Rede de Computadores

Neste módulo nós estudaremos conceitos básicos de rede de computadores, como as

principais arquiteturas, equipamentos e conceitos fundamentais relacionados a redes, com

foco, é claro, em concursos públicos.

Dividiremos nosso módulo em cinco seções:

Seção 1

� Tipos de Redes

Seção 2

� Enlaces de Comunicação

Seção 3

� Topologia das Redes

Seção 4

� Arquitetura de Redes

Seção 5

� Equipamento de Redes

Seção 1 – Tipos de Rede

Introdução

Imagine que você esteja na sua repartição pública, servindo dignamente o seu país e, então,

necessita de um documento que está no computador do seu colega ao lado. Você importuna

seu companheiro solicitando a ele que se levante para que você copie o tal arquivo da estação

de trabalho dele para a sua.

Logo após o incômodo, você precisa imprimir o documento recém-copiado. A impressora está

conectada à maquina de seu chefe. Chega a ser no mínimo constrangedor solicitar ao seu

chefe que se levante para você imprimir o arquivo.

É por isso que é indiscutível a necessidade de redes de computadores.

As redes de computadores, além de interconectar as máquinas, compartilham recursos como,

por exemplo, impressoras.

Tipos de Redes

Conforme seu tamanho, as redes locais são inicialmente classificadas em LAN e WAN. Dessas

duas categorias, derivam outras categorias chamadas de redes derivativas. Neste material

abordaremos somente as derivativas MAN e PAN, pois estas são as cobradas nos concursos.

Redes Locais

� LAN – Local Network - Rede Local

Rede de espaço geograficamente limitada e de infraestrutura física privada. Podemos pensar

em uma LAN como um grupo privativo de computadores interconectados de forma muito

próxima, como em um escritório, escola ou casa. Eles compartilham recursos de impressão,

arquivos, jogos ou outras aplicações. Os teóricos limitam as LAN a 10 km de raio.

� WAN – Wide Network – Redes Remotas

Conjunto de LANs interligadas. Podemos definir uma conexão remota como uma mídia de

conexão que não faz parte da rede local, isto é, fornecedores externos são requeridos para

interconectar essas várias LANs.

Vamos tomar como exemplo as conhecidas LAN Houses para que você compreenda melhor... A LAN House é uma estrutura física privada cujos equipamentos podem trocar dados entre si.

Derivativos de Redes Locais (derivative LANs)

� PAN – Personal Area Network

A terminologia PAN é utilizada para redes formadas por equipamentos sem fio. A distância

entre um dispositivo e outro é muito reduzida, muitas vezes não ultrapassando a dezenas de

metros. Temos como exemplo comum, ligação entre equipamentos que usam bluetooth, PDAs,

impressoras, telefones móveis e outros dispositivos.

� MAN (Metropolitan Area Network)

MAN é o nome dado às redes que ocupam o perímetro de uma cidade. São mais rápidas e

permitem que empresas com filiais em bairros diferentes se conectem entre si.

Seção 2 – Enlaces de Comunicação

Existem dois tipos de enlaces: enlaces guiados e enlaces não guiados. Nesta seção

estudaremos os enlaces guiados.

Enlaces Guiados

Os enlaces guiados são aqueles que respeitam a guia de um fio. Temos, no âmbito dos

concursos, três cabos para nosso estudo: cabo coaxial, cabo par trançado e cabo de fibra

óptica.

Cabo Coaxial

O cabo contém um fio de cobre condutor e é revestido por um material isolante que dificulta

interferências.

Existem dois tipos de cabos coaxiais: cabo fino (thin cable) e cabo grosso (thick cable).

� Cabo coaxial fino (thin cable) – cabo coaxial 10base2.

O cabo fino também é conhecido como cabo coaxial 10base2. Tem taxas de velocidade de 10

Mbps. A informação trafega sem perda significativa de sinal por 185 metros.

� Cabo coaxial grosso (thick cable) – cabo coaxial 10base5.

O cabo grosso também é conhecido como cabo coaxial 10base5. Ele tem uma espessura

superior que o cabo 10base5, assim, podendo levar a informação sem significativa perda de

sinal por 500 metros.

Conectores dos cabos coaxiais

Os cabos coaxiais utilizam um conector conhecido como BNC. Temos o BNC convencional; o

conector BNC em forma de “T” que é utlizado para aumentar o número de estação à rede; e,

por fim, o conector BNC terminador, que é conectado nas extremidades da rede, por isso o

nome “terminador”.

Cabo Par Trançado

Este cabo é bem versátil, leve e tem custo baixo. O mecanismo do cabo par trançado é muito

simples: é formado por quatro fios de cobre entrelaçados (para evitar interferência externa) e

depois envoltos em um material plástico.

Temos dois tipos de cabos par trançado: par trançado não blindado (UTP) e par trançado

blindado (STP).

� Cabo par trançado não blindado (UTP)

Os fios têm apenas a proteção natural (o próprio entrelaçamento do cabo), para evitar

interferência eletromagnética externa. Ele é recomendado para ambientes não hostis.

� Cabo par trançado blindado (STP)

O cabo STP tem um revestimento metálico nos fios de condução, justamente para evitar

interferências externas consideradas fortes, ou seja, o revestimento oferece uma proteção

adicional contra elas. Assim, o cabo par trançado blindado é recomendado para ambientes

hostis, como plataformas de petróleo, locais com muitos ruídos externos etc.

Conectores dos cabos par trançado

O conector usado no cabo par trançado é o RJ 45.

Os cabos par trançados também podem ser categorizados, variando desde categoria 1 (a

categoria do telefone) até categoria 5 (categoria do cabo par trançado usado em redes de

computadores). Essas, em geral, são as categorias cobradas em provas, apesar de existirem

outras categorias.

Cabo de Fibra Óptica

Os cabos de fibra óptica são formados por um núcleo de vidro onde as informações passam

em forma de luz. Devido exatamente aos cabos de fibra óptica transmitirem a informação por

meio de um feixe de luz, esses cabos estão praticamente imunes à interferência

eletromagnética externa.

Temos dois tipos de cabos de fibra óptica: SMF (singlemode fiber) e MMF (multimode fiber).

� SMF (Singlemode fiber)

Esse cabo tem um núcleo mais fino, o que faz com que o feixe de luz atravesse a fibra mais

rente ao núcleo, evitando assim o problema conhecido como atenuação.

Atenuação é perda gradativa do sinal em decorrência da distância. Os cabos não conseguem levar a informação ao espaço infinito. Cada tipo de cabo tem uma distância máxima que varia dependendo do material do próprio cabo.

� MMF (Multimode fiber)

O cabo de fibra óptica MMF tem um núcleo mais espesso que o SMF. Isso acarreta vantagens

relacionadas à instalação, pois é necessária menor precisão para a conexão destes tipos de

cabos. Por outro lado, o núcleo de maior espessura favorece que o sinal se divida em feixes de

luz separados, que se ricocheteiam pela fibra e aumentam brutamente a perda de sinal

durante a transmissão (atenuação). Portanto, os cabos MMF levam as informações a distâncias

menores que o cabo SMF levaria. (Veja abaixo as imagens do cabo SMF, à esquerda, e MMF, à

direita).

Conectores dos cabos de fibra ótica

Existem diversos tipos de conectores disponíveis no mercado, vamos visualizar alguns abaixo: ST, SC e MTRJ.

Resumo dos Cabos

Coaxial Par Trançado Fibra Óptica

Tipos 10base 2 10base 5

UTP (não blindado) STP (blindado)

SMF (Siglemode) MMF (Multimode)

Velocidade 10 Mbps 100 Mbps 10 Gbps

Distância 185 m (10base2) 500m (10base5)

100 m 2000 m (MMF) 80000m (SMF)

Conector BNC RJ 45 SC

Categoria - Cat 1 (telefone – RJ 11)

Cat 5 – (Cabo de rede Fast Ethernet)

-

Seção 3 – Topologia das Redes

A topologia das redes estuda como organizar os computadores dentro de um ambiente físico.

Existem três topologias a serem estudadas: barra (barramento), estrela e anel (lógica).

Topologia Barra

A topologia em barra consiste em colocar os computadores dispostos linearmente em um

mesmo cabo (daí o nome barra) para trocarem informação.

Topologia em Estrela

Essa topologia consiste em dispor os computadores todos diretamente ligados em um

equipamento conhecido como concentrador.

Topologia Anel (Lógica)

A topologia em anel é um modelo de abstração, ou seja, fisicamente não é implementado.

Nesta topologia, os computadores estão virtualmente dispostos em anel para trocarem dados.

Para exemplificar, imagine esses computadores distribuídos ao redor da borda de uma mesa

redonda. A informação circularia em um anel lógico, passando de máquina em máquina até

que chegasse ao destinatário.

Seção 4 – Arquitetura de Redes

A arquitetura ou tecnologia de redes refere-se a padrões de comunicação. Estudaremos dois

tipos de arquiteturas: arquiteturas de meios guiados (Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring) e

arquiteturas de meios não guiados (Wi-Fi e Bluetooth).

Arquiteturas Guiadas

Ethernet

Utiliza dois tipos de cabo para a comunicação: coaxial (redes mais antigas) e par trançado

(redes mais novas)

Quem define a arquitetura é a placa de rede. Ou seja, dizer que se tem arquitetura ethernet é o mesmo que dizer que tem placa de rede ethernet.

� Características

Quanto à velocidade: 10 mbps para redes que usam cabo coaxial e 100 mbps para redes que

usam cabo par trançado (estas são conhecidas como Fast Ethernet). Ainda podemos ter

Ethernet com valores que chegam a 1 Gbps (Gigabit Ethernet).

Token Ring

Essa tecnologia é um padrão criado pela IBM em meados da década de 80. A Token Ring tem

velocidade que varia de 4 a 16 Mbps. As máquinas estão posicionadas em um anel lógico, onde

um concentrador organiza os fluxos de informação para que não haja choque entre eles – o

que ocasionaria a perda das informações que sofressem o choque.

Arquiteturas não Guiadas (Wireless – sem fio)

As arquiteturas wireless, ou arquiteturas sem fio, são tecnologias que transmitem as

informações sem usar fios. Vamos estudar as características da famosa rede Wi-Fi e da rede

Bluetooth.

Wi-Fi (IEEE 802.11)

Para iniciar nossa conversa, gostaria que você soubesse que a Wi-Fi é uma rede do tipo WLAN

(Wireless LAN). Segundo ponto é entender que o padrão Wi-Fi está definido através da norma

802.11 do Instituto dos Engenheiros Eletricistas Eletrônicos (IEEE), ou seja, o número

apresentado significa a norma que a define.

Vamos estudar os tópicos importantes sobre as redes Wi-Fi:

� Tipo de Rede

� Segurança

� Padrões Wi-Fi

� Tipos de rede Wi-Fi

Podemos construir uma rede Wi-Fi de dois modos: Ad-Hoc e Infraestrutura.

Ad-hoc

O termo Ad-hoc, em telecomunicações, significa rede que não tem um nó (ponto) central. É

exatamente assim que a rede Wi-Fi do tipo Ad-hoc funciona. Os computadores são

posicionados próximos um dos outros e a troca de informação é feita através de ondas

eletromagnéticas.

Veja a ilustração a seguir:

O alcance de uma rede Ad-hoc é de 10 metros.

Infraestrutura

O outro modo de arquitetar uma rede Wi-Fi é através do modo Infraestrutura.

Nesta rede temos um equipamento central conhecido como Access Point (AP). Este

equipamento tem a missão de difundir o sinal recebido a um raio de 100 metros.

� Segurança na rede

Temos dois algoritmos de criptografia: o WEP (algoritmo já desatualizado, pois já foram

descobertas diversas falhas nele) e a WPA, criptografia mais segura que veio substituir o

padrão WEP. Saiba, meu carinho, que já existe também a WPA 2.

� Padrões de rede Wi-Fi

Para entender os padrões de rede Wi-Fi você tem que ter duas coisas importantes em mente:

a velocidade de transmissão e a frequência de onda utilizada. Temos, portanto, os seguintes

padrões de rede Wi-Fi:

IEEE 802.11 b: Padrão Wi-Fi para frequência 2,4 GHz e velocidade de 11 Mbps

IEEE 802.11 g: Padrão Wi-Fi para frequência 2,4 GHz com capacidade teórica de 54 Mbps.

IEEE 802.11 a: Padrão Wi-Fi para frequência 5 GHz com capacidade teórica de 54 Mbps.

IEEE 802.11 n: Padrão Wi-Fi para frequência 2,4 e/ou 5 GHz com capacidade teórica de 65 a

600 Mbps.

Bluetooth

O Bluetooth é um projeto muito bacana. Possibilita que se troquem informações entre

equipamentos a curtas distâncias e baixo consumo de energia dos mais variados tipos.

A tecnologia Bluetooth utiliza a frequência 2,4 Ghz para transmissão dos dados e pode chegar

a alcances que variam de 1 a 100 metros. A taxa de transmissão também é razoável, com

velocidades variando de 1Mbps a 24Mbps.

Para finalizar, quero que você aprenda algo: toda vez que temos os equipamentos

interconectados por tecnologia Bluetooth, damos o nome de Piconet àquela rede.

Seção 5 – Equipamento de Redes

Placa de Rede

Uma placa de rede é um dispositivo de hardware responsável pela comunicação entre os

computadores em uma rede.

Placa de rede com dois tipos de conectores (BNC e par-trançado)

.

Repetidores

Repetidor é um equipamento utilizado para interligação de redes idênticas, pois eles amplificam e regeneram eletricamente os sinais transmitidos no meio físico.

Uso de um repetidor para aumentar a extensão da rede

Hub (Concentrador)

Equipamento utilizado para concetrar as máquinas. Os computadores, por exemplo, são todos conectados a ele, todavia o hub transmite uma informação passada a ele a todas as máquinas concetradas. Ou seja, apesar de fisicamente estar em estrela, ele funciona como se fosse uma barra. Neste caso podemos dizer que o hub tem sua topologia lógica em barra.

HUB de 8 portas

Ponte (Bridge)

A ponte é um equipamento que analisa os pacotes recebidos e verifica qual seu destino. Se o destino for o trecho atual da rede, ela não replica o pacote nos demais trechos, diminuindo a

Número MAC

As placas de rede têm um número que as identificam de forma

única. Esse número é conhecido com número MAC, endereço

MAC ou simplesmente endereço físico.

Não esqueça, carinho, cada placa de rede tem seu MAC único e

imutável.

colisão e aumentando a segurança. Por analisar o pacote de dados, a ponte não consegue interligar segmentos de redes que estejam utilizando protocolos diferentes.

Ponte ligando 3 (três) segmentos

Switch (Concentrador Inteligente)

Fisicamente, o switch é bem parecido com o hub. No entanto, diferentemente do hub, ele compreende os pacotes, envido-os apenas ao destino.

Lembre-se: o hub não compreende os pacotes e acaba enviando para todos na rede, causando tráfego indesejado. Essa é a grande diferença entre esses dois aparelhos.

Switch de 8 portas

Roteador (Router)

O roteador é um periférico utilizado em redes maiores. Ele decide qual rota um pacote de dados deve tomar para chegar ao seu destino. Basta imaginar que em uma rede grande existem diversos trechos.

Ele é usado para interligar redes distintas, algo que nenhum dos aparelhos já citados nesta apostila faz.

Lembre-se: O roteador é um equipamento que liga redes distintas e é usado para ajudá-lo a ter acesso à Internet justamente por direcionar o pacote para a rede distinta onde se encontra o destinatário. Já o switch, a ponte e o hub não levam a informação para fora da rede - eles são equipamentos para LAN.

Router “caseiro” Router Cisco

Questões de Concursos - Fixação

1. As redes modernas se tornaram indispensáveis na maioria das arquiteturas de Tecnologia da Informação (TI), por permitirem alta conectividade e viabilizarem uma ampla disseminação de informação. A respeito das redes de computadores, assinale a alternativa correta.

a) Uma rede remota (MAN) é uma rede de longa distância, que cobre uma área geográfica infinita

b) A Web é um sistema com padrões aceitos em algumas regiões geográficas com a finalidade específica de armazenar informações.

c) Uma rede local (LAN) conecta computadores e outros dispositivos de processamento de informações dentro de uma área física limitada, como um escritório ou campus.

d) Uma rede remota (WAN) é uma rede de curta distância, que cobre uma área geográfica restrita.

2. A tecnologia de fibras óticas possibilitou um grande salto nas telecomunicações. As transmissões de dados e voz alcançaram alto nível de confiabilidade e grande velocidade. Atualmente, existem cabos de fibras óticas interligando continentes e esses cabos permitem a criação de milhões de canais de comunicação. Acerca da tecnologia de fibras óticas, assinale a opção correta.

a) A fibra monomodo é normalmente utilizada em distâncias mais curtas, por apresentar grande perda de sinal em longas distâncias.

b) O núcleo de uma fibra monomodo, por ser mais largo do que o núcleo de uma fibra multimodo, permite que a luz seja refletida dentro da fibra.

c) Fibras óticas são imunes a campos elétricos ou magnéticos, sendo assim, é uma ótima alternativa para transmissão de dados em ambientes industriais.

d) Uma das vantagens da fibra ótica sobre cabos de cobre está na maior confiabilidade e no menor custo.

3. Os computadores de uma rede estão conectados através de sua placa de rede a um hub, utilizando conectores RJ-45 e fios de par trançado. Com base nestas informações, qual das especificações apresentadas abaixo, esta rede pode utilizar?

a) 10Base2. b) UTP. c) SMF. d) 10Base5.

4. Assinale a opção que preenche, respectivamente, as lacunas abaixo. A topologia do tipo _________ é definida por conexões onde todos os computadores estão ligados com ___________. Apesar de ter uma grande tolerância a falhas, sua _____________ acarreta ________________. A sequência correta é:

a) estrela, fibra ótica, configuração, algumas falhas b) anel, um concentrador, simplicidade, muitas falhas c) estrela, um concentrador, simplicidade, baixo custo d) barramento, a Internet, montagem, novos investimentos

5. O IEEE 802.11 foi elaborado para padronizar : a) Comunicações ópticas. b) LANs sem fio. c) Topologias Mans. d) Comunicações telefônicas.

6. Qual a diferença entre Hub e Switch? a) No Hub a mensagem transmitida é entrega a todos os computadores conectados, e o sinal

só é liberado após a mensagem ser transmitida completamente. O Switch recebe a mensagem transmitida e a entrega somente para seu destino.

b) Hub é um equipamento utilizado em redes de maior porte, e o Switch é utilizado em redes domésticas.

c) Switch possui somente aparelhos de 24 portas e Hub possui somente aparelhos de 8 e 16 portas.

d) No Switch a mensagem transmitida é entregue a todos os computadores conectados, e o sinal só é liberado após a mensagem ser transmitida completamente. O Hub recebe a mensagem transmitida e a entrega somente para seu destino.

e) Não existe diferença entre os dois.

7. Analise as seguintes afirmações relacionadas a componentes de redes de computadores. I. Hubs são dispositivos utilizados para conectar o adaptador de rede de um computador diretamente a uma rede telefônica. Com o Hub, as conexões são concentradas, ficando o computador ligado à Internet por uma conexão de alta velocidade, como por exemplo ADSL. II. Repetidores fazem o papel de guarda de trânsito, garantindo que os pacotes de

mensagens sejam dirigidos a endereços certos na rede. III. Em uma rede token ring, o computador monitora a rede até que identifique um padrão

especial de bits denominado permissão. Só então, irá enviar o pacote de dados. IV. Pontes conectam múltiplas LAN’s, como por exemplo a LAN da Administração com a LAN do Departamento de Recursos Humanos. Elas dividem o tráfego na rede, apenas

passando informações de um lado para outro quando for necessário.

Indique a opção que contenha todas as afirmações verdadeiras

a) I e II b) II e III c) III e IV d) I e III e) II e IV

1 - C | 2 – C | 3 – B | 4 – C | 5 – B | 6 – A | 7 – C

Questões de Concursos – Estilo Cespe

1 - (CESPE - 2010 - TRT - 21ª Região (RN) - Analista Judiciário - Tecnologia da Informação)-

Julgue os itens a seguir, relativos a conceitos e modos de utilização

da Internet e de intranets, assim como a conceitos básicos de

tecnologia e segurança da informação.

Um hub é um equipamento que permite a integração de uma ou mais máquinas em uma rede

de computadores, além de integrar redes entre si, com a característica principal de escolher

qual é a principal rota que um pacote de dados deve percorrer para chegar ao destinatário da

rede.

( ) Certo ( ) Errado

2- (CESPE) - Comparada aos pares trançados, a fibra óptica tem maior banda passante e

imunidade à interferência eletromagnética, contudo, seu custo é mais elevado.

( ) Certo ( ) Errado

3- (CESPE / 2004 - Polícia Federal - Perito Criminal Federal - Informática) - Com o intuito de

medir a velocidade de transmissão de dados em uma conexão com a Internet realizada por

meio de seu provedor de acesso, um usuário obteve a janela do Internet Explorer 6 (IE6)

ilustrada ao

lado.

Considerando as informações contidas nessa janela e que a

conexão do usuário está referida por , julgue os itens subseqüentes.

O usuário aumentaria a taxa de transmissão obtida em sua conexão à Internet por meio de seu

provedor atual, caso adotasse a tecnologia bluetooth, que, além de permitir taxas da ordem de

até 22,5 Mbps em acessos wireless, dispensa a necessidade de provedor de acesso.

( ) Certo ( ) Errado

1 - E / 2 – C / 3 - E