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NDICE TREINAMENTO EM REDES1. INTRODUO---------------------------------------------------------1 LAN Redes locais de computadores------------------------------------2 MAN Redes metropolitanas---------------------------------------------3 WAN Redes geograficamente distribudas------------------------------3 Redes remotas-------------------------------------------------------------3 Redes ponto a ponto------------------------------------------------------3 Cliente-servidor------------------------------------------------------------4 2. REDE DE COMPUTADORES UM POUCO DE HISTRIA--------4 ENIAC O incio da computao moderna-------------------------------5 3. TOPOLOGIA DAS REDES---------------------------------------------7 3.1 Barramento----------------------------------------------------------7 3.2 Estrela---------------------------------------------------------------8 3.3 Anel------------------------------------------------------------------9 3.4 Hbrida--------------------------------------------------------------10 4. REDES LOCAIS ETHERNET-----------------------------------------10 4.1 Topologia barramento ou bus-------------------------------------11 4.2 Topologia estrela--------------------------------------------------12 5. TRFEGO DE DADOS NAS REDES LOCAIS ETHERNET---------13 6. O MODELO OSI------------------------------------------------------15 6.1 Camada 1 Camada fsica (PHY Physical Layer)----------------16 6.2 Camada 2 Camada de link de dados (Data Link Layer)-------17 6.3 Camada 3 Camada de rede (Network Layer)------------------17 6.4 Camada 4 Camada de transporte (Transport Layer)----------18 6.5 Camada 5 Camada de sesso (Session Layer)-----------------18 6.6 Camada 6 Camada de apresentao (Presentation Layer)----18 6.7 Camada 7 Camada de aplicao (Application Layer)----------19 6.8 NDIS e ODI--------------------------------------------------------19 7. CONTROLE DE ACESSO MDIA (MAC) E CSMA/CD----------20 7.1 Pacotes de dados nas redes Ethernet----------------------------21 8. PROTOCOLOS DE REDE E DE COMUNICAO-------------------22 8.1 Ethernet------------------------------------------------------------22 8.2 Fast Ethernet-------------------------------------------------------23 8.3 Local Talk----------------------------------------------------------23 8.4 Token Ring---------------------------------------------------------23 8.5 FDDI----------------------------------------------------------------24 8.6 Camadas de rede (protocolos de comunicao)-----------------24 8.7 NetBEUI------------------------------------------------------------25 8.8 IPX / SPX-----------------------------------------------------------26 8.9 DLC-----------------------------------------------------------------26 8.10 TCP / IP-----------------------------------------------------------27 9 EQUIPAMENTOS PARA REDES E APLICAES----------------28 9.1 Repetidores--------------------------------------------------------28 9.2 HUBs---------------------------------------------------------------29 Geraes de HUBs-------------------------------------------------30 9.3 Switches------------------------------------------------------------31 Diferena bsica entre Switches e Hubs-------------------------34 Utilizao dos Switches-------------------------------------------34 9.4 Pontes (Bridges)---------------------------------------------------35 9.5 Roteadores (Routers)----------------------------------------------37 TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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9.6 Placas de rede (NIC Network Interface Card)------------------40 10.0 ENDEREAMENTO IP------------------------------------------43 10.1 Classes de endereos--------------------------------------------44 10.2 Disposio do endereo IP (decimal e binrio)-----------------48 11 MSCARAS DE REDE---------------------------------------------48 11.1 Mscaras padro-------------------------------------------------48 11.2 Finalidade e utilidade das mscaras-----------------------------49 11.3 Mscaras complexas---------------------------------------------50 12 DHCP GATEWAY-----------------------------------------------54 12.1 DHCP--------------------------------------------------------------54 12.2 Default gateway--------------------------------------------------55 13 DNS----------------------------------------------------------------56 13.1 Sistema de consulta----------------------------------------------59 14 REDES SEM FIO (WiFi)------------------------------------------62 14.1 Antenas para transmisso de dados----------------------------62 14.2 Modo Ad Hoc------------------------------------------------------64 14.3 Bluetooth---------------------------------------------------------64 14.4 Funcionamento do Bluetooth------------------------------------66 14.5 Consumo eltrico do Bluetooth----------------------------------66 14.6 Padres IEEE 802.11a, 802.11b e 802.11g---------------------67 15 REDES HOME------------------------------------------------------68 15.1 Home PNA--------------------------------------------------------69 15.2 HomePlug Powerline---------------------------------------------69 15.3 Home RF----------------------------------------------------------70 16 GIGABIT ETHERNET---------------------------------------------71 16.1 1000BaseLX------------------------------------------------------71 16.2 1000BaseSX------------------------------------------------------71 16.3 1000BaseCX------------------------------------------------------72 16.4 1000BaseT--------------------------------------------------------72 16.5 10 Gigabit Ethernet----------------------------------------------73 17 PROXY E FIREWALL---------------------------------------------75 17.1 Proxy--------------------------------------------------------------75 17.2 Firewall------------------------------------------------------------76 17.3 Arquiteturas de firewall------------------------------------------76 17.3.1 Roteador com triagem (Screening Router)-------------------76 17.3.2 Gateway de base dupla (Dual Homed Gateway)-------------77 17.3.3 Gateway host com triagem (Screened Host Gateway)-------77 17.3.4 Sub-rede com triagem (Screened Subnet)-------------------78 17.3.5 Caractersticas importantes-----------------------------------78 17.4 NAT (Netword Address Translator)------------------------------79 18 VPN-----------------------------------------------------------------81 18.1 Implementao de uma VPN------------------------------------81 18.2 Conexo a uma VPN---------------------------------------------83 19 COMO FUNCIONA O PROTOCOLO FTP------------------------88 19.1 O FTP no modo padro-------------------------------------------88 19.2 O FTP no modo passivo------------------------------------------89

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1- INTRODUOBasicamente uma rede consiste em 2 computadores interligados com o objetivo de compartilhar dados. Isso j pode ser considerado uma rede. Veja um exemplo na figura abaixo.

Este apenas um exemplo simples, claro que uma rede no formada por apenas 2 computadores interligados afim de compartilhar dados e sim 2 ou mais computadores interligados. Alis, todas as redes, no importa o quanto sejam sofisticadas, derivam desse sistema simples. Se a idia de dois computadores conectados por um cabo pode no parecer extraordinria, no passado representou uma grande conquista nas comunicaes. Definio: Basicamente, uma rede de trabalho um sistema que permite a comunicao entre pontos distintos, ou seja, um sistema que permite a troca de informaes. Os componentes bsicos de uma rede de trabalho (ou rede de informaes) so um emissor (origem da informao), o meio atravs da qual a informao trafega (o canal), um receptor (o destino da informao) e finalmente a mensagem, que nada mais do que a informao em si. Um exemplo comum seria uma pessoa falando no telefone com outra pessoa: O emissor seria quem est falando, o canal seria a linha telefnica, o receptor a pessoa que est ouvindo e a mensagem seria a prpria mensagem que est sendo comunicada. Ao longo dos anos as ferramentas para a comunicao de dados foram evoluindo gradativamente, de modo a tornar a troca de informaes rpida, fcil e mais eficiente. Uma rede de computadores baseia-se nos princpios de uma rede de informaes, implementando tcnicas de hardware e software de modo a torn-la efetivamente mais dinmica, para atender s necessidades que o mundo moderno impe. Redes de computadores incluem todos os equipamentos eletrnicos necessrios interconexo de dispositivos, tais como microcomputadores e impressoras. Esses dispositivos que se comunicam entre si so chamados de ns, estaes de trabalho, pontos ou simplesmente dispositivos de rede. Dois computadores, ou ns, seria o nmero mnimo de dispositivos necessrios para formarmos uma rede. O nmero mximo no predeterminado, teoricamente todos os computadores do mundo poderiam estar interligados. Quanto natureza podemos ter dois tipos de redes de compudadores: clienteservidor (client-server) e ponto-a-ponto (peer-to-peer). TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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Na rede cliente-servidor uma mquina, ou um pequeno grupo de mquinas, centraliza os servios da rede oferecidos s demais estaes, tais como aplicativos e filas de impresso. As mquinas que requerem esses servios so chamadas de clientes, e as mquinas que os fornecem so chamadas de servidores. Na rede ponto-a-ponto no existem servidores, todas as estaes compartilham seus recursos mutuamente. A grande desvantagem que as redes ponto-a-ponto oferecem com relao s redes cliente-servidor a dificuldade de gerenciar os seus servios, j que no existe um sistema operacional que centralize a administrao da rede. Tambm no possvel estend-las excessivamente, j que um nmero elevado de ns sobrecarregaria o fluxo de dados, tornando-a lenta e por conseguinte ineficaz. Aos poucos as empresas esto substituindo suas redes ponto-a-ponto por redes cliente-servidor, e o nmero de redes ponto-a-ponto est diminuindo. O principal motivo para a implementao de redes de computadores nas organizaes, sejam elas simples escritrios ou empresas de mbito internacional, resume-se em uma nica palavra: dinheiro! Os custos reduzidos com a automatizao dos processos mediante a utilizao de redes realmente muito significativo. Por exemplo, se uma empresa pudesse optar entre adquirir cem impressoras independentes ou apenas dez compartilhadas, sem dvida alguma a segunda opo seria mais interessante. Tambm prefervel adquirir o direito de compartilhar um aplicativo (chamados de pacotes para vrios usurios) entre um nmero predeterminado de usurios, do que adquirir vrias cpias unitrias. As redes consistem em vrios computadores autnomos, interligados entre si com o objetivo de se compartilhar recursos de hardware, transferncia de dados e troca de mensagens entre seus usurios. Os computadores esto ligados fisicamente atravs de cabos, linhas telefnicas, ondas de rdio, infra-vermelho. Os tipos bsicos de rede quanto distribuio geogrfica so: LAN - Redes Locais de Computadores (Local Area Network); MAN - Redes Metropolitanas (Metropolitan Area Network); WAN - Redes Geograficamente Distribudas (Wide Area Network). LAN Redes Locais de Computadores Este o tipo mais comum de rede de computadores. Redes que interligam salas em um edifcio comercial ou prdios de um campus universitrio so exemplos de redes locais. TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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At mesmo quem tem dois computadores ligados em sua prpria casa possui uma rede local. No princpio a maioria das redes locais era ponto-a-ponto. Com a expanso das redes cliente-servidor, foi viabilizado a interconexo de diferentes redes locais, dando origem s redes metropolitanas e redes remotas. As redes locais caracterizam-se por altas taxas de transferncia, baixo ndice de erros e custo relativamente pequeno. MAN Redes Metropolitanas O conceito de rede metropolitana pode parecer um tanto quanto confuso, e algumas vezes h uma certa confuso no que diz respeito s diferenas existentes entre uma MAN e uma rede remota. Na verdade, a definio para este tipo de rede de computadores surgiu depois das LANs e WANs. Ficou estabelecido que redes metropolitanas, como o prprio nome j diz, so aquelas que esto compreendidas numa rea metropolitana, como as diferentes regies de toda uma cidade. Normalmente redes metropolitanas so constitudas de equipamentos sofisticados, com um custo alto para a sua implementao e manuteno, que compem a infra-estrutura necessria para o trfego de som, vdeo e grficos de alta resoluo. Por serem comuns nos grandes centros urbanos e econmicos, as redes metropolitanas so o primeiro passo para o desenvolvimento de redes remotas. WAN Redes Geograficamente Distribudas Redes Remotas - Redes remotas so aquelas que cobrem regies extensas. Na verdade redes remotas so um agrupamento de vrias redes locais ou metropolitanas, interligando estados, pases ou continentes. Tecnologias que envolvem custos elevados so necessrias, tais como cabeamento submarino, transmisso por satlite ou sistemas terrestres de microondas. As linhas telefnicas, uma tecnologia que no to sofisticada e nem possui um custo muito elevado, tambm so amplamente empregadas no trfego de informaes em redes remotas. Este tipo de rede caracteriza-se por apresentar uma maior incidncia de erros, e tambm so extremamente lentas. Novas tcnicas esto surgindo de modo a subverter esses problemas, mas a sua implementao depende de toda uma srie de fatores, logo o processo gradativo. Um exemplo de rede remota muito popular a Internet, que possibilita a comunicao entre pessoas de lugares totalmente diferentes. Os tipos quanto aos sistemas operacionais: TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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Ponto a Ponto Cliente-Servidor

Ponto a Ponto Numa rede ponto a ponto a distribuio dos dados est de forma descentralizada em todos os computadores. No existe uma mquina servidora de arquivos ou um gerenciamento centralizado da rede. Todos os computadores so tratados igualmente. So redes desenhadas para pequenas ou mdias redes locais. Windows for Workgroups e a rede do Windows 95 so alguns dos exemplos de rede ponto a ponto. A desvantagem est na falta de segurana para a arquitetura cliente/servidor.

Rede ponto a ponto Cliente-Servidor So todos os tipos de rede que centralizam suas funes como servidor de arquivos, impresso, contas de usurios, entre outros num equipamento diferenciado tratado como servidor da rede. As estaes de trabalho acessam o servidor e os recursos que esto disponveis neste. Dentre alguns exemplos desta arquitetura podemos citar o Novell Netware o Windows NT Server o Windows 2000 Server e o Windows 2003 Server.

Rede cliente/servidor As vantagens desta arquitetura so: 1)Centralizao dos recursos e segurana do sistema; 2)Flexibilidade: novas tecnologias podem ser facilmente integradas ao sistema; 3)Acessibilidade: diversas plataformas podem acessar remotamente o servidor.


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2 - REDE DE COMPUTADORES UM POUCO DE SUA HISTRIAH tempos que o homem vem tentando fazer com que a informao circule por longas distncias e, desta necessidade surgiram vrias invenes no decorrer da histria, tais como relacionadas a seguir: Cabo Submarino (1866) Telgrafo sem fio (1894) Corrida espacial (1957) Satlites artificiais a partir de1960 Arpanet (Advanced Research Projects Agency Network) estabelecida em 1968 com a finalidade de interligar universidades visando pesquisas avanadas. a predecessora da Internet E-mail (1972) TCP/IP (1982) Telenet primeira rede remota comercial (1974). No confundir com Telnet, que um protocolo de simulao. BBS (Bulletin Board System), especialmente para servios, em 1978 DNS (Domain Name Service), um servio da Internet que converte nomes em nmeros de endereamento (1984)

ENIAC O INCIO DA COMPUTAO MODERNA Em 1946 John Mauchly e J. Presper Eckert desenvolveram o ENIAC I (Electrical Numerical Integrator And Calculator). O exrcito dos Estados Unidos patrocinou essa pesquisa e o seu desenvolvimento, em 31 de maio de 1.943 pois necessitava na poca de clculos exatos dos processos de desempempenho do seu arsenal militar. O projeto custou quinhentos mil dlares e ficou pronto somente dezoito meses depois, quando a guerra j tinha acabado. Mesmo assim, o ENIAC foi utilizado para fazer os clculos da bomba de hidrognio. Era composto de 17.468 vlculas, 70.000 resistores, 10.000 capacitores, 1.500 rels, 6.000 chaves manuais e 5 milhes de pontos de solda. Ocupava uma rea de 167 metros quadrados, pesava 30 toneladas e consumia 160 quilowatts e no momento em que era ligado, provocava na cidade de Filadlfia oscilaes de energia.


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A patente do ENIAC foi concedida em 26 de junho de 1.947, com a seguinte justificativa: Com a necessidade nos dias de hoje de se elaborar clculos, a velocidade tornou-se imprescindvel, no havendo no mercado mtodos computacionais capazes de satisfazer tal demanda. Em um segundo, o ENIAC (que era mil vezes mais veloz do que qualquer mquina de calcular da poca) podia executar 5.000 operaes de soma, 357 operaes de multiplicao ou 38 divises. Levando-se em conta que os rels e as chaves mecnicas ou manuais foram substitudas por vlvulas, isto levou a um aumento da performance, no entanto, a manuteno era demorada e sua reprogramao exigia tcnicos altamente competentes, tal a sua complexidade.

O lado positivo disso tudo, que o ENIAC proporcionou um desenvolvimento tecnolgico avanado para as vlvulas, que na poca eram os dispositivos eletrnicos mais utilizados. Em 1948 foram feitas diversas modificaes no ENIAC de tal forma a otimizar operaes aritmticas e transferir essas operaes simultneamente, causando uma srie de dificuldades na sua programao. Foi ento introduzido o primeiro cdigo de programao.


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Com base nas experincias desenvolvidas no ENIAC foi fundada em 1.949 pelos criadores no ENIAC a Eckert-Mauchly Computer, que lanou o BINAC (BINary Automatic Computer) que usou pela primeira vez a fita magntica para armazenamento de dados. Em 1.950 a Eckert-Mauchly Computer foi comprada pela Remington Rand Corporation, que trocou o nome para Univac que nada mais era do que uma diviso da Remington Rand. Isto resultou no lanamento do UNIVAC (UNIversal Automatic Computer, um importante precursor dos computadores atuais. Em 1.955 a Remington Rand fundiu-se com a Sperry Corporation que resultou na Sperry-Rand, que mais tarde fundiu-se com a Burroughs Corporation, de onde surgiu a Unisys. s 23:45h do dia 2 de outubro de 1.955, o ENIAC foi definitivamente desligado. Em 1980 J. Presper Eckert and John Mauchly receberam da IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) um prmio pelo seu pionerismo. Avanos na dcada de 1960 possibilitaram o desenvolvimento dos primeiros terminais interativos, permitindo aos usurios acesso ao computador central atravs de linhas de comunicao. Usurios passavam a ter ento um mecanismo que possibilitava a interao direta com o computador, ao mesmo tempo em que avanos nas tcnicas de processamento davam origem a sistemas de tempo compartilhado (time-sharing), permitindo que vrias tarefas dos diferentes usurios ocupassem simultaneamente o computador central, atravs de uma espcie de revezamento no tempo de ocupao do processador. Mudanas na caracterizao dos sistemas de computao ocorreram durante a dcada de 1970. O desenvolvimento de minis e microcomputadores de bom desempenho, com requisitos menos rgidos de temperatura e umidade, permitiu a instalao de considervel poder computacional em vrias localizaes de uma organizao, ao invs da anterior concentrao deste poder em uma determinada rea. Embora o custo de hardware de processamento estivesse caindo, o preo dos equipamentos eletromecnicos continuava alto. Mesmo no caso de dados que podiam ser associados a um nico sistema de pequeno porte, a economia de escala exigia que grande parte dos dados estivessem associados a um sistema de grande capacidade centralizado. Assim a interconexo entre os vrios sistemas para o uso compartilhado de dispositivos perifricos tornou-se importante. A capacidade de troca de informaes tambm foi uma razo importante para a interconexo. Usurios individuais de sistemas de computao no trabalham isolados e necessitam de alguns dos benefcios oferecidos por um sistema centralizado.


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Entre esses a capacidade de troca de mensagens entre os diversos usurios e a facilidade de acesso a dados e programas de vrias fontes quando da preparao de um documento. Ambientes de trabalho cooperativos se tornaram uma realidade tanto nas empresas como nas universidades, exigindo a interconexo dos equipamentos nessas organizaes. Para tais problemas de performance os pesquisadores a criaram novas arquiteturas que propunham a distribuio e o paralelismo como forma de melhorar desempenho, confiabilidade e modularidade dos sistemas computacionais.

3 - Topologia das RedesTopologia de rede a forma atravs da qual ela se apresenta fisicamente, ou seja, com os ns esto dispostos. A topologia de uma rede descreve como o o "layout" do meio atravs do qual h o trfego de informaes, e tambm como os dispositivos esto conectados a ele. So vrias as topologias existentes, podemos citar:

Barramento Estrela Anel Malha Hbridas 3.1 BarramentoEsta topologia caracterizada por uma linha nica de dados (o fluxo serial), finalizada por dois terminadores (casamento de impedncia), na qual atrelamos cada n de tal forma que toda mensagem enviada passa por todas as estaes, sendo reconhecida somente por aquela que est cumprindo o papel de destinatrio (estao endereada). Nas redes baseadas nesta topologia no existe um elemento central, todos os pontos atuam de maneira igual, algumas vezes assumindo um papel ativo outras vezes assumindo um papel passivo. As redes locais Ethernet ponto-a-ponto usam essa topologia.

Topologia barramento DESVANTAGENS: TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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1. Como todas as estaes esto atreladas a uma linha nica (normalmente um cabo coaxial), o nmero de conexes muito grande, proporcional ao nmero de ns. Logo, se a rede estiver apresentando um problema fsico, so grandes as chances deste problema ser proveniente de uma dessas conexes (conectores e placas de rede) ou at mesmo de um segmento de cabo. 2. A maior dificuldade est em localizar o defeito, por conta dos vrios segmentos de rede. 3. Como a troca de informaes d-se linear e serialmente, quando ocorrem tais defeitos toda a rede fica comprometida, e ela pra de funcionar. VANTAGENS: A nica vantagem que este tipo de rede pode oferecer o baixo custo, sendo ideal quando implementada em lugares pequenos.

3.2 EstrelaA topologia estrela caracterizada por um elemento central que "gerencia" o fluxo de dados da rede, estando diretamente conectado (ponto-a-ponto) a cada n, da surgiu a designao "Estrela". Toda informao enviada de um n para outro dever obrigatoriamente passar pelo ponto central, ou concentrador, tornando o processo muito mais eficaz, j que os dados no iro passar por todas as estaes. O concentrador encarrega-se de rotear o sinal para as estaes solicitadas, economizando tempo.

Topologia estrela VANTAGENS: 1. Uma vez que o sinal sempre ser conduzido para um elemento central, e a partir deste para o seu destino, as informaes trafegam bem mais rpido do que numa rede barramento. Essa a melhor vantagem oferecida por uma rede estrela, sendo a mesma ideal para redes em que imperam o uso de informaes "pesadas", como a troca de registros de uma grande base de dados compartilhada, som, grficos de alta resoluo e vdeo. TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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2. A instalao de novos segmentos no requer muito trabalho. 3. A manuteno menos complicada, pois na rede estrela mais fcil de visualizar os defeitos fisicamente, uma vez que se ocorrer algum problema num dos segmentos, os demais permanecero em atividade. 4. A rede pode ser deslocada para um outro ambiente sem grandes dificuldades de adaptao. 5. Oferece taxas de transmisso mais elevadas. DESVANTAGEM: A nica desvantagem que o custo de instalao de uma rede estrela mais elevado. Quanto maior for a distncia entre um n e o concentrador maior ser o investimento, j que cada "brao" representado por um segmento de cabo coaxial, par tranado ou fibra ptica, alm do concentrador (Hub ou Switch) de trfego de dados da rede. Uma rede cliente-servidor, segue a topologia estrela.

3.3 AnelComo o nome indica, uma rede anel constituda de um circuito fechado, tal como a rede eltrica. A maior vantagem: no h atenuao do sinal transmitido, j que ele regenerado cada vez que passa por uma estao (a atenuao diretamente proporcional distncia entre um n e outro). A maior desvantagem: todas as estaes devem estar ativas e funcionando corretamente. A implementao mais comum da topologia estrela so as redes Token-Ring, de propriedade da IBM. Esta topologia oferece uma taxa de transmisso maior da que oferecida nas redes de topologia barramento, veremos melhor o seu funcionamento mais adiante.

Topologia em anel

3.4 Hbrida


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Redes hbridas so aquelas que utilizam mais de uma das topologias citadas acima, e normalmente surgem da fuso de duas ou mais LANs entre si ou com MANs. Os servios comerciais "on-line" e as redes pblicas so exemplos de redes hbridas, como a Internet e at mesmo redes fechadas que esto sob o controle de organizaes empresariais.

4 - REDES LOCAIS ETHERNETA rede Ethernet1 foi a primeira aplicao comercial de rede local a utilizar a topologia de barramento (bus topology). A Ethernet a tecnologia de rede local mais usada em todo o mundo. Apesar do aparecimento de novas tecnologias de redes locais de alta velocidade, como ATM, FDDI, ARCnet a 20Mbps, Token Ring a 16Mbps, entre outras, a Ethernet ainda campe em popularidade e crescimento, agora tambm em duas novas verses:

Fast Ethernet Switched EthernetVrios fatores pesaram no sucesso da rede Ethernet: 1. Seu custo baixo de implementao, manuteno e gerenciamento. 2. Integrao de ambientes de rede Ethernet com Mainframes, com o uso de vrias interfaces e programas emuladores de terminais disponveis no mercado. 3. Disponibiliza uma taxa de transmisso de dados em redes, suficiente para a maioria das aplicaes em uso atualmente. O padro Ethernet define um mtodo para a implementao de rede local baseado na topologia barramento. Neste tipo de topologia o meio fsico (ou cabo) est constantemente presente para todos os usurios, porm, apenas um usurio o utiliza para uma transmisso, em um dado momento. O protocolo definido como protocolo Ethernet definido pelo IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) como o padro IEEE 802.3 embora no seja o proposto inicialmente pelas companhias que desenvolveram a Ethernet.

4.1 - TOPOLOGIA BARRAMENTO OU BUS:A figura a seguir mostra a implementao de uma rede Ethernet com a topologia barramento ou bus.

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ETHERNET, padro de rede de comunicao local, originalmente desenvolvida pela Xerox Corporation, Inc.


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Topologia em barramento

CABO COAXIAL: As redes Ethernet foram desenvolvidas para rodar em um tipo especfico de cabo coaxial grosso (thick wire) sob uma diviso do padro Ethernet denominado 10 BASE-5. Este subpadro, dividido em trs partes tem o seguinte significado: 10 refere-se velocidade de transmisso (10Mbps) BASE indica que a rede do tipo banda base 5 especificao do meio fsico (cabo coaxial grosso) com comprimento mximo de 500 metros O 10 BASE-5 ficou conhecido como tecnologia Yellow Cable, devido a cor do cabo coaxial grosso empregado nessas redes. Conexo: Como em qualquer rede local a conexo de cada dispositivo ou equipamento obtida por meio de uma interface de rede denominada NIC (Network Interface Card) ou simplesmente placa de rede. No caso do 10 BASE-5, devido as dimenses e rigidez do cabo coaxial esta conexo era feita por meio de um transceiver e uma interface AUI (Attachment Unit Interface), uma interface de conexo entre o computador e o sistema de cabeao. O cabo AUI ou drop cable era um cabo fino e flexvel terminado com conectores DB-15, utilizando-se nove pinos, muito semelhante aos cabos seriais RS 232C, a podia ter um comprimento mximo de 50 metros, muito embora, raramente, essas distncias fossem atingidas. Como evoluo do 10 BASE-5 foi desenvolvido o subpadro 10 BASE-2, que representa uma rede Ethernet de banda base operando a 10Mbps, em cabo coaxial fino e comprimento mximo de 200 metros. Assim, o 10 BASE-2 tornou a rede Ethernet em topologia de barramento de menor custo e de maior popularide do mundo. Devido aos problemas citados anteriormente, principalmente a dificuldade de manuteno, uma vez que um problema de conexo faz a rede toda cair, este tipo de Ethernet vem caindo em desuso h algum tempo. TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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4.2 - TOPOLOGIA ESTRELA:

A figura a seguir mostra uma rede Ethernet com topologia estrela, com um servidor de arquivos.

Topologia estrela Para esta topologia o subpadro o 10 BASE-T (rede em banda base Ethernet a 10Mbps, que opera em cabos de pares tranados como meio fsico). Apesar de no especificado no nome do subpadro, o comprimento mximo de cabo permitido entre as estaes de trabalho nesta topologia de 100 metros. Observa-se na figura mostrada (topologia estrela) a presena de um elemento distribuidor do cabeamento para as estaes de trabalho, denominado HUB, onde cada porta desse HUB corresponde a uma estao de trabalho. Como a maioria dos HUBs possuem em cada porta um led indicador de atividade, isto facilita em muito a manuteno da rede. Ainda, se uma das estaes parar, as demais continuam em atividade. Os cabos originalmente utilizados para a implementao da topologia estrela foram os cabos de pares tranados de dois pares, categoria 3 (10Mbps). Estes condutores foram largamente empregados em redes Ethernet 10 BASE-T at o advendo das redes Ethernet a 100Mbps e dos cabos UTP (Unshielded Twisted Pair), categoria 5, com capacidade para suportar altas velocidades. Na topologia estrela, apesar de cada estao de trabalho utilizar um segmento de cabo nico com o concentrador (hub), este conectado ao servidor por meio de um cabo, o que confere a esta configurao caractersticas de topologia de barramento. No entanto, existem vrias vantagens na implementao, como vistas anteriormente: Facilidade de identificao de problemas fsicos no cabeamento Facilidade de manuteno nas estaes de trabalho Possibilidade de gerenciamento por meio de ferramentas especficas Melhor organizao do ambiente de rede


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Reduo do downtime2 da rede, devido a problemas fsicos

Uma vez que o mtodo de acesso ao servidor o mesmo para ambas as topologias (barramento e estrela), um gargalo na rede ser verificado com o aumento do nmero de estaes de trabalho. Para minimizar ou mesmo sanar esse problema, utiliza-se a tcnica de segmentao, que consiste de implantao de novos barramentos, dividindo as estaes de trabalho, conforme sugere a figura a seguir.

Tcnicas de segmentao em redes Observa-se que o servidor possue trs placas de rede, cada uma delas representando um segmento. Com isto, obtm-se um melhor desempenho.

5 - TRFEGO DE DADOS NAS REDES LOCAIS ETHERNETAs placas de rede Ethernet so de longe as mais utilizadas atualmente, sobretudo em redes pequenas e mdias. Numa rede Ethernet, temos uma topologia lgica de barramento. Isto significa que quando uma estao precisar transmitir dados, ela irradiar o sinal para toda a rede. Todas as demais estaes ouviro a transmisso, mas apenas a placa de rede que tiver o endereo indicado no pacote de dados receber os dados. As demais estaes simplesmente ignoraro a transmisso.

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Downtime tempo ocioso em que uma estao de trabalho pra, por motivo de manuteno


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Mais uma vez vale lembrar que apesar de utilizar uma topologia lgica de barramento, as redes Ethernet podem utilizar topologias fsicas de estrela ou de barramento.

Transmisso de dados para a estao 5 Como apenas uma estao pode falar de cada vez, antes de transmitir dados a estao ir ouvir o cabo. Se perceber que nenhuma estao est transmitindo, enviar seu pacote, caso contrrio, esperar at que o cabo esteja livre. Este processo chamado de Carrier Sense ou sensor mensageiro.

Enviando o pacote Carrier Sense Mas, caso duas estaes ouam o cabo ao mesmo tempo, ambas percebero que o cabo est livre e acabaro enviando seus pacotes ao mesmo tempo. Teremos ento uma coliso de dados.

Coliso de dados Dois pacotes sendo enviados ao mesmo tempo geram um sinal eltrico mais forte, que pode ser facilmente percebido pelas placas de rede. A primeira estao que perceber esta coliso irradiar para toda a rede um sinal especial de alta freqncia que cancelar todos os outros sinais que estejam trafegando atravs do cabo e alertar as demais placas que ocorreu uma coliso.


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Sendo avisadas de que a coliso ocorreu, as duas placas faladoras (as que esto transmitindo os dados) esperaro um nmero aleatrio de milessegundos antes de tentarem transmitir novamente. Este processo chamado de TBEB Truncated Binary Exponencial Back-off. Inicialmente as placas escolhero entre 1 ou 2, se houver outra coliso escolhero entre 1 e 4, em seguida entre 1 e 8 milessegundos (ms), sempre dobrando os nmeros possveis at que consigam transmitir os dados. Apesar de as placas poderem fazer at 16 tentativas antes de desistirem, normalmente os dados so transmitidos no mximo na terceira tentativa.

TBEB Truncated Binary Exponencial Back-off

Apesar de no causarem perda ou corrupo de dados, as colises causam uma grande perda de tempo, resultando na diminuio do desempenho da rede. Quanto maior for o nmero de estaes, maior ser a quantidade de colises e menor ser o desempenho da rede. Por isso existe o limite de 30 micros por segmento numa rede de cabo coaxial, e recomendvel usar bridges para diminuir o trfego na rede caso estejamos usando topologia em estrela, com vrios hubs interligados (e muitas estaes). Outro fator que contribui para as colises o comprimento do cabo. Quanto maior for o cabo (isso tanto para cabos de par tranado quanto coaxial) mais fraco chegar o sinal e ser mais difcil para a placa de rede escutar o cabo antes de enviar seus pacotes, sendo maior a possibilidade de erro. Usar poucas estaes por segmento e usar cabos mais curtos do que a distncia mxima permitida, reduzem o nmero de colises e aumentam o desempenho da rede. O ideal no caso de uma rede com mais de 20 ou 30 micros, dividir a rede em dois ou mais segmentos, pois como vimos anteriormente, isto servir para dividir o trfego na rede. bom salientar que todo este controle feito pelas placas de rede Ethernet. No tem nada a ver com o sistema operacional de rede ou com os protocolos de rede usados.

6 O MODELO OSITREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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Quando as redes de computadores surgiram, as solues eram, na maioria das vezes, proprietrias, isto uma determinada tecnologia s era suportada por seu fabricante. No havia a possibilidade de se misturar solues de fabricantes diferentes. Dessa forma um mesmo fabricante era responsvel por construir praticamente tudo na rede. Para facilitar a interconexo de sistemas de computadores a ISO (International Standards Organization) desenvolveu um modelo de referncia chamado OSI (Open Systems Interconnection), para que os fabricantes pudessem criar protocolos a partir desse modelo. Nos Estados Unidos o representante da ISO o ANSI (American National Standards Institute) Interessante notar que a maioria dos protocolos existentes (como o TCP/IP o IPX/SPX e o NetBeui) tomam o modelo OSI como referncia, mas no o segue ao p da letra (como veremos esses protocolos s correspondem a partes do padro OSI). Todavia, o estudo deste modelo extremamente didtico, pois atravs dele h como entender como deveria ser um protocolo ideal, bem como facilita enormemente a comparao do funcionamento de protocolos criados por diferentes fabricantes. O modelo de protocolos OSI um modelo de sete camadas, apresentadas na figura a seguir. Inicia-se com a camada 1 (Fsica).

Modelo OSI de protocolos Tanto o ANSI quanto o IEEE vem utilizando o modelo OSI de camadas h muito tempo, por uma boa razo: a diviso da tecnologia em diferentes camadas, permite que uma camada sofra algumas alteraes sem causar problemas ao restante do modelo. Por exemplo, o IEEE pde acrescentar ao padro Ethernet o uso de cabos UTP como meio fsico, sem alterar o padro. Da mesma forma, protocolos diferentes como IPX/SPX, TCP/IP, NetBeui podem ser utilizados com o mesmo hardware, devido a cada componente formar uma camada independente, melhorando a interoperabilidade da rede.

6.1 - Camada 1 Camada fsica (PHY Physical Layer)TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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A camada fsica representada pelas conexes e pela sinalizao. O protocolo dessa camada define a sinalizao eltrica, smbolos, estados de linha, requisitos de temporizao, codificao de dados e conectores para transmisso de dados e suas configuraes (pinagem). Como exemplo da camada fsica, podemos citar o padro 10 BASE-T. Os hubs so dispositivos da primeira camada, pois transmitem os sinais de dados sem decodific-los. Todas as camadas superiores se comunicam com a camada fsica por meio de uma interface especfica. Para o Ethernet 10 BASE-5, a interface utlizada a AUI e um conector DB-15 pode ser usado para conectar as camadas 1 e 2. Para a Ethernet 100Mbps, esta interface denominada Interface Independente do Meio (MII Medium Independent Interface). A camada 1 interfaceada com o meio pela Interface Dependente do Meio (MDI Medium Interface Dependent). Por exemplo, para Ethernet 10 BASE-T a MDI o conector RJ-45.

6.2 - Camada 2 Camada de link de dados (Data Link Layer)A camada de link de dados consiste no controle de acesso mdia (MAC Media Access Control) e do controle do link lgico (LLC Logical Link Control). Como as funes do LLC ocorrem em nvel superior, interessa-nos ento apenas o MAC. O controle de acesso mdia pode ser descrito como uma estao organizada que transmite e recebe dados em um ambiente de meio fsico compartilhado. O MAC reponsvel pela transferncia de informaes ao longo de um link, sincronizando a transmisso de dados, deteco de erros e controle de fluxo de dados. Exemplos de MACs definidos pelo IEEE: Ethernet 802.3, Token Ring 802.5, etc. De uma forma geral os MACs em ambiente fsico compartilhado, permitem que mltiplos ns (workstation) podem se conectar ao mesmo canal de transmisso. As bridges (pontes) so usadas para conectar diferentes locais de mesmo tipo de MAC. Por exemplo, um segmento Ethernet 10 BASE-2 pode ser conectado a um segmento Ethernet 10 BASE-T por meio desse dispositivo. Estes tipos de transferncias de dados ocorrem em nvel MAC e so denominadas funes de camada 2.

6.3 - Camada 3 Camada de Rede (Network Layer)A camada de rede responsvel pela conexo entre a fonte de informao e o destinatrio. Redes grandes normalmente consistem de diferentes tipos de padres MAC. TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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Por exemplo, uma organizao pode ter uma rede Ethernet no Departamento Administrativo e uma rede Token Ring no Departamento Tcnico. O software de camada de rede deve estar apto a executar a conexo entre diferentes tipos de redes de forma otimizada. Dizemos ento que, a funo da camada 3 de roteamento.

6.4 - Camada 4 Camada de Transporte (Transport Layer)Esta camada executa muitas tarefas em comum com a de rede, porm, em mbito local. Os drivers do software da rede executam tarefas da camada de transporte uma vez que, se houver uma interrupo na rede por qualquer motivo, o software da camada de transporte procurar rotas alternativas, ou ir gravar os dados transmitidos em local seguro, at que ocorra o restabelecimento. Essa camada responsvel pelo controle de qualidade da comunicao, cuidando para que os dados recebidos estejam no formato correto. Os recursos de formatao e ordenao so importantes quando os programas da camada de transporte estabelecem conexes em computadores de concepes diferentes. A camada link de dados poder contar as mensagens para verificar se esto todas l. A camada de transporte abre as mensagens e verifica se h falhas. As redes com computadores de concepes diferentes podem utilizar muitos protocolos de camada de transporte e um dos mais utilizados o TCP (Transmission Control Protocol), o qual adotado por muitas empresas como parte do protocolo TCP/IP. Os componentes de software que operam na camada de transporte esto contidos nas estaes de rede e estabelecem a chamada entre os programas aplicativos da rede. As principais aplicaes que estabelecem comunicaes pela camada de transporte so os programas de gateway de rede. Exemplos de produtos usados em redes de PCs com funes da camada 4: NetBIOS Named Pipes IPX (Internetwork Protocol Exchange)

6.5 - Camada 5 Camada de sesso (Session Layer)A camada de sesso muito importante em redes locais com computadores pessoais, pois cabe a ela funes que permitem a comunicao entre duas aplicaes (ou dois componentes da mesma aplicao) pela rede, dentre as quais: de segurana, de reconhecimento de nome, de conexo, de administrao, etc. Programas como o NetBIOS e o Named Pipes ignoram muitas vezes o padro ISO e executam as funes da camada de transporte e da camada de sesso. Em vista disso, torna-se difcil citar o nome de um software especfico para a camada 5, porm, existe um protocolo desenvolvido pela ISO, que o ISO 8327, TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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denominado Connection Oriented Session Protocol Specification para tal fim. O que no se sabe ao certo, se esse protocolo est sendo utilizado pelos softwares de rede disponveis no mercado.

6.6 - Camada 6 Camada de apresentao (Presentation Layer)Esta camada responsvel pela forma que as informaes so entregues aos usurios, podendo tambm tratar da criptografia e de alguns formatos especiais de arquivos. responsvel tambm pela formatao de tela e de arquivos de modo que, o produto final tenha a apresentao que o programados deseja. Na camada de apresentao esto os cdigos de controle, os grficos especiais e o conjunto de caracteres.

6.7 - Camada 7 Camada de aplicao (Application Layer)A camada superior serve ao usurio, e nela esto contidos o sistema operacional da rede e os programas aplicativos. Em suma, est contido os programas aplicativos que o usurio pode controlar: compartilhamento de arquivos, criao de spools de impresso, correio eletrnico e at a criao e o gerenciamento de banco de dados.

6.8 - NDIS e ODICriado pela Microsoft e pela 3Com, o NDIS (Network Driver Interface Specification) um driver instalado no sistema operacional que permite que uma nica placa de rede possa utilizar mais de um protocolo de rede ao mesmo tempo. O driver NDIS possui duas partes. A primeira chamada driver MAC NDIS, que o driver da placa de rede (que deve ser escrito usando o padro NDIS). A segunda parte chamada vector. Essa camada que permite que uma mesma placa de rede possa usar mais de um protocolo, j que o driver da placa de rede (driver MAC NDIS) s permite uma nica conexo. Quando um quadro recebido pelo driver da placa de rede, ele o passa para a camada vector, que o envia para o primeiro protocolo, que poder aceitar ou rejeitar o pacote. Caso primeiro protocolo rejeite o quadro, a camada vector entrega o quadro ao segundo protocolo. Esse processo continua at que um dos protocolos instalados aceite o quadro ou ento todos o tenha rejeitado. Outra finalidade da especificao NDIS possibilitar a existncia de mais de uma placa de rede em um mesmo micro. Muitas vezes esse procedimento necessrio para ligar um mesmo micro a dois segmentos de rede diferentes. Em princpio, sem o NDIS, com duas placas de rede em um mesmo micro seriam necessrias duas pilhas de protocolos completas, uma para cada placa de rede (isto , seguindo o modelo OSI seriam necessrios protocolos completos com sete camadas para cada placa de rede instalada). TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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Com o NDIS, um nica pilha de protocolos compartilhada (isto , as camadas 4, 5, 6 e 7 do modelo OSI) com todas as placas de rede instaladas, j que o que existir acima da camada vector poder ser compartilhado por todas as placas de rede. O ODI (Open Datalink Interface) um driver com o mesmo objetivo que o NDIS, criado pela Novell e pela Apple para os seus sistemas operacionais, s que com um funcionamento um pouco mais complexo e mais completo. A grande diferena entre o NDIS e o ODI o uso da camada Controle de Link Lgico (LLC) que no usada no NDIS. No NDIS h a camada vector, que possui funcionamento similar, porm funciona de maneira diferente. No modelo ODI essa camada chamada Camada de Suporte ao Link (Link Support Layer). Neste modelo so adicionadas duas interfaces, uma chamada interface para Mltiplos Protocolos (MPI - Multi Protocol Interface), que faz a interface entre a Camada de Suporte ao Link e os drivers das placas de rede instaladas. Os drivers da placa de rede compatveis com o padro ODI so chamados MLID ou Multiple Link Interface Driver. A principal diferena entre o NDIS e o ODI que, como a camada de Controle do Link Lgico ou Camada de Suporte ao Link, como chamada no ODI, possui um campo de endereamento de protocolos, tanto o transmissor quanto o receptor sabem qual o protocolo que est sendo usado no dado que foi encapsulado dentro do quadro. Com isso, ao receber um quadro, a interface de mltiplos protocolos (MPI) entrega diretamente os dados para o protocolo responsvel. No NDIS, quando um quadro chega, a camada vector tenta encaminhar o quadro para cada um dos protocolos instalados, at um deles aceitar (ou todos rejeitarem), j que no h o campo do endereamento. A existncia da Interface para Mltiplos Links (MLI) permite a instalao de mais de uma placa de rede na mquina, tendo as vantagens que j foram explicadas no NDIS, isto , as duas placas de rede podem compartilhar os protocolos existentes acima desta camada.

7 CONTROLE DE ACESSO MDIA (MAC) e CSMA/CDA Ethernet baseada no modelo OSI e em vista disso o mecanismo de controle de acesso mdia MAC (Media Access Control) pode ser facilmente combinado com diferentes meios fsicos. Os padres de MAC mais importantes para a Ethernet so o 10 BASE-2 e o 10 BASE-T. A tecnologia MAC Ethernet denominada Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ou CSMA/CD trabalha de forma muito similar a conversao humana. O fluxograma do CSMA/CD mostrado na figura a seguir:


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Fluxograma do CSMA/CD

1. Carrier-sense: a estao que precisa transmitir um pacote de informaotem que se assegurar de que no h outros ns ou estaes utilizando o meio fsico compartilhado. Assim, primeiramente a estao ouve ou sente o canal antes da transmisso. Se o canal estiver livre por um certo perodo de tempo denominado IFG (Interframe Gap), a estao pode iniciar a transmisso. Se o canal estiver ocupado, ele ser monitorado continuamente at se tornar livre por um perodo de tempo mnimo de IFG. Ento a transmisso ser iniciada (nova tentativa). Collision detection: uma coliso pode ocorrer se duas ou mais estaes iniciam a transmisso ao mesmo tempo. Esta coliso destri os pacotes de dados destas estaes. A Ethernet monitora continuamente o canal durante uma transmisso para detectar colises. Se uma estao detecta uma coliso durante a transmisso, esta imediatamente interrompida. Um sinal de congestionamento (JAM)3 enviado ao canal para garantir que todas as estaes detectem a coliso e rejeitem qualquer pacote de dados que possam estar recebendo, pois pode haver erros no mesmo. Multiple access: aps um perodo de espera (back-off), uma nova tentativa de transmisso feita pelas estaes que precisam transmitir. Um algoritmo de back-off determina um atraso de modo que, diferentes estaes tenham que esperar tempos diferentes antes que uma nova tentativa de transmisso seja feita novamente.

2. 3.

4.

5.

6.

7.1 - Pacotes de dados nas redes EthernetTodos os dados transmitidos atravs da rede, so divididos em pacotes. A estao emissora escuta o cabo, transmite um pacote, escuta o cabo novamente, transmite outro pacote e assim por diante. A estao receptora por sua vez, vai juntando os pacotes at ter o arquivo completo. O uso de pacotes evita que uma nica estao monopolize a rede por muito tempo, e torna mais fcil a correo de erros.3

congestionamento; processo ou mecanismo que foi interrompido devido a uma falha;


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Se por acaso um pacote chegar corrompido, devido a interferncias no cabo, ou qualquer outro motivo, ser solicitada uma retransmisso do pacote, assim, quanto pior for a qualidade do cabo e maior for o nvel de interferncias, mais pacotes chegaro corrompidos e tero que ser retransmitidos e, consequentemente, pior ser o desempenho da rede. Os pacotes Ethernet 802.3 so divididos em 7 campos:

Estrutura de frame (campos) Ethernet 802.3 O prembulo composto de 7 bytes4 e serve para sincronizar a transmisso dos dados entre transmissor e receptor. PREMBULO (Preamble):

SFD (Start of Frame Delimiter):

Composto por 1 byte, indica que um frame de MAC est prestes a iniciar.ENDEREO DE DESTINO (Destination Address):

Especifica para onde o frame est sendo enviadoENDEREO FONTE (Source Address):

Denota o equipamento que inicia a transmisso. Cada n ou estao tem um endereo nico. Os trs primeiros do endereo so chamados de Bloco ID e identificam o fabricante do equipamento, sendo estes determinados pelo IEEE. Os outros trs so chamados de Device ID e so determinados pelo fabricante. Estes so sempre nicos, ou seja no existem por exemplo, teoricamente, placas de rede com endereos MAC iguais.

GNERO E TAMANHO DO CAMPO (Type/Lenght Field):

Especifica o tipo de campo ou frame.

Se for menor ou igual a 1500 decimal (0x5DC), trata-se de um pacote 802.3 e se for maior do que 1500 trata-se de um pacote DIX (DEC/Intel/Xerox) Ethernet V2. Por exemplo, 0x0800 indica que o campo Ethernet contm um pacote IP (Internet Protocol)

DADOS (Data Field):

Varia de 46 a 1500 bytes, onde 46 bytes a mnima condio para o CSMA/CD.CRC (Cyclic Redundancy Check) ou Checksum:

Verifica frames ou campos invlidos, de modo a assegurar a confiabilidade da transmisso.4

1 byte uma unidade de informao bsica composta de 8 bits


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8 PROTOCOLOS DE REDE E DE COMUNICAOOs protocolos consistem num conjunto de regras que determinam como se procede a comunicao entre computadores na rede. Estas regras definem as caractersticas da rede, tais como: tipos de cabos, velocidade de transferncia, mtodos de acesso ao meio, distribuio das topologias fsicas permitidas na rede. Os protocolos mais comuns so:

Ethernet Fast Ethernet LocalTalk Token Ring FDDI

8.1 - Ethernet o protocolo de rede mais usado. Utiliza um mtodo de acesso chamado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection). Este um sistema onde cada computador "escuta" o cabo antes de enviar algum dado pela rede, se a rede estiver livre ento o computador poder transmitir. Caso algum outro computador queira transmitir e o cabo j esteja sendo utilizado, ento este comutador ir esperar at que o cabo fique desocupado e tentar novamente quando a linha estiver livre. Se ocorrer o fato em que dois computadores tentem transmitir no mesmo instante ento ocorrer uma coliso e a rede ficar for por um curtssimo tempo at que seja liberado o trfego para ento poder transmitir. Entretanto o atraso causado pelas colises e retransmisses muito curto e normalmente no faz efeito na velocidade de transmiso na rede. As topologias usadas para este protocolo so do tipo barramento ou estrela. O tipo de cabeamento de par tranado, coaxial ou fibra tica e a velocidade de transmisso de 10 Mbps.

8.2 - Fast-Ethernet um novo conceito do padro Ethernet, diferenciando-se pela velocidade de trfego na rede que de 100Mbps. So necessrios cabos de fibra tica ou par tranado categoria 5. No h possibilidade de se usar o cabo coaxial devido sua velocidade de transmisso que de no mximo 10Mbps. Alm disto a rede precisa de hubs, placas de rede que suportem a velocidade de 100Mbps. TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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8.3 - Local Talk uma rede desenvolvida pela Apple Computers para computadores Macintosh. O mtodo de acesso o CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). Semelhante ao CSMA/CD com exceo que o sinal est preparado para transmitir antes mesmo que seja feita a transmisso, ou seja, a rede inicialmente pr-alocada em intervalos de tempo para a transmisso, ao terminar o tempo pr alocado para cada estao, ento outra estao poder transmitir sem probabilidade de coliso. Adaptadores de rede e cabos par tranado especiais so usados para conectar uma srie de computadores de um extremo a outro numa porta serial. O Sistema Operacional Macintosh permite o estabelecimento de uma rede ponto-a-ponto sem a necessidade de software adicional. Com a verso Server da AppleShare, uma rede cliente/servidor pode ser feita. A topologia de rede aplicvel a este protocolo pode ser barramento ou estrela utilizando par tranado. A grande desvantagem deste protocolo a sua velocidade que de somente 230 Kbps.

8.4 - Token RingDesenvolvido pela IBM em meados de 1980, utiliza-se do mtodo de acesso de passagem de smbolo ou anel lgico. Os computadores somente so conectados aps o sinal ter passado por todos os computadores da rede; esta "volta" do sinal forma um anel lgico. Um sinal eltrico d as caractersticas do anel de um computador para o outro, se um computador no tem nada a transmitir ele ento simplesmente passa o sinal para a prxima estao. Quando um computador deseja transmitir uma determinada informao a uma outra estao qualquer ele ento anexa os dados ao sinal juntamente com o endereo da estao a ser enviada e ento a estao que recebeu os dados, absorve-os e envia um sinal de resposta de recebimento dos dados estao que o enviou inicialmente, sendo assim, aps a estao ter recebido o sinal de resposta ela reenvia um sinal "limpo" em que outras estaes podero transmitir normalmente. Utiliza topologia anel com par tranado ou fibra tica. Devido crescente popularidade do padro Ethernet, o uso do Token Ring tem diminudo.

8.5 - FDDIFDDI (Fiber Distributed Data Interface), interconecta duas ou mais redes locais, frequentemente cobrindo longas distncias. anel. O mtodo de acesso envolve a passagem de sinal, usa topologia fsica de duplo


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A transmisso ocorre em um dos anis, entretanto caso uma parada ou quebra ocorra, o sistema mantm a informao automaticamente usando pores do segundo anel para, ento criar um anel completo. A maior vantagem no FDDI est na velocidade. Usa somente fibra tica com velocidade de 100Mbps.PROTOCOLO ETHERNET FAST ETHERNET LOCAL TALK TOKEN RING FDDI CABEAMENTO Par tranado, cabo coaxial ou fibra tica Par tranado ou fibra tica Par tranado Par tranado ou fibra tica Fibra tica VELOCIDADE 10Mbps 100Mbps 230Kbps 4 16Mbps 100Mbps TOPOLOGIA Barramento ou estrela Estrela Barramento ou estrela Anel Duplo anel

8.6 - Camadas da rede (Protocolos de Comunicao)Uma rede formada por vrias camadas. rede. Primeiro temos toda a parte fsica da rede, incluindo os cabos, hubs e placas de

Ainda na parte fsica temos a topologia lgica da rede que, como vimos, determinada pela prpria placa de rede. Em seguida, temos o driver da placa rede que fornecido pelo fabricante e permite que o sistema operacional possa acessar a placa de rede, atendendo s solicitaes do protocolo de rede, o sistema operacional de rede e finalmente os programas. A primeira camada fsica (hardware), e as demais so lgicas (software).

Camadas de uma rede Atualmente so usados basicamente 4 protocolos de rede, especificamente para a comunicao de dados, incluindo a transmisso e recepo:o NetBEUI, o IPX/SPX, o DLC e o TCP/IP. Cada um com suas caractersticas prprias.


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Um protocolo um conjunto de regras que definem como os dados sero transmitidos; como ser feito o controle de erros e retransmisso de dados; como os computadores sero endereados dentro da rede etc. Um micro com o protocolo NetBEUI instalado, por exemplo, s ser capaz de se comunicar atravs da rede com outros micros que tambm tenham o protocolo NetBEUI. possvel que um mesmo micro tenha instalado vrios protocolos diferentes, tornando-se assim um poliglota. Graas aos protocolos, tambm possvel que computadores rodando diferentes sistemas operacionais de rede, ou mesmo computadores de arquiteturas diferentes se comuniquem, basta apenas que todos tenham um protocolo em comum.

8.7 - NetBEUIO NetBEUI uma espcie de vov protocolo, pois foi lanado pela IBM no incio da dcada de 80 para ser usado junto com o IBM PC Network, um micro com configurao semelhante do PC XT, mas que podia ser ligado em rede. Naquela poca, o protocolo possua bem menos recursos e era chamado de NetBIOS. O nome NetBEUI passou a ser usado quando a IBM estendeu os recursos do NetBIOS, formando o protocolo complexo que usado atualmente. No jargo tcnico atual, usamos o termo NetBEUI quando nos referimos ao protocolo de rede em s e o termo NetBIOS quando queremos nos referir aos comandos deste mesmo protocolo usado pelos programas para acessar a rede. Ao contrrio do IPX/SPX e do TPC/IP, o NetBEUI foi concebido para ser usado apenas em pequenas redes, e por isso acabou tornando-se um protocolo extremamente simples. Por um lado, isto fez que ele se tornasse bastante gil e rpido e fosse considerado o mais rpido protocolo de rede durante muito tempo. Para voc ter uma idia, apenas as verses mais recentes do IPX/SPX e TCP/IP conseguiram superar o NetBEUI em velocidade. Mas, esta simplicidade toda tem um custo: devido ao mtodo simples de endereamento usado pelo NetBEUI, podemos usa-lo em redes de no mximo 255 micros. Alm disso, o NetBEUI no suporta enumerao de redes (para ele todos os micros esto ligados na mesma rede). Isto significa, que se voc tiver uma grande Intranet, composta por vrias redes interligadas por roteadores, os micros que usarem o NetBEUI simplesmente no sero capazes de enxergar micros conectados s outras redes, mas apenas os micros a que estiverem conectados diretamente. Devido a esta limitao, dizemos que o NetBEUI um protocolo no rotevel Apesar de suas limitaes, o NetBEUI ainda bastante usado em redes pequenas, por ser fcil de instalar e usar, e ser razoavelmente rpido. Porm, para TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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redes maiores e Intranets de qualquer tamanho, o uso do TCP/IP muito mais recomendvel.

8.8 - IPX/SPXEste protocolo 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 to rpido quanto o TPC/IP (apesar de no ser to verstil) e suporta roteamento, o que permite seu uso em redes mdias e grandes. Apesar do Netware suportar o uso de outros protocolos, incluindo o TPC/IP, o IPX/SPX seu protocolo preferido e o mais fcil de usar e configurar dentro de redes Novell. Voc j deve ter ouvido muito a respeito do Netware, que o sistema operacional de rede cliente - servidor mais utilizado atualmente. Alm do mdulo principal, que instalado no servidor, fornecido um mdulo cliente, que deve ser instalado em todas as estaes de trabalho, para que elas ganhem acesso ao servidor. Alm da verso principal do Netware, existe a verso Personal, que um sistema de rede ponto a ponto, que novamente roda sobre o sistema operacional. Esta verso do Netware bem fcil de usar, porm no muito popular, pois o Windows sozinho j permite a criao de redes ponto a ponto muito facilmente.

8.9 - DLCO DLC um protocolo usado por muitas instalaes Token Ring para permitir a comunicao de PCs com ns de interconexo de mainframe. Alguns modelos antigos de JetDirects da HP, assim como alguns poucos modelos de impressoras de rede tambm s podem ser acessados usando este protocolo. Apesar de ser necessrio instala-lo apenas nestes dois casos, o Windows oferece suporte ao DLC, bastando instala-lo junto com o protocolo principal da rede.

8.10 - TCP/IPUma das principais prioridades dentro de uma fora militar a comunicao. No final da dcada de 60, esta era uma grande preocupao do DOD, Departamento de Defesa do Exrcito Americano: como interligar computadores de arquiteturas completamente diferentes, e que ainda por cima estavam muito distantes um do outro, ou mesmo em alto mar, dentro de um porta avies ou submarino? Aps alguns anos de pesquisa, surgiu o TCP/IP, abreviao de Transmission Control Protocol/Internet Protocol ou Protocolo de Controle de Transmisso/Protocolo Internet. TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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O TPC/IP permitiu que as vrias pequenas redes de computadores do exrcito americano fossem interligadas, formando uma grande rede, embrio do que hoje conhecemos como Internet. O segredo do TCP/IP dividir a grande rede em pequenas redes independentes, interligadas por roteadores. Como apesar de poderem comunicar-se entre s, uma rede independente da outra; caso uma das redes parasse, apenas aquele segmento ficaria fora do ar, no afetando a rede como um todo. No caso do DOD, este era um recurso fundamental, pois durante uma guerra ou durante um ataque nuclear, vrios dos segmentos da rede seriam destrudos, junto com suas respectivas bases, navios, submarinos, etc., e era crucial que o que sobrasse da rede continuasse no ar, permitindo ao comando coordenar um contra ataque. Mesmo atualmente este recurso continua sendo fundamental na Internet, se por exemplo, o servidor do Yahoo cair, apenas ele ficar inacessvel. Apesar de inicialmente o uso do TPC/IP ter sido restrito a aplicaes militares, com o passar do tempo acabou tornando-se de domnio pblico, o que permitiu aos fabricantes de software adicionar suporte ao TCP/IP aos seus sistemas operacionais de rede. Atualmente, o TPC/IP suportado por todos os principais sistemas operacionais, no apenas os destinados a PCs, mas a todas as arquiteturas, inclusive mainframes, minicomputadores e at mesmo celulares e handhelds. Qualquer sistema com um mnimo de poder de processamento, pode conectarse Internet, desde que algum crie para ele um protocolo compatvel com o TCP/IP e aplicativos www, correio eletrnico etc. Alguns exemplos de sistemas operacionais que suportam o TCP/IP so: o MSDOS, Windows 3.11, Windows 95/98/NT/2000/XP, Netware, MacOS, OS/2, Linux, Solaris, a maioria das verses do Unix, BeOS e vrios outros. Voltando histria da Internet, pouco depois de conseguir interligar seus computadores com sucesso, o DOD interligou alguns de seus computadores s redes de algumas universidades e centros de pesquisa, formando uma inter-rede, ou Internet. Logo a seguir, no incio dos anos 80, a NFS (National Science Foundation) dos EUA, construiu uma rede de fibra tica de alta velocidade, conectando centros de supercomputao localizados em pontos chave nos EUA e interligando-os tambm rede do DOD. Essa rede da NSF, teve um papel fundamental no desenvolvimento da Internet, por reduzir substancialmente o custo da comunicao de dados para as redes de computadores existentes, que foram amplamente estimuladas a conectar-se ao backbone5 da NSF, e consequentemente, Internet.

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Backbone - infra-estrutura fisica central da Internet, redes principais que conectam redes menores Internet


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A partir de abril de 1995, o controle do backbone (que j havia se tornado muito maior, abrangendo quase todo o mundo atravs de cabos submarinos e satlites) foi passado para o controle privado. Alm do uso acadmico, o interesse comercial pela Internet impulsionou seu crescimento, chegando ao que temos hoje.

9 EQUIPAMENTOS PARA REDES E APLICAES9.1 - REPETIDORESSo dispositivos normalmente de baixo custo, que servem para aumentar a distncia entre dois pontos, de maneira a preservar a integridade da informao que passa por eles. Quando deseja-se aumentar a distncia dos segmentos de redes locais (LANs), utiliza-se repetidor regenerativo. Um repetidor regenerativo como o prprio nome diz, um dispositivo para regenerar sinais caso estes sofram atenuaes. Os repetidores so transparentes para os demais dispositivos da rede e problemas devidos ao overhead6 bem como o jitter7 podem ocorrer. Por isso, a adio de repetidores em um sistema deve obedecer critrios; os repetidores trabalham apenas na camada fsica do modelo OSI. A figura a seguir representa um usurio (1) comunicando-se com outro usurio (2) por meio de um repetidor regenerativo, em relao ao modelo OSI.

Outros dispositivos que operam em redes na camada fsica do modelo OSI so os MODEMs limitados em distncia LDM (Limited Distance Modem) as Unidades de Servio de Canal (CSU Channel Service Unite) e as Unidades de Servio de Dados (DSU Data Service Unit). Os LDMs tambm denominados drivers de linha so utilizados para aumentar a distncia de circuitos fsicos, ou seja, os LDMs so MODEMs que operam como repetidores.

Repetidores e o modelo OSI

9.2 - HUBs

Os hubs ou concentradores so dispositivos que conectam vrios segmentos de rede local, estaes de trabalho e servidores ao meio fsico.6 7

Overhead - perda de dados por excesso de repetio Jitter - rpida variao de um sinal devido a perturbaes eltricas


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A aplicao mais simples e comum dos hubs a conexo de vrias estaes de trabalho, dotadas de placas de rede compatveis com o mesmo meio fsico dos hubs. Esse meio fsico geralmente composto de cabos de pares tranados (UTP), embora alguns tenham interfaces para outras mdias. A quantidade de estaes de trabalho que podem ser conectados ao hub depende da quantidade de portas do mesmo (em geral de 8 a 48 portas). No entanto a conexo de muitas estaes de trabalho a um hub e a conexo deste a um segmento de rede simples, pode resultar em muitas colises com prejuzo na transmisso de dados. A figura a seguir mostra uma aplicao tpica dos hubs, com segmentao de rede, concentrada em um painel de distribuio (Patch Panel).

Aplicao tpica dos HUBs Observe na figura mostrada anteriormente (aplicao tpica dos hubs) que os hubs esto empilhados. Estes hubs so denominados hubs stackable (empilhveis) e so os mais utilizados em redes locais. Desta forma, uma rede pode comear com um nmero pequeno de estaes e, para acompanhar o crescimento da rede, coloca-se um em cima do outro, formando assim uma pilha. Quando os hubs so empilhados eles so inteligados por uma interface stack especfica, de modo que todas as suas portas continuem disponveis para os usurios da rede. Alm disso, em redes com hubs stackable gerenciveis, apenas um hub da pilha precisa ser o agente de gerenciamento SNMP (Simple Network Management Protocol Protocolo de Administrao Simples da Rede) que, por meio deste todos os demais hubs da pilha passam a ser gerenciveis. TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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Assim, podemos dizer que uma pilha de 5 hubs com 16 portas ligados na configurao stack, com apenas um deles com o agente SNMP, se comporta como um nico hub gerencivel de 80 portas. A quantidade de hubs que podem ser empilhados para formar uma nica rede lgica, depende de cada fabricante. No entanto, pilhas muito grandes de hubs em um nico segmento de rede no muito interessante, pois apenas uma estao de trabalho pode acessar o meio fsico (CSMA/CD) e isto, devido ao congestionamento, pode prejudicar o funcionamento da rede. Alguns fabricantes j esto disponibilizando hubs inteligentes, que oferecem a possibilidade de criao de multisegmentos de rede dentro de uma nica pilha de hubs, ou seja, hubs individuais podem ser agrupados em um nmero de segmentos em funo da especificao do fabricante. Este artifcio permite a melhora do desempenho da rede, principalmente em virtude da drstica reduo do congestionamento. A figura a seguir, mostra 3 hubs ligados em cascata.

Hubs ligados em cascata (visto por trs)

GERAES DE HUBs:A primeira gerao de hubs Ethernet apareceu por volta de 1.984. Estes hubs eram do tipo coaxial e eram utilizados para conectar vrios segmentos de rede local, conforme ilustra a figura a seguir.


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Uso tpico do hub coaxial 10 BASE-T Nesta configurao, o hub est sendo utilizado simplesmente como repetidor. Os hubs so usualmente empregados na topologia estrela, ocupando sempre o centro de uma rede local, com os dispositivos desta conectados diretamente a eles. A segunda gerao de hubs para redes locais apareceu com a mesma arquitetura da primeira, porm com algumas facilidades de gerenciamento local e remoto dos segmentos de rede a ele conectados, alm de permitir a interligao de arquiteturas diferentes de redes locais, como a Ethernet e Token Ring. A terceira gerao de hubs a dos hubs inteligentes. Estes hubs, alm dos recursos dos da segunda gerao, oferecem tambm as funes de ponte (bridge8). Os hubs inteligentes so gerenciveis por meio de um agente SNMP (Simple Network Management Protocol). A quarta gerao de hubs a dos switch-hubs. Esses hubs so tambm denominados switches9, oferecendo todas as vantagens das geraes anteriores, incluindo switching10 em nvel de MAC, funes de pontes transparentes e interfaces com a WAN.

9.3 - SWITCHESOs switches so divididos em quatro classes:

Workgroup switch Enterprise switch Backbone switch Edge switch

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Bridge dispositivo que coordena o trfego de dados entre os segmentos de uma rede; estes segmentos devero ter um endereo de rede em comum 9 Switch dispositivo que abre ou fecha circuitos e seleciona caminhos 10 Switching ao de comutao


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Os workgroups switches e os enterprise switches so os mais utilizados em ambientes de redes locais. Os workgroups switches em uma LAN isolam grupos especficos de usurios dentro de uma LAN, com um servidor prprio alm daqueles que so utilizados por toda a rede. A figura a seguir ilustra uma aplicao do workgroup switch, onde observa-se que em uma das redes existe um servidor prprio.

Workgroup switch Observa-se na figura acima que o switch est sendo usado tambm para segmentar a rede, pois mais de um servidor est sendo utilizado pela mesma. No aconselhvel utilizar switches para a funo exclusiva de segmentao, pois todas as estaes de trabalho de todos os hubs conectados ao switch estaro concorrendo a um segmento nico de rede para acessar o servidor. A figura a seguir mostra uma forma de ligao do switch com a finalidade exclusiva de segmentao da rede. Esse arranjo no recomendvel, pois com toda a rede operando a uma velocidade nica, por exemplo 10Mbps, um gargalo se formar no segmento que conecta o switch ao servidor. O nico benefcio que essa configurao poder trazer se o segmento que interliga o servidor ao switch operar a uma velocidade maior do que a da rede, que est sendo segmentada.


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Segmentao de rede com switch (1) A arranjo mostrado na figura acima (1) no recomendvel devido ao gargalo que se formar no segmento que interliga o servidor ao switch, pois a velocidade desse segmento igual da rede toda.

Segmentao de rede com switch (2) O arranjo mostrado na figura anterior (segmentao de rede com switch - 2) mais vantajoso uma vez que o link de alta velocidade entre o servidor e o switch (100Mbps) proporcionar a diminuio do gargalo entre eles. Embora esta aplicao dos switches seja muito comum na prtica, deve-se salientar que, a melhor maneira de segmentar uma rede com um nico servidor a adio de placas de rede a este.


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A figura a seguir mostra uma aplicao tpica de um switch em uma LAN, onde as portas do switch que conectam os servidores podem operar tanto na mesma velocidade da rede, como numa velocidade superior.

Aplicao tpica do switch em uma LANDIFERENA BSICA ENTRE SWITCHES E HUBs:

O hub comporta-se como um repetidor, ou seja, a informao contida em uma porta qualquer do hub repetida para todas as portas do mesmo. O switch um hub com endereamento de portas. Em cada porta do switch h um endereo nico, desta forma, a informao endereada a uma das portas do switch estar presente somente nessa porta, deixando as demais livres para tratamento dos dispositivos a ela conectados. No caso de uma rede com mais de um servidor (conforme ilustra a figura acima), o desempenho da rede melhorado, pois cada servidor ser conectado a uma porta especfica do switch, assim como os hubs, podendo ser acessados simultaneamente pelas estaes de trabalho.UTILIZAO DOS SWITCHES:

a) Workgroup switches: conforme visto anteriormente esses switches so utilizados em uma LAN para isolar grupos especficos de usurios, por exemplo, usurios da rede A, rede B, etc. b) Enterprise switches: inteligam os workgroups switches, em outras palavras, conectam vrios departamentos ou grupos de usurios. c) Edge switches: so utilizados como acesso a servios pblicos de dados TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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d) Backbone switches: atuam como dispositivos de interligao de alta velocidade para os edge switches. Os switches so dispositivos orientados conexo. As interfaces entre usurio e switch so referenciadas como UNI (User to Network Interface) e as conexes entre os switches so feitas por um protocolo interswitch. As redes so interligadas entre switches por meio de uma interface denominada NNI (Network to Network Interface). A figura a seguir mostra um diagrama das classes de switches. Observe que existe uma interligao entre uma rede privada e uma rede pblica.

Classes de switches A figura a seguir mostra um switch workgroup de 8 portas, 10/100.

A figura a seguir mostra um hub/switch de uso geral, com 24 portas.

9.4 - PONTES (BRIDGES)TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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Supondo que em uma empresa existam duas redes; uma rede Ethernet, e outra rede Token Ring. Apesar das duas redes possurem arquiteturas diferentes e incompatveis entre s, possvel instalar nos PCs de ambas um protocolo comum, como o TCP/IP por exemplo. Com todos os micros de ambas as redes falando a mesma lngua, resta apenas quebrar a barreira fsica das arquiteturas de rede diferentes, para que todos possam se comunicar. justamente isso que um bridge faz. possvel interligar todo o tipo de redes usando bridges, mesmo que os micros sejam de arquiteturas diferentes, Macintosh de um lado e PC do outro, por exemplo, contanto que todos os micros a serem conectados utilizem um protocolo comum. Antigamente este era um dilema difcil, mas atualmente isto pode ser resolvido usando o TCP/IP.FUNCIONAMENTO:

Imagine duas redes, uma Ethernet e outra Token Ring, interligadas por um bridge. O bridge ficar entre as duas, escutando qualquer transmisso de dados que seja feita em qualquer uma das duas redes. Se um micro da rede A transmitir algo para outro micro da rede A, o bridge ao ler os endereos de fonte e destino no pacote, perceber que o pacote se destina ao mesmo segmento da rede e simplesmente ignorar a transmisso, deixando que ela chegue ao destinatrio atravs dos meios normais. Se, porm, um micro da rede A transmitir algo para o micro da rede B, o bridge detectar ao ler o pacote que o endereo destino pertence ao outro segmento, e encaminhar o pacote. Portanto uma caracterstica importante de um bridge a sua habilidade de filtrar dados. Existem basicamente quatro tipos de bridges: 1) 2) 3) 4) Ring). bridge bridge bridge bridge transparente de translao ou converso de mdia de encapsulamento de roteamento

A figura a seguir mostra um bridge conectando duas redes (Ethernet e Token


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Interligao Ethernet/Token Ring A figura a seguir ilustra os bridges em relao ao modelo OSI. Os bridges conectam dispositivos utilizando camadas fsica e de link de dados.

As pontes (bridges) em relao ao modelo OSI No caso de uma rede muito grande, que esteja tornando-se lenta devido ao trfego intenso, poder ser utilizado um bridge para dividir a rede em duas, dividindo o trfego pela metade. Existem tambm alguns bridges mais simples (e mais baratos) que no so capazes de distinguir se um pacote se destina ou no ao outro lado da rede. Eles simplesmente encaminham tudo, aumentando desnecessariamente o trfego na rede. Estes bridges, que so chamados de bridges de encaminhamento, servem para conectar redes diferentes, mas no para diminuir o trfego de dados. A funo de bridge tambm pode ser executada por um PC com duas placas de rede, corretamente configuradas.

9.5 - ROTEADORES (ROUTERS)Os roteadores so dispositivos destinados a interconectar LANs com WANs e MANs. So largamente utilizados quando h necessidade de interligao de redes com protocolos diferentes.


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Assim, os roteadores suportam vrios dispositivos de redes locais podendo empregar uma grande variedade de protocolos entre redes e esquemas de endereamento. Os roteadores so providos de inteligncia para entender uma rede inteira, de tal forma a rotear as informaes baseadas em vrios fatores, proporcionando a essas informaes e melhor caminho para atingir seu destino. Por esse motivo os roteadores so largamente empregados na Internet. Os roteadores operam nas camadas fsica, link de dados e rede do modelo OSI. No entanto, a funcionabilidade principal dos roteadores est na camada link de dados.

Roteadores em relao ao modelo OSI A figura a seguir mostra um roteador sem fio.

Os roteadores no precisam suportar o mesmo protocolo de rede local ou protocolos at a camada 3, no entando, precisam utilizar o mesmo protocolo deste a camada quatro at a camada sete do modelo OSI. Os roteadores utilizam seus prprios protocolos entre redes, e por isso retm inteligncia artificial que nada mais do que o conhecimento dinmico da rede inteira, podendo com isso identificar topologias. Com isso, cria tabelas dinmicas de modo a oferecer um roteamento que pode limitar o nmero de contagem de hops11; da sua grande utilidade na Internet.

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Hops (Internet) um dos muitos ns de uma rede de computadores nos quais uma mensagem transferida de um ponto para outro; cada vez que um dado transmitido de um roteador para outro forma-se um hop.


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Roteadores e hops A figura acima ilustra um processo de roteamento entre seis redes, onde observa-se que os dados da estao 1 para a estao 6, passam por trs roteadores, formando assim 3 hops. A Internet na verdade uma rede gigantesca, formada por vrias sub-redes interligadas por roteadores. Todos os usurios de um pequeno provedor, por exemplo, podem ser conectados Internet por meio do mesmo roteador. Para baixar uma pgina do Google por exemplo, o sinal dever passar por vrios roteadores, vrias dezenas em alguns casos. Se todos estiverem livres, a pgina ser carregada rapidamente. Porm, se alguns estiverem congestionados pode ser que a pgina demore vrios segundos, ou mesmo minutos antes de comear a carregar. O tempo que um pedido de conexo demora para ir at o servidor destino e ser respondido chamado de Ping. Voc pode medir os pings de vrios servidores diferentes usando o prompt do MS-DOS. Estando conectado Internet basta digitar: ping endereo de destino Exemplo: ping www.uol.com.br ou ping 207.167.207.78 Outra ferramenta til tanto para medir o tempo de resposta de um servidor qualquer, quanto para verificar por quantos e quais roteadores o sinal est passando at chegar l o NeoTrace Pro 3.25.CONCLUSO:

Os bridges servem para conectar dois segmentos de rede distintos, transformando-os numa nica rede. TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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Os roteadores por sua vez, servem para interligar duas redes separadas. A diferena que usando roteadores, possvel interligar um nmero enorme de redes diferentes, mesmo que situadas em pases ou mesmo continentes diferentes. Cada rede possui seu prprio roteador e os vrios roteadores so interligados entre s. Os roteadores so mais espertos que os bridges, pois no lem todos os pacotes que so transmitidos atravs da rede, mas apenas os pacotes que precisam ser roteados, ou seja, que destinam-se outra rede. Por este motivo, no basta que todos os micros usem o mesmo protocolo, preciso que o protocolo seja rotevel. Apenas o TCP/IP e o IPX/SPX so roteveis, ou seja, permitem que os pacotes sejam endereados outra rede. Portanto, no possvel utilizar o protocolo NetBEUI nos roteadores.

9.6 - PLACAS DE REDE (NIC Network Interface Card)Para que o microcomputador possa ser conectado ao meio fsico, para ter acesso a todos os recursos da rede (servidor de arquivos, estaes de trabalho) necessrio que o mesmo seja interfaceado com o meio. Para isso utilizam-se placas de rede que so instaladas em um slot interno de cada micro que compe a rede, fazendo com que ele se torne uma estao de trabalho da mesma. Quanto taxa de transmisso, temos placas Ethernet de 10 e 100Mbps placas Token Ring de 4 e 16Mbps. Como vimos anteriormente, devemos utilizar cabos adequados velocidade da placa de rede. Usando placas Ethernet de 10Mbps por exemplo, devemos utilizar cabos de par tranado de categoria 3 ou 5, ou ento cabos coaxiais. Usando uma placas de 100Mbps o requisito mnimo a utilizao de cabos de par tranado (UTP) categoria 5. No caso de redes Token Ring, os requisitos so cabos de par tranado, por exemplo, categoria 3. Devido s exigncia de uma topologia em estrela das redes Token Ring, nenhuma placa de rede Token Ring suporta o uso de cabos coaxiais. Cabos diferentes exigem encaixes diferentes na placa de rede. O mais comum em placas Ethernet, a existncia de dois encaixes, uma para cabos de par tranado e outro para cabos coaxiais. Muitas placas mais antigas, tambm trazem encaixes para cabos coaxiais do tipo grosso (10Base5), conector com um encaixe bastante parecido com o conector para joysticks da placa de som. TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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Placas que trazem encaixes para mais de um tipo de cabo so chamadas placas combo. A existncia de 2 ou 3 conectores serve apenas para assegurar a compatibilidade da placa com vrios cabos de rede diferentes. Naturalmente, somente um conector poder ser usado de cada vez. As placas de rede que suportam cabos de fibra ptica, so uma exceo, pois possuem encaixes apenas para cabos de fibra. Estas placas tambm so bem mais caras, de 5 a 8 vezes mais do que as placas convencionais por causa do CODEC, o circuito que converte os impulsos eltricos recebidos em luz e vice-versa que ainda extremamente caro. Finalmente, as placas de rede diferenciam-se pelo barramento utilizado. Atualmente podem ser encontradas no mercado placas de rede ISA e PCI usadas em computadores de mesa e placas PCMCIA, usadas em notebooks e handhelds. Existem tambm placas de rede USB que vem sendo cada vez mais utilizadas, apesar de ainda serem bastante raras devido ao preo salgado. Naturalmente, caso o PC possua slots PCI, recomendvel comprar placas de rede PCI pois alm de praticamente todas as placas PCI suportarem transmisso de dados a 100Mbps (todas as placas de rede ISA esto limitadas a 10Mbps devido baixa velocidade permitida por este barramento), as mesmas podero ser usadas muito mais tempo, j que o barramento ISA vem sendo cada vez menos usado em placas me mais modernas e deve gradualmente desaparecer futuramente das placas mes.

Placa de rede Ethernet PCI


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Placa de rede Ethernet ISA

Placa de rede PCMCIA O microcomputador e a placa de rede podem trocar informaes pelo bus de dados deste por meio de algumas tcnicas diferentes. a) I/O12 programada: o processador da placa de rede controla uma quantidade compartilhada de memria e se comunica com o processador do computador por meio de I/O. Nesta tcnica os dados so transferidos para o mesmo bloco de memria, gravando e lendo os dados ou informaes com rapidez. Esta tcnica usa menos memrias que outras tcnicas. b) DMA (Direct Access Memory) ou acesso direto memria, para que a sinalizao entre a placa e o computador fosse executada. Esta tcnica praticamente no mais usada, levando-se em conta a evoluo tecnolgica dos hardwares para essa finalidade. c) Tcnica de memria compartilhada: com o objetivo de melhorar as tcnicas anteriores. Uma placa de rede que opera de acordo com esta tcnica possui uma rea de memria que pode ser acessada pelo processador do computador diretamente, em alta velocidade e sem estados de espera (interrupo).

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I/O - input/output (dispositivo de entrada e sada num memo barramento)


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d) Controle de bus: uma tcnica largamente utilizada em computadores com barramento EISA (Extended Industry Standard Architecture) ou ISA, em que a placa de rede envia e recebe dados para a memria do computador sem interromper a atividade do processador.. As placas de rede que operam com essa tcnica assumem o bus de dados do computador e colocam as informaes diretamente na regio de memria RAM do computador enquanto que, o processados continua operando. Em se falando de recursos do sistema, todas as placas de rede so parecidas: precisam de um endereo de IRQ, um canal de DMA e um endereo de I/O, que devem ser configurados corretamente. O canal de IRQ necessrio para que a placa de rede possa chamar o processador quando tiver dados a entregar. O canal de DMA usado para transferir os dados diretamente memria, diminuindo a carga sobre o processador. Finalmente, o endereo de I/O informa ao sistema onde esto as informaes que devem ser movidas. Ao contrrio dos endereos de IRQ e DMA que so escassos, existem muitos endereos de I/O e por isso a possibilidade de conflitos bem menor, especialmente no caso de placas PnP. De qualquer forma, mudar o endereo de I/O usado pela placa de rede (isso pode ser feito atravs do gerenciador de dispositivos do Windows, por exemplo) uma coisa a ser tentada caso a placa de rede misteriosamente no funcione, mesmo no havendo conflitos de IRQ e DMA. Todas as placas de rede atuais so PnP, tendo seus endereos configurados automaticamente pelo sistema. Placas mais antigas por sua vez, trazem jumpers ou dip-switches que permitem configurar os endereos a serem usados pela placa. Existem tambm casos de placas de rede que so configurveis via software, sendo sua configurao feita atravs de um programa fornecido junto com a placa. Para que as placas possam se encontrar dentro da rede, cada placa possui tambm um endereo de n. Este endereo de 48 bits nico e estabelecido durante o processo de fabricao da placa, sendo inaltervel. O endereo fsico relacionado com o endereo lgico do micro na rede. Se por exemplo na sua rede existe um outro micro chamado Micro B, e o Micro A precisa transmitir dados para ele, o sistema operacional de rede ordenar placa de rede que transmita os dados ao Micro B, porm, a placa usar o endereo de n e no o endereo de fantasia Micro B como endereo. Os dados trafegaro atravs da rede e ser acessvel a todas as os micros, porm, apenas a placa do Micro B ler os dados, pois apenas ela ter o endereo de n indicado no pacote. Sempre existe a possibilidade de alterar o endereo de n de uma placa de rede, substituindo o chip onde ele gravado. Este recurso usado algumas vezes para fazer espionagem, j que o endereo de n da rede poder ser alterado para o endereo de n de outra placa da rede, TREINAMENTO EM REDES Prof. Edgar Zuim

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fazendo com que a placa clonada, instalada no micro do espio tambm receba todos os dados endereados ao outro micro.

10 ENDEREAMENTO IPCada host (qualquer dispositivo que possui placa de rede) identificado por um endereo IP lgico. O endereo IP pertence camada de rede no modelo OSI e no tem nenhuma dependncia com a camada de enlace (como o endereo de acesso mdia de um adaptador, por exemplo). Um nico endereo IP requerido para cada host ou qualquer outro componente de rede que se comunica usando TCP/IP. O endereo IP identifica a localizao de um host na rede do mesmo modo que o endereo de uma rua identifica uma casa na cidade. Como um endereo de uma casa deve identificar uma nica residncia um endereo IP deve ser globalmente nico e ter um formato uniforme. O endereo IP composto de um nmero de quatro bytes, separados por trs pontos como: 200.255.14.11 ou algo similar.

Composio de um endereo IP (32 bits no total)


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Endereamento IP A figura acima representa um exemplo de endereamento entre quatro estaes de trabalho e o servidor. Observa-se na figura acima que todos os componentes tem a mesma identificao de rede, por pertencerem ao mesmo meio fsico. A identificao de rede (tambm conhecida como endereo de rede) identifica os sistemas que esto localizados no mesmo segmento fsico de rede na abrangncia de roteadores IPs. Todos os sistemas na mesma rede fsica devem ter a mesma ide

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