INFORMÁTICA AULA 6

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Redes de Computadores

Abertura

Olá,

A interconexão de computadores é uma realidade comum em ambientes corporativos e, mais recentemente, em ambientes domésticos. O entendimento básico do funcionamento de uma rede de computadores é essencial para facilitar a utilização dos recursos disponíveis via rede de computadores.Nesta aula você irá aprender o conceito básico de funcionamento de uma rede de computadores, tipos e classificações de redes.

BONS ESTUDOS!

Referencial Teórico

Uma rede de computadores pode ser definida como um conjunto de equipamentos computacionais conectados através de cabos, fibras ópticas ou links sem fio, de modo que os vários dispositivos separados (chamados de "nós") podem "conversar" uns com os outros e trocar dados. Um nó pode ser um dispositivo capaz de enviar ou receber dados gerados por outros nós na rede, como um computador, uma impressora, etc. Esses links que conectam os dispositivos são chamados de canais de comunicação.No capítulo Rede de Computadores, da obra Fundamentos computacionais, você vai estudar as características básicas de uma rede de computadores, as topologias de rede e as classificações de redes de computadores quanto à sua área de abrangência. Ao final, você terá aprendido a:• Reconhecer os princípios básicos de redes.• Identificar os tipos de redes.• Classificar as redes de computadores.

BOA LEITURA!

Redes de computadores

Objetivos de aprendizagemAo final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:

� Conceituar os princípios básicos de redes. � Identificar os tipos de redes. � Classificar as redes de computadores.

Introdução

A interconexão de computadores é uma realidade bem comum em ambientes corporativos e mais recentemente em ambientes domésticos. Logo, o entendimento básico do funcionamento de uma rede de com-putadores é essencial para facilitar a utilização dos recursos disponíveis via rede de computadores.

Neste capítulo, você vai aprender o conceito básico de funcionamento de uma rede de computadores, os tipos e as classificações de redes.

Conceito de redes de computadores

Uma rede de computadores pode ser definida como um conjunto de equipa-mentos computacionais conectados por meio de cabos, fibras ópticas ou links sem fio, de modo que os vários dispositivos separados (chamados de nós) possam “conversar” uns com os outros e trocar dados (Figura 1). Um nó pode ser um dispositivo capaz de enviar ou receber dados gerados por outros nós na rede, como um computador, uma impressora, etc. Esses links que conectam os dispositivos são chamados de canais de comunicação.

Figura 1. Exemplo de uma rede de computadores.

Fonte: O que... (2013).

Uma rede deve ser capaz de atender a basicamente três critérios:

1. performance;2. confiabilidade;3. escalabilidade.

Performance

A performance de uma rede de computadores pode ser medida a partir de alguns indicadores:

� Tempo de tráfego: é o tempo necessário para que uma mensagem derede trafegue de um dispositivo para outro da rede.

� Tempo de resposta: é o tempo decorrido entre o envio da informaçãoe a sua resposta.

� Eficiência de software: é uma métrica utilizada para verificar o tráfegode rede com softwares específicos.

� Número de usuários: a quantidade de usuários conectados a uma redeinfluencia diretamente na performance da rede.

� Capacidade de hardware: a capacidade de processamento de dadosdos dispositivos físicos que compõem a rede também influencia naperformance da rede.

Redes de computadores2

Confiabilidade

A confiabilidade em redes de computadores refere-se à proteção de dados de qualquer usuário ou acesso não autorizado. Ao trafegar pela rede, os dados passam por várias camadas de rede e podem ser rastreados, caso necessário. Por isso, a segurança dos dados também é uma característica muito importante para as redes de computadores.

Uma rede de computadores pode ter a sua confiabilidade medida pela taxa de pacotes de rede perdidos durante a comunicação. Normalmente, os protocolos de comunicação de rede possuem tolerância a falhas, que garante a retransmissão de pacotes de rede que tenham sido perdidos.

Escalabilidade

A escalabilidade é a capacidade que uma rede de computadores tem de crescer, atendendo às demandas, sem que seja perdida a qualidade do serviço de rede. Essa característica é essencial em redes de computadores corpo-rativas, pois as empresas tendem a expandi-las à medida que expandem as suas operações.

Em um projeto de rede, a escalabilidade deve ser um objetivo primário. Uma rede bem projetada deve permitir que sejam adicionados novos usuários, novas aplicações, novos sites e novos recursos em geral, com uma velocidade de operação da rede razoável para o seu bom funcionamento.

Topologia de redes

Topologia de redes é a descrição esquemática de um arranjo de rede utilizado para conectar os seus nós, a partir dos canais de comunicação. As características da topologia de rede influenciam diretamente em aspectos como escalabilidade e performance.

Topologia barramento

A topologia de barramento é um tipo de rede no qual cada computador e ou dispositivo de rede é conectado a um único cabo (Figura 2). O barramento de rede possui dois pontos de extremidade — essa topologia também é conhecida como topologia de barramento linear.

3Redes de computadores

Figura 2. Esquema ilustrativo da topologia de barramento.

Fonte: Gomes (2014).

Uma rede com a topologia de barramento transmite os dados em apenas uma direção de cada vez. Como pode ser observado na Figura 2, todos os dispositivos são conectados no mesmo cabo. Devido a essas características, apenas redes de pequeno porte utilizam a topologia de barramento. Caso o barramento apresente algum problema, toda a rede ficará inoperante.

Topologia em anel

Essa topologia é chamada de anel em função do seu desenho físico: cada com-putador é conectado diretamente a outro computador, e o último é conectado ao primeiro. Cada dispositivo da rede tem exatamente dois vizinhos. A Figura 3 ilustra essa topologia.

Figura 3. Topologia em anel.

Fonte: Gomes (2012).


A transmissão de dados é unidirecional nessa topologia, e esses dados são transmitidos de forma sequencial, passando por cada um dos nós que compõem a rede, até que alcancem o destino. A transmissão de dados não é afetada pelo alto tráfego ou pela adição de mais nós, pois somente os nós com o direito de transmissão (definido pelos tokens) podem transmitir dados. O grande problema dessa topologia é que a falha de um computador da rede faz com que toda a rede fique inoperante.

Topologia em estrela

Nesse tipo de topologia, todos os computadores estão conectados a um único dispositivo concentrador de rede (como um hub ou switch) por meio de um cabo. Esse dispositivo é o nó central da rede, e todos os demais estão conec-tados a ele (Figura 4).

Figura 4. Topologia em estrela.

Fonte: phipatbig, IconBunny/Shutterstock.com.

Cada nó da rede tem uma ligação direta com o dispositivo concentrador da rede, que age como um repetidor do fluxo de dados. Essa topologia de rede pode usar cabo de par trançado, fibra óptica ou cabo coaxial para implementação física das conexões da rede. Além disso, a topologia em estrela apresenta um desempenho rápido de tráfego de rede.


Topologia em malha (mesh)

Essa topologia apresenta uma conexão ponto a ponto com os nós e dispositivos da rede; todos os nós estão conectados uns aos outros (Figura 5). Existem duas técnicas para a transmissão de dados pela topologia em malha:

� Roteamento: os nós têm uma lógica de roteamento dos dados, conforme os requisitos da rede, e a lógica da menor distância é utilizada para enviar os dados para o destino. A lógica de roteamento também é capaz de detectar os links quebrados e redirecionar o tráfego, evitando esses links.

� Inundação (flooding): os mesmos dados são transmitidos para todos os nós da rede; portanto, não utiliza lógica de roteamento. A perda de dados é improvável, mas a rede fica sobrecarregada com tráfego desnecessário.

Figura 5. Topologia em malha.

Fonte: Ine (2015).

Topologia em árvore

Essa topologia possui um nó de rede considerado raiz, e todos os outros nós estão conectados a ele, criando uma hierarquia de rede (Figura 6). Essa topo-logia é indicada para redes nas quais as estações de trabalho são localizadas em agrupamentos.


Figura 6. Topologia em árvore.

Fonte: Rafaelbke (2013).

Topologia híbrida

Essa topologia mistura dois ou mais tipos de topologias existentes. Por exemplo, em uma empresa na qual a extensão da rede é grande, um segmento de rede pode ter uma topologia em anel e outro pode ter topologia estrela. A Figura 7 traz um exemplo de uma topologia híbrida.

Figura 7. Exemplo de topologia híbrida.

Fonte: Carlos (2008).


Classificação de redes de computadores

O método mais comum de classificação de redes de computadores está relacio-nado com o seu alcance. Analisando por essa perspectiva, temos as seguintes classificações:

� Local Area Network (LAN); � Wide Area Network (WAN); � Metropolitan Area Network (MAN); � VPN (Virtual Private Network).

Local Area Network (LAN)

Também conhecida como rede local, é um grupo de computadores e disposi-tivos associados, que compartilham um link de comunicação comum ou um link sem fio para um servidor (Figura 8). Normalmente, uma LAN abrange computadores e periféricos conectados a um servidor dentro de uma área geográfica limitada, como um escritório ou um estabelecimento comercial. Computadores e outros dispositivos móveis usam uma conexão LAN para compartilhar recursos, como uma impressora ou um storage de rede.

Uma rede local pode servir apenas dois ou três usuários (por exemplo, em uma rede de uma pequena empresa) ou várias centenas deles, como em um escritório maior. A rede LAN compreende cabos, switches, roteadores e outros componentes de rede, que permitem que os usuários se conectem a servidores internos, sites e outras LANs via redes de longa distância.

Figura 8. Rede do tipo LAN.

Fonte: PGI do Brasil ([200-?]).


Wide Area Network (WAN)

Uma WAN (ou rede de longa distância) é uma rede de comunicações que abrange uma grande área geográfica, como cidades, estados ou países (Figura 9). Ela pode ser privada, para conectar partes de uma empresa, ou pode ser pública, para conectar redes menores. A maneira mais fácil de entender o que é uma WAN é pensar na internet como um todo — a maior WAN do mundo. A internet é uma WAN porque, por meio do uso de provedores de acesso, conecta várias redes locais menores (LANs) ou redes metropolitanas (MANs).

Figura 9. Rede do tipo WAN.

Fonte: Palpite Digital (2018).

Metropolitan Area Network (MAN)

Uma rede de área metropolitana (MAN) é semelhante a uma rede local (LAN), mas abrange uma cidade ou um campus inteiro (Figura 10). As redes metropolitanas são formadas por meio da conexão de várias redes locais. Assim, as redes MANs são maiores que as redes LANs, mas menores que as redes de longa distância (WAN). As redes MAN são extremamente eficientes e fornecem comunicação rápida por meio de links de alta velocidade, como cabos de fibra ótica.


Figura 10. Rede de área metropolitana (MAN).

Fonte: Medeiros et al. (2014).

Virtual Private Network (VPN)

Uma rede privada virtual (VPN) é uma tecnologia que cria uma conexão segura e criptografada em uma rede menos segura, como a internet (Figura 11). A tecnologia VPN foi desenvolvida como uma forma de permitir que usuários remotos e filiais acessem com segurança aplicativos corporativos e outros recursos. Para garantir a segurança, os dados trafegam por túneis seguros, e os usuários de VPN devem usar métodos de autenticação — in-cluindo senhas, tokens e outros métodos de identificação exclusivos — para obter acesso à VPN.

O benefício de usar uma VPN segura é garantir o nível apropriado de segurança aos sistemas conectados, quando a infraestrutura de rede não puder fornecê-lo. A justificativa para usar o acesso VPN, em vez de uma rede privada, geralmente se resume a custo e viabilidade, pois não é possível ter uma rede privada, por exemplo, para um representante de vendas em viagem.


Figura 11. Rede privada virtual (VPN).

Fonte: Scheck (2017).


CARLOS, J. Topologia hibrida. 2008. Disponível em: <http://rinconjuancarlos.blogspot.com.br/2008/10/topologia-hibrida.html>. Acesso em: 16 abr. 2018.

CONCEITO de topologia. [200-?]. Disponível em: <https://conceito.de/topologia>. Acesso em: 16 abr. 2018.

GOMES, R. Topologia de redes. 2014. Disponível em: <https://rafaelagomesp.wordpress.com/2014/10/21/topologia-de-redes>. Acesso em: 16 abr. 2018.

GOMES, J. M. Topologia de redes. 2012. Disponível em: <https://estudoderedes.word-press.com/tag/anel/>. Acesso em: 16 abr. 2018.

INE, W. Rede de computadores. 2015. Disponível em: <http://novateceducacional.blogspot.com.br/2015/03/rede-de-computadores.html>. Acesso em: 16 abr. 2018.

MEDEIROS, C. B. et al. LAN, MAN E WAN. 2014. Disponível em: <https://informaticaead-ministracao.wordpress.com/2014/04/22/lan-man-e-wan/>. Acesso em: 16 abr. 2018.

O QUE é Rede de computadores? 2013. Disponível em: <http://www.cursosdeinfor-maticabasica.com.br/o-que-e-rede-de-computadores/>. Acesso em: 16 abr. 2018.

PALPITE DIGITAL. O que é uma rede LAN e uma rede WAN? 2018. Disponível em: <ht-tps://www.palpitedigital.com/o-que-e-uma-rede-lan-e-uma-rede-wan/>. Acesso em: 16 abr. 2018.

PGI DO BRASIL. Redes convergentes. [200-?]. Disponível em: <https://www.pgidb.com.br/redesconvergentes>. Acesso em: 16 abr. 2018.

RAFAELBKE. Topologias de rede. 2013. Disponível em: <https://rafaelbke.wordpress.com/2013/11/16/topologias-de-red/>. Acesso em: 16 abr. 2018.

SCHEKE, S. The different pros and cons of using a virtual private network (VPN). 2017. Disponível em: <http://tweakyourbiz.com/technology/2017/07/25/the-different- pros-and-cons-of-using-a-virtual-private-network-vpn/>. Acesso em: 16 abr. 2018.

Leituras recomendadas

KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. 2013.

ROSS, J. Redes de computadores. Rio de Janeiro: Julio Ross, 2008.

SOUSA, L. B. Redes de computadores. São Paulo: Érica, 2009.


Portfólio

ATIVIDADE

Você é o gerente de Tecnologia da Informação da empresa ZZZ, que atua na venda de seguros. A empresa possui trinta vendedores que atuam externamente oferecendo os produtos comercializados pela empresa e quinze funcionários que ficam alocados em sua sede.Tanto os funcionários quanto os vendedores necessitam acessar o sistema de gestão da empresa. Porém, a equipe de vendas da empresa deve acessar o sistema em seus tablets para efetuarem o cadastro de clientes e concluir os processos de vendas.É sabido que a segurança é essencial nessas transações, uma vez que os dados dos clientes exigem cuidado.Diante desse contexto, qual é o tipo de rede indicada para a utilização do sistema de gestão fora da empresa?

Pesquisa

AUTO ESTUDO

Alguns conceitos são essenciais para o entendimento da informática, suas características e bom funcionamento.A seguir, conheça os principais termos da área e, se julgar necessário, adicione mais alguns, que você tenha conhecimento.

Conceitos básicos:

Internet:

A internet é o conjunto de redes de computadores que, espalhados por todas as regiões do planeta, conseguem trocar dados e mensagens utilizando um protocolo comum.

Este protocolo compartilhado pela internet é capaz de unir vários usuários particulares, entidades de pesquisa, órgãos culturais, institutos militares, bibliotecas e empresas de todos os tipos em um mesmo acesso.

Protocolo de comunicação:

Para que os computadores de uma rede possam trocar informações entre si é necessário que todos os computadores adotem as mesmas regras para o envio e o recebimento de informações. Este conjunto de regras é conhecido como Protocolo de Comunicação. No protocolo de comunicação estão definidas todas as regras necessárias para que o computador de destino, “entenda” as informações no formato que foram enviadas pelo computador de origem.

Existem diversos protocolos, atualmente a grande maioria das redes utiliza o protocolo TCP/IP já que este é utilizado também na Internet.

TCP / IP

Sigla de Transmission Control Protocol / Internet Protocol (Protocolo de Controle de Transmissão / Protocolo Internet)

Considerando ainda o protocolo TCP/IP, pode-se dizer que:

A parte TCP é responsável pelos serviços e a parte IP é responsável pelo roteamento (estabelece a rota ou caminho para o transporte dos pacotes)

Tipos de conexão para acesso à internet

Existem 02 maneiras básicas de um usuário conectar-se à Internet:

• Conexão discada, que se utiliza de modem e linha telefônica (linha discada) para realizar a conexão (o famoso Dial-Up);

• Conexão dedicada, que se utiliza de algum tipo de linha, ou conexão, direta com o provedor, sem a necessidade de uso de linha telefônica e discagem para o número de telefone do provedor. Ressalta-se que o computador do usuário pode ser conectada diretamente ao provedor (por conexão discada ou dedicada), ou fazer parte de uma rede de computadores que possui conexão com algum provedor de internet. Este caso é muito utilizado em empresas onde há vários computadores (um para cada funcionário, em regra) interligados, formando uma rede de computadores, e uma máquina Gateway (geralmente é um equipamento chamado de roteador, ou router), que faz a conexão com o Provedor. Tal equipamento – o roteador – terá conexão ao Provedor, via conexão discada ou dedicada.

Download:

Download significa transferir (baixar) um ou mais arquivos de um servidor remoto para um computador local. É um procedimento muito comum e necessário quando o objetivo é obter dados disponibilizados na internet. Os arquivos para download podem ser textos, imagens, vídeos, programas, etc, podendo ser gratuitos ou não.

Upload

Upload é a ação inversa ao download. Ao fazer upload, o usuário envia arquivos de texto, vídeo ou imagens do seu computador para um servidor remoto.

Correio eletrônico :

Correio eletrônico, ou simplesmente e-mail (abreviatura de eletronic mail), é uma ferramenta que permite compor, enviar e receber mensagens, textos, figuras e outros arquivos através da Internet. É um modo assíncrono de comunicação, ou seja, independe da presença simultânea do remetente e do destinatário da mensagem, sendo muito prático quando a comunicação precisa ser feita entre pessoas que estejam muito distantes, em diferentes fusos horários.

Firewall:

Firewall pode ser definido como uma barreira de proteção, que controla o tráfego de dados entre seu computador e a Internet (ou entre a rede onde seu computador está instalado e a Internet). Seu objetivo é permitir somente a transmissão e a recepção de dados autorizados.

Sistema Operacional:

Um sistema operacional (SO) é uma coleção de programas que inicializam o hardware do computador. Fornece rotinas básicas para

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controle de dispositivos. Fornece gerência, escalonamento e interação de tarefas.

Navegadores:

Firefox, Internet Explorer, Google Chrome , Safari e Opera são alguns dos navegadores mais utilizados atualmente. … Também conhecidos como web browsers ou, simplesmente, browsers, os navegadores são uma espécie de ponte entre o usuário e o conteúdo virtual da Internet.

Infraestrutura física de internet:

Roteador:

Roteador é um equipamento usado para conectar diferentes redes de computadores entre si. Nas conexões à internet, há quase sempre um roteador que conecta a rede local à rede da internet. Quando não há um roteador, o modem está configurado em modo bridge (ponte)

Hub´s:

Concentrador ou HUB é um equipamento que se destina a interligar diversos computadores em uma rede. Além de computadores é possível ligar em um HUB, Roteadores, Impressoras e quaisquer outros dispositivos com as mesmas características técnicas de comunicação (com porta de rede).

Modem:

A palavra Modem deriva de duas palavras, modulador demodulador, é um dispositivo eletrônico que modula um sinal digital em uma onda analógica, para ser transmitido pela linha telefônica, e que na outra extremidade demodula e extrai do sinal analógico a informação para o formato digital original

Intranet:

A intranet é uma rede de computadores privada que assenta sobre a suíte de protocolos da Internet, porém, de uso exclusivo de um determinado local, como, por exemplo, a rede de uma empresa, que só pode ser acessada pelos seus utilizadores ou colaboradores internos.

Dentro de uma empresa, todos os departamentos possuem alguma informação que pode ser trocada com os demais setores, podendo cada sessão ter uma forma direta de se comunicar com as demais, o que se assemelha muito com a conexão LAN (Local Area Network), que, porém, não emprega restrições de acesso.

Apesar do seu uso interno, acessando aos dados corporativos, a intranet permite que computadores localizados numa filial, se conectados à internet com uma senha, acessem conteúdos que estejam na sua matriz. Ela cria um canal de comunicação direto entre a empresa e os seus funcionários/colaboradores, tendo um ganho significativo em termos de segurança.

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