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Telemática e comunicação de dados - definições

• Telemática: fusão entre as áreas de Informática e Telecomunicações

• Grande evolução: sociedade virada para a informação que está a ser constantemente produzida, e que precisa de canais de comunicação para ser transmitida.

• Rede de computadores: permite vários computadores comunicarem entre si

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Definições

• Dimensão e complexidade variáveis: desde a simples ligação de dois computadores próximos um do outro, até uma rede de dimensão mundial como a Internet

• Rede de dados: pode interligar vários tipos de dispositivos, computadores ou de outro tipo

• Cada dispositivo constitui um nó da rede podendo comunicar com outros dispositivos da rede

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Suporte físico para a transmissão

• Meio físico: indispensável para haver comunicação• Cabo de cobre (sinais eléctricos), fibra óptica (sinal

luminoso), atmosfera (sinal de rádio frequência - RF) ou outro

• Cabos de cobre: coaxial ou "multifilar”• Fibra óptica: tem maior largura de banda que os

cabos de cobre, suporta débitos de transmissão mais altos

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Adaptador de rede• Ligação entre a rede e um dos seus nós: necessário

adaptação da informação ao formato e protocolo de acesso ao meio suportados pelo canal de comunicação usado

• Protocolo de acesso ao meio: fortemente ligado à tecnologia utilizada a nível físico

• Arquitecturas de transmissão usadas numa rede: Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM, ...

• Ethernet: a mais utilizada nas redes de âmbito local (cobertura geográfica local), implementadas de um modo geral por cablagem de cobre.

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Cablagem: Par entrançado de cobre Custo mais reduzido, constituído por pares de

condutores eléctricos, com ou sem blindagem (protecção quer mecânica quer electromagnética)

Designado por 10BaseT Cabos STP - Shielded Twisted Pair: possuem a

malha protectora Cabos UTP - Unshielded Twisted Pair: não possuem

a malha protectora apresentando um custo mais reduzido

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Cablagem: Coaxial de cobre Muito usado em redes de comunicações de dados Constituído por: um condutor de cobre rodeado por

uma bainha interior isoladora, uma malha de cobre envolvendo esta bainha e por fim uma bainha exterior de material isolador

Dois tipos: THICK COAXIAL ou cabo coaxial grosso e um mais fino designado por THIN COAXIAL

Habitualmente utilizado para topologias em barramento nas redes Ethernet

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Fibra Óptica

Permite transmissões de dados em grandes distâncias

Constitui um meio de transmissão de alto débito e oferece baixas taxas de erro na transmissão

Custo mais elevado relativamente aos cabos de cobre

Exige equipamento de transmissão e recepção substancialmente diferente do equipamento usado com cabos de cobre (foto-díodos e lasers)

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Topologias

• Topologia de uma rede de computadores: descreve-nos de algum modo a geometria usada na transmissão da informação pela rede e nas ligações aos computadores

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Em barramento ou bus

terminadorNó

Barramentode

comunicação

topologia em linha

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Em anel ou ring

NóCanal de

comunicação

topologia em anel

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Em estrela ou star

Nó

Cabos decomunicação entre

os nós e odispositivo central

topologia em estrela

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Redes Ethernet• Define um standard de acesso ao meio físico• Pode ser implementada usando quer uma topologia em

barramento quer uma topologia em estrela.• Topologia em estrela: cabo UTP (semelhante ao cabo

telefónico), conectores RJ45• Topologia em barramento: cabo coaxial fino

(Cheapernet), fichas BNC• Adaptadores para redes Ethernet: podem ter saídas para

conectores RJ45, BNC ou AUI• Largura de banda: 10Mbips por segundo ou 100Mbips

por segundo (Fast Ethernet)

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Cobertura geográfica de uma rede de dados LAN - Local Area Network: cobertura geográfica da rede

limita-se a algumas dezenas ou eventualmente centenas de metros, ou seja a um edifício. Exemplo de redes de área local: Ethernet e Token Ring

MAN - Metropolitan Area Network: rede interliga, por exemplo, vários edifícios localizados a curta distância. Cobertura da rede é de aproximadamente uma povoação. Um dos suportes preferencias para redes de área metropolitana é a fibra óptica sendo uma tecnologia possível a FDDI.

WAN - Wide Area Network: a rede interliga locais mais distantes, como por exemplo, a conexão entre cidades ou mesmo entre países. Um meio vulgar para efectuar esse tipo de ligações é a rede pública comutada ou redes de comutação de pacotes. Designa-se por rede de área alargada ou WAN

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Conversão Digital/Analógica: MODEM• Necessário para utilização da rede telefónica pública

comutada analógica para transmissão de dados• Adaptação do sinal digital gerado pelo computador

para um formato compatível com o canal de transmissão: modulação do sinal (ocorre na emissão)

• Operação inversa: desmodulação (na recepção)• MODEM: MODulator + DEModulator.• Caso simples de modulação: duas frequências

distintas para o bit zero e o bit um, como por exemplo: 1200Hz para bit 0 e 2200Hz para bit 1

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Protocolos• Conjunto de regras pré-estabelecidas e

implementadas por todos os dispositivos que estão ligados a uma rede de dados

• Procuram criar uma maior compatibilidade entre produtos de diversos fabricantes eliminando as barreiras à ligação dos sistemas informáticos.

• Responsabilidade de organismos que têm também esse tipo de funções e que definem padrões na área das comunicações como: CCITT, IEEE, e ISO

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Protocolos

• IEEE: normalização das técnicas de acesso ao meio de transmissão em redes locais, nomeadamente a interface física e lógica, dando origem aos standards da família 802, como por exemplo, o 802.3 (baseado na Ethernet)

• CCITT: criado com o intuito de avançar na normalização de questões técnicas relacionadas com telecomunicações a nível mundial, possibilitando a criação de uma plataforma de entendimento entre operadores de telecomunicações do mundo inteiro.

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Modelo OSI - Open Systems Interconnection• Modelo de referência englobando todo o tipo de

comunicações de dados• Elaborado pela ISO - International Standard

Organization organismo de carácter geral que define padrões em muitas as áreas da ciência e tecnologia

• Arquitectura de 7 camadas para os sistemas de comunicação de dados

• Divisão modular das tarefas envolvidas no processo de comunicação de dados

• Diminuição da complexidade e aumento da compatibilidade entre sistemas

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Camadas do modelo OSI

7- Aplicação Localizam-se aqui as aplicações que requisitamserviços de rede através das outras camadasabaixo.

6- Apresentação Entidades estabelecem os standards para atroca de dados como códigos de caracter eoutros.

5- Sessão Os pedidos de serviços são suportados nestacamada. Estabelece pontos de conexão entreduas entidades.

4- Transporte Permite estabelecer níveis de transferênciafiáveis entre as entidades que estão nasextermidades da comunicação.

TCP/UDP

3- Rede Funções de: endereçamento, controlo de fluxoe encaminhamento.

IP

2- Ligação deDados

Funções de: detecção e correcção de erros econtrolo de fluxo.

Ethernet

1- Físico Interface físico e adaptação ao meio.

Algunsprotocolos:

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Internet• Conjunto de numerosas redes de transmissão de

dados (milhares de redes locais) que se encontram ligadas entre si

• Virtualmente qualquer computador que esteja ligado a um ponto de uma dessas redes, tem a possibilidade de trocar informação com um computador ligado em qualquer outro ponto do emaranhado de redes de comunicação de dados

• A informação que circula entre dois nós (nó emissor e nó receptor) pode tomar diversos caminhos passando por diversas redes de dados.

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Internet

• A Internet em 1986 era composta por cerca de 6.000 computadores e cinco anos mais tarde já eram mais de 600.000

• Actualmente estima-se que o número de aderentes à Rede ande na casa dos 40 milhões

• A principal razão deste crescimento exponencial é o potencial da sua infraestrutura que permite a troca de informação entre quaisquer sistemas informáticos a ela ligados.

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O principio de funcionamento• Rede heterogénea em termos de arquitecturas de

Software/Hardware: dificuldade em estabelecer um protocolo de comunicação suportável por todas as maquinas

• TCP/IP - Transmission Control Protocol/Internet Protocol: protocolo de comunicação adoptado

• Desenvolvido no âmbito do projecto ARPANET (nos EUA) nos anos 70, suportando uma rede utilizada em ambientes de investigação

• Alargamento do seu âmbito de utilização: desenvolvido software que permitiu implementar o protocolo TCP/IP em sistemas UNIX beneficiando ambos

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Protocolo TCP• Permite ligar em rede diferentes plataformas de

hardware e software, independentemente da rede estar ou não ligada à Internet

• TCP/IP: utilizado em redes de comunicação com diversas características (desde redes de dados com baixa largura de banda e pouca fiabilidade, até redes de alta velocidade de transferência de dados)

• Protocolo orientada aos pacotes: a informação a transmitir é partida em bocados, possuindo cada um dos pacotes os endereços de origem e de destino (IP address) incluídos na zona de cabeçalho do pacote

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Encaminhamento do tráfego de informação

• Internet: é constituída por inúmeros nós de comutação, que ligam diversos segmentos de rede

• Em cada nó é necessário tomar a decisão de qual o segmento para onde deve seguir o pacote de informação chegado

• Decisão de encaminhamento é da responsabilidade dos Routers (obedecendo a determinados algoritmos de encaminhamento)

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Equipamento de routing• Gestão do tráfego de informação das redes que lhes

estão ligadas• Um computador ligado simultaneamente a duas ou

mais redes distintas, pode ter funções de routing• Routers podem determinar que pacotes de

informação respeitantes à mesma sessão de comunicação sigam diferentes caminhos devido a diferentes decisões de encaminhamento na rede

• Um pacote de informação pode chegar ao destino antes de outro pacote que foi enviado mais cedo.

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Protocolo IP• Numa rede TCP/IP não podem existir duas ou mais

máquinas com o mesmo endereço IP. Exemplo: numa rede de dados TCP/IP isolada que mais tarde se ligue à Internet é necessário haver reconfiguração dos endereços previamente atribuídos às maquinas

• Atribuição de endereços IP na Internet: obedece a determinados procedimentos, havendo uma instituição nos Estados Unidos (NIC ou Network Information Center) responsável pela gestão das atribuições dos endereços disponíveis.

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Protocolo IP

• NIC foi obrigada, devido ao crescimento da Internet, a delegar essa função noutras instituições, que ficaram responsáveis pela atribuição de uma gama de endereços IP negociada com a NIC.

• Em Portugal a FCCN (Fundação para a Computação Científica Nacional) atribui os endereços IP destinados a instituições de ensino superior e centros de Investigação e Desenvolvimento.

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Serviço de DNS• Mapeamento dos endereços IP numa associação de nomes

que constituem o domínio e o nome da maquina em questão• Muito mais fácil a uma pessoa fixar uma sequência de nomes

do que uma sequência de números (um endereço IP normal é constituído por 12 algarismos)

• Serviço distribuído: existem máquinas que executam programas reservados exclusivamente para essa tarefa e que se designam por servidores de nomes (DNS server) suportando essa função de conversão dos nomes em endereços IP e vice-versa

• Se o nome a converter não estiver na base de dados da máquina local, então esta terá que requisitar a outro servidor de nomes a respectiva conversão.

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Domínio• Por exemplo um dos computadores da Faculdade de

Engenharia tem como nome: tom e domínio: fe.up.pt, sendo portanto o seu nome : tom.fe.up.pt que corresponde ao endereço IP 193.136.28.12

• A estrutura do nome é a seguinte:Nome da maquina: tomDomínio: fe - Faculdade de Engenharia

up - Universidade do Portopt - Portugal

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Correio Electrónico - email

• Serviço que permite a troca de mensagens entre utilizadores da rede

• 1º Um utilizador emissor cria e envia uma mensagem de email a outro utilizador; 2º o computador que faz a gestão de correio do emissor vai enviar a mensagem para o computador que gere o correio do receptor (poderá eventualmente ser o mesmo computador); 3º mensagem fica armazenada no computador receptor

• O receptor da mensagem não necessita de estar em linha (ligado à rede) na altura do envio da mensagem para ter acesso a ela

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Correio Electrónico - email

• A mensagem vai ser armazenada numa base de dados de correio associada ao endereço de correio do utilizador receptor (a sua caixa de correio ou mail box) podendo esta ser consultada mais tarde

• Na Internet, o serviço de correio electrónico permite a troca de mensagens entre utilizadores em qualquer parte do mundo.

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Correio Electrónico - email

• Um endereço de correio electrónico é composto por duas partes:

<utilizador>@<domínio> • <domínio> corresponde a uma determinada organização• <utilizador> (user name) permite identificar dentro dessa

organização diversos utilizadores, cargos ou funções.Exemplo: jtorres@ufp.pt

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Correio Electrónico - email• Quando um utilizador envia uma mensagem de correio

electrónico tem que indicar obrigatoriamente o endereço do destinatário (tal como no serviço de correio postal normal)

• Uma mensagem de correio electrónico tem por norma um campo assunto (subject) onde é indicado o assunto tratado na mensagem. É boa prática indicar sempre o assunto para facilitar a leitura da mensagem ao utilizador receptor.

• A mesma mensagem de pode ser enviada para mais do que um destinatário desde que no campo do destinatário se coloquem vários endereços de email

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Listas de correio electrónico• Cada lista é composta por um grupo de utilizadores• Cada utilizador inscrito na lista de correio (mailing

list) recebe todas as mensagens endereçadas para a lista

• Gerida por software específico de modo a replicar e enviar para todos os utilizadores inscritos na lista as mensagens endereçada à lista.

• Existem imensas listas de correio sobre os mais variados assuntos disponíveis em todo o mundo.

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Listas de correio electrónico

• A inscrição de um utilizador numa lista faz-se de um modo geral através de uma operação de subscrição, enviando-se uma mensagem de correio electrónico para o servidor de correio indicando o nome da lista que se quer subscrever:

subscribe <nome da lista>

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Exemplos de listas de correio• Mais listas de correio portuguesas em:

http://www.sapo.pt/server/mailing_list/ no servidor de apontadores portugueses - SAPO:

Pt-net: lista de discussão sobre Portugal e os Portugueses.

Paintball: lista de discussão sobre Paintball em Português.

HTML: lista, em português, sobre construção de paginas em HTML (HyperText Markup Language) para publicação na WWW (World Wide Web)

HUMOR-L: lista de anedotas em português

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Grupos de Discussão - News• Conhecido por USENET, é um serviço de divulgação

de mensagens disponível a qualquer utilizador• Está organizado por grupos de discussão, se um

utilizador quiser saber quais as novidades sobre um determinado tema, apenas tem de acompanhar as noticias que são enviadas para esse grupo de discussão

• Se um utilizador quiser intervir, pode escrever e enviar mensagens para os grupos de discussão, introduzindo um tema de debate, efectuando uma interrogação, respondendo a uma questão ou efectuando um comentário a alguma notícia que tenha sido previamente enviada

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Grupos de Discussão - News• O serviço de noticias está organizado por temas e subtemas

de uma forma hierárquica, em que na base da hierarquia temos os grupos de discussão

• Exemplo: o grupo comp.databases.object corresponde ao tema computadores (comp) subtema bases de dados (databases) e subtema objecto dentro de base dados (object) que corresponde a uma área específica de bases de dados, nomeadamente bases de dados orientadas por objectos

• Cada grupo de discussão funciona como um repositório de mensagens temporário cujo conteúdo deve estar relacionado com o tópico proposto

• O software cliente para utilização deste serviço pode ser um browser (ex: Internet Explorer ou Netscape Navigator)

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Exemplos de newsgroupsAlguns grupos portugueses da USENET:

pt.comp.so.linux pt.desporto.futebol pt.ensino pt.geral: Discussão de assuntos gerais com distribuição nacionalpt.internet pt.jogos.estrategia pt.mercado: Anúncios/Compra/Venda/Troca/Aluguer de Produtos/Serviçospt.news: Discussão sobre a criação de novos grupos pt.*pt.politica pt.rec.radio.amadorismo: Assuntos relacionados com Rádio Amadorismosoc.culture.portuguese: Forum sobre os acontecimentos relacionados com Portugal

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Serviços de conversação tempo real IRC

• Permite que haja uma “conversa” (chat) entre dois ou mais utilizadores. Estas conversas estão estruturadas por canais virtuais de conversação (a cada canal corresponde a uma espécie de mesa redonda) onde podem participar utilizadores que possuam o software cliente apropriado para ligação ao servidor de chating

• Os servidores de chat suportam vários canais simultaneamente, tendo a função de em cada canal, ecoar para todos os utilizadores que se encontram ligados, as mensagens que vão chegando enviadas pela comunidade de utilizadores

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Transferência de ficheiros - FTPO serviço de transferência de ficheiros FTP (File Transfer Protocol), permite que seja transferida informação (um ou mais ficheiros)•Pode ser de um computador remoto para o computador local (Download) usando o comando:

get <nome do ficheiro remoto a transferir para o computador local>

•ou do computador local para outro computador remoto (Upload):

put <nome do ficheiro local a transferir para o computador remoto>

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Teste de uma ligação - ping• O serviço ping (Packet INternet Groper) tem como função

testar a conexão entre o computador onde está a ser executado o comando e outro computador da rede

• Baseia-se no envio de pequenos pacotes de informação repetidas vezes. Por cada pacote de informação, o computador receptor deverá enviar uma mensagem de volta a acusar o recebimento do pacote de informação

• O utilizador que executou o comando fica informado sobre: existência do computador de destino; se o caminho entre o seu computador e o computador de

destino está a funcionar correctamente; tempo que demora o envio e recepção da informação.

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Exemplo de utilização do ping• Exemplo de um comando ping para um computador

da rede da Universidade Fernando Pessoa (pessoa.ufp.pt)

C:\WINDOWS>ping pessoa.ufp.ptPinging pessoa.ufp.pt [193.137.4.69] with 32 bytes of data:

Reply from 193.137.4.69: bytes=32 time=483ms TTL=57

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Terminal remoto modo texto - telnet• O serviço de emulação de terminal - telnet permite que um

computador funcione como um terminal remoto de texto de outro computador localizado algures na Internet

• Simulação de um sistema centralizado cujo acesso é feito através de terminais ligados quer localmente quer remotamente

• Computador cliente está a funcionar como um terminal de um sistema centralizado, no qual se pode operar como se estivesse localmente (no computador central) a trabalhar na consola do computador

• Frequentemente usado para acessos a grandes bases de dados, com por exemplo bibliotecas

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Alguns endereços telnet de bases de dados portuguesas:

•Biblioteca Nacional PORBASE:porbase.ibl.pt

•Biblioteca do I.S. DE ECONOMIA E GESTÃO (Lisboa):

CID.utl.iseg.pt•Biblioteca do I.S.T. (Lisboa):

biblio.ist.utl.pt

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Navegação na Internet - o serviço WWW• O serviço de WWW (World Wide Web), é um dos mais

populares disponibilizados na Internet, havendo por vezes confusão entre a noção de Internet e de WWW.

• O serviço WWW permite a troca de documentos multimédia entre clientes e servidores

• Os computadores clientes usam browsers (aplicação de software como por ex. Netscape Navigator ou Microsoft Explorer) para verem documentos esses (páginas html)

• O computador servidor tem instalado software servidor para suporte do serviço WWW, vai aceitando pedidos dos computadores clientes espalhados pela rede e é responsável por enviar essa informação para o computador que a requisitou

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Linguagem HTML• Os documentos para WWW são criados usando a linguagem

HTML (Hyper Text Markup Language) que se baseia na utilização de tags (etiquetas) para formatação do documento e estabelecimento das ligações hipertexto entre documentos

• Ao clicarmos numa dessas ligações num determinado documento visível no browser do nosso computador (que está a funcionar como cliente), estamos a “saltar” para outra página que pode estar localizada no mesmo computador servidor ou noutro computador em qualquer ponto da Internet

• Os documentos podem conter desde texto a imagens, sons, imagens animadas ou uma combinação dos diversos formatos

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URL - Uniform Resource Locator

• Os documentos são endereçados através do seu URL que representa a sua localização na Internet. Ambos os computadores clientes e servidores usam o URL do documento para o procurar e distinguir de outros documentos, ou seja, não pode haver ambiguidade no endereço URL

• Um URL determina o protocolo, por exemplo, http, ftp, um domínio, uma máquina e um caminho

• URL da homepage da Universidade Fernando Pessoa: http://www.ufp.pt