sistemas de redes os quais usavam datagramas ou pacotes, que podiam ser usados em uma rede de comutação de pacotes entre
sistemas de computadores.
Em 1969, 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.
Redes de computadores e as
tecnologias necessárias para conexão e comunicação através e entre elas
continuam a comandar as indústrias de hardware de
computador,software e periféricos. Essa expansão é espelhada pelo crescimento nos
números e tipos de usuários de redes, desde o pesquisador até o usuário
doméstico.
Atualmente, redes de computadores
são o núcleo da comunicação moderna. O escopo da comunicação cresceu
significativamente na década de 1990 e essa explosão nas comunicações não teria
sido possível sem o avanço progressivo das redes de computadores.
Classificação de Redes de Computadores
Segundo a extensão geográfica :
·
WMAN Wireless Metropolitan Area Network,
é uma rede boa sem fio de maior alcance em relação a WLAN
Classificação de Rede de Computadores 1.0
Hardware de Rede
Elementos de
Cabeamento:
Modelo OSI
Normas
Técnicas de transmissão
Modelagem de rede de computadores Segundo Tanenbaum
PAN (Personal Area Network, ou rede pessoal). Uma PAN é
uma rede de computadores usada para comunicação entre dispositivos de
computador (incluindo telefones e assistentes pessoais digitais) perto de uma
pessoa.
LAN (Local
Area Network, ou Rede Local). É uma rede onde seu tamanho se limita a apenas
uma pequena região física.
VAN (Vertical Area Network, ou rede de vertical). Uma VAN
é usualmente utilizada em redes prediais, vista a necessidade de uma
distribuição vertical dos pontos de rede.
CAN (Campus Area Network, ou rede campus). Uma rede que
abrange uma área mais ampla, onde pode-se conter vários prédios dentro de um
espaço continuos ligados em rede. Esta segundo Tanenbaum em seu livro
"Redes de computadores" é uma LAN, justamente porque esta área dita
ampla, quando muito grande abrange 10 quarteirões ou aproximadamente 2.500m quadrados.
Essa é pequena quando comparado a uma cidade. Logo CAN não é senão Car Area
Net. onde funciona o software local, regulando motores e seus componentes
eletronicos.
MAN (Metropolitan
Area Network, ou rede metropolitana). A MAN é uma rede onde temos por exemplo,
uma rede de farmácias, em uma cidade, onde todas acessam uma base de dados
comum.
WAN (Wide Area Network, ou rede de longa distância). Uma
WAN integra equipamentos em diversas localizações geográficas (hosts,
computadores, routers/gateways, etc.), envolvendo diversos países e continentes
como a Internet.
SAN (Storage Area Network, ou Rede de armazenamento). Uma
SAN serve de conexão de dispositivos de armazenamento remoto de computador para
os servidores de forma a que os dispositivos aparecem como locais ligados ao
sistema operacional.
Topologia de Redes de Computadores
Topologia em Estrela
Topologia de rede em estrela
Neste tipo de rede,
todos os usuários comunicam-se com um nodo (nó) central, tem o controle
supervisor do sistema, chamadohost. Por meio do host os usuários podem se comunicar entre si e com
processadores remotos ou terminais.
No segundo caso, ohost funciona como um comutador de mensagens para
passar dados entre eles.
O arranjo em estrela
é a melhor escolha se o padrão de comunicação da rede for de um conjunto de
estações secundárias que se comunicam com o nó central. As situações nas quais
isso acontece são aquelas em que o nó central está restrito às funções de
gerente das comunicações e a operações de diagnósticos.
O gerenciamento das
comunicações por este nó central pode ser por chaveamento de pacotes ou de
circuitos.
O nó central pode
realizar outras funções além das de chaveamento e processamento normal. Por
exemplo, pode compatibilizar avelocidade de
comunicação entre o transmissor e o receptor. Se o protocolo dos dispositivos
fonte e destino for diferente, o nó central pode atuar como um roteador, permitindo duas redes de fabricantes diferentes se
comunicar.
No caso de ocorrer
falha em uma estação ou na ligação com o nó central, apenas esta estação fica
fora de operação.
Entretanto, se uma
falha ocorrer no nó central, todo sistema pode ficar fora do ar. A solução
deste problema seria a redundância, mas isto acarreta um aumento considerável de custos.
A expansão de uma
rede desse tipo só pode ser feita até um certo limite, imposto pelo nó central:
em termos de capacidade de chaveamento, número de circuitos concorrentes que
podem ser gerenciados e números de nós que podem ser servidos.
O desempenho obtido
numa rede em estrela depende da quantidade de tempo requerido pelo nó central
para processar e encaminhar mensagens, e da carga de tráfego de conexão, ou
seja, é limitado pela capacidade de processamento do nó central.
Topologia em Estrela 1.0
Esta configuração
facilita o controle da rede e a maioria dos sistemas de computação com funções
de comunicação; possuem um software que implementa esta
configuração.
Topologia 1.0
A topologia de rede em anel consiste em estações conectadas através de um
circuito fechado, em
série. O anel não interliga as estações diretamente, mas consiste de uma série
de repetidores ligados por um meio físico, sendo cada
estação ligada a estes repetidores. É uma configuração em desuso.
Redes em
anel são capazes de transmitir e receber dados em configuração unidirecional; o
projeto dos repetidores é mais simples e torna menos sofisticados os protocolos
de comunicação que
asseguram a entrega da mensagem corretamente e em seqüência ao destino, pois
sendo ANEL unidirecionais evita o problema do roteamento.
Nesta
topologia cada estação está conectada a apenas duas outras estações, quando
todas estão ativas. Uma desvantagem é que se, por acaso apenas uma das máquinas
falhar, toda a rede pode ser comprometida, já que a informação só trafega em
uma direção, que no caso é CIRCULAR.
Em termos
práticos, nessas redes a fiação, que geralmente é realizada com cabos
coaxiais, possui conectores BNC em formato de "T", onde uma das
pontas você conecta no computador e a outra levará a informação adiante,
proseguindo para a máquina seguinte.
Topologia em anel 1.0
Em uma rede
em anel, cada nó tem sua vez para enviar e receber informações através de um
token (ficha, em inglês). O token, junto com quaisquer informações, é enviado
do primeiro para o segundo nó, que extrai as informações endereçadas a ele e
adiciona quaisquer informações que deseja enviar. Depois, o segundo nó passa o
token e as informações para o terceiro nó e assim por diante, até chegar
novamente ao primeiro nó. Somente o nó com o token pode enviar informações. Todos
os outros nós devem esperar o token chegar. Na nova tipologia em anel é
utilizado uma topologia híbrida,ou seja, utiliza-se cabos de rede RJ45 e um hub
que faz a topologia anel lógica no seu interior. Pode-se ligar entre 30 a 50
computadores com taxas de transferência de 50 Mbps.
Como
acontece em qualquer topologia, cada estação, ou nó, atende por um endereço
que, ao ser reconhecido por uma estação, aceita a mensagem e a trata.
Os maiores
problemas desta topologia são relativos a sua pouca tolerância a falhas.
Qualquer que seja o controle de acesso empregado, ele pode ser perdido por
problemas de falha e pode ser difícil determinar com certeza se este controle
foi perdido ou decidir qual nó deve recriá-lo.
Nesta
Topologia, os pacotes circulam por todos os dispositivos da rede, tendo cada um
o seu endereço. O fluxo de informação é unidireccional, existindo um
dispositivo (hub) que intercepta e gere o fluxo de dados que entra e sai do
anel. A tecnologia token ring aparece usualmente com esta topologia.
Vantagens: Todos os computadores acessam a
rede igualmente, e a performance não é impactada com o aumento de usuários.
Desvantagens:
Falha de um computador pode afetar o restante da rede e os problemas são
difíceis de isolar.
Topologia 1.1
Topologia de rede em barramento é
uma topologia de
rede em que 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.
Como Funciona
Essa topologia utiliza cabos coaxiais.
Para cada barramento existe um único cabo, que vai de uma ponta a outra. O cabo
é seccionado em cada local onde um micro será inserido na rede. Com o
seccionamento do cabo formam-se duas pontas e cada uma delas recebe um conector BNC.
No micro é colocado um "T" conectado à placa que junta as duas
pontas. Embora ainda existam algumas instalações de rede que utilizam esse
modelo, é uma tecnologia obsoleta. Existe uma forma um pouco mais complexa
dessa topologia, denominada barramento distribuído, no qual o mesmo começa em
um local chamado raiz e se expande aos demais ramos (Ligados a um conector). A
diferença entre este tipo de barramento e o barramento simples é que, neste
caso a rede pode ter mais de dois pontos terminais.
Aplicações
As
redes locais Ethernet ponto-a-ponto usam essa topologia
Vantagens:
·
Facilidade de instalação;
·
Simples e barato;
·
Impressoras podem ser compartilhadas;
·
Minimizando a quantidade de cabo utilizado nas ligação
à rede.
Topologia em Barramento 1.0
Desvantagens:
·
Se o cabo principal falhar, todas as outras fontes vão
viver.
·
Reconfiguração para isolamento de falhas e instalação
de novos dispositivos tendem a ser difícil, já que a rede é projetada para ser
mais eficiente durante a instalação;
·
Quanto maior a distância coberta por um sinal ao longo
da linha de comunicação maior o calor produzido devido à energia ser
transformada para aquecer tornando o sinal mais fraco, quanto mais ele se
desloca;
·
Uma falha ao longo da linha de comunicação comum deixa
todas as transmissões na rede;
·
Limitação de conexão.
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