Conceito de Redes:
A rede de computadores é um grupo de computadores de
funcionamento independente do outro e interconectados por cabos de rede. A rede
permite o compartilhamento de softwares, informações, arquivos e demais
serviços.
A rede pode atuar em computadores, em periféricos
(impressoras, scanners, e outros equipamentos), e em máquinas de linha de
produção. A rede de computadores reduz custo com a aquisição de softwares,
minimiza processos de envio de projetos, significa economia de tempo e melhor
desempenho operacional numa empresa.
A primeira tentativa de implemento de uma rede ocorreu em
setembro de 1940, através dos trabalhos de George Stibitz, que utilizou uma
máquina de teletipo para envio de instruções de sua Model K situada na
Faculdade de Dartmouth para uma calculadora na cidade de Nova York.
Em 1964, desenvolveram o Sistema de Compartilhamento de
Tempo de Dartmouth para vários usuários situados em trabalhos de sistemas de
computadores. Na época, a General Eletric e a Bell Labs conseguiram rotear
conexões telefônicas através do computador Dec´s PDP-8.
Os conhecimentos em rede aumentou significativamente na
década de 90, atualmente há vários tipos específicos de redes, as mais
conhecidas são:
LAN – Local Area Network – é uma rede local situada num
domicílio, sala comercial ou lan house;
MAN – Metropolitan Area Network – utilizada entre duas
cidades;
WAN – Wide Area Network- Utilizada entre pontos
intercontinentais, como por exemplo, o sistema bancário internacional;
RAN- Regional Area Network- rede presente em determinada
região delimitada.
Uso Comercial e Doméstico:
As redes de computadores possuem diversas aplicações
comerciais e domésticas
Comercial:
As aplicações comerciais proporcionam
·
Compartilhamento de recursos: impressoras,
licenças de
software, etc.
·
Maior confiabilidade por meio de replicação de
fontes de
dados
·
Economia de dinheiro: telefonia IP (VoIP), vídeo
conferência, etc.
·
Meio de comunicação eficiente entre os empregados
da
empresa: e-mail, redes sociais, etc.
·
Comércio eletrônico
Doméstico:
As aplicações domésticas proporcionam
·
Acesso a informações remotas: jornais,
bibliotecas digitais, etc.
·
Comunicação entre as pessoas: twitter, orkut,
facebook, messenger, etc.
·
Entretenimento interativo: distribuição de
músicas, filmes, etc.
·
Comércio eletrônico
·
Jogos
Classificações das redes
LAN é o acrónimo de Local Area Network, é o nome que
se dá a uma rede de carácter local, e cobrem uma área geográfica reduzida,
tipicamente um escritório ou uma empresa, e interligam um número não muito
elevado de entidades. São usualmente redes de domínio privado;
MAN significa em inglês Metropolitan Area Network.
Esta rede de carácter metropolitano liga computadores e utilizadores numa área
geográfica maior que a abrangida pela LAN mas menor que a área abrangida pela
WAN. Uma MAN normalmente resulta da interligação de várias LAN, cobrindo uma
área geográfica de média dimensão, tipicamente um campus ou uma cidade/região,
podem ser redes de domínio privado ou público. Pode estar inclusivamente ligada
a uma rede WAN;
WAN significa Wide Area Network, e como o nome indica
é uma rede de telecomunicações que está dispersa por uma grande área geográfica.
A WAN distingue-se duma LAN pelo seu porte e estrutura de telecomunicações. As
WAN normalmente são de carácter público, geridas por um operador de
telecomunicações.
Classificação das redes
sem fio
Wlan(Wireless Area Network) é uma conexão sem fio que
utiliza as ondas de rádio para realizar a conexão com a internet ou entre a
rede, ao contrário da conexão ADSL ou TV que utiliza cabos. Sua principal
aplicação é em lugares públicos(universidades,
aeroportos,shopping,particulares), com o foco de diminuição de custos. O
principal problema desse tipo de rede é a frequência, uma vez que operando em
2.4 Ghz (802.11b), pode conduzir a interferência de telefones sem fio.
Wman (Wireless Metropolitan Area Network) ou rede sem
fio metropolitana, são redes de uso corporativo que atravessam cidades e
estados. Essa conexão é utilizada pelos provedores de acesso e seus pontos de
distribuição. O padrão Wi-Max (802.16) é o
mais utilizado definido pelo IEEE. O padrão Wi-Max tem como objetivo
estabelecer a infra-estrutura final da parte da conexão oferendo conectividade
para os mais fins diversos: doméstico, hotspost, empresarial.
As redes Wwan são basicamente as tradicionais
tecnologias do nosso famoso Telefone Celular de voz e alguns serviços de dados
(Wireless Data Services). Temos as seguintes tecnologias nessa categoria
começando pela sigla TDMA que vem do inglês Time Division Multiple Access, que
quer dizer "Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo". O TDMA é um
sistema de celular digital que funciona dividindo um canal de freqüência em até
seis intervalos de tempo distintos.
Arquitetura de rede
Cliente/Servidor
A tecnologia cliente/servidor é uma arquitetura na qual o
processamento da informação é dividido em módulos ou processos distintos. Um
processo é responsável pela manutenção da informação (servidores) e outros
responsáveis pela obtenção dos dados (os clientes).
Os processos cliente enviam pedidos para o processo
servidor, e este por sua vez processa e envia os resultados dos pedidos.
Nos sistemas cliente/servidor o processamento tanto do
servidor como o do cliente são equilibrados, se for gerado um peso maior em um
dos dois lados, provavelmente, esse não é um sistema cliente/servidor.
Geralmente, os serviços oferecidos pelos servidores dependem
de processamento específico que só eles podem fazer. O processo cliente, por
sua vez, fica livre para realizar outros trabalhos. A interação entre os
processos cliente e servidor é uma troca cooperativa, em que o cliente é o
ativo e o servidor reativo, ou seja o cliente requisita uma operação, e neste
ponto o servidor processa e responde ao cliente.
Redes ponto-a-ponto
A rede em ponto-a-ponto tem como característica a disposição
em série dos equipamentos, fazendo com que os dados passem por todas as estações
que estiverem conectadas, mas apenas a receptora poderá reconhecê-los. São
redes montadas para compartilhar dispositivos ou dados e não serviços. Também
designadas por store-and-forward. Neste tipo de redes estabelece-se um caminho
entre 2 nós, podendo utilizar nós intermédios, os quais ignoram a mensagem
1. Comutação de Linha/Circuito. Uma vez estabelecida a
ligação tudo se passa como se tratasse de uma linha dedicada.
Vantagens: Tempo de transito desprezável.
Inconvenientes: Um recurso atribuído a uma ligação não pode
ser usado por outra.
2. - Comutação de Mensagem/Pacote. As mensagens/pacotes são
enviadas através da rede quando for possível. Circuito virtual: A cada ligação
é atribuído um percurso fixo, analogamente ao que se passa na rede telefónica.
A ideia é evitar a escolha de um novo caminho para cada um dos pacotes. Quando
uma ligação é estabelecida, o caminho da origem e do destino é memorizada no
setup. Cada pacote contém o número de circuito virtual. Datagramas: Não existem
à partida caminhos definidos. Cada mensagem/pacote é enviado pelo melhor
percurso no momento, independentes uns dos outros. Cada pacote contém a
indicação de destino e da fonte. Permite uma melhor adaptação a falhas.
Vantagens: Bom aproveitamento de recursos. Conversão de
velocidades de transmissão.
Inconvenientes: Tempo de transito significativo.
Topologias de rede
As redes de computadores
possibilitam que indivíduos possam trabalhar em equipes, compartilhando
informações, melhorando o desempenho da realização de tarefas, e estão
presentes no dia-a-dia de todos nós. São
estruturas sofisticadas e complexas, que mantém os dados e as informações ao
alcance de seus usuários. É a topologia de redes que descreve como as redes de
computadores estão interligadas, tanto do ponto de vista físico, como o lógico.
A topologia física representa como as
redes estão conectadas (layout físico) e o meio de conexão dos dispositivos de
redes (nós ou nodos). Já a topologia lógica refere-se à forma com que os nós se
comunicam através dos meios de transmissão.
Topologias Físicas
A topologia física pode ser representada de várias maneiras
e descreve por onde os cabos passam e onde as estações, os nós, roteadores e
gateways estão localizados. As mais
utilizadas e conhecidas são as topologias do tipo estrela, barramento e anel.
Ponto a Ponto
A topologia ponto a ponto é a mais simples. Une dois
computadores, através de um meio de transmissão qualquer. Dela pode-se formar
novas topologias, incluindo novos nós em sua estrutura.
Barramento
Esta topologia é bem comum e possui alto poder de expansão.
Nela, todos os nós estão conectados a uma barra que é compartilhada entre todos
os processadores, podendo o controle ser centralizado ou distribuído. O meio de
transmissão usado nesta topologia é o cabo coaxial.
Anel ou Ring
A topologia em anel utiliza em geral ligações ponto-a-ponto
que operam em um único sentido de transmissão. O sinal circula no anel até
chegar ao destino. Esta topologia é pouco tolerável à falha e possui uma grande
limitação quanto a sua expansão pelo aumento de "retardo de
transmissão" (intervalo de tempo entre o início e chegada do sinal ao nó
destino).
Estrela
A topologia em estrela utiliza um nó central (comutador ou
switch) para chavear e gerenciar a comunicação entre as estações. É esta
unidade central que vai determinar a velocidade de transmissão, como também
converter sinais transmitidos por protocolos diferentes. Neste tipo de
topologia é comum acontecer o overhead localizado, já que uma máquina é
acionada por vez, simulando um ponto-a-ponto.
Árvore
A topologia em árvore é basicamente uma série de barras
interconectadas. É equivalente a várias redes estrelas interligadas entre si
através de seus nós centrais. Esta topologia é muito utilizada na ligação de
Hub's e repetidores.
Estrutura Mista ou Híbrida
A topologia híbrida é bem complexa e muito utilizada em
grandes redes. Nela podemos encontrar uma mistura de topologias, tais como as
de anel, estrela, barra, entre outras, que possuem como características as
ligações ponto a ponto e multiponto.
Grafo (Parcial)
A topologia em garfo é uma mistura de várias topologias, e
cada nó da rede contém uma rota alternativa que geralmente é usada em situações
de falha ou congestionamento. Traçada
por nós, essas rotas têm como função rotear endereços que não pertencem a sua
rede.
Topologias Lógicas
A topologia lógica descreve o fluxo de dados através da
rede. Os dois tipos de topologias lógicas mais comuns são o Broadcast e a
passagem Token. Na primeira o nó envia seus dados a todos os nós espalhados
pela rede (Ethernet). Já na passagem de Token, um sinal de Token controla o
envio de dados pela rede (Token Ring).
Protocolos de rede
TCP/IP
O TCP/IP é um conjunto de protocolos de comunicação entre
computadores em rede ,(também chamado de pilha de protocolos TCP/IP). Seu nome
vem de dois protocolos: o TCP (Transmission Control Protocol - Protocolo de
Controle de Transmissão) e o IP (Internet Protocol - Protocolo de
Interconexão). O conjunto de protocolos pode ser visto como um modelo de camadas,
onde cada camada é responsável por um grupo de tarefas, fornecendo um conjunto
de serviços bem definidos para o protocolo da camada superior. As camadas mais
altas estão logicamente mais perto do usuário (chamada camada de aplicação) e
lidam com dados mais abstratos, confiando em protocolos de camadas mais baixas
para tarefas de menor nível de abstração.
O TCP/IP sempre foi considerado um protocolo bastante
pesado, exigindo muita memória e hardware para ser utilizado. Com o
desenvolvimento das interfaces gráficas, com a evolução dos processadores e com
o esforço dos desenvolvedores de sistemas operacionais em oferecer o TCP/IP
para as suas plataformas com performance igual ou às vezes superior aos outros
protocolos, o TCP/IP se tornou um protocolo indispensável. Hoje ele é tido como
“The Master of the Network” (O Mestre das Redes), pois a maioria das LANs exige
a sua utilização para acesso ao mundo externo. O TCP/IP oferece alguns
benefícios, dentre eles:
·
Padronização: Um padrão, um protocolo roteável
que é o mais completo e aceito protocolo disponível atualmente. Todos os
sistemas operacionais modernos oferecem suporte para o TCP/IP e a maioria das
grandes redes se baseia em TCP/IP para a maior parte de seu tráfego.
·
Interconectividade: Uma tecnologia para conectar
sistemas não similares. Muitos utilitários padrões de conectividade estão
disponíveis para acessar e transferir dados entre esses sistemas não similares,
incluindo FTP (File Transfer Protocol) e Telnet (TerminalEmulation Protocol).
·
Roteamento: Permite e habilita as tecnologias
mais antigas e as novas se conectarem à Internet. Trabalha com protocolos de
linha como PPP (Point to Point Protocol) permitindo conexão remota a partir de
linha discada ou dedicada. Trabalha como os mecanismos IPCs e interfaces mais
utilizados pelos sistemas operacionais, como Windows Sockets e NetBIOS.
·
Protocolo robusto: Escalável, multiplataforma,
com estrutura para ser utilizada em sistemas operacionais cliente/servidor,
permitindo a utilização de aplicações desse porte entre dois pontos distantes.
·
Internet: É através da suíte de protocolos
TCP/IP que obtemos acesso a Internet. As redes locais distribuem servidores de
acesso a Internet (proxy servers) e os hosts locais se conectam a estes
servidores para obter o acesso a Internet. Este acesso só pode ser conseguido
se os computadores estiverem configurados para utilizar TCP/IP
IPX/SPX
Este protocolo de rede, que foi desenvolvido pela Novell,
para ser usado em seu Novell Netware. Como o Netware acabou tornando-se muito
popular, outros sistemas operacionais de rede (incluindo o Windows), passaram a
suportar este protocolo. O IPX/SPX é tão rápido quanto o TPC/IP (apesar de não
ser tão versátil) e suporta roteamento, o que permite seu uso em redes de médio
ou grande porte.
As versões recentes do Novell Netware oferecem a opção de
usar o IPX/SPX ou o TCP/IP, sendo o uso do TCP/IP mais comum, já que é mais
fácil interligar máquinas de várias plataformas à rede.
No Netware, além do módulo principal (instalado no
servidor), é fornecido um módulo cliente, que deve ser instalado em todas as
estações de trabalho. Além da versão principal do Netware, existe a versão
Personal, um sistema de rede ponto a ponto, que novamente roda sobre o sistema
operacional. Esta versão do Netware é bem fácil de usar, porém nunca foi muito
popular, pois o Windows sozinho já permite a criação de redes ponto a ponto
muito facilmente, desde o 3.11.
Atualmente é muito comum utilizar servidores Linux, rodando
o Samba, substituindo servidores Windows NT, 2000 ou 2003 Server. No início de
2003, a Novell comprou a SuSE, uma das maiores distribuições Linux na Europa e,
em seguida, a Ximian, que entre outras coisas desenvolve soluções de
interoperabilidade entre servidores Linux e Windows. Isso mostra que as futuras
soluções da Novell devem ser baseadas em Linux.
NetBEUI
NetBEUI é um acrônimo para NetBIOS Extended User Interface
(Interface de Usuário Estendida NetBIOS). Ele é uma versão melhorada do
protocolo NetBIOS usado por sistemas operacionais de rede tais como LAN
Manager, LAN Server, Windows for Workgroups, Windows 95 e Windows NT. Systek
desenvolveu o NetBIOS para a IBM PC Network. NetBEUI foi estendida pela IBM
para seu PC LAN Program e a Microsoft para o MS-NET em 1985. Mais tarde em 1987
a Microsoft e a Novell o estenderam para seus sistemas operacionais de rede LAN
Manager e Netware.
No início e na terminologia da IBM o protocolo foi chamado
NetBIOS. NetBEUI tem sido trocado pelo TCP/IP nas redes modernas.
Ao contrário do TCP/IP, o NetBEUI foi concebido para ser
usado apenas em pequenas redes, e por isso acabou tornando-se um protocolo
extremamente simples, que tem um bom desempenho e não precisa de nenhuma
configuração manual, como no TCP/IP. Em compensação, o NetBEUI pode ser usado
em redes de no máximo 255 micros e não é roteável, ou seja, não é permitido
interligar duas redes com ele. É possível manter o NetBIOS activo junto com o
TCI/IP ou outros protocolos, neste caso os clientes tentarão se comunicar
usando todos os protocolos disponíveis.
Apesar de suas limitações, o NetBEUI ainda é bastante usado
em pequenas redes, por ser fácil de instalar e usar, e ser razoavelmente
rápido.
FTP
O protocolo FTP (File Transfer Protocol) é, como o seu nome
o indica, um protocolo de transferência de ficheiro.
A aplicação do protocolo FTP data de 1971, na mesma data em
que um mecanismo de transferência de ficheiros (descrito no RFC 141) entre as
máquinas do MIT (Massachussetts Institute of Technology) foi criado. Numerosos
RFC trouxeram seguidamente melhorias ao protocolo básico, mas as maiores
inovações datam de Julho de 1973.
O protocolo FTP actualmente é definido pelo RFC 959 (File
Transfer Protocol (FTP) - Especificações).
O papel do protocolo FTP
O protocolo FTP define a maneira segundo a qual os dados
devem ser transferidos numa redeTCP/IP.
O protocolo FTP tem como objectivos:
·
Permitir uma partilha de ficheiros entre
máquinas distantes
·
Permitir uma independência dos sistemas de
ficheiros das máquinas clientes e servidor
·
Permitir transferir dados de maneira eficaz
O modelo FTP
O protocolo FTP inscreve-se num modelo cliente-servidor, ou
seja, uma máquina envia ordens (o cliente) e a outra espera pedidos para
efectuar acções (o servidor).
Aquando de uma conexão FTP, dois canais de transmissão estão
abertos :
·
Um canal para os comandos (canal de controlo)
·
Um canal para os dados
Assim o cliente, tal como o servidor, possui dois processos
que permitem gerir estes dois tipos de informação:
·
O DTP (Data Transfer Process) é o processo
encarregado de estabelecer a conexão e gerir o canal de dados. O DTP do lado do
servidor chama-se SERVER-DTP, o DTP lado cliente é denominado USER-DTP
·
O PI (Protocol Interpreter) é o intérprete de
protocolo que permite comandar o DTP com a ajuda de comandos recebidos no canal
de controlo. É diferente no cliente e no servidor:
·
O SERVER-PI está encarregado de ouvir os
comandos que provêm de uma PI no canal de controlo numa porta dada, estabelecer
a conexão para o canal de controlo, receber neste os comandos FTP da GASTAR-PI,
responder-lhes e pilotar o SERVER-DTP
·
O USER-PI está encarregado de estabelecer a
conexão com o servidor FTP, enviar os comandos FTP, receber as respostas do
SERVER-PI e de controlar USER-DTP se necessário.
Quando da conexão de um cliente FTP a um servidor FTP, o
USER-PI inicia a conexão ao servidor de acordo com o protocolo Telnet. O
cliente envia comandos FTP ao servidor, este último interpreta, pilota o seu
DTP, seguidamente devolve uma resposta standard. Quando a conexão é
estabelecida, o servidor-Pi dá a porta para a qual os dados serão enviados ao
Cliente DTP. O cliente DTP ouve então na porta especificada os dados
provenientes do servidor.
É importante observar que, sendo as portas de controlo e de
dados canais separados, é possível enviar os comandos a partir de uma máquina e
receber os dados a partir de outra. Assim, é por exemplo possível transferir
dados entre dois servidores FTP passando por um cliente para enviar as
instruções de controlo e transferindo as informações entre dois processos
servidores conectados na porta certa.
Nesta configuração, o protocolo impõe que os canais de
controlo permaneçam abertos durante toda a transferência de dados. Assim, um
servidor pode parar uma transmissão se o canal de controlo for cortado aquando
da transmissão.
WAP
O WAP usa, sempre que possível, os protocolos desenvolvidos
para a Internet. Entretanto, nem sempre esses padrões são adequados às
características das redes sem fio dos sistemas celulares. As comunicações HTTP
são sempre do tipo comando - resposta, sem a preocupação de manter um controle
de estado ou de sessão, devido a boa qualidade das redes que compõem a
Internet. Mesmo com a adoção dos "cookies" como forma de manter
alguma informação no computador do usuário, esta solução não é a mais adequadas
para o terminais móveis.
O padrão WAP teve que adequar-se as características das
redes sem fio, e implementar o controle de manutenção e recuperação de sessões
e ainda a possibilidade de manter informações de sessão do usuário para uso
posterior.
Referências :
Conceito de Redes :
Classificação de Redes :
Arquitetura de Redes :
Topologia de Redes :
Protocolo de Redes :
TCP/IP :
IPX/SPX :
NetBEUI :
FTP :
WAP :
Outras :
Créditos : Felipe Petrillo, Lucas Mendes e Israel
