4. Rede de Computador Redes de computadores e suas infraestruturas

4. Rede de Computador

Redes de computadores e suas infraestruturas


Definição

Uma rede de computadores é formada por um conjunto de módulos processadores capazes de trocar informações e compartilhar recursos, interligados por um sub-sistema de comunicação, ou seja, é quando há pelo menos dois ou mais computadores interligados por um meio de comunicação para compartilhar informações ou recursos computacionais.

A rede também proporciona a constituição de grupos de trabalhos que podem estar separados geograficamente, porém compartilhando informações, recursos e serviços.


Definição

Tradicional Atual


Definição – TIPOS

• LAN - (Local Area Network)

• MAN - (Metropolitan Area Network)

• WAN - (Wide Area Network)


Definição – TIPOS

LAN - Local Area Network:• Geograficamente se encontra dentro de um mesmo prédio físico. Não ultrapassa o muro físico da organização.Características:

• altas taxas de transmissão• baixas taxas de erros• propriedade privada - autenticação• geograficamente limitadas

Como exemplo podemos citar a rede que está dentro do Campus de uma Universidade

4. Rede de ComputadorDefinição – TIPOS

MAN - Metropolitan Area Network:• Geograficamente conecta computadores que estão a alguns quilômetros de distâncias .Características:

• Posição geográfica - restrita a uma área metropolitana;• meios de transmissão geralmente de alta velocidade na troca de informação ( cabos óticos, rádio, linha de banda larga);• Interliga várias entidades ou instituições – LAN com LAN;

Como exemplo de rede metropolitana, poderíamos citar a rede pertencente a Unicamp - USP.

4. Rede de ComputadorDefinição – TIPOS

WAN - Wide Area Network:• São redes que conectam computadores que estão distantes uns dos outros, independente da região geográfica (cidade, país, continente) que estes se encontram.Características:• conecta redes locais e/ou metropolitanas geograficamente distantes;• meios de transmissão: satélites, linhas de banda larga, fibra ótica, power line;• gerenciada por um comitê regional e mundial.•no Brasil o responsável pela Internet é o Comite Gestor Internet Brasil (CGI - www.cgi.br) auxiliado pela RNP rede nacional de pesquisa (www.rnp.br).No Brasil o registro na Internet é feito no site www.registro.br

4. Rede de ComputadorA infra-estrutura de uma rede de computadores, implica sempre em alguns componentes básicos de hardware:

• Computadores e periféricos: são os componentes fundamentais da rede, porque contém os softwares que permitem acessar aos recursos da rede e trocar informações com outros usuários;• Meio físico de comunicação: é o canal de comunicação que pode ser do tipo guiável (“cabo”) e do tipo não guiável (“sem fio”) pelo qual os computadores enviam e recebem informações;• Dispositivos de conexão à rede: nas redes LANs utiliza-se placas de redes que são as pontes para interligar o computador e o meio de comunicação. Para acessar as redes MAN e WAN, geralmente utiliza-se MODEM, que tem a função de adaptar os sinais digitais utilizados no computador ao meio de comunicação de longa distância.• Dispositivo de roteamento das mensagens: Existem diversos dispositivos para realizar o roteamento (rota) da mensagem em um ambiente de rede. Em rede LAN utiliza hub e switch. Para interligar uma rede LAN com uma rede MAN ou WAN utiliza-se um Roteador.

Obs.:É importante padronizar a marca dos periféricos utilizados na rede

4. Rede de ComputadorDefinição – Infra-estrutura - MODEM

O MODEM converte sinal digital em sinal analógico e vice versa.

Sinal Digital :

Transmite dados em código binário (linguagem do computador) bits 1 e bits 0

Sinal Analógico:

Transmiste dados através de sinal de frequencia de ondas senoidal – utilizados no processo da telefonia.

4. Rede de ComputadorA infra-estrutura de uma rede de computadores, implica sempre em alguns componentes básicos de hardware:

• Computadores e periféricos: são os componentes fundamentais da rede, porque contém os softwares que permitem acessar aos recursos da rede e trocar informações com outros usuários;• Meio físico de comunicação: é o canal de comunicação que pode ser do tipo guiável (“cabo”) e do tipo não guiável (“sem fio”) pelo qual os computadores enviam e recebem informações;• Dispositivos de conexão à rede: nas redes LANs utiliza-se placas de redes que são as pontes para interligar o computador e o meio de comunicação. Para acessar as redes MAN e WAN, geralmente utiliza-se MODEM, que tem a função de adaptar os sinais digitais utilizados no computador ao meio de comunicação de longa distância.• Dispositivo de roteamento das mensagens: Existem diversos dispositivos para realizar o roteamento (rota) da mensagem em um ambiente de rede. Em rede LAN utiliza hub e switch. Para interligar uma rede LAN com uma rede MAN ou WAN utiliza-se um Roteador.

Obs.:É importante padronizar a marca dos periféricos utilizados na rede

4. Rede de ComputadorA arquitetura de uma rede pode ser do tipo:

- Cliente x Servidor- Ponto a Ponto

Cliente x Servidor

Neste tipo de rede existe a figura de uma máquina principal (servidor) que gera recursos para os demais micros da rede. O servidor é um micro especializado com o objetivo de gerenciar serviços e aplicações de um ambiente de rede. O Usuário não deverá utilizar essa máquina para a sua produtividade diária - máquina dedicada. Esse tipo de rede é projetada em torno da convenção de que aplicativos e dados são armazenados em um ou mais servidores que os usuários podem acessar a partir de qualquer um dos clientes (servidor primário e servidores secundários).



Cliente x Servidor

Principais servidores – serviços:

• Servidor de Autenticação• Servidor de Arquivos• Servidor de Impressão• Servidor de Web• Servidor de Banco de Dados• Servidor DHCP• Servidor WINS• Servidor de DNS • Servidor de Segurança



Ponto a Ponto

•É basicamente uma rede de pares. Toda máquina conectada a rede ponto a ponto possui os mesmos direitos de acesso de qualquer outra máquina da rede; não existe um local centralizado para os aplicativos e também não tem uma máquina gerenciadora do ambiente, ou seja, em um determinado momento a máquina pode fazer a função de um servidor e em outro momento a vez de uma estação.

CLIENTE SERVIDOR x PONTO A PONTO

4. Rede de ComputadorDefinição – Infra-estrutura – Meios de Comunicação

É o dispositivo o qual a informação irá utilizar para navegar e ser transmitida de uma máquina para outra na rede. Popularmente é conhecido como cabo da rede.

Tipos Distância Aplicação Velocidade

• Coaxial 150m LAN 10 Mbps• Para trançado 100m LAN 10, 100 Mbps a 1000Mbps• Fibra ótica m a km LAN a WAN Mbps a Gbps • Wireless m a Km LAN a MAN 11b, 54ag,108g Mbps Novo modelo 802.11n = 300 Mbps

Power Line Communication (Power Line – PLC) Internet via rede elétrica, tendência para os próximos anos.

Cidade de Barreirinha em São Luiz do Maranhão – velocidade 1 a 16Mb - 200Mb

4. Rede de ComputadorDefinição – Infra-estrutura – Meios de Comunicação - CABOS

Malha de cobre ou luva de alumínio

Isolamento

(PVC, Teflon)

Núcleo de Cobre (condutor)

Coaxial Par trançado

UTP

Par trançado

STP

Fibra

O mais utilizado é o cat 5e

4. Rede de ComputadorDefinição – Infra-estrutura – Meios de Comunicação - Conectores

Conector BNC

Cabo Coaxial

Conector RJ 45

Cabo Par TrançadoKeystone Fêmea

4. Rede de ComputadorDefinição – Infra-estrutura - PROTOCOLO

Protocolo• É um conjunto de

regras/acordos entre duas ou mais partes que desejam comunicar-se;

• É um procedimento que estabelece um link de comunicação entre dois computadores;

• É um “tradutor” entre dois computadores.

• O Protocolo padrão para ambiente de redes é o TCP/IP.


• É constituído por diversas camadas;

• Há uma hierarquia nos procedimentos e implementações dos serviços por camada;

• Cada camada tem uma função específica e passa uma determinada tarefa para a camada que vem logo abaixo (origem) ou acima (destino);

• Cada camada possui um protocolo para realizar um serviço.


Vejamos o exemplo de um protocolo para enviar um passageiro (mensagem) de uma origem a um destino.

4. Rede de Computador - PROTOCOLO

OSI - Open Systems Interconnections

O Modelo OSI é dividido em

sete camadas

hierárquicas, onde cada

camada é responsável

por algum tipo de tarefa,

e que cada camada

apenas se comunica com

a camada imediatamente

inferior ou superior.

Desta forma a camada 6

só poderá se comunicar

com as camadas 7 e 5, e

nunca diretamente com a

camada 1 .

Preocupa-se com

problemas de aplicações

Preocupa-se com

problemas de transporte de

dados

Adaptado de Cisco Academy - 2000

4. Rede de Computador - Internet

Histórico A Internet surgiu nos anos 60, na época da Guerra Fria, nos Estados Unidos. O Departamento de Defesa americano pretendia criar uma rede de comunicação de computadores em pontos estratégicos. A intenção era descentralizar informações valiosas de forma que não fossem destruídas por bombardeios se estivessem localizadas em um único servidor.

Assim, a ARPA (Advanced Research Projects Agency), uma das subdivisões do Departamento, criou uma rede conhecida por ARPANET, ligada por um backbone (“espinha dorsal”) que passava por debaixo da terra, o que dificultava sua destruição. O acesso à ARPANET era restrito a militares e pesquisadores.

Resumindo surgiu de projetos ao longo dos anos 60 pelo Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Esses projetos visavam o desenvolvimento de uma rede de computadores para comunicação entre os principais centros militares de comando e controle que pudesse sobreviver a um possível ataque nuclear. Ao longo dos anos 70 e meados do anos 80 muitas universidades se conectaram a essa rede, o que moveu a motivação militarista do uso da rede para uma motivação mais cultural e acadêmica.


Histórico no Brasil

Até recentemente, no Brasil, o acesso à Internet era restrito a Professores, estudantes e funcionários de universidades e instituições de pesquisa.

As instituições governamentais e privadas também obtiveram acesso devido a colaborações acadêmicas e atividades não-comerciais.

Somente a partir de 1995, surgiu a oportunidade para que usuários fora das instituições acadêmicas tivessem acesso à Internet.


Histórico no Brasil

1987 - A FAPESP (Fundações de Pesquisa do Estado de São Paulo) e o LNCC (Laboratório Nacional de Computação Científica – RJ) conectaram-se a instituições nos EUA via Embratel as tarifas normais pela utilização de circuitos de comunicação de dados.1990 – O Ministério da Ciência e Tecnologia – implementa a rede Nacional de Pesquisa (RNP) com o objetivo de implantar uma moderna infraestrutura, com abrangência nacional, para a Internet.

1991 – É apresentado um projeto para interconectar os diversos centros de pesquisa do país. Em 7 de junho é aprovado o backbone para a RNP.

1992/93 – É feito um enorme backbone para cobrir a maior parte do país com a

velocidade de 9600 bits por segundo.

1995 – O Ministério da Comunicação e da Ciência e Tecnologia lançam um

backbone global de uso misto (comercial e acadêmico). A Embratel cadastra 11 empresas para disponibilizar o serviço de WWW.


Definição – Infra-estrutura – INTERNET - Serviços

Os principais serviços da Internet são:

• WWW (Word Wid Web): é o navegador gráfico para acessar as páginas da Internet;

• E-mail (Correio eletrônico): realiza a troca de mensagens eletrônicas entre usuários da rede, através de endereço e caixa eletrônica;

• FTP (File Transfer Protocol): Realiza a transferência de arquivos eletrônicos (download ou upload) entre os computadores da rede;

• IRC (Internet Relay Chat): proporciona a “conversa” eletrônica em tempo real. Um dos programas mais utilizados é o MSN;

É um conglomerado de redes em escala mundial de milhões de computadores, que estão interligados para permite o acesso em tempo real a informações e todo tipo de transferência de dados e recursos.

4. Rede de ComputadorDefinição – Infra-estrutura – INTERNET - Serviços

Os principais serviços da Internet são:

• VOIP (Voice over Internet Protocol): é os sistema que transmite VOZ “telefonia” utilizando o protocolo TCP. Programa mais utilizado Skype;

• Newsgroup (Grupos de discussão): são grupos de discussão onde se estabelece a necessidade de inscrição e cumprimentos de regras;

• Conferência: É a transmissão online de som e imagem através de câmeras, entre computadores que estão a longa distância. Atualmente é muito utilizados por Universidade e Industrias no EAD (E-Learning);

• SSH: Permite um usuário através de um computador, se conectar a outra computador remotamente; e utilizar dos serviços e informações desse computador que está distante.


O FUTURO da Internet

• Atualmente a Internet possui 1,5 bilhões de computadores interligados no mundo todo (computadores, telefones celulares, televisores e geladeiras)

• Em 10 anos estima-se que aproximadamente 7 trilhões de equipamentos (computadores, celulares, televisão, torradeira, torneiras, interruptores e luz, lâmpadas, aviões, entre outros) estejam conectados na Internet.

• A previsão é de desenvolver chips para inserção de qualquer objeto (tênis, sacolas, etc) ou animal (bichos de estimação ou criação e humanos). Nos humanos serão oferecidos em tempo real informações como o consulmo de calorias e dados de doenças.

• E sobre tudo a “computação na nuvem”


O FUTURO da Internet – Computação na Nuvem

• A idéia desse projeto começou a surgir em 1961 com o pesquisador John McCarthy em Inteligência Artifical do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), onde previa um modelo de computação oferecido como um serviço semelhante ao de distribuição de energia (centrais e clientes).

• Como exemplo atual dessa realidade podemos citar: o armazenamento de fotos ou armazenamento de arquivos no Google Docs em grandes datas centers.

• A vantagem desse tipo de serviço é poder acessar os arquivos de qualquer lugar, sem que estes estejam “trancados” em um computador local/específico.

• Demanda de mercado: baratear o custo e aumentar a venda de produtos portateis e sem fio para o acesso a “grande rede”.



Ainda não há uma definição para esse termo

Principal objetivo é armazenar arquivos e disponibilizar recursos de processamento na Internet em centros de computação espalhados pelo mundo, porém conectados entre si. Grandes datas centers que reúnem milhares de servidores.

“A era da nuvem já começou. Terá um impacto revolucionário na maneira como as pessoas lidam com a tecnologia e vai

determinar a história da computação nos próximos cinquenta anos”

Ray Ozzie substituto de Bill Gates na Microsoft

4. Rede de ComputadorDefinição – Infra-estrutura – INTERNET - ServiçosO FUTURO da Internet – Computação na Nuvem

• Atualmente existem 1000 datas centers de grande e médio porte espalhados pelo mundo.

• Reunidos os datas center ocupam um espaço de 278 campos de futebol.

• Os gigantes da tecnologias possuem esses data centers: Google, Microsoft, Amazon, IBM, HP e outros. Só a Google possue 36 centrais dispersas pelo mundo.

• O processo que está possibilitando a criação dos datas center é a virtualização.

• Com a virtualização uma máquina física que antigamente ficava ociosa em nivel de processamento é transformada em várias máquinas virtuais – Vator positivo reduz custo e aumenta o poder de armazenamento e processamento.

4. Rede de ComputadorDefinição – Infra-estrutura – INTERNET - ServiçosO FUTURO da Internet – Computação na Nuvem

• A virtualização pode ser aplicada em servidores ou em processos/tarefas. No caso de tarefas quando um ambiente em nuvem percebe que uma máquina está ociosa solicita a sua participação para agilizar tarefas. Quando a tarefa é terminada ou a máquina começa a produzir a virtualização é interrompida. PCs ZUMBIS. – Projeto da IBM 1,2 computadores voluntários estão no projeto.

• Com a virtualização e a computação em nuvem as empresas não precisarão mais gastar fortunas para montar estruturas de tecnologia que ficam desatualizadas rapidamente. IBM já oferece esse serviço. Esta prestação de serviço movimentou 46 bilhões de dolares em 2008.

• A bolsa de valores americana (Nasdaq) em 2008 precisava inovar a sua infraestrutura computacional e previa gastar 7 milhões de dolares, com o serviço da nuvem gastou 100 dolares.



• O mercado de aluguel de processamento/armazenamento e de software na nuvem está previsto de 500 000 usuários atuais para 49 milhões de usuários em 2013.

• Como toda revolução tecnológica, o surgimento da nuvem desperta temores e apreensões, principalmente o que envolve segurança e privacidade.

• Cidades verdes (tudo controlado com chips) com a de Nova Songdo na Coreia do Sul, bancada pelas grandes empresas como GE, Simens, IBM irão ajudar a planejar o futuro da computação na nuvem.

4. Rede de ComputadorDefinição – Infra-estrutura – INTERNET

Que tipos de informações são encontradas na Internet?

Não há limites para o tipo de informação que se pode encontrar na Internet. Você encontrará diversos tipos de informações como artigos publicados em congressos, informações jornalísticas, dados estatísticos, como também poderá encontrar “lixos” de informações.

CUIDADO: A informação que se publica na Internet não é sujeita a nenhum tipo de avaliação prévia por seu autor, e nem toda

informação é de qualidade e confiabilidade.

Procure a informação CERTA no local CERTO!


Como procurar uma informação na Internet?

As informações na Internet não estão organizadas para facilitar a sua recuperação. Um local apropriado para coletar informações são os sites de universidades, congressos, revistas eletrônicas (IEEE, ACM Computer, Proquest, Capes, etc) ........

Uma outra forma é utilizando os pesquisadores eletrônicos da Web, que podem buscar ou listar páginas da Internet através de palavras chaves indicadas pelo usuários.

Principais pesquisadores eletrônicos:

• www.google.com.br domina 80% do mercado

• www.scholar.google.com.br

• www.yahoo.com.br

• www.altavista.com


Qual é o problema que podemos ter com a Internet?

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Qual é o problema que podemos ter com a Internet?

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O que é Intranet e Extranet?

Intranet e Extranet são redes de computadores que utilizam a mesma tecnologia e serviços da Internet. Na Intranet os serviços e sistemas corporativos só estão disponíveis aos funcionários da empresa que estão cadastrados para acesso da mesma. Na Extranet os serviços e sistemas corporativos estão disponíveis aos usuários e parceiros de negócios que precisam acessar/trocar informações, tanto a nível interno ou externo da empresa, acessando dados ou sistemas corporativos.

4. Rede de ComputadorEstudo de Caso. “Um empresa de pequeno porte tem 40 computadores,

20 notebook e 2 impressoras. Esta empresa quer disponibilizar o acesso a banda larga para todos os seus computadores sendo que para os PCs irá utilizar um meio guiável e para os notebooks um meio de comunicação não guiável. Além de acessar o seu provedor a empresa quer compartilhar com sua filial o ERP corporativo que controla toda essa organização e todos os outros sistemas/aplicativos e documentos corporativos e individual dos funcionários que devem ficar armazenados na matriz. A forma utilizada para ligar essas duas unidades será através da Internet. A filial está a 100km da matriz e tem 15 computadores, 8 notebooks, 5 iphones e 1 impressora onde todas as máquinas tem acesso a Internet. Para essa organização determine:

- SO para os servidores- A arquitetura de redes ideal para esse ambiente- Defina a infraestrutura necessária (servidores, meios de

comunicações – tipos e velocidades, dispositivos de rede e protocolo) para a implementação desse ambiente.

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