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Comunicação de Dados

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Text of Comunicação de Dados

PARTE

I

VISO GERAL DAS COMUNICAES DE DADOS E DAS REDES DE COMPUTADORESs comunicaes de dados e as redes de computadores so objetos que saram do universo tecnolgico e caram no domnio pblico. Produtos como os aparelhos de MP3 e telefones celulares no so mais restritos ao mundo de magia da alta tecnologia, mas sim brinquedos para todos, desde pr-adolescentes aos avs. O progresso na tecnologia de comunicao de dados e nas redes de computadores est acontecendo numa velocidade assustadora. Para se ter uma idia, as antenas de televiso tipo bunny-ear (antena interna de TV) so coisas pr-histricas, se comparadas s transmisses digitais a cabo e via satlite dos dias atuais. Hoje os escritrios so movidos por conexes wireless. Para o usurio final dessas tecnologias, o nico requisito saber como utiliz-las, isto , ter o know how. Contudo, um estudante destes campos do conhecimento humano deve estar familiarizado com tpicos e conceitos mostrados na Figura 1.Modelos de redes

A

Protocolos e padres Comunicao de dados ConectividadeInternet

LANs e WANs Componentes Representao de dados Fluxo de dados Processamento distribudo Critrios Estrutura

Figura

1

Viso geral.

Comunicao de DadosAs redes de comunicao existem para que dados possam ser enviados de um lugar para outro, essa a idia bsica da comunicao de dados. Para que esse assunto seja entendido completamen-

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Parte I

Viso Geral das Comunicaes de Dados e das Redes de Computadores

te, devemos compreender os componentes fsicos de uma rede; saber representar os diferentes tipos de dados e estarmos aptos a criar/gerenciar um fluxo de dados.

ConectividadeA comunicao de dados entre locais remotos pode ser realizada atravs de um processo denominado conectividade, que envolve desde a conexo de computadores, meios e dispositivos de redes (os ativos de redes). Assim, quando estivermos falando sobre conectividade, queremos que se tenha em mente trs conceitos: processamento distribudo, critrios (protocolos) de redes e infra-estrutura de redes. Rede Locais e Redes Geograficamente Distribudas Redes de computadores so classificadas em duas categorias principais: redes locais (LANs) Local Area Networks e as redes geograficamente distribudas (WANs) Wide Area Networks. Essas redes tm diferentes tipos de caractersticas e funcionalidades. Em geral, uma conexo LAN uma coleo de computadores e dispositivos perifricos numa regio limitada, tal como um prdio ou um campus. Uma LAN quase sempre est sob o domnio privado de uma empresa. J uma rede WAN uma coleo de LANs e estende-se geograficamente por enorme regio. Internet A Internet, principal foco deste livro, uma coleo de LANs e WANs unidas por dispositivos de internetworking. Na Figura 1, mostramos esse relacionamento na caixa intitulada Internet que encerra as LANs e WANs. Entretanto, a Internet mais do que simplesmente uma conexo fsica de LANs e WANs; ela tambm um emaranhado de protocolos e padres de internetworking. Protocolos e Padres Os protocolos e padres so vitais para a implementao de uma rede de comunicao de dados. Os protocolos referem-se s regras; j um padro um protocolo adotado por organismos internacionais de padronizao e empresas do ramo. No diagrama da Figura 1, a caixa Protocolos e Padres abrange tanto o conjunto comunicao de dados quanto networking (redes) para enfatizar que cada rea ou competncia tem uma regra prpria.

Modelos de redeOs modelos de rede servem para organizar, unificar e controlar os componentes de hardware e software da rede de comunicao de dados. Embora o termo Modelos de rede parea estar relacionado apenas s redes, ele tambm se aplica comunicao de dados em si.

CaptulosNo Captulo 1, discutimos brevemente os trs primeiros tpicos comunicao de dados, networking (redes) e os padres. Os modelos de rede, alicerces fundamentais para o restante do livro, so descritos no Captulo 2.

Captulo

1

Introduo

oje em dia as redes de comunicao de dados mudaram nosso modo de fazer negcios e nosso estilo de vida. A tomada de uma deciso de negcios tem sido feita cada vez mais rapidamente e aqueles que as tomam requerem cada vez mais informaes concretas (confiveis). Por que esperar uma semana para que um relatrio originado na Alemanha chegue pelo correio, se ele pode aparecer quase que instantaneamente atravs de uma rede de computadores? Mas antes de nos perguntarmos quo rapidamente podemos consegui-lo numa transmisso, precisamos conhecer como as redes funcionam, quais os tipos de tecnologias disponveis e qual projeto melhor atende s nossas necessidades. O desenvolvimento do computador pessoal modificou tremendamente os negcios, a indstria, a cincia e a educao. Uma revoluo semelhante est acontecendo nas redes de comunicao de dados. Tecnologias avanadas esto tornando possvel transmitir cada vez mais sinais e em velocidades cada vez maiores. Como resultado, os servios esto evoluindo para permitirem o uso a essa capacidade estendida, incluindo a extenso para estabelecer servios tais como um conference calling, chamada em espera, mensagens de voz e identificador de chamada. O fato bsico : as redes de comunicao de dados ainda esto na infncia. O objetivo ser possvel trocar informao em tempo hbil, como textos, udio e vdeo a qualquer lugar do mundo. Queremos acessar a Internet rpida e confiavelmente, a qualquer momento, e fazer downloads e/ou uploads da informao contida nos sites sem muita demora. Este captulo foca quatro pontos fundamentais: comunicao de dados, redes, a Internet e os protocolos/padres. De incio, discutiremos amplamente a definio de comunicao de dados. Ento, definiremos redes como uma via rpida (highway) por onde os dados podem viajar. Em seguida, discutiremos a Internet como um bom exemplo de uma internetworking (i.e., uma rede de redes). Finalmente, discutiremos os diferentes tipos de protocolos, a diferena entre protocolos e padres e as organizaes que recomendam um determinado conjunto de padres.

H

1.1 COMUNICAO DE DADOSQuando comunicamos, compartilhamos informao. Este compartilhamento pode ser local ou remoto. Em geral, entre indivduos, a comunicao local acontece face a face, enquanto que a comunicao remota toma lugar a longas distncias. A palavra telecomunicaes quer dizer comunicao a longas distncias (do grego tele = longe, ao longe, distante) e inclui a telefonia, telegrafia e a televiso.

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Parte I

Viso Geral das Comunicaes de Dados e das Redes de Computadores

O termo dados refere-se informao apresentada em qualquer forma onde concordem as partes, a que originou (criou) e a que far uso dos dados. Comunicao de dados a troca de informao entre dois dispositivos atravs de alguma forma de meio de comunicao, por exemplo um par de fios. Para que a comunicao de dados acontea, os dispositivos de comunicao devem ser parte de um sistema de comunicaes feito a partir da combinao hardware (equipamento fsico) e software (programas). A eficincia de um sistema de comunicao de dados depende fundamentalmente de trs caractersticas: 1. Entrega (delivery). O sistema deve entregar os dados ao destino correto. Os dados devem ser recebidos somente pelo dispositivo ou usurio de destino. 2. Confiabilidade. O sistema deve garantir a entrega dos dados. Dados modificados ou corrompidos numa transmisso so inteis. 3. Tempo de Atraso. O sistema deve entregar dados em um tempo finito e predeterminado. Dados entregues tardiamente so pouco teis. Por exemplo, no caso de transmisses de udio e de vdeo, os atrasos no so desejveis, de modo que eles devem ser entregues praticamente no mesmo instante em que foram produzidos, isto , sem atrasos significativos. Este tipo de entrega denominada transmisso em tempo real.

ComponentesUm sistema bsico de comunicao de dados composto de cinco elementos (veja a Figura 1.1). 1. Mensagem. A mensagem a informao (dados) a ser transmitida. Pode ser constituda de texto, nmeros, figuras, udio ou vdeo ou qualquer combinao desses. 2. Transmissor. O transmissor o dispositivo que envia a mensagem de dados. Pode ser um computador, uma estao de trabalho (workstation), um telefone, uma cmera de vdeo e assim por diante. 3. Receptor. O receptor o dispositivo que recebe a mensagem. Pode ser um computador, uma estao de trabalho, um telefone, uma cmera de vdeo e assim por diante. 4. Meio. O meio de transmisso o caminho fsico por onde viaja uma mensagem originada no transmissor e dirigida ao receptor. Pode ser um par tranado, cabo coaxial, fibra ptica ou ondas de rdio (microondas terrestre ou via satlite). 5. Protocolo. Um protocolo um conjunto de regras que governa a comunicao de dados. Ele representa um acordo entre os dispositivos que se comunicam. Sem um protocolo, dois dispositivos podem estar conectados, mas sem comunicao entre si. Por exemplo, uma pessoa que fala apenas o francs dificilmente compreender o que diz outra pessoa que s fala o japons.

Passo 1: Passo 2: Passo 3:

Passo 1: Passo 2: Passo 3:

Protocolo Mensagem Meio Transmissor

Protocolo

Receptor

Figura

1.1

Cinco componentes da comunicao de dados.

Captulo 1

Introduo

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Representao dos DadosHoje em dia a informao se apresenta de diferentes formas, tais como caracteres numricos ou alfanumricos, visual ou audvel. Caracteres Em comunicao de dados, um caractere representado por um padro ou uma seqncia de bits 0s e 1s. O nmero de bits no padro depende do nmero de smbolos na linguagem ou cdigo. Por exemplo, na escrita inglesa existem 26 smbolos (A, B, C,..., Z) para representar as letras maisculas, 26 smbolos (a, b, c,..., z) para representar as letras minsculas, 10 smbolos (0,1,2,..., 9) para representar caracteres numricos e vrios smbolos (.,?,:,;...,!) para representar a pontuao. Outros smbolos tais como espao, recuo e o tab so usados para alinhamento e formata