Redes de computadores e comunicação de dados - tradução da 6a ed. norte-americana

9 788522 110742

ISBN 13 – 978-85-221-1074-2ISBN 10 – 85-221-1074-3

Redes de computadorese comunicação de dados

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TRADUÇÃO DA 6ª EDIÇÃO NORTE-AMERICANA

Redes de computadorese comunicação de dadosTRADUÇÃO DA 6ª EDIÇÃO NORTE-AMERICANA

Curt M. White

Curt M. White

Curt M. White

Material de apoio on-line(para professores que comprovadamente

adotam a obra)

As redes estão presentes em praticamente todos os aspectos dos negócios e da vida pessoal, e, portanto, é fundamental que cada um compreenda os recursos básicos, as operações e as limitações dos diferentes tipos de rede. O principal objetivo desta obra é fornecer aos leitores mais do que novas definições acerca das redes de computadores e comunicação de dados, mas, sim, apresen-tar conceitos que ajudarão o leitor a obter compreensão mais profunda de tal assunto, geralmente complexo. Para facilitar essa compreensão, o livro busca manter altos padrões em três áreas principais: facilidade de leitura, equilíbrio entre técni-co e prático, e atualização.

AplicaçõesRedes de computadores e comunicação de dados é destinado a um curso de um semestre em comunicação de dados para graduandos em administração, sistemas de informação, gerência de sistemas de informação e outros campos aplicados à ciência da computação.

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Sobre o autor

Curt M. WhiteÉ Ph.D. em Ciência da Computação pela Wayne State University e Bacharel em Ciência da Computação. É professor associado da DePaul University desde 1998. Foi professor associado da Dominican University, professor assistente da Purdue University Fort Wayne e também professor assistente da Illinois State University. É autor de diversos artigos em jornais e revistas especializadas.

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Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)

White, Curt

Redes de computadores e comunicação de dados /

Curt White ; [tradução All Tasks]. -- São Paulo :

Cengage Learning, 2012.

Título original: Fundamentals of networking and

data communications.

Bibliografia

ISBN 978-85-221-1294-4

1. OSI (Padrão de redes de computadores)

2. Redes de computadores 3. Sistemas de transmissão

de dados I. Título.

11-01506 CDD-004.6

Índices para catálogo sistemático:

1. Rede e comunicação de dados : Processamento

de dados 004.6

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Redes de computadores

e comunicação

de dados

Curt M. White

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Tradução da 6ª edição norte-americana

Austrália • Brasil • Japão • México • Cingapura • Espanha • Reino Unido • Estados Unidos

DePaul University

Revisão técnica

Elvio J. Leonardo

Professor assistente no Depto. de Informática da Universidade Estadualde Maringá (UEM). Graduado em Engenharia Elétrica e Mestre emEngenharia Elétrica, ambos pela Faculdade de Engenharia Elétrica daUniversidade Estadual de Campinas (Unicamp).

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Redes de computadores e comunicação de dados

Tradução da 6ª edição norte-americana

Curt M. White

Gerente Editorial: Patricia La Rosa

Editora de Desenvolvimento: Noelma Brocanelli

Supervisora de Produção Editorial: Fabiana Alencar Albuquerque

Título Original: Fundamentals of networking and data com-munications

ISBN Original 13: 978-0-538-46934-010: 0-538-46934-X

Tradução: All Tasks

Revisão Técnica: Elvio Leonardo

Copidesque: Solange Gonçalves Guerra Martins

Revisão: Rinaldo Milesi e Kalima Editores

Diagramação: All Tasks

Capa: Absoluta Publicidade e Design

Indexação: Casa Editorial Maluhy & Co.

© 2011 Course Techonology, Cengage Learning.

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste livro poderá serreproduzida, sejam quais forem os meios empregados, sem a permis-são, por escrito, da Editora. Aos infratores aplicam-se as sanções pre-vistas nos artigos 102, 104, 106 e 107 da Lei nº 9.610, de 19 defevereiro de 1998.

Esta editora empenhou-se em contatar os responsáveis pelos direitosautorais de todas as imagens e de outros materiais utilizados nestelivro. Se porventura for constatada a omissão involuntária na identifi-cação de algum deles, dispomo-nos a efetuar, futuramente, os possí-veis acertos.

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© 2012 Cengage Learning.

ISBN 13:978-85-221-1074-2ISBN 10:85-221-1074-3

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Para Kathleen, Hannah Colleen e Samuel Memphis,eu nunca me canso disso.

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Sumário

Prefácio...................................................................................................................xv

1 Introdução a redes de computadores e comunicações de dados ......1O idioma das redes de computadores .....................................................................2

O quadro geral das redes.........................................................................................3

Redes de comunicação – Conexões básicas ..........................................................5Conexões microcomputador-rede local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5Conexões microcomputador-internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6Conexões rede local-rede local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6Conexões rede pessoal-estação de trabalho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7Conexões rede local-rede metropolitana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8Conexões rede local-rede de longa distância . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8Conexões de rede de longa distância-rede de longa distância . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9Conexões sensor-rede local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9Conexões de satélite e micro-ondas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9Conexões de telefonia celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10Conexões terminal/microcomputador-computador mainframe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11

Convergência .........................................................................................................12

Arquiteturas de rede...............................................................................................13O conjunto de protocolos TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14Modelo OSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16Conexões lógicas e físicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19

Conexões de rede em ação ...................................................................................20

Conjunto de protocolos TCP/IP em ação ...............................................................21Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

Perguntas de revisão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24

Pensando criativamente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24Projetos práticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25

2 Fundamentos de dados e sinais .......................................................27Dados e sinais........................................................................................................29

Analógico e digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30Fundamentos de sinais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32Perda da intensidade do sinal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33

Conversão de dados em sinais ..............................................................................36Transmissão de dados analógicos com sinais analógicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36Transmissão de dados digitais com sinais digitais: esquemas de codificação digital . . . . . . . . . . . . . .37Transmissão de dados digitais com sinais analógicos discretos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40Transmissão de dados analógicos com sinais digitais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44

Códigos de dados ..................................................................................................48EBCDIC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48ASCII . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .49Unicode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50

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viii Redes de computadores e comunicação de dados

Conversão de dados e sinais em ação: dois exemplos .........................................50Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

Pensando criativamente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54

Projetos práticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55

3 Meios com e sem fio .........................................................................57Meios com fio .........................................................................................................58

Par trançado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58Cabo coaxial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62Cabo de fibra óptica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64

Meios sem fio ........................................................................................................67Transmissão de micro-ondas terrestre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69Transmissão de micro-ondas por satélite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .70Telefones celulares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74Transmissões em infravermelho . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77Sistemas de banda larga sem fio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79Bluetooth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80Redes locais sem fio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80Óptica no espaço livre e banda ultralarga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81ZigBee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81

Critérios de seleção de meios ................................................................................83Custo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83Velocidade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84Expansibilidade e distância . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84Ambiente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85Segurança . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85

Meios com fio em ação: dois exemplos .................................................................86

Meios sem fio em ação: três exemplos ..................................................................87Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91

Pensando criativamente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91

Projetos práticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92

4 Fazendo conexões............................................................................93Interface entre computador e dispositivos periféricos ............................................94

Características dos padrões de interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94Um padrão antigo de interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95USB (Universal Serial Bus) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96Outros padrões de interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97

Conexões de enlace de dados...............................................................................99Conexões assíncronas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99Conexões sincrônicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100Conexões isocrônicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101

Conexões entre terminal e computador mainframe .............................................102

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Índice ix

Conexões de computadores em ação..................................................................103Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104

Perguntas de revisão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105

Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .105

Pensando criativamente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106

Projetos práticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .106

5 Tornando as conexões eficientes: multiplexação e compressão ....107Multiplexação por divisão de frequência ..............................................................108

Multiplexação por divisão de tempo.....................................................................110Multiplexação síncrona por divisão de tempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111Multiplexação estatística por divisão de tempo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115

Multiplexação por divisão de comprimento de onda ............................................117

Multitom discreto ..................................................................................................119

Multiplexação por divisão de código ....................................................................119

Comparação das técnicas de multiplexação........................................................121

Compressão – sem perda versus com perda ......................................................122Compressão sem perda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123Compressão com perda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124

Multiplexação em ação.........................................................................................127Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130



6 Erros: tipos, detecção e controle ....................................................133Ruídos e erros......................................................................................................134

Ruído branco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135Ruído impulsivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135Diafonia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136Eco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136Jitter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .137Atenuação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138

Prevenção de erros ..............................................................................................138

Detecção de erros ...............................................................................................139Verificações de paridade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .139Checksum aritmético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141Checksum de redundância cíclica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142

Controle de erros..................................................................................................144Não fazer nada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144Retornar uma mensagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145

Correção do erro ..................................................................................................150

Detecção de erros em ação .................................................................................152Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153

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x Redes de computadores e comunicação de dados


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .154



7 Redes locais: Fundamentos ...........................................................157Função principal das redes locais ........................................................................158

Vantagens e desvantagens das redes locais .......................................................160

A primeira rede local – o barramento/árvore........................................................161

Uma LAN mais moderna......................................................................................163Protocolos baseados em contenção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .165

Comutadores (Switches) ......................................................................................167Isolamento de padrões de tráfego e oferecimento de acesso múltiplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171Comutadores full-duplex . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .172LANs virtuais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173

Sistemas populares de rede local ........................................................................174Ethernet com fio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174Ethernet sem fio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175

IEEE 802 ..............................................................................................................179Formato de quadro IEEE 802.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180

LANs em ação: uma solução para pequenos escritórios .....................................181

LANs em ação: uma solução para home offices..................................................184Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .185


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187



8 Redes locais: software e sistemas de suporte................................191Sistemas operacionais de rede............................................................................192

Sistemas operacionais de rede antigos e atuais..................................................194Novell NetWare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .194Microsoft Windows NT e Windows Server 2000, 2003 e 2008 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197UNIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .201Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .201Novell Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202Mac OS X Server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202Resumo dos sistemas operacionais de rede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .203

Servidores de rede...............................................................................................204Redes cliente/servidor e redes não hierárquicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206

Software de suporte à rede ..................................................................................206Utilitários . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206Software de Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .208

Contratos de licenciamento de software ..............................................................209

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Dispositivos de suporte a LANs ...........................................................................210

Software de LAN em ação: uma pequena empresa faz uma escolha .................211Principais usos do sistema atual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212Manutenção e suporte de rede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .212Custo do NOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213Escolhas específicas de hardware que afetam a decisão sobre o NOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213Localização simples ou múltipla . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .213Pressões políticas que afetam a decisão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214Decisão final . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214

Redes sem fio em ação: criação de uma LAN sem fio em casa..................................................................214

Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .215


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217



9 Introdução a redes metropolitanas e redes de longa distância ......219Fundamentos da rede metropolitana ...................................................................220

SONET e Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221

Fundamentos da rede de longa distância ............................................................224Tipos de nuvens de rede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .226Aplicações de rede orientadas à conexão e sem conexão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .228

Roteamento..........................................................................................................230Algoritmo de custo mínimo de Dijkstra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232Inundação (Flooding) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232Roteamento centralizado versus distribuído . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .234Roteamento adaptativo versus fixo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .236Exemplos de roteamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .237

Congestionamento de rede..................................................................................237Problemas associados ao congestionamento de rede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238Soluções possíveis ao congestionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .238

WANs em ação: Estabelecimento de conexões de internet ................................239Conexão residência-internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .240Conexão trabalho-internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .240

Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .241


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .242



10 A Internet.........................................................................................245Protocolos de Internet ..........................................................................................247

IP (Internet Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .248TCP (Transmission Control Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .250ICMP (Internet Control Message Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .253UDP (User Datagram Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .253ARP (Address Resolution Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .254

Índice xi

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DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .254NAT (Network Address Translation) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .255Protocolos de tunelamento e VPNs (Virtual Private Networks) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .255

A World Wide Web ...............................................................................................256Localização de um documento na Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .257Criação de páginas da Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .260

Serviços de Internet .............................................................................................263Correio eletrônico (e-mail) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263FTP (File Transfer Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264Login remoto (Telnet) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .265Voz por IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .266Listservs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268Áudio e vídeo em streaming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268Mensagens instantâneas, tweets e blogs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268

Internet e negócios...............................................................................................269Cookies e informações de estado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .269Intranets e extranets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270

Futuro da Internet.................................................................................................270IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .271Internet2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .272

Internet em ação: uma empresa cria uma VPN ...................................................273Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .275


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .276



11 Redes de entrega de voz e dados ..................................................279Sistema telefônico básico.....................................................................................280

Linhas e troncos telefônicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .280A rede telefônica antes e depois de 1984 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .281Redes telefônicas após 1996 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .283Limitações dos sinais telefônicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .283O modem discado de 56k . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .284

Digital Subscriber Line .........................................................................................286Fundamentos de DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .286Formatos DSL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288

Modens a cabo.....................................................................................................288

Serviço de linha contratada T-1............................................................................290

Alternativas à T-1 .................................................................................................290Frame Relay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .290Modo de transferência assíncrona (ATM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .293MPLS e VPNs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .296

Comparação de serviços de transmissão de dados ............................................296

Convergência .......................................................................................................297Integração computador-telefonia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .298

xii Redes de computadores e comunicação de dados

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Sistemas de telecomunicação em ação: uma empresa faz uma escolha de serviço .............................................................................................................299

Preços . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .299Fazendo a escolha . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300

Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .302


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .304



12 Segurança das redes .....................................................................307Ataques-padrão a sistemas..................................................................................308

Proteção física......................................................................................................311

Controle de acesso ..............................................................................................312Sistemas de senhas e ID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .312Direitos de acesso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .314Auditoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .316

Segurança de dados ............................................................................................317Encriptação básica e técnicas de decriptação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .317

Segurança de comunicações...............................................................................325Tecnologia de espalhamento espectral . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .325Proteção contra vírus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .327Firewalls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .328Segurança sem fio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330

Questões de projeto de política de segurança.....................................................330

Segurança de rede em ação: tornando LANs sem fio seguras ...........................332Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .333


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .335



13 Projeto e gerenciamento de redes..................................................337Ciclo de vida do desenvolvimento de sistemas....................................................338

Modelagem de rede .............................................................................................340Mapa de conectividade de longa distância . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .340Mapa de conectividade metropolitana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .341Mapa de conectividade local . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .342

Estudos de viabilidade .........................................................................................343

Planejamento de capacidade ...............................................................................345

Criação de uma baseline......................................................................................348

Competências do administrador de redes............................................................350

Geração de estatísticas úteis ...............................................................................351

Ferramentas de diagnóstico de rede....................................................................353Ferramentas que testam e depuram hardware de rede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .353

Índice xiii

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Sniffers de rede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .353Administração de operações . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .354Protocolo simples de gerenciamento de rede (SNMP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .354

Planejamento de capacidade e projeto de redes em ação: Better Box Corporation.........................................................................................356

Resumo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .358


Exercícios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .359



Glossário ..............................................................................................................361Índice remissivo....................................................................................................389

xiv Redes de computadores e comunicação de dados

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Prefácio

O mundo dos negócios de hoje não funcionaria sem comunicação de dados e redes de computadores. A maioriadas pessoas não consegue passar um dia normal sem entrar em contato ou utilizar alguma forma de rede. No pas-sado, esse campo de estudo costumava ocupar o tempo apenas de engenheiros e técnicos, mas, agora, envolvegerentes de negócios, usuários finais, programadores e qualquer um que possa utilizar telefone ou computador!Por isso, Redes de computadores e comunicação de dados, tradução da 6ª edição norte-americana, assume aperspectiva do usuário de negócios sobre esse assunto vasto e de importância crescente.

Em geral, este livro serve como um manual de usuário de computador. Em um mundo em que as redes estãopresentes em praticamente todos os aspectos dos negócios e da vida pessoal, é imperativo que cada um de nóscompreenda os recursos básicos, as operações e as limitações dos diferentes tipos de rede. Essa compreensão nostornará melhores gerentes, melhores funcionários ou, simplesmente, melhores usuários de computador. O usuáriode redes de computadores provavelmente não será aquele que projeta, instala e mantém a rede.Terá de interagir,direta ou indiretamente, com as pessoas que fazem isso. A leitura deste livro lhe fornecerá sólida base em redes decomputadores, que permitirá um trabalho eficiente com administradores, instaladores e projetistas.Alguns dos muitos cenários em que o conhecimento contido neste livro será especialmente útil:

u O funcionário de uma empresa precisa lidar diretamente com um especialista de rede. Para melhorcompreendê-lo e ser capaz de conduzir um diálogo significativo com ele, é necessária compreensãobásica dos diversos aspectos das redes.

u O gerente de uma empresa depende de numerosos especialistas de rede para obter recomendações sobre osistema dessa companhia. Ele não gostaria de encontrar-se em uma situação em que tenha de aceitarcegamente as recomendações dos profissionais da área. Para garantir a capacidade de tomar decisõesinteligentes sobre recursos de rede, é necessário conhecer os conceitos básicos de comunicação de dadose de redes de computador.

u Outro exemplo é o funcionário de uma pequena empresa onde cada trabalhador assume várias funções.Assim, pode ser necessário executar determinado nível de avaliação, administração ou suporte de rede.

u O proprietário de um negócio próprio precisa compreender plenamente as vantagens do uso de redes decomputadores no suporte às suas operações. Para otimizar essas vantagens, deve-se ter bom domínio dascaracterísticas básicas de uma rede.

u Quem utiliza um computador em casa ou no trabalho pode simplesmente querer aprender mais sobre redes.

u Para manter as habilidades profissionais atualizadas e ser um agente importante na área de tecnologia dainformação, é necessário compreender como diferentes redes de computadores trabalham e familiarizar--se com suas vantagens e pontos fracos.

Público-alvo

Redes de computadores e comunicação de dados é destinado a um curso de um semestre em comunicação dedados de negócios para graduandos em administração, sistemas de informação, sistemas de informação de geren-ciamento e outros campos aplicados de ciência da computação. Até mesmo os departamentos de ciência da com-putação considerarão este livro valioso, especialmente se os estudantes lerem as seções “Detalhes” queacompanham a maioria dos capítulos. É um recurso de fácil leitura para usuários de redes de computadores que trata de exemplos em ambientes de negócios.

No meio universitário, este livro pode ser utilizado em praticamente qualquer nível após o primeiro ano. Osprofessores que desejarem utilizá-lo em nível de pós-graduação podem recorrer aos diversos projetos mais com-plexos oferecidos no final de cada capítulo para criar um ambiente mais desafiador ao estudante avançado.

Descrição das características deste livro

O principal objetivo desta obra é ir além de simplesmente oferecer aos leitores um punhado de novas definiçõese, em vez disso, introduzi-las com o nível de detalhes encontrado nas áreas de redes de computadores e comuni-cação de dados. Esse nível superior de detalhes inclui tecnologias e padrões de rede necessários para o suporte de

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xvi Redes de computadores e comunicação de dados

sistemas de rede e suas aplicações. Este livro é mais do que apenas uma introdução à terminologia avançada.Envolve a apresentação de conceitos que ajudarão o leitor a obter compreensão mais profunda do assunto geral-mente complexo da comunicação de dados. Espera-se que, uma vez que os leitores obtenham esse entendimentoprofundo, o assunto se torne menos intimidador. Para facilitar essa compreensão, o livro busca manter altospadrões em três áreas principais: facilidade de leitura, equilíbrio entre técnico e prático e atualização.

Facilidade de leitura

Tivemos muito cuidado em apresentar o material técnico do modo mais simples possível. Em razão da naturezado assunto deste livro, a utilização de terminologia específica é inevitável. No entanto, foram feitos todos osesforços para apresentar os termos de modo claro, com uso mínimo de siglas e até mesmo redução do uso de jar-gão de computação.

Organização

A organização de Redes de computadores e comunicação de dados, 6ª edição segue a da suíte de protocoloTCP/IP, partindo da camada física em direção às camadas superiores. Além disso, o livro foi projetado cuidado-samente para ter 13 capítulos, de modo a se adequar bem a um semestre típico de 15 ou 16 semanas (incluindo asprovas necessárias). Enquanto alguns capítulos podem não exigir uma semana inteira de estudos, outros podemprecisar de mais. O objetivo foi projetar uma introdução equilibrada para estudar as redes de computadores,criando um conjunto de capítulos coeso, mas, ao mesmo tempo, flexível para um programa semanal.

Assim, os professores podem escolher dar mais ou menos ênfase a determinados tópicos, dependendo dofoco de seus programas. Se não for possível cobrir todos os 13 capítulos em um semestre, o professor pode seconcentrar em algumas partes. Por exemplo, se o foco do programa for sistemas de informação, o professor podese concentrar nos capítulos 1, 3, 4, 6-8, 10, 12 e 13. Se o foco forem os aspectos mais técnicos de rede, pode serdada ênfase aos capítulos 1-11. No entanto, o autor recomenda que todos os capítulos sejam abordados com certonível de detalhe.

Recursos

Caso de abertura

Cada capítulo começa com um pequeno caso ou vinheta que enfatiza seu conceito principal e cria o ambientepara a exploração. Esses casos destinam-se a despertar o interesse dos leitores e criar o desejo de aprender maissobre os conceitos do capítulo.

Objetivos de aprendizado

Após o caso de abertura, encontra-se uma lista de objetivos de aprendizado que devem ser realizados até o finaldo capítulo. Cada objetivo liga-se às principais seções do capítulo. Os leitores podem utilizá-los para ter ideia doescopo e das intenções do texto. Os objetivos também funcionam em conjunto com o resumo do final do capítuloe as questões de revisão, de modo que os leitores possam avaliar se dominam adequadamente o material.

Detalhes

Muitos capítulos contêm uma ou mais seções “Detalhes”, que aprofunda um tema particular. Os leitores interes-sados em detalhes mais técnicos acharão essas seções valiosas. Como as seções “Detalhes” são separadas fisica-mente do texto principal, elas podem ser puladas por leitores que não tenham tempo para explorar esse nível dedetalhamento técnico. Deixar de ler essas seções não afetará a compreensão geral do material de um capítulo.

Em ação

Ao final da apresentação do conteúdo principal de cada capítulo, encontra-se um exemplo “Em ação”, quedemonstra aplicação do assunto mais importante do capítulo em ambiente realista. Embora vários exemplos “Emação” incluam pessoas e organizações fictícias, foram feitos todos os esforços para tornar os cenários hipotéticos

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o mais representativos possível das situações e questões encontradas em ambientes reais domésticos e de negó-cios. Assim, os exemplos “Em ação” ajudam o leitor a visualizar os conceitos apresentados no capítulo.

Material do final do capítulo

O material do final do capítulo destina-se a ajudar os leitores a revisar o conteúdo do capítulo e avaliar se elesdominam adequadamente os conceitos. Incluem-se:

u Resumo em lista que os leitores podem utilizar como revisão dos principais assuntos e guia de estudo.

u Questões que podem ser utilizadas para verificar rapidamente se os leitores compreenderam ou não osconceitos fundamentais.

u Conjunto de exercícios que lidam com o material apresentado no capítulo.

u Conjunto de exercícios de “Pensando criativamente”, de natureza mais profunda, exigindo que os leitoresconsiderem várias soluções alternativas possíveis e comparem suas vantagens e desvantagens.

u Conjunto de “Projetos práticos”, que exigem que os leitores transcendam o material encontrado no texto eutilizem recursos externos para escrever as respostas. Muitos desses projetos se adequam bem aavaliações escritas. Assim, eles podem servir como ferramentas valiosas aos professores, especialmenteem um momento em que cada vez mais faculdades e universidades buscam implantar estratégias de“escrita por todo o currículo”.

Glossário

No final do livro, encontra-se um glossário que inclui os termos fundamentais de cada capítulo.

Suplemento on-line

Slides em PowerPoint – Este livro vem com slides de Microsoft PowerPoint® para cada capítulo. Elessão oferecidos como auxílio de ensino para apresentações em sala de aula, disponibilização na rede pararevisões de capítulo pelos alunos ou para impressão e distribuição em sala. Os professores podem adicio-nar seus próprios slides sobre assuntos extras acrescentados à aula.

Agradecimentos

A produção de um livro texto exige habilidades e dedicação de muitas pessoas. Infelizmente, o produto finalapresenta apenas o nome do autor na capa e não daqueles que ofereceram incontáveis horas de sugestões e conse-lhos profissionais. Em primeiro lugar, gostaria de agradecer ao pessoal da Course Technology pelo apoio vigo-roso e por ser uma das melhores equipes com que um autor poderia querer trabalhar: Charles McCormick Jr.,Editor de aquisições sênior, Kate Mason, Gerente de produtos sênior, e Karunakaran Gunasekaran, Gerente deprodutos de conteúdo.

Também devo agradecer aos meus colegas da DePaul University, que ouviram meus problemas, ofereceramideias para exercícios, leram as provas de alguns capítulos técnicos e propiciaram muitas ideias novas nosmomentos em que eu não era capaz de pensar em nenhuma sozinho.

Por fim, agradeço a minha família: minha esposa Kathleen, minha filha Hannah e meu filho Samuel. Foi seuamor e apoio (novamente!) que me fez continuar, dia após dia, semana após semana e mês após mês.

Curt M. White

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1Introdução a redes de

computadores e

comunicações de dadosu u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u u

FAZER PREVISÕES é uma tarefa difícil, e prever o futuro em

computação não é exceção. A história está repleta de previsões

tão imprecisas relacionadas à computação que hoje são

inacreditáveis. Por exemplo, considere as previsões a seguir:

“Acredito que exista um mercado mundial para, talvez, cinco

computadores.” Thomas Watson, presidente da IBM, 1943.

“Eu viajei por todo o país e conversei com as melhores pessoas;

e posso assegurar que o processamento de dados é uma onda

que não sobreviverá nem este ano.” Editor-responsável por

livros de negócios da Prentice Hall, 1957.

“Não há nenhuma razão pela qual alguém desejaria um

computador em sua casa.” Ken Olson, presidente e fundador da

Digital Equipment Corporation, 1977.

“640 K deve ser suficiente para qualquer um.” Bill Gates, 1981.

“Acreditamos que o lançamento do irmão menor do PC [PCjr] é

um desenvolvimento importante e duradouro na história da

computação, como a incursão da IBM na microcomputação

provou ser.” PC Magazine, dezembro de 1983. (O PCjr durou

menos de um ano.)

Não importa quanto você seja famoso ou influente, é

extremamente fácil fazer previsões muito ruins. É difícil

imaginar que se possa fazer uma previsão pior que qualquer

uma das citadas acima. Levados por esse falso senso de

otimismo, vamos fazer algumas previsões por nossa conta:

Um dia, antes de colocar os pés fora da porta, você vai pegar

seu guarda-chuva e ele dirá a você como está o tempo lá fora.

Um sinal de rádio vai conectar o guarda-chuva ao serviço local

de previsão de tempo, que fará o download das condições mais

recentes do tempo para sua conveniência.

Um dia, você estará dirigindo seu carro e, ao exceder uma

velocidade predeterminada, o carro enviará uma mensagem

de texto para seus pais, informando-os sobre seus “hábitos de

direção”.

Um dia, vamos usar o computador como se fosse um conjunto

de roupas e, ao cumprimentarmos uma pessoa com um aperto

de mãos, serão transferidos dados pela nossa pele e para o

“computador” da outra pessoa.

Em algum momento, em um futuro não tão distante, poderemos

criar um cartão de visitas que, ao ser movimentado próximo a

um computador, fará o computador executar automaticamente

uma função, como fazer uma chamada telefônica via internet ou

criar um registro de dados com as informações do cartão.

Um dia, você terá uma bateria de carro que, quando estiver

muito fraca para dar partida no carro, vai ligar para seu telefone

celular e informar que precisa ser substituída.

Um dia, você estará em uma cidade grande e fará uma ligação do

seu telefone celular para chamar um táxi. A voz do outro lado vai

dizer simplesmente, “Fique onde você está. Você está vendo o

táxi vindo pela rua? Quando ele parar à sua frente, embarque”.

Estas previsões parecem absurdas e recheadas de

tecnologias misteriosas que somente cientistas e engenheiros

conseguem compreender? Elas não deveriam, uma vez que

não são previsões. São cenários que ocorrem hoje com

tecnologias que já existem. Além do mais, nenhum desses

avanços seria possível hoje se não existissem as redes de

computadores e comunicações de dados.

u

u Definir a terminologia básica das redes de computadores.

u Reconhecer os componentes individuais do quadro geral

das redes de computadores.

u Esquematizar as conexões básicas de rede.

u Definir o termo “convergência” e descrever como ele se

aplica a redes de computadores.

u Citar as razões para utilizar uma arquitetura de rede e

explicar como elas se aplicam aos sistemas de rede atuais.

u Listar as camadas do conjunto de protocolos TCP/IP e

descrever os serviços de cada camada.

u Listar as camadas do modelo OSI e descrever os serviços

de cada camada.

u Comparar o conjunto de protocolos TCP/IP e o modelo OSI

e listar suas diferenças e semelhanças.

ObjetivosApós a leitura deste capítulo, você deve ser capaz de:

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2 Redes de computadores e comunicação de dados

O mundo de redes de computadores e comunicações de dados é um campo de estudo surpreendentemente vasto ecada vez mais importante. Primariamente considerado de domínio dos especialistas e técnicos em rede, as redesde computadores agora envolvem gerentes de negócios, programadores de computador, desenvolvedores de sis-temas, gerentes de escritório, usuários de computadores caseiros e pessoas comuns do dia a dia. É virtualmenteimpossível, para a maioria das pessoas, passar 24 horas sem usar direta ou indiretamente alguma forma de redede computadores.

Pergunte a qualquer grupo, “Alguém usou uma rede de computadores hoje?”, e mais da metade das pessoasvai responder, “Sim”. Em seguida, pergunte aos outros que responderam “não”: "Como vocês foram ao trabalho,escola ou a uma loja hoje se não utilizaram uma rede de computadores?” A maior parte dos sistemas de transporteusa redes extensas de comunicação para monitorar o fluxo de veículos e trens. Vias expressas e estradas possuemsistemas computadorizados para controle dos sinais de trânsito e limite de acesso durante horários de pico. Algu-mas cidades grandes estão instalando hardware adequado dentro de ônibus urbanos para que a localização decada um deles seja conhecida. Essa informação permite que os sistemas de transporte mantenham os ônibus comintervalos regulares e mais pontuais.

Além disso, mais e mais pessoas utilizam dispositivos GPS baseados em satélite em seus carros; se você seperder durante um percurso, eles dizem precisamente onde seu automóvel está e oferecem direções precisas. Sis-temas semelhantes podem destravar as portas do seu carro se você deixar as chaves na ignição e podem localizarseu carro em um estacionamento lotado acionando a buzina e acendendo os faróis no caso de você não lembraronde estacionou.

Mas mesmo que você não tenha usado transporte coletivo ou dispositivo GPS no seu carro hoje, há váriosoutros modos de usar uma rede de computadores. As empresas podem encomendar peças e inventário sobdemanda e desenvolver produtos de acordo com especificações do cliente eletronicamente, sem a necessidade depapel. Lojas varejistas on-line podem rastrear cada item que você pesquisa ou compra. Ao utilizar tais dados, elesfazem recomendações de produtos semelhantes e informam a você, futuramente, quando um novo produto seme-lhante está disponível. Caixas eletrônicos 24 horas podem verificar a identidade do usuário por meio de suaimpressão digital.

Além disso, a televisão a cabo continua a expandir-se, oferece programação extensa, opções de pay-per-view,gravação de vídeo, televisão e música digital, e conectividade multimegabit com a internet. O sistema telefônico,a rede de dispositivos de comunicação mais antiga e extensa, vem se tornando, cada dia mais, uma rede de com-putadores. As redes “telefônicas” mais recentes podem, agora, fornecer voz, internet e televisão em uma únicaconexão. Sistemas de telefonia celular abrangem virtualmente todo o continente norte-americano e incluem siste-mas que permitem aos usuários fazer o upload e o download de dados da internet e para a internet, enviar e rece-ber imagens e fazer o download de transmissões em vídeo, como programas de televisão. O dispositivo portátilque você está segurando pode tocar música, fazer chamadas telefônicas, tirar fotos, navegar na Web, e ainda per-mite que você jogue enquanto espera pelo próximo trem.

Bem-vindo ao mundo surpreendente das redes de computadores! A não ser que você tenha passado as últimas24 horas em completo isolamento, é quase impossível não utilizar alguma forma de redes de computadores ecomunicações de dados. Em virtude da integração crescente das redes de computadores e comunicações de dadosnos negócios e na vida, não podemos deixar essa área de estudos para os técnicos. Todos nós, especialmente estu-dantes de sistemas de informação, administração e ciência da computação, precisamos entender os conceitosbásicos. De posse desse conhecimento, não somente podemos melhorar a comunicação com especialistas emrede e engenheiros, mas também nos tornar estudantes, gerentes e empregados melhores.

O idioma das redes de computadoresNos últimos anos, vários termos e definições relacionados a redes de computadores e comunicações de dadossurgiram. Para obter conhecimento nos vários subcampos de estudo e se familiarizar com o enfoque deste livro,vamos examinar os termos mais comuns e suas definições.

Introdução u

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1. Introdução a redes de computadores e comunicações de dados 3

Uma rede de computadores é uma interconexão de computadores e equipamentos de computação que usafios ou ondas de rádio e pode compartilhar dados e recursos computacionais. Redes de computadores que utilizamondas de rádio são chamadas sem fio e podem incluir radiotransmissão, micro-ondas ou transmissões por satélite.Redes que cobrem uma área de vários metros em torno de um indivíduo são chamadas redes pessoais (PANs).Redes de área pessoal incluem dispositivos como notebooks, assistentes pessoais (PDAs) e conexões sem fio.Redes um pouco mais amplas no tamanho geográfico, que cobrem uma sala, um andar em um prédio, um prédioou um campus, são redes locais (LANs). Redes que servem uma área de até 50 quilômetros, aproximadamente aárea de uma cidade típica, são chamadas redes metropolitanas (MANs). Redes metropolitanas são redes de altavelocidade que interconectam empresas com outras empresas e com a internet. Redes amplas que abrangem partesde estados, vários estados, países e o mundo são as redes de longa distância (WANs). Os Capítulos 7 e 8 concen-tram-se nas redes locais, os Capítulos 9, 10 e 11 nas redes metropolitanas e de longa distância.

O estudo de redes de computadores geralmente começa com a introdução de dois importantes blocos deconstrução: dados e sinais. Dados são informações que podem ser traduzidas de uma forma mais adequada paraarmazenamento, transmissão e cálculo. Como veremos no Capítulo 2, um sinal é utilizado para transmitir dados.Definiremos as comunicações de dados como a transferência de dados digitais e analógicos usando sinais digitaisou analógicos. Uma vez criados, esses sinais são, em seguida, transmitidos por meios conduzidos ou sem fio (queserão discutidos no Capítulo 3). Tanto os dados quanto os sinais podem ser analógicos ou digitais, permitindoquatro combinações possíveis. As transmissões de dados analógicos por sinais analógicos e de dados digitais porsinais digitais são processos razoavelmente diretos, e a conversão de uma forma para outra é relativamente sim-ples. A transmissão de dados digitais utilizando sinais analógicos, entretanto, requer que os dados digitais sejammodulados para um sinal analógico, o que ocorre com o modem e o sistema telefônico. A transmissão de dadosanalógicos usando sinais digitais pede que os dados sejam modelados em intervalos específicos e então digitali-zados em um sinal digital, o que ocorre com um dispositivo chamado digitalizador ou codec.

A transmissão de dados e sinais entre um transmissor e um receptor ou entre um computador e um modemexige interface, um tópico discutido no Capítulo 4. Como o envio de somente um sinal por vez pelo meio pode serum modo ineficiente de fazer a interface, muitos sistemas executam multiplexação e/ou compressão. Multiplexa-

ção é a transmissão de sinais múltiplos em um meio. Para um meio transmitir sinais múltiplos simultaneamente, ossinais devem ser alterados para que não interfiram um no outro. Compressão é a técnica de comprimir dados emum pacote menor, reduzindo assim a quantidade de tempo (e o espaço de armazenamento) necessário para a trans-missão de dados. Multiplexação e compressão são abordados detalhadamente no Capítulo 5.

Quando os sinais transmitidos entre dispositivos computacionais estiverem corrompidos e resultarem em erro,a detecção e o controle de erros são necessários. Esses tópicos são discutidos em detalhes no Capítulo 6.

Era uma vez, uma rede de voz que transmitia sinais telefônicos e uma rede de dados que transmitia dados decomputador. Com o passar do tempo, entretanto, as diferenças entre redes de voz e de dados começaram a desa-parecer. As redes voltadas primariamente para voz agora transmitem dados, e as redes voltadas para tráfego dedados agora transmitem voz em tempo real. Vários especialistas preveem que um dia nenhuma distinção seráfeita e uma rede vai fazer a transmissão efetiva e eficiente de todos os tipos de tráfego. A fusão das redes de voz ede dados é chamada de convergência, um tópico importante que será apresentado mais tarde neste capítulo e noscapítulos seguintes.

A segurança em computação (abordada no Capítulo 12) é uma preocupação crescente tanto do pessoal pro-fissional de suporte à computação quanto dos usuários domésticos com conexão à internet. Gerenciamento de

rede é o projeto, instalação e suporte de uma rede e de seu hardware e software. O Capítulo 13 discute muitosaspectos básicos necessários para suportar adequadamente o projeto e o desenvolvimento do hardware e dosoftware de rede, assim como as técnicas mais comuns de gerenciamento utilizadas para oferecer suporte auma rede.

O quadro geral das redesSe você pudesse criar um quadro que tentasse oferecer uma visão geral de uma rede de computadores típica,como seria esse quadro? A Figura 1-1 mostra esse quadro e inclui exemplos de redes locais, pessoais e de longadistância. Note que essa figura mostra dois tipos diferentes de redes locais (LAN 1 e LAN 2). Embora uma des-crição completa dos diferentes componentes que fazem parte de uma rede local não seja necessária agora, éimportante perceber que a maior parte das LANs possui o seguinte hardware:

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4 Redes de computadores e comunicação de dados

u Estações de trabalho são computadores pessoais/microcomputadores (desktops, notebooks, netbooks,dispositivos de mão, entre outros) em que existem usuários.

u Servidores são os computadores que armazenam software de rede e arquivos de uso compartilhado ouprivado.

u Comutadores (Switches) são os pontos de junção dos fios que interconectam as estações de trabalho.

u Roteadores são os dispositivos de conexão entre as redes locais e as redes de longa distância.Redes de longa distância também podem ser de vários tipos. Embora muitas tecnologias diferentes sejam

utilizadas para oferecer suporte a redes de longa distância, todas as redes de longa distância incluem os seguin-tes componentes:

u Nós, que são os dispositivos computacionais que permitem a estações de trabalho se conectarem à rede etomarem as decisões sobre onde rotear um dado.

u Um tipo de linha de transmissão de alta velocidade, que viaja de um nó para outro.

u Uma sub-rede ou nuvem, que consiste em nós e linhas de transmissão, agrupados em uma unidade coesa.Para visualizar como as áreas locais e de longa distância funcionam juntas, considere o usuário A (no canto

superior esquerdo da Figura 1-1), que deseja acessar uma página Web do servidor Web exibido no canto inferiordireito. Para fazer isso, o computador do usuário A deve ter tanto o hardware quanto o software necessários parase comunicar com a primeira rede de longa distância que ele encontrar (WAN1 especificamente, o provedor doserviço de internet do usuário A). Supondo que o computador do usuário A esteja conectado a essa rede de longadistância por meio de uma linha telefônica DSL, o usuário A precisa de algum tipo de modem. Além do mais, seessa rede de longa distância for parte da internet, o computador do usuário A vai necessitar de software que fale alíngua da internet: TCP/IP (Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo de Internet).

Note que não existe conexão direta entre WAN 1, em que está o usuário A, e LAN 2, em que está o servidorWeb. Para assegurar que a solicitação de página Web do usuário A atinja seu receptor pretendido (o servidorWeb), o software desse usuário conecta as informações adequadas de endereço que WAN 1 usa para rotear suasolicitação para o roteador que conecta WAN 1 a LAN 1. Uma vez que a solicitação chegue à LAN 1, o disposi-tivo tipo comutador que conecta LAN 1 e LAN 2 utiliza as informações de endereço para passar a solicitaçãopara LAN 2. Informações adicionais de endereço fazem o roteamento da solicitação de página Web do usuário Apara o servidor Web, cujo software aceita a solicitação.

Em condições e tráfego normais, esse procedimento deve demorar somente uma fração de segundo. Quandovocê começar a compreender todos os passos envolvidos e o grande número de transformações que uma simples

Figura 1-1 Visão geral da interconexão entre diferentes tipos de redes.

Usuário A

WAN 1Modem

Torre de micro-ondas

LAN 1 LAN 2

PAN 1

Servidor Web

PDA

Estações de trabalho

Roteadores

Comutador (Switch)

WAN 2

Roteadores

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1. Introdução a redes de computadores e comunicações de dados 5

solicitação de página Web deve sofrer, o fato de demorar somente uma fração de segundo para ser completada é extraordinário.

Redes de comunicação – Conexões básicasO início deste capítulo descreveu algumas das áreas de aplicação de redes de computadores e comunicações dedados que você encontra diariamente. Com base nessa amostra, é possível ver que todos os diversos tipos de tra-balhos e serviços que utilizam algum tipo de rede de computadores e comunicações de dados formaria uma listaenorme. Em vez disso, vamos examinar sistemas básicos de rede e suas conexões para ver quanto são extensivosos usos de comunicações de dados e redes de computadores. As conexões básicas que vamos examinar incluem:

u Microcomputador-rede local

u Microcomputador-internet

u Rede local-rede local

u Rede pessoal-estação de trabalho

u Rede local-rede metropolitana

u Rede local-rede de longa distância

u Rede de longa distância-rede de longa distância

u Sensor-rede local

u Satélite e micro-ondas

u Telefones celulares

u Terminal/microcomputador-computador mainframe

Conexões microcomputador-rede localTalvez a conexão de rede mais comum hoje, a conexão microcomputador-rede local (LAN), seja encontrada vir-tualmente em toda empresa e ambientes acadêmicos e mesmo em várias residências. O microcomputador, quetambém é conhecido como computador pessoal, PC, computador desktop, laptop, notebook, netbook, ou estaçãode trabalho, começou a emergir no fim da década de 1970 e início da década de 1980. (Para fins de consistência,utilizaremos o termo mais antigo “microcomputador” para referir qualquer tipo de computador baseado em ummicroprocessador, unidade de disco e memória.) A LAN, como veremos no Capítulo 7, é uma excelente ferra-menta para compartilhamento de software e periféricos. Em algumas LANs, o conjunto de dados que acompa-nham o software de aplicativo fica em um computador central chamado servidor. Ao usar microcomputadoresconectados à LAN, os usuários podem solicitar e fazer o download do conjunto de dados para, então, executar oaplicativo em seus computadores. Se os usuários desejam imprimir documentos em uma impressora de alta qua-lidade em rede, a LAN contém o software de rede necessário para fazer o roteamento de sua solicitação deimpressão para a impressora adequada. Se os usuários desejam acessar seu e-mail do servidor de e-mail corpora-tivo, a rede local disponibiliza uma conexão rápida e estável entre as estações de trabalho do usuário e o servidorde e-mail. A Figura 1-2 mostra um diagrama desse tipo de conexão microcomputador-rede local.

Uma forma comum de conexão microcomputador-rede local no mundo dos negócios é o sistema cliente/servi-dor. Em um sistema cliente/servidor, um usuário em um microcomputador ou máquina do cliente emite uma soli-citação para algum tipo de dado ou serviço. Pode ser uma solicitação para um registro de banco de dados de umservidor de banco de dados ou uma solicitação para recuperar uma mensagem de e-mail de um servidor de e-mails.Essa solicitação viaja pelo sistema até um servidor que contém um grande repositório de dados e/ou programas. Oservidor atende à solicitação e devolve os resultados ao cliente, exibindo-os no monitor do cliente.

Um tipo de conexão microcomputador-rede local que continua a crescer em popularidade é a conexão semfio. Um usuário sentado em frente de uma estação de trabalho ou notebook usa um dispositivo de comunicaçãosem fio para enviar dados a um ponto de acesso sem fio e receber dados desse ponto, que é conectado à redelocal e basicamente serve como a “ponte” entre o dispositivo sem fio do usuário e a rede conectada com fio.Embora tal configuração utilize transmissões com frequência de rádio, ainda consideramos uma conexão micro-computador-área local.

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Redes de computadorese comunicação de dados

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TRADUÇÃO DA 6ª EDIÇÃO NORTE-AMERICANA

Redes de computadorese comunicação de dadosTRADUÇÃO DA 6ª EDIÇÃO NORTE-AMERICANA

Curt M. White

Curt M. White

Curt M. White

Material de apoio on-line(para professores que comprovadamente

adotam a obra)

As redes estão presentes em praticamente todos os aspectos dos negócios e da vida pessoal, e, portanto, é fundamental que cada um compreenda os recursos básicos, as operações e as limitações dos diferentes tipos de rede. O principal objetivo desta obra é fornecer aos leitores mais do que novas definições acerca das redes de computadores e comunicação de dados, mas, sim, apresen-tar conceitos que ajudarão o leitor a obter compreensão mais profunda de tal assunto, geralmente complexo. Para facilitar essa compreensão, o livro busca manter altos padrões em três áreas principais: facilidade de leitura, equilíbrio entre técni-co e prático, e atualização.

AplicaçõesRedes de computadores e comunicação de dados é destinado a um curso de um semestre em comunicação de dados para graduandos em administração, sistemas de informação, gerência de sistemas de informação e outros campos aplicados à ciência da computação.

Outras obras

INTRODUÇÃO À CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO - 2ª edição atualizadaRicardo Daniel Fedeli, Enrico Giulio Franco Polloni e Fernando Eduardo Peres

INTRODUÇÃO AOS FUNDAMENTOS DA COMPUTAÇÃONewton José Vieira

ADMINISTRAÇÃO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃOIvo Soares Melo

LÓGICA PARA COMPUTAÇÃOFlávio Soares Corrêa da Silva, Marcelo Finger e Ana Cristina Vieira de Melo

PRINCÍPIOS DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO - Tradução da 9ª edição norte-americanaRalph M. Stair e George W. Reynolds

Sobre o autor

Curt M. WhiteÉ Ph.D. em Ciência da Computação pela Wayne State University e Bacharel em Ciência da Computação. É professor associado da DePaul University desde 1998. Foi professor associado da Dominican University, professor assistente da Purdue University Fort Wayne e também professor assistente da Illinois State University. É autor de diversos artigos em jornais e revistas especializadas.

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ISBN 13 978-85-221-1294-4ISBN 10 85-221-1294-0

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Redes de computadores e comunicação de dados - tradução da 6a ed. norte-americana