Uma rede de computadores é
formada por um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações
e compartilhar recursos, interligados por um subsistema de comunicação, ou
seja, é quando há pelo menos 2 ou mais computadores e outros dispositivos
interligados entre si de modo a poderem compartilhar recursos físicos e
lógicos, estes podem ser do tipo: dados, impressoras, mensagens (e-mails),entre
outros.
A Internet é um amplo sistema de
comunicação que conecta muitas redes de computadores. Existem várias formas e
recursos de vários equipamentos que podem ser interligados e compartilhados,
mediante meios de acesso, protocolos e requisitos de segurança.
Os meios de comunicação podem
ser: linhas telefónicas, cabo, satélite ou comunicação sem fios (wireless).
O objetivo das redes de
computadores é permitir a troca de dados entre computadores e a partilha de
recursos de hardware e software.
Modelagem de rede de computadores segundo Tanenbaum
Uma rede pode ser definida por
seu:
Tamanho, topologia, meio físico e protocolo
utilizado.
Segundo Tamanho
·
PAN (Personal Area Network, ou rede pessoal).
Uma PAN é uma rede de computadores usada para comunicação entre dispositivos de
computador (incluindo telefones e assistentes pessoais digitais) perto de uma
pessoa.
·
LAN (Local Area Network, ou Rede Local). É uma
rede onde seu tamanho se limita a apenas uma pequena região física.
·
VAN (Vertical Area Network, ou rede de
vertical). Uma VAN é usualmente utilizada em redes prediais, vista a
necessidade de uma distribuição vertical dos pontos de rede.
·
CAN (Campus Area Network, ou rede campus). Uma
rede que abrange uma área mais ampla, onde pode-se conter vários prédios dentro
de um espaço continuos ligados em rede.
·
MAN (Metropolitan Area Network, ou rede
metropolitana). A MAN é uma rede onde temos por exemplo, uma rede de farmácias,
em uma cidade, onde todas acessam uma base de dados comum.
·
WAN (Wide Area Network, ou rede de longa
distância). Uma WAN integra equipamentos em diversas localizações geográficas,
envolvendo diversos países e continentes como a Internet.
·
SAN (Storage Area Network, ou Rede de
armazenamento). Uma SAN serve de conexão de dispositivos de armazenamento
remoto de computador para os servidores de forma a que os dispositivos aparecem
como locais ligados ao sistema operacional.
Topologia
A topologia de rede é o padrão no
qual o meio de rede está conectado aos computadores e outros componentes de
rede. Essencialmente, é a estrutura topológica da rede, e pode ser descrito
fisicamente ou logicamente. Há várias formas nas quais se pode organizar a
interligação entre cada um dos nós (computadores) da rede.
Há várias formas nas quais se
pode organizar a interligação entre cada um dos nós (computadores) da rede.
Topologias podem ser descritas fisicamente e logicamente. A topologia física é
a verdadeira aparência ou layout da rede, enquanto que a lógica descreve o
fluxo dos dados através da rede.
O estudo da topologia da rede reconhece oito topologias básicas:
·
Ponto-a-ponto
·
barramento
·
Estrela
·
Anel ou circular
·
Malha
·
Árvore
·
Híbrido
·
Daisy Chain
Topologia
Ponto-a-Ponto
Ponto-a-ponto A topologia ponto a
ponto é a mais simples. Une dois computadores, através de um meio de
transmissão qualquer. Dela pode-se formar novas topologias, incluindo novos nós
em sua estrutura.
Barramento
Todos os computadores são ligados
em um mesmo barramento físico de dados.[1][2] Apesar de os dados não passarem
por dentro de cada um dos nós, apenas uma máquina pode “escrever” no barramento
num dado momento. Todas as outras “escutam” e recolhem para si os dados
destinados a elas. Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a
rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo
tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão.
Anel
Na topologia em anel os
dispositivos são conectados em série, formando um circuito fechado (anel).[1]
Os dados são transmitidos unidirecionalmente de nó em nó até atingir o seu
destino.[1] Uma mensagem enviada por uma estação passa por outras estações,
através das retransmissões, até ser retirada pela estação destino ou pela
estação fonte.[1] Os sinais sofrem menos distorção e atenuação no enlace entre
as estações, pois há um repetidor em cada estação. Há um atraso de um ou mais
bits em cada estação para processamento de dados. Há uma queda na
confiabilidade para um grande número de estações. A cada estação inserida, há
um aumento de retardo na rede.[2] É possível usar anéis múltiplos para aumentar
a confiabilidade e o desempenho.
Estrela
A mais comum atualmente, a
topologia em estrela utiliza cabos de par trançado e um concentrador como ponto
central da rede. O concentrador se encarrega de retransmitir todos os dados
para todas as estações, mas com a vantagem de tornar mais fácil a localização
dos problemas, já que se um dos cabos, uma das portas do concentrador ou uma
das placas de rede estiver com problemas, apenas o nó ligado ao componente
defeituoso ficará fora da rede. Esta topologia se aplica apenas a pequenas
redes, já que os concentradores costumam ter apenas oito ou dezesseis portas.
Em redes maiores é utilizada a topologia de árvore, onde temos vários
concentradores interligados entre si por comutadores ou roteadores.
Malha
Esta topologia é muito utilizada
em várias configurações, pois facilita a instalação e configuração de
dispositivos em redes mais simples. Todos os nós estão atados a todos os outros
nós, como se estivessem entrelaçados. Já que são vários os caminhos possíveis
por onde a informação pode fluir da origem até o destino. Neste tipo de rede, o
tempo de espera é reduzido e eventuais problemas não interrompem o
funcionamento da rede. Um problema encontrado é em relação às interfaces de
rede, já que para cada segmento de rede seria necessário instalar, em uma mesma
estação, um número equivalente de placas de rede. Uma vez que cada estação
envia sinais para todas as outras com frequência, a largura da banda de rede
não é bem aproveitada.
Árvore
A
topologia em árvore é essencialmente uma série de barras interconectadas.[2] Geralmente existe uma barra central onde outros
ramos menores se conectam. Esta ligação é realizada através de derivadores e as
conexões das estações realizadas do mesmo modo que no sistema de barra padrão.
Híbrida
É
a topologia mais utilizada em grandes redes.[2] Assim, adequa-se a topologia de rede em função do
ambiente, compensando os custos, expansibilidade, flexibilidade e
funcionalidade de cada segmento de rede. São as que utilizam mais de uma
topologia ao mesmo tempo, podendo existir várias configurações que podemos
criar utilizando uma variação de outras topologias. Elas foram desenvolvidas
para resolver necessidades específicas.
Daisy Chain
Exceto
para redes conectadas em estrela, a maneira mais fácil de adicionar mais
computadores em uma rede é por encadeamento(Daisy-Chaining), ou seja, ligar
cada computador em série com o próximo. Se a mensagem se destina a um
computador distante no caminho da linha, cada sistema a retransmite em
sequência, até que ela chegue ao seu destino. Uma rede encadeada
(Daisy-Chained) pode assumir duas formas básicas: linear e anel.
Centralização
A
topologia em estrela reduz a probabilidade de uma falha de rede, conectando
todos os nós periféricos (computadores, etc) a um nó central. Quando a
topologia em estrela física é aplicado a uma rede de autocarros de lógica, tais
como Ethernet , este nó central (tradicionalmente um switch) retransmite todas
as transmissões recebidas a partir de qualquer nó periférico para todos os nós
periféricos na rede, incluindo por vezes o nó de origem. Todos nós periféricos
podem, assim, comunicar-se com todos os outros, transmitindo a, e recebendo, o
nó central, apenas. A falha de uma linha de transmissão ligando qualquer nó
periférico para o nó central irá resultar no isolamento desse nó periférico de
todos os outros, mas os nós restantes periféricos não serão afectadas. No
entanto, a desvantagem é que a falha do nó central fará com que a falha de
todos os nós periféricos também.
Descentralização
Numa malha de topologia (isto é,
uma malha parcialmente conectada topologia), há pelo menos dois nós com dois ou
mais caminhos entre eles para fornecer caminhos redundantes a serem utilizados
no caso de a ligação proporcionando um dos caminhos de falha. Esta
descentralização é frequentemente utilizado com vantagem para compensar a
desvantagem de um único ponto de falha, que está presente quando se utiliza um
único dispositivo como um nó central (por exemplo, em redes de estrela e
árvores). Um tipo especial de malha, limitando o número de saltos entre dois
nós, é um hipercubo . O número de arbitrárias garfos em redes mesh torna mais
difícil de conceber e implementar, mas a sua natureza descentralizada torna
muito útil. Isto é semelhante em alguns aspectos a um rede de pontos , em que
uma topologia linear ou anel é utilizado para ligar sistemas em múltiplas
direcções. Um anel de multi-dimensional tem uma toroidal topologia, por
exemplo.
Protocolo
Hoje, o protocolo mais usado é o
TCP/IP, versão IPv4, e espera-se que passemos a utilizar o IPv6.
Arquitetura de Redes
Arcnet
A Arcnet é uma arquitetura de
rede antiga, que existe desde a década de 70. É claro que de lá pra cá houveram
avanços, mas não o suficiente para manter as redes Arcnet competitivas frente
às redes Ethernet e outras tecnologias modernas. Para você ter uma idéia, as
redes Arcnet são capazes de transmitir a apenas 2.5 mbps e quase não existem drivers
for WINDOWS para as placas de rede. Os poucos que se aventuram a usá-las
atualmente normalmente as utilizam em modo de compatibilidade, usando drivers
MS-DOS antigos.
Ethernet
É o padrão de rede mais usado
atualmente. O padrão consiste em placas de rede, cabos, hubs e outros
periféricos de rede compatíveis entre sí. Existem basicamente dois padrões
Ethernet: 10 e 100 megabits, que se diferenciam pela velocidade. Uma placa
Ethernet 10/10 transmite dados a 10 Mbits, enquanto uma 10/100 transmite a 100
Mbits, podendo transmitir também a 10 caso ligada a uma placa 10/10.
Token Ring
Diferentemente das redes Ethernet
que usam uma topologia lógica de barramento, as redes Token Ring utilizam uma
topologia lógica de anel. Quanto à topologia física, é utilizado um sistema de
estrela parecido com o 10BaseT, onde temos hubs inteligentes com 8 portas cada
ligados entre sí. Tanto os hubs quanto as placas de rede e até mesmo os
conectores dos cabos têm que ser próprios para redes Token Ring. Existem alguns
hubs combo, que podem ser utilizados tanto em redes Token Ring quanto em redes
Ethernet.
O custo de montar uma rede Token
Ring é muito maior que o de uma rede Ethernet, e sua velocidade de transmissão
está limitada a 16 mbps, contra os 100 mbps permitidos pelas redes Ethernet.
Porém, as redes Token Ring trazem algumas vantagens sobre sua concorrente: a
topologia lógica em anel é quase imune a colisões de pacote, e pelas redes
Token Ring obrigatoriamente utilizarem hubs inteligentes, o diagnóstico e
solução de problemas é mais simples.
Frame Relay
As linhas T1 e T3
(respectivamente de 1.5 e 45 megabits) são compostas por vários canais de 64
Kbits cada. Como estas linhas de alta velocidade são muito caras, muitas
companhias telefônicas oferecem a opção de alugar linhas de frame relay, que
nada mais são do que concessões de um ou vários canais de 64 Kbits da linha T1
ou T3 da concessionária. Esta é uma forma de conexão rápida à Internet,
utilizada por muitas empresas, apesar de ainda ser muito cara para usuários
domésticos, pelo menos no Brasil.
Atualmente este tipo de conexão
vem perdendo terreno, pois já existem opções mais baratas, como o acesso via
cabo, rádio, satélite e ADSL.
ATM
Uma tecnologia de transmissão de
dados que divide o fluxo de dados a serem transmitidos em pequenos blocos de 53
bytes cada um. Estes blocos são chamados de células, e podem ser processados de
forma assíncrona. Entre várias outras aplicações, o ATM é usado nos sistemas
ISDN e ADSL de acesso rápido à Internet. No Speedy, o serviço de acesso via
ADSL oferecido pela Telefonica, o termo ATM ganha um outro significado, pois é
usado em relação às instalações antigas, onde cada cliente possui um IP fixo.
Nas instalações mais recentes, o sistema passou a ser chamado de
"megavia" e os usuários passaram a utilizar IP dinâmico, mas em
compensação podem escolher entre um número maior de provedores.
ISDN
Integrated Services Digital
Network. Permite acessar a Internet a 128 Kbits usando a linha telefônica. Este
é um serviço disponível na maioria das cidades, mas pouco usado por causa das
altas tarifas. Em São Paulo por exemplo, a Telefônica oferece o serviço com o
nome de "Multilink", paga-se pela instalação do serviço, uma taxa
mensal pelo aluguel do modem e mais a mensalidade do provedor de acesso.
No ISDN o usuário tem à
disposição dois links de 64 k, e tem a opção de conectar-se à Internet usando
apenas um link, a 64 K, ficando com o telefone livre, ou conectar usando os dois
links, a 128 K, mas ficar com a linha ocupada. Ao conectar-se à 128 K, também
paga-se o dobro de pulsos, o que acaba saindo bem caro. Uma solução mais barata
é o ADSL, onde paga-se apenas uma tarifa mensal por acesso ilimitado. Veja
também: ADSL.
x.25
X.25 é um conjunto de protocolos
padronizado pela ITU para redes de longa distância e que usam o sistema
telefônico ou ISDN como meio de transmissão.
DSL
Digital Subscriber Line
(simplesmente DSL ou ainda xDSL) é uma família de tecnologias que fornecem um
meio de transmissão digital de dados, aproveitando a própria rede de telefonia
que chega na maioria das residências. As velocidades típicas de download de uma
linha DSL variam de 128 kilobits por segundo (kbps) até 52 Mbits/s dependendo
da tecnologia implementada e oferecida aos clientes. As velocidades de upload
são menores do que as de download para o ADSL e são iguais para o caso do SDSL.
FDDI
As redes FDDI adotam uma
tecnologia de transmissão idêntica às das redes Token Ring, mas utilizando,
vulgarmente, cabos de fibra óptica, o que lhes concede capacidades de
transmissão muito elevadas (em escala até de Gigabits por segundo) e a
oportunidade de se alargarem a distâncias de até 200 Km, conectando até 1000
estações de trabalho. Estas particularidades tornam esse padrão bastante
indicado para a interligação de redes através de um backbone – nesse caso, o
backbone deste tipo de redes é justamente o cabo de fibra óptica duplo, com
configuração em anel FDDI, ao qual se ligam as sub-redes. FDDI utiliza uma
arquitetura em anel duplo.
