apostila fundamentos rede

Upload: roeli-ileor

Post on 18-Oct-2015

41 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    1

    1. REDES

    Uma rede um sistema de pessoas ou objetos intrinsicamente conectados. As redes esto ao nosso redor,

    at mesmo dentro de ns. Nossos prprios sistemas nervoso e cardiovascular so redes. O diagrama de

    cluster na figura mostra vrios tipos de redes; voc pode se lembrar de outros. Observe os agrupamentos:

    Comunicaes

    Transporte

    Social

    Biolgico

    Servios pblicos

    1.2 Redes de Dados

    As redes de dados surgiram como resultado de aplicativos de computador que foram criados para empresas. Entretanto, na poca em que esses aplicativos foram criados, as empresas possuam computadores que eram dispositivos dedicados, e cada um deles operava independentemente de outros computadores. Portanto, percebeu-se que essa maneira de administrar empresas no era eficaz nem econmica. Elas precisavam de uma soluo que respondesse satisfatoriamente s trs questes abaixo:

    1. Como evitar a duplicao de equipamentos e recursos 2. Como se comunicar eficazmente 3. Como configurar e gerenciar uma rede

    As empresas reconheceram o quanto poderiam economizar e ganhar em produtividade usando a tecnologia de rede. Elas comearam a implantar redes e a expandir as redes existentes quase to rapidamente quanto surgiam novos produtos e tecnologias de rede. Como resultado, houve uma grande expanso das redes no comeo dos anos 80; entretanto, o incio do desenvolvimento das redes foi catico de muitas maneiras.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    2

    Em meados dos anos 80, sentiram-se os problemas do crescimento. Muitas das tecnologias de rede que surgiram tinham sido criadas usando-se diferentes implementaes de hardware e software. Em conseqencia, muitas das novas tecnologias de rede eram incompatveis umas com as outras. Tornou-se cada vez mais difcil paras as redes que usavam especificaes diferentes se comunicarem entre si.

    Uma das primeiras respostas a esses problemas foi a criao de redes locais (LANs). Como elas podiam conectar todas as estaes de trabalho, perifricos, terminais e outros dispositivos em um nico edifcio, as LANs tornaram possvel s empresas que usavam a tecnologia da computao, compartilhar, por exemplo, arquivos e impressoras, de modo eficiente.

    medida que o uso do computador nas empresas cresceu, logo se percebeu que at mesmo as LANs no eram suficientes. Em um sistema de LAN, cada departamento ou empresa era uma espcie de ilha eletrnica.

    Era necessrio um modo de passar informaes de maneira rpida e eficiente, no s dentro da empresa, mas tambm de uma empresa a outra. A soluo, ento, foi a criao de redes de reas metropolitanas (MANs) e de redes de longa distncia (WANs). Como as WANs podiam conectar as redes usurias dentro de grandes reas geogrficas, elas tornaram possvel a comunicao entre empresas a grandes distncias.

    Nota: Trs problemas criaram a necessidade de internetworking: duplicao de equipamentos e recursos,

    incapacidade de comunicao com todos, em qualquer lugar e qualquer hora, e falta de gerenciamento de

    rede. Esses problemas se transformaram em oportunidades para empresas desenvolverem solues de

    internetwork tanto para redes locais quanto para redes de grande distncia.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    3

    1.2.1 Solues de Redes de Dados

    Para seus estudos, a maioria das redes de dados so classificadas como redes locais (LANs) ou redes de

    longa distncia (WANs). As LANs esto geralmente localizadas em edifcios ou campus individuais e

    manipulam comunicaes internas. As WANs cobrem uma grande rea geogrfica e conectam cidades e

    pases. Vrios exemplos teis de LANs e WANs aparecem na figura. Esses exemplos devem ser

    consultados sempre que houver uma dvida sobre uma LAN ou uma WAN. LANs e WANs tambm

    podem ser conectadas atravs de internetworking

    1.3 Redes Locais

    Uma das primeiras respostas a esses problemas foi a criao de redes locais (LANs). Como elas podiam

    conectar todas as estaes de trabalho, perifricos, terminais e outros dispositivos em um nico edifcio, as

    LANs tornaram possvel s empresas que usavam a tecnologia da computao, compartilhar, por exemplo,

    arquivos e impressoras de modo eficiente.

    As redes locais (LANs) consistem em computadores, placas de rede, meios de rede, dispositivos de

    controle de trfego de rede e dispositivos perifricos. As LANs permitem que as empresas que usam a

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    4

    tecnologia da computao compartilhem, de modo eficaz, itens como arquivos e impressoras e usem

    meios de comunicao como correio eletrnico. Elas renem: dados, comunicaes, computao e

    servidores de arquivos.

    As LANs so projetadas para executar as seguintes aes:

    Operar dentro de uma rea geogrfica limitada

    Permitir que muitos usurios acessem meios de grande largura de banda

    Fornecer conectividade ininterrupta aos servios locais

    Conectar dispositivos fisicamente adjacentes

    H muitos recursos on-line que fornecem as informaes mais recentes sobre as LANs. Reserve alguns

    minutos para navegar em alguns destes sites.

    1.4 Redes de Longa Distncia

    medida que o uso do computador cresceu nas empresas, logo se percebeu que at mesmo as LANs no

    eram o suficiente. Em um sistema de LAN, cada departamento ou empresa era uma espcie de ilha

    eletrnica. Era necessrio um modo de passar informaes de uma empresa a outra de maneira rpida e

    eficiente.

    A soluo era a criao de redes de longa distncia (WANs). As WANs interconectavam LANs, que

    forneciam acesso a computadores ou servidores de arquivos em outros locais. Como as WANs

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    5

    conectavam redes usurias dentro de uma vasta rea geogrfica, elas permitiram que as empresas se

    comunicassem a grandes distncias. Com os computadores, impressoras e outros dispositivos em rede ou

    conectados em uma WAN, as empresas podiam comunicar-se, para compartilhar informaes e recursos,

    alm de acessar a Internet.

    Algumas tecnologias comuns WAN so:

    Modems

    ISDN (Integrated Services Digital Network) ou RDSI (Rede Digital de Servios Integrada)

    DSL (Digital Subscriber Line)

    Frame Relay

    ATM (Asynchronous Transfer Mode)

    As sries portadoras T (USA) e E (Europa): T1, E1, T3, E3, etc.

    SONET (Synchronous Optical Network) e SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

    1.5 Largura de Banda Digital

    1.5.1 Medidas de largura de banda digital

    Entretando, as LANs e as WANs sempre tiveram algo em comum, o uso do termo largura de banda para descrever suas capacidades. Esse termo essencial para o entendimento das redes, mas ele pode ser confuso no comeo. Vamos, portanto, observar os detalhes sobre esse conceito antes de nos aprofundar nas redes.

    A largura de banda a medida da quantidade de informao que pode ser transferida de um lugar para o outro em um determinado perodo de tempo. H dois usos comuns da expresso largura de banda: um se refere a sinais analgicos, o outro, a sinais digitais. Voc vai trabalhar com largura de banda digital, chamada simplesmente de largura de banda, at o fim do texto.

    Voc j aprendeu que o termo da unidade de informao mais bsica o bit. Voc tambm sabe que a unidade bsica de tempo o segundo. Ento, se estivermos tentando descrever a QUANTIDADE de fluxo de informaes

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    6

    em um intervalo de tempo ESPECFICO, poderamos usar as unidades "bits por segundo" para descrever esse fluxo.

    Bits por segundo uma unidade de largura de banda. claro, se a comunicao se desse a essa taxa, 1 bit

    por 1 segundo, ela seria muito lenta. Imagine tentar enviar o cdigo ASCII do seu nome e endereo -

    levaria minutos! Felizmente, j so possveis comunicaes muito mais velozes. O grfico resume as

    vrias unidades de largura de banda.

    1.5.2 Trs analogias para descrever a largura de banda digital

    A largura de banda um elemento muito importante da rede, ainda que seja um pouco abstrato e difcil de entender. Abaixo esto trs analogias que podem ajud-lo a entender o que a largura de banda:

    1. A largura de banda como o dimetro de um cano.

    Pense na rede de canos que traz gua at sua casa e leva o esgoto embora. Esses canos tm diferentes dimetros: o principal cano de gua da cidade pode ter 2 metros de dimetro, enquanto a torneira da cozinha pode ter 2 centmetros. O dimetro do cano mede a capacidade do cano levar gua. Nessa analogia, a gua como a informao, e o dimetro do cano como a largura de banda. Na verdade, muitos especialistas em rede falam em termos de "colocar canos maiores", o que significa mais largura de banda, ou seja, mais capacidade de transmitir informaes.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    7

    2. Largura de banda como o nmero de pistas de uma rodovia.

    Pense em uma rede de estradas que atenda sua cidade ou municpio. Pode haver rodovias com oito

    pistas, com sadas para estradas de 2 e 3 pistas, que podem, por sua vez, levar a ruas com duas pistas no

    divididas e, finalmente, garagem da sua casa. Nessa analogia, o nmero de pistas como a largura de

    banda, e o nmero de carros como a quantidade de informao que pode ser transportada.

    3. A largura de banda como a qualidade do som em um sistema de udio.

    O som a informao, e a qualidade do som que voc ouve a largura de banda. Se pedissem para que

    voc classificasse como preferiria ouvir sua msica favorita - pelo telefone, por uma rdio AM, por uma

    rdio FM ou por CD-ROM provavelmente voc escolheria o CD em primeiro lugar, depois a rdio FM, a rdio AM e finalmente o telefone. As larguras de bandas analgicas reais para eles so, respectivamente,

    de 20 KHz, 15 KHz, 5 KHz e 3 KHz.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    8

    Lembre-se de que o significado de largura de banda verdadeiro e real, no nosso contexto, o nmero

    mximo de bits que podem passar teoricamente atravs de uma rea determinada por um tempo especfico

    (sob dadas condies). As analogias usadas so apenas para tornar mais fcil entender o conceito de

    largura de banda.

    1.5.3 Diferenas da largura de banda dos meios

    largura de banda um conceito muito til. Porm, ela tem limitaes. No importa como voc envia mensagens, ou que meio fsico voc usa, a largura de banda limitada. Isso se deve tanto s leis da fsica quanto aos atuais avanos tecnolgicos.

    A figura abaixo ilustra a largura de banda digital mxima possvel, com as limitaes de comprimento, para alguns meios de rede comuns. Lembre-se sempre de que os limites so fsicos e tecnolgicos.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    9

    A figura abaixo resume diferentes servios WAN e a largura de banda associada a cada servio. Que servio voc usa em casa? E na escola?

    1.5.4 Throughput de dados em relao largura de banda digital

    Imagine que voc tenha muita sorte e tenha um cable modem do ltimo tipo, ou que a loja local tenha

    acabado de instalar uma linha ISDN, ou que sua escola tenha acabado de receber uma LAN Ethernet de 10

    Megabits. Imagine que aquele filme que voc quer ver, ou a pgina da Web que deseja carregar, ou o

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    10

    software do qual deseja fazer download leve um tempo enorme para ser recebido. Voc acreditou que

    estava usando toda a largura de banda anunciada? H outro conceito importante que voc devia ter levado

    em conta, ele se chama throughput.

    Throughput se refere largura de banda real, medida a uma determinada hora do dia, com o uso de rotas

    especficas da Internet, enquanto se faz o download de um determinado arquivo. Infelizmente, por muitas

    razes, o throughput muito menor que a largura de banda digital mxima possvel do meio que est

    sendo usado. Alguns dos fatores que determinam o throughput e a largura de banda esto listados abaixo:

    Dispositivos de internetworking Tipos de dados sendo transferidos Topologia Nmero de usurios Computador do usurio Computador servidor Falhas de energia ou induzidas pelo tempo

    Ao projetar uma rede, importante que voc leve em conta a largura de banda terica. Sua rede no ser

    mais veloz do que o seu meio permitir. Quando voc realmente trabalhar com redes, voc vai querer medir

    o throughput e decidir se ele adequado ao usurio.

    1.5.5 Clculo da transferncia de dados

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    11

    Uma parte importante da rede envolve a tomada de decises quanto a que meio usar. Isso leva freqentemente a questes relacionadas s larguras de banda que os aplicativos do usurio requerem. A figura resume uma frmula simples que vai ajud-lo a tomar essas decises. A frmula Tempo estimado = tamanho do arquivo/largura de banda (consulte a figura). O resultado representa o tempo mais rpido que os dados poderiam ser transferidos. Ele no leva em conta nenhuma das questes previamente discutidas que afetam o throughput, mas fornece uma estimativa aproximada do tempo que levar para enviar informaes usando-se esse aplicativo/meio especfico.

    Agora que voc est familiarizado com as unidades de largura de banda digital, tente resolver o problema a seguir:

    O que levaria menos tempo, enviar um disquete (1,44 MB) cheio de dados por uma linha ISDN ou enviar um disco rgido de 10 GB cheio de dados por uma linha OC-48?

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    12

    1.5.6 A importncia da largura de banda

    Por que a largura de banda importante?

    1. Primeiro, a largura de banda finita. Independentemente dos meios, a largura de banda limitada pelas leis da fsica. Por exemplo, as limitaes da largura de banda, devido s propriedades fsicas dos fios telefnicos de par tranado, que existem em muitas casas, o que limita a 56 kbps o throughput dos modems convencionais. A largura de banda do espectro eletromagntico finita. H somente tantas freqncias na onda do rdio, nas microondas e no espectro infravermelho. Por causa disso, nos EUA, o FCC tem um departamento totalmente voltado para o controle da largura de banda e de quem a usa. A fibra ptica tem largura de banda virtualmente ilimitada. Entretanto, o resto da tecnologia para fazer redes de largura de banda extremamente alta, que usem inteiramente o potencial da fibra ptica, est apenas sendo desenvolvida e implementada agora.

    2. Voc pode economizar muito dinheiro se souber como a largura de banda funciona e que ela finita. Por exemplo, o custo de vrias opes de conexo de provedores de servios de Internet depende, em parte, de quanta largura de banda voc requer - em mdia e no pico de uso. De certa forma, o que voc paga a largura de banda.

    3. Como profissional de rede, espera-se que voc tenha conhecimento sobre largura de banda e throughput. Eles so fatores importantes na anlise do desempenho da rede. Alm disso, como um projetista de redes totalmente novas, a largura de banda sempre ser uma das principais questes de projeto.

    4. H dois conceitos principais para entender a "supervia da informao". O primeiro que qualquer forma de informao pode ser armazenada como uma longa seqncia de bits. O segundo que armazenar informaes como bits, embora seja til, no uma tecnologia verdadeiramente revolucionria. O fato de que podemos compartilhar esses bits, trilhes deles em 1 segundo, significa que a civilizao moderna est se aproximando do tempo em que um computador, em qualquer lugar do mundo ou do espao, pode comunicar-se com qualquer outro, em poucos segundos ou menos.

    5. No raro que uma vez que uma pessoa ou uma instituio comece a usar uma rede, acabe querendo mais e mais largura de banda. Novos programas de software de multimdia requerem ainda mais largura de banda do que os programas usados em meados dos anos 90. Programadores criativos esto sempre ocupados projetando novos aplicativos que sejam capazes de executar tarefas de comunicao mais complexas, o que requer uma largura de banda maior.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    13

    2.0 O MODELO OSI

    Durante as ltimas duas dcadas, houve um grande aumento na quantidade e no tamanho das redes. Vrias

    redes, no entanto, foram criadas atravs de implementaes diferentes de hardware e de software. Como

    resultado, muitas redes eram incompatveis, e a comunicao entre redes com diferentes especificaes

    tornou-se difcil. Para tratar desse problema, a International Organization for Standardization (ISO)

    realizou uma pesquisa sobre vrios esquemas de rede. A ISO reconheceu a necessidade da criao de um

    modelo de rede para ajudar os desenvolvedores a implementar redes que poderiam comunicar-se e

    trabalhar juntas (interoperabilidade). Assim, a ISO lanou em 1984 o modelo de referncia OSI.

    Este captulo explica como os padres garantem maior compatibilidade e interoperabilidade entre vrios

    tipos de tecnologias de rede. Neste captulo, voc vai aprender como o esquema de redes do modelo de

    referncia OSI oferece suporte aos novos padres de rede. Alm disso, voc acompanhar o caminho

    percorrido pelas informaes, ou dados, desde os programas aplicativos (como planilhas), atravs de um

    meio de rede (por exemplo, cabos), at os programas aplicativos localizados em outros computadores de

    uma rede. No decorrer deste captulo, voc vai aprender as funes bsicas que ocorrem em cada camada

    do modelo OSI, que serviro como fundamentos medida que voc comear a projetar, compilar e

    solucionar problemas de redes.

    2.1 Modelo geral de comunicao

    O conceito de camadas vai ajudar voc a entender a ao que ocorre durante a comunicao de um

    computador com outro. Na figura so mostradas questes que envolvem o movimento de objetos fsicos,

    como no trfego em estradas, ou no caso dos dados eletrnicos. Nos referimos a esse deslocamento de

    objetos, fsico ou lgico, como fluxo. Existem muitas camadas que ajudam a descrever os detalhes do

    processo de fluxo. Outros exemplos de sistemas com fluxo so o sistema pblico de abastecimento de

    gua, o sistema rodovirio, o sistema postal e o sistema telefnico.

    Agora, examine o esquema "Comparando redes", na figura . Que rede voc est examinando? O que est

    em fluxo? Quais so as diferentes formas do objeto em fluxo? Quais so as regras do fluxo? Onde

    acontece o fluxo? As redes listadas nesse esquema fornecem a voc mais analogias para ajud-lo a

    entender redes de computadores.

    Outro exemplo de como voc pode usar o conceito de camadas para analisar um tema cotidiano

    examinar a conversao humana. Quando voc tem uma idia e deseja comunic-la a outra pessoa, a

    primeira coisa a fazer escolher a forma de expressar essa idia. Em seguida, voc decide como

    comunic-la de forma apropriada e, por fim, voc de fato expe sua idia.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    14

    Imagine um jovem sentado na cabeceira de uma mesa de jantar muito comprida. Na outra cabeceira, a

    uma distncia razovel, est a av do jovem. O jovem fala portugus. Sua av prefere falar espanhol. A

    mesa foi posta para uma maravilhosa refeio preparada pela av. Subitamente, o jovem grita a plenos

    pulmes: "Ei, voc! Passe o arroz!" e, estendendo o brao por cima da mesa, agarra a travessa. Em muitas

    culturas, essa ao considerada muito rude. O que o jovem deveria ter feito para comunicar seus desejos

    de maneira aceitvel?

    Para ajud-lo a encontrar a resposta a essa pergunta, analise o processo de comunicao usando camadas.

    Primeiro, temos a idia: o jovem quer arroz. Depois, temos a representao da idia: portugus falado (em

    vez de espanhol). Em seguida, o mtodo de expresso/transporte da idia: "Ei, voc". Finalmente, o meio:

    gritar (som) e agarrar (ao fsica) a travessa de arroz.

    A partir desse grupo de quatro camadas, voc pode ver que trs delas impedem que o jovem comunique

    sua idia de maneira apropriada/aceitvel. A primeira camada (a idia) aceitvel. A segunda camada

    (representao), usar o portugus falado em vez do espanhol, e a terceira camada (transporte), uma

    exigncia feita aos gritos em vez de um pedido polido, definitivamente no seguem o protocolo social

    aceitvel. A quarta camada (meio), gritar e agarrar a travessa em lugar de educadamente solicitar auxlio a

    outra pessoa sentada por perto, um comportamento inaceitvel em quase todas as situaes sociais.

    Analisando essa interao em termos de camadas, voc pode entender com mais clareza alguns dos

    problemas de comunicao entre seres humanos e entre computadores, e descobrir como resolv-los.

    2.1.1 Origem, destino e pacotes de dados

    Como aprendemos anteriormente, o nvel mais bsico de informaes de computador consiste nos dgitos

    binrios, ou bits (0s e 1s). Computadores que enviam um ou dois bits de informao, no entanto, no so

    muito teis. Por isso, outros agrupamentos (bytes, quilobytes, megabytes e gigabytes) so necessrios.

    Para que os computadores enviem informaes atravs de uma rede, todas as comunicaes em uma rede

    se originam em uma origem e depois trafegam at um destino.

    Como ilustrado na figura, as informaes que trafegam em uma rede so denominadas dados, pacote ou

    pacote de dados. Um pacote de dados uma unidade de informaes logicamente agrupada que se desloca

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    15

    entre sistemas de computadores. Ele inclui as informaes da origem, junto com outros elementos

    necessrios para fazer que a comunicao com o dispositivo de destino seja possvel e confivel. O

    endereo de origem em um pacote especifica a identidade do computador que envia o pacote. O endereo

    de destino especifica a identidade do computador que recebe o pacote.

    2.1.2 Meios

    Durante o seu estudo de redes, voc vai encontrar referncias palavra "meio". (Observao: a forma plural de meio meios). Em se tratando de redes, um meio um material atravs do qual os pacotes de dados trafegam. Ele pode ser um dos seguintes materiais:

    Cabos telefnicos

    UTP Categoria 5 (usado para Ethernet 10Base T)

    Cabos coaxiais (usados para TV a cabo)

    Fibra ptica (fibras finas de vidro que transportam luz)

    Existem dois outros tipos de meios menos bvios, mas que ainda assim devem ser levados em considerao nas comunicaes em rede. Primeiro, a atmosfera (constituda principalmente de oxignio, nitrognio e vapor d'gua), que transporta ondas de rdio, microondas e luz.

    A comunicao sem nenhum tipo de fio ou cabo chamada de comunicao sem fio ou em espao livre. Isso possvel atravs das ondas eletromagnticas (EM). As ondas EM, que no vcuo trafegam todas velocidade da luz, incluem as ondas de energia, as ondas de rdio, as microondas, a luz infravermelha, a luz visvel, a luz ultravioleta, os raios X e os raios gama. As ondas EM trafegam atravs da atmosfera (constituda principalmente de oxignio, nitrognio e vapor d'gua), mas tambm trafegam no vcuo do espao (onde virtualmente no h nenhuma matria, nem molculas, nem tomos).

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    16

    2.1.3 Protocolo

    Para que os pacotes de dados trafeguem de uma origem at um destino, atravs de uma rede, importante que todos os dispositivos da rede usem a mesma linguagem, ou protocolo. Um protocolo um conjunto de regras que tornam mais eficiente a comunicao em uma rede. Alguns exemplos comuns so:

    No Congresso, as normas de procedimento possibilitam que centenas de representantes (todos desejosos de falar) se organizem, para dar vez a cada um e comunicar suas idias de forma ordenada.

    Quando voc est dirigindo, outros carros sinalizam (ou deveriam sinalizar) para virar esquerda ou direita. Sem isso, haveria uma grande confuso nas ruas.

    Ao pilotarem um avio, os pilotos obedecem a regras muito especficas de comunicao com outros avies e com o controle de trfego areo.

    Quando se atende o telefone, diz-se "Al", e a pessoa que ligou responde, dizendo "Al. Aqui fala..." e assim por diante.

    Uma definio tcnica de um protocolo de comunicaes de dados : um conjunto de regras, ou um acordo, que determina o formato e a transmisso de dados. A camada n em um computador se comunica com a camada n em outro computador. As regras e convenes usadas nessa comunicao so conhecidas coletivamente como o protocolo da camada n.

    2.1.4 A evoluo dos padres ISO de redes

    A primeira fase de desenvolvimento das LANs, MANs e WANs foi catica, sob vrios aspectos. No incio da dcada de 80 houve um grande aumento na quantidade e no tamanho das redes. medida que as empresas percebiam como era possvel economizar e aumentar a produtividade com a tecnologia de redes, criavam mais

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    17

    redes e expandiam as redes j existentes, quase to rapidamente quanto eram lanadas novas tecnologias e produtos de rede.

    Na metade da dcada de 80, essas empresas comearam a ter problemas gerados pelas expanses realizadas. A comunicao entre redes que usavam especificaes e implementaes diferentes se tornou mais difcil. As empresas perceberam que precisavam abandonar os sistemas de redes proprietrios.

    Os sistemas proprietrios tm desenvolvimento, posse e controle privados. Na indstria de computadores, proprietrio o contrrio de aberto. Proprietrio significa que uma empresa ou um pequeno grupo de empresas controla todos os usos da tecnologia. "Aberto" quer dizer que o livre uso da tecnologia est disponvel para o pblico.

    Para tratar do problema da incompatibilidade entre as redes e da impossibilidade delas se comunicarem entre si, a International Organization for Standardization (ISO) pesquisou esquemas de redes como, por exemplo, DECNET, SNA e TCP/IP, para descobrir um conjunto de regras. Como resultado dessa pesquisa, a ISO criou um modelo de rede que ajudaria os fabricantes a criar redes que poderiam ser compatveis e operar junto com outras redes.

    O processo de decompor comunicaes complexas em discretas tarefas menores pode ser comparado ao processo de montagem de um automvel. Se tomado como um todo, o processo de projetar, industrializar e montar um automvel altamente complexo. improvvel que uma s pessoa saiba como executar todas as tarefas necessrias para construir um carro partindo do zero. Por isso, os engenheiros mecnicos projetam o carro, os engenheiros industriais projetam os moldes para as peas e os tcnicos de montagem especficos montam cada parte do carro.

    O modelo de referncia OSI (Obs.: no confundir com ISO), lanado em 1984, foi o esquema descritivo criado. Ele ofereceu aos fabricantes um conjunto de padres que garantiram maior compatibilidade e interoperabilidade entre os vrios tipos de tecnologias de rede, criados por vrias empresas de todo o mundo.

    2.1.5 A Finalidade do Modelo OSI

    O modelo de referncia OSI o modelo fundamental para comunicaes em rede. Embora existam outros modelos, a maior parte dos atuais fabricantes de rede relaciona seus produtos ao modelo de referncia OSI, especialmente quando deseja instruir os usurios no uso dos produtos. Eles o consideram a melhor ferramenta disponvel para ensinar s pessoas a enviar e receber dados atravs de uma rede.

    O modelo de referncia OSI permite que voc visualize as funes de rede que acontecem em cada camada. Sobretudo, o modelo de referncia OSI uma estrutura que voc pode usar para entender como as informaes trafegam atravs de uma rede. Alm disso, voc pode usar o modelo de referncia OSI para visualizar como as informaes, ou pacotes de dados, trafegam desde os programas aplicativos (por exemplo, planilhas, documentos, etc.), atravs de um meio de rede (como cabos, etc.), at outros programas aplicativos localizados em um outro computador de uma rede, mesmo se o remetente e o destinatrio tiverem tipos diferentes de meios de rede.

    No modelo de referncia OSI, existem sete camadas numeradas e cada uma ilustra uma funo particular da rede. Essa separao das funes da rede chamada diviso em camadas. Dividir a rede nessas sete camadas oferece as seguintes vantagens:

    Decompe as comunicaes de rede em partes menores e mais simples.

    Padroniza os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o suporte por parte de vrios fabricantes.

    Possibilita a comunicao entre tipos diferentes de hardware e de software de rede.

    Evita que as modificaes em uma camada afetem as outras, possibilitando maior rapidez no seu desenvolvimento.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    18

    Decompe as comunicaes de rede em partes menores, facilitando sua aprendizagem e compreenso.

    2.1.6 As Funes de cada Camada

    Cada camada OSI individual tem um conjunto de funes que ela deve executar para que os pacotes de

    dados trafeguem de uma origem a um destino em uma rede. A seguir, est uma breve descrio de cada

    camada no modelo de referncia OSI.

    Camada 7: A camada de aplicao

    A camada de aplicao a camada OSI mais prxima do usurio; ela fornece servios de rede aos

    aplicativos do usurio. Ela se diferencia das outras por no fornecer servios a nenhuma outra camada

    OSI, mas apenas a aplicativos fora do modelo OSI. Os programas de planilhas, os programas de

    processamento de texto e os programas de terminal bancrio so exemplos desses processos de

    aplicativos. A camada de aplicao estabelece a disponibilidade dos parceiros de comunicao

    pretendidos, sincroniza e estabelece o acordo sobre os procedimentos para a recuperao de erros e o

    controle da integridade dos dados. Para definir em poucas palavras a camada 7, pense em navegadores.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    19

    Camada 6: A camada de apresentao

    A camada de apresentao assegura que a informao emitida pela camada de aplicao de um sistema

    seja legvel para a camada de aplicao de outro sistema. Se necessrio, a camada de apresentao faz a

    converso de vrios formatos de dados usando um formato comum. Se voc quiser pensar na camada 6

    com o mnimo de palavras, pense em um formato de dados comum.

    Camada 5: A camada de sesso

    A camada de sesso, como est implcito no nome, estabelece, gerencia e termina sesses entre dois hosts

    que se comunicam. A camada de sesso fornece seus servios camada de apresentao. Ela tambm

    sincroniza o dilogo entre as camadas de apresentao dos dois hosts e gerencia a troca de dados entre

    eles. Alm da regulamentao bsica das sesses, a camada de sesso oferece recursos para a transferncia

    eficiente de dados, classe de servio e relatrios de exceo de problemas da camada de sesso, da camada

    de apresentao e da camada de aplicao. Para definir em poucas palavras a camada 5, pense em dilogos

    e conversaes.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    20

    Camada 4: A camada de transporte

    A camada de transporte segmenta os dados do sistema host que est enviando e monta os dados

    novamente em uma seqncia de dados no sistema host que est recebendo. O limite entre a camada de

    transporte e a camada de sesso pode ser comparado ao limite entre os protocolos de aplicativos e os

    protocolos de fluxo de dados. Enquanto as camadas de aplicao, de apresentao e de sesso esto

    relacionadas a problemas de aplicativos, as quatro camadas inferiores esto relacionadas a problemas de

    transporte de dados.

    A camada de transporte tenta fornecer um servio de transporte de dados que isola as camadas superiores

    de detalhes de implementao de transporte. Especificamente, algumas questes, por exemplo, como

    realizar transporte confivel entre dois hosts, dizem respeito camada de transporte. Fornecendo servios

    de comunicao, a camada de transporte estabelece, mantm e termina corretamente circuitos virtuais.

    Fornecendo servio confivel, so usados o controle do fluxo de informaes e a deteco e recuperao

    de erros de transporte. Para definir em poucas palavras a camada 4, pense em qualidade de servios e

    confiabilidade.

    Camada 3: A camada de rede

    A camada de rede uma camada complexa que fornece conectividade e seleo de caminhos entre dois

    sistemas hosts que podem estar localizados em redes geograficamente separadas. Se voc desejar lembrar

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    21

    da camada 3 com o menor nmero de palavras possvel, pense em seleo de caminhos, roteamento e

    endereamento.

    Camada 2: A camada de enlace de dados

    A camada de enlace fornece trnsito confivel de dados atravs de um link fsico. Fazendo isso, a camada

    de enlace trata do endereamento fsico (em oposio ao endereamento lgico), da topologia de rede, do

    acesso rede, da notificao de erro, da entrega ordenada de quadros e do controle de fluxo. Se voc

    desejar se lembrar da camada 2 com o mnimo de palavras possvel, pense em quadros e controle de

    acesso ao meio.

    Camada 1: A camada fsica

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    22

    A camada fsica define as especificaes eltricas, mecnicas, funcionais e de procedimentos para ativar,

    manter e desativar o link fsico entre sistemas finais. Caractersticas como nveis de voltagem,

    temporizao de alteraes de voltagem, taxas de dados fsicos, distncias mximas de transmisso,

    conectores fsicos e outros atributos similares so definidas pelas especificaes da camada fsica. Para

    definir em poucas palavras a camada 1, pense em sinais e meios.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    23

    2.1.5 Encapsulamento

    Como voc sabe, todas as comunicaes em uma rede tm uma origem e so enviadas para um destino, e

    as informaes emitidas em uma rede so chamadas de dados ou pacote de dados. Se um computador

    (host A) desejar enviar dados para outro computador (host B), os dados devem primeiro ser empacotados

    atravs de um processo chamado encapsulamento. O encapsulamento empacota as informaes de

    protocolo necessrias antes do trnsito pela rede. Assim, medida que o pacote de dados desce pelas

    camadas do modelo OSI, ele recebe cabealhos, trailers e outras informaes. (Observao: A palavra

    "cabealho" significa que informaes de endereo foram adicionadas.)

    Para ver como o encapsulamento ocorre, vamos examinar a forma como os dados viajam pelas camadas,

    como ilustrado na figura. Uma vez que os dados so enviados da origem, como ilustrado na figura, eles

    viajam atravs da camada de aplicao em direo s outras camadas. Como pode ver, o empacotamento

    e o fluxo dos dados que so trocados passam por alteraes medida que as redes executam seus servios

    para os usurios finais

    1. Compilar os dados.

    Quando um usurio envia uma mensagem de correio eletrnico, os seus caracteres alfanumricos so

    convertidos em dados que podem trafegar na internetwork.

    2. Empacotar os dados para transporte ponto a ponto. Os dados so empacotados para transporte na internetwork. Usando segmentos, a funo de transporte

    assegura que os hosts da mensagem em ambas as extremidades do sistema de correio eletrnico possam

    comunicar-se com confiabilidade.

    3. Anexar (adicionar) o endereo da rede ao cabealho. Os dados so colocados em um pacote ou datagrama que contm um cabealho de rede com endereos

    lgicos de origem e destino. Esses endereos ajudam os dispositivos da rede a enviar os pacotes atravs da

    rede por um caminho escolhido.

    4. Anexar (adicionar) o endereo local ao cabealho do link de dados. Cada dispositivo da rede deve colocar o pacote dentro de um quadro. O quadro permite a conexo com o

    prximo dispositivo da rede diretamente conectado no link. Cada dispositivo no caminho de rede escolhido

    requer enquadramento em seqncia para conectar-se ao dispositivo seguinte.

    5. Converter em bits para transmisso. O quadro deve ser convertido em um padro de 1s e 0s (bits) para transmisso no meio (normalmente um

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    24

    cabo). Uma funo de sincronizao permite que os dispositivos diferenciem esses bits medida que

    trafegam no meio. O meio na conexo fsica das redes pode variar de acordo com o caminho usado. Por

    exemplo, a mensagem de correio eletrnico pode ser originada em uma LAN, atravessar um backbone do

    campus e sair por um link da WAN at alcanar seu destino em outra LAN remota. Cabealhos e trailers

    so adicionados enquanto os dados se movem pelas camadas do modelo OSI.

    2.1.5 Nomes para dados em cada camada do modelo OSI

    Para que os pacotes de dados trafeguem da origem para o destino, cada camada do modelo OSI na origem

    deve se comunicar com sua camada par no destino. Essa forma de comunicao chamada Comunicao

    ponto a ponto. Durante esse processo, o protocolo de cada camada troca informaes, chamadas

    de unidades de dados de protocolo (PDUs - protocol data units), entre camadas pares. Cada camada de

    comunicao, no computador de origem, se comunica com uma PDU especfica da camada e com a sua

    camada correspondente no computador de destino, como ilustrado na figura.

    Os pacotes de dados em uma rede so originados em uma origem e depois trafegam at um destino. Cada

    camada depende da funo de servio da camada OSI abaixo dela. Para fornecer esse servio, a camada

    inferior usa o encapsulamento para colocar a PDU da camada superior no seu campo de dados; depois,

    adiciona os cabealhos e trailers que a camada precisa para executar sua funo. A seguir, enquanto os

    dados descem pelas camadas do modelo OSI, novos cabealhos e trailers so adicionados. Depois que as

    camadas 7, 6 e 5 tiverem adicionado suas informaes, a camada 4 adiciona mais informaes. Esse

    agrupamento de dados, a PDU da camada 4, chamado segmento.

    A camada de rede, por exemplo, fornece um servio camada de transporte, e a camada de transporte

    apresenta os dados ao subsistema da internetwork. A camada de rede tem a tarefa de mover os dados

    atravs da internetwork. Ela efetua essa tarefa encapsulando os dados e anexando um cabealho, criando

    um pacote (a PDU da camada 3). O cabealho tem as informaes necessrias para completar a

    transferncia, como os endereos lgicos da origem e do destino.

    A camada de enlace fornece um servio camada de rede. Ela encapsula as informaes da camada de

    rede em um quadro (a PDU da camada 2); o cabealho do quadro contm as informaes (por exemplo,

    endereos fsicos) exigidas para a execuo das funes de enlace de dados. A camada de enlace fornece

    um servio camada de rede encapsulando as informaes da camada de rede em um quadro.

    A camada fsica tambm fornece um servio camada de enlace. A camada fsica codifica o quadro de

    enlace de dados em um padro de 1s e 0s (bits) para a transmisso no meio (geralmente um cabo) na

    camada 1.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    25

    3.0 MODEL DE REFERNCIA TCP/IP

    Embora o modelo de referncia OSI seja universalmente reconhecido, o padro aberto tcnico e histrico

    da Internet o Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). O modelo de referncia TCP/IP

    e a pilha de protocolos TCP/IP tornam possvel a comunicao de dados entre dois computadores

    quaisquer, em qualquer parte do mundo, praticamente velocidade da luz. O modelo TCP/IP tem

    importncia histrica, assim como os padres que permitiram que as indstrias de telefonia, energia

    eltrica, estradas de ferro e videoteipe se desenvolvessem.

    3.1.1 As Camadas do Modelo de Referncia TCP/IP

    O Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD) desenvolveu o modelo de referncia TCP/IP porque

    queria uma rede que pudesse sobreviver a qualquer condio, mesmo a uma guerra nuclear. Para ilustrar

    melhor, imagine um mundo em guerra, entrecruzado por diferentes tipos de conexes: cabos, microondas,

    fibras ticas e links de satlites. Imagine, ento, que voc precise que informaes/dados (na forma de

    pacotes) trafeguem, independentemente da condio de qualquer n ou rede particular na internetwork

    (que, nesse caso, pode ter sido destruda pela guerra). O Departamento de Defesa dos Estados Unidos quer

    que seus pacotes cheguem, todas as vezes, em qualquer condio, de um ponto a qualquer outro. Foi esse

    complexo problema de projeto que levou criao do modelo TCP/IP e que se tornou, desde ento, o

    padro no qual a Internet se desenvolveu.

    Quando ler sobre as camadas do modelo TCP/IP, tenha em mente o objetivo inicial da Internet; isso vai

    ajudar na explicao da razo de certas coisas serem como so. O modelo TCP/IP tem quatro camadas: a

    camada de aplicao, a camada de transporte, a camada de Internet e a camada de acesso rede.

    importante notar que algumas das camadas do modelo TCP/IP tm o mesmo nome das camadas no

    modelo OSI. No confunda as camadas dos dois modelos, porque a camada de aplicao tem funes

    diferentes em cada modelo.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    26

    Camada de aplicao

    Os projetistas do TCP/IP decidiram que os protocolos de mais alto nvel deviam incluir os detalhes da

    camada de apresentao e de sesso. Eles simplesmente criaram uma camada de aplicao que trata de

    protocolos de alto nvel, questes de representao, codificao e controle de dilogo. O TCP/IP combina

    todas as questes relacionadas a aplicaes em uma camada e garante que esses dados estejam

    empacotados corretamente para a prxima camada.

    Camada de transporte

    A camada de transporte lida com questes de qualidade de servios de confiabilidade, controle de fluxo e

    correo de erros. Um de seus protocolos, o Transmission Control Protocol (TCP), fornece formas

    excelentes e flexveis de se desenvolver comunicaes de rede confiveis com baixa taxa de erros e bom

    fluxo. O TCP um protocolo orientado para conexes. Ele mantm um dilogo entre a origem e o destino

    enquanto empacota informaes da camada de aplicao em unidades chamadas segmentos. Orientado

    para conexes no significa que exista um circuito entre os computadores que se comunicam (o que

    poderia ser comutao de circuitos). Significa que segmentos da camada 4 trafegam entre dois hosts para

    confirmar que a conexo existe logicamente durante um certo perodo. Isso conhecido como comutao

    de pacotes.

    Camada de Internet

    A finalidade da camada de Internet enviar pacotes da origem de qualquer rede na internetwork e faz-los

    chegar ao destino, independentemente do caminho e das redes que tomem para chegar l. O protocolo

    especfico que governa essa camada chamado Internet protocol (IP). A determinao do melhor caminho

    e a comutao de pacotes acontecem nessa camada. Pense nisso em termos do sistema postal. Quando

    voc envia uma carta, voc no sabe como ela vai chegar ao seu destino (existem vrias rotas possveis),

    mas, o que realmente importa, que ela chegue.

    Camada de acesso rede

    O significado do nome dessa camada muito amplo e um pouco confuso. tambm chamada de camada

    host-rede. a camada que se relaciona a tudo aquilo que um pacote IP necessita para realmente

    estabelecer um link fsico e depois estabelecer outro link fsico. Isso inclui detalhes de tecnologia de LAN

    e WAN e todos os detalhes nas camadas fsica e de enlace do OSI.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    27

    3.1.1 Grfico do protocolo TCP/IP

    O diagrama mostrado na figura chamado grfico do protocolo. Ele ilustra alguns dos protocolos comuns

    especificados pelo modelo de referncia TCP/IP. Na camada de aplicao, voc vai ver diferentes tarefas

    de rede que talvez no reconhea, mas que, como usurio da Internet, provavelmente usa todos os dias.

    Voc vai examinar todas elas durante o curso do currculo. Esses aplicativos incluem:

    FTP - File Transfer Protocol

    HTTP - Hypertext Transfer Protocol

    SMTP - Simple Mail Transfer Protocol

    DNS - Sistema de Nomes de Domnio

    TFTP - Trivial File Transfer Protocol

    O modelo TCP/IP enfatiza a mxima flexibilidade, na camada de aplicao, para desenvolvedores de

    software. A camada de transporte envolve dois protocolos - transmission control protocol (TCP) e user

    datagram protocol (UDP). Voc vai examin-los em detalhes mais tarde no currculo CCNA. A camada mais

    baixa, a camada de acesso rede, refere-se tecnologia de LAN ou WAN especfica que est sendo usada.

    No modelo TCP/IP, no importa que aplicativo solicite servios de rede, nem que protocolo de transporte

    seja usado, haver apenas um protocolo de rede, o internet protocol, ou IP. Isso uma deciso deliberada

    de projeto. O IP serve como um protocolo universal que permite que qualquer computador, em qualquer

    lugar, se comunique a qualquer momento.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    28

    3.1.2 Comparao entre o modelo OSI e o modelo TCP/IP

    Se voc comparar o modelo OSI e o modelo TCP/IP, vai notar que eles tm semelhanas e diferenas.

    Semelhanas

    Ambos tm camadas

    Ambos tm camadas de aplicao, embora incluam servios muito diferentes

    Ambos tm camadas de transporte e de rede comparveis

    A tecnologia de comutao de pacotes (e no comutao de circuitos) presumida por ambos

    Os profissionais da rede precisam conhecer ambos

    Diferenas

    O TCP/IP combina os aspectos das camadas de apresentao e de sesso dentro da sua camada de

    aplicao

    O TCP/IP combina as camadas fsica e de enlace do OSI em uma camada

    O TCP/IP parece ser mais simples por ter menos camadas

    Os protocolos TCP/IP so os padres em torno dos quais a Internet se desenvolveu, portanto o

    modelo TCP/IP ganha credibilidade apenas por causa dos seus protocolos. Ao contrrio,

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    29

    geralmente as redes no so desenvolvidas de acordo com o protocolo OSI, embora o modelo OSI

    seja usado como um guia.

    4.0 TOPOLOGIAS Topologia define a estrutura da rede. H dois pontos na definio de topologia: a topologia fsica, que o layout real do fio (meios), e a topologia lgica, que define como os meios so acessados pelos hosts. As topologias fsicas geralmente usadas so barramento, anel, estrela, estrela estendida, hierrquica e malha.

    Uma topologia de barramento usa um nico segmento de backbone (comprimento do cabo), ao qual todos os hosts se conectam diretamente.

    Uma topologia em anel conecta um host ao prximo e o ltimo host ao primeiro. Isso cria um anel fsico do cabo.

    Uma topologia em estrela conecta todos os cabos ao ponto central de concentrao. Esse ponto normalmente um hub ou switch, que ser descrito mais adiante neste captulo.

    Uma topologia em estrela estendida usa a topologia em estrela para ser criada. Ela une as estrelas individuais vinculando os hubs/switches. Isso, como voc aprender mais adiante neste captulo,

    estender o comprimento e o tamanho da rede.

    ,0

    Uma topologia hierrquica criada de forma similar a uma estrela estendida, mas em vez de unir os hubs/switches, o sistema vinculado a um computador que controla o trfego na topologia.

    Uma topologia em malha usada quando no puder haver nenhuma interrupo nas comunicaes, por exemplo, nos sistemas de controle de uma usina nuclear. Como possvel ver na figura, cada

    host tem suas prprias conexes com todos os outros hosts. Isso tambm reflete o projeto da

    Internet, que possui vrios caminhos para qualquer lugar.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    30

    A topologia lgica de uma rede a forma como os hosts se comunicam atravs dos meios. Os dois tipos mais comuns de topologias lgicas so broadcast e passagem de token.

    A topologia de broadcast simplesmente significa que cada host envia seus dados a todos os outros hosts no meio da rede. As estaes no seguem nenhuma ordem para usar a rede, a primeira a solicitar a atendida. Essa a maneira como a Ethernet funciona e voc vai aprender muito mais a respeito posteriormente no semestre.

    O segundo tipo a passagem de token. A passagem de token controla o acesso rede, passando um token eletrnico seqencialmente para cada host. Quando um host recebe o token, significa que esse host pode enviar dados na rede. Se o host no tiver dados a serem enviados, ele vai passar o token para o prximo host e o processo ser repetido.

    O diagrama na figura abaixo vrias topologias. Ele mostra uma LAN de complexidade moderada que tpica de uma escola ou de uma pequena empresa. Ele tem muitos smbolos e representa muitos conceitos de rede que vo levar tempo para serem aprendidos.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    31

    5.0 DISPOSITIVOS DE LAN

    5.1 MEIOS

    Os smbolos dos meios variam. Por exemplo: o smbolo da Ethernet normalmente uma linha reta com linhas perpendiculares se projetando a partir dela; o smbolo da rede token ring um crculo com hosts conectados a ela; e para uma FDDI, o smbolo so dois crculos concntricos com dispositivos conectados.

    A funo bsica dos meios carregar um fluxo de informaes, na forma de bits e bytes, atravs de uma LAN. A no ser pelas LANs sem fio (que usam a atmosfera ou o espao como meio) e as novas PANs (personal area networks, que usam o corpo humano como meio!), os meios de rede limitam os sinais de rede a um fio, cabo ou fibra. Os meios de rede so considerados componentes da camada 1 das LANs.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    32

    Voc pode criar redes de computador com vrios tipos de meios diferentes. Todos os meios tm vantagens e desvantagens. O que uma vantagem para um meio (custo da categoria 5) pode ser uma desvantagem para outro (custo da fibra ptica). Algumas das vantagens e desvantagens so:

    Comprimento do cabo

    Custo

    Facilidade de instalao

    O cabo coaxial, a fibra ptica e at mesmo o espao livre podem transportar sinais de rede; no entanto, o principal meio que voc vai estudar denominado cabo de par tranado no blindado Categoria 5 (CAT 5 UTP).

    5.2 REPETIDORES

    Uma das desvantagens do tipo de cabo usado primeiro (CAT5 UTP) o comprimento. O comprimento mximo do cabo UTP em uma rede de 100 metros (aproximadamente 333 ps). Se precisarmos estender a rede alm desse limite, devemos adicionar um dispositivo rede. Esse dispositivo chamado de repetidor.

    O termo repetidor vem da poca do incio da comunicao visual, quando um homem situado em uma colina repetia o sinal que havia acabado de receber da pessoa na colina sua esquerda, para comunicar o sinal pessoa na colina sua direita. Tambm vem das comunicaes telegrficas, telefnicas, por microondas e pticas, todas elas usam os repetidores para fortalecer seus sinais em longas distncias, para que no acabem se enfraquecendo ou dissipando.

    A finalidade de um repetidor gerar os sinais da rede novamente e os retemporizar no nvel do bit para que eles trafeguem em uma distncia maior nos meios. Fique atento Regra dos quatro repetidores para a Ethernet de 10Mbps, tambm conhecida como Regra 5-4-3, quando estiver estendendo os segmentos da LAN. Essa regra afirma que voc pode conectar cinco segmentos de rede ponto a ponto usando quatro repetidores, mas apenas trs segmentos podem ter hosts (computadores).

    O termo repetidor tradicionalmente significa um dispositivo com uma nica porta "de entrada" e uma nica porta "de sada". Mas atualmente, na terminologia comum, o termo repetidor multiporta tambm geralmente usado. Os repetidores so classificados como dispositivos da camada 1, no modelo OSI, porque eles atuam apenas no nvel do bit e no consideram nenhuma outra informao

    5.2 HUB

    A finalidade de um hub gerar os sinais da rede novamente e os retemporizar. Isso feito no nvel de bit para um grande nmero de hosts (por exemplo, 4, 8 ou mesmo 24), usando um processo conhecido como concentrao. Voc vai observar que essa definio muito similar a dos repetidores, e por essa razo um hub tambm conhecido como repetidor multiportas. A diferena o nmero de cabos que se conectam ao dispositivo. Dois motivos para se usar os hubs: criar um ponto de conexo central para os meios de cabeamento e aumentar a confiabilidade da rede. A confiabilidade da rede aumentada permitindo-se que qualquer cabo falhe sem afetar

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    33

    toda a rede. Isso difere da topologia de barramento onde, se houver uma falha no cabo, toda a rede ser afetada. Os hubs so considerados dispositivos da camada 1 porque apenas regeneram o sinal e o transmitem por todas as suas portas (conexes da rede). Existem diferentes classificaes de hubs na rede. A primeira classificao dizer se os hubs so ativos ou passivos. A maioria dos hubs modernos ativa. Eles obtm energia de uma fonte de alimentao para gerar novamente os sinais da rede. Alguns hubs so chamados dispositivos passivos porque simplesmente repartem o sinal entre vrios usurios, como quando usamos um fio "Y" em um CD player para mais de um fone de ouvido. Os hubs passivos no regeneram os bits, ou seja, no estendem o comprimento de um cabo, apenas permitem que dois ou mais hosts se conectem ao mesmo segmento de cabo.

    Outra classificao se os hubs so inteligentes ou burros. Os hubs inteligentes tm portas do console, o que significa que podem ser programados para gerenciar o trfego da rede. Os hubs burros simplesmente aceitam um sinal da rede de entrada e o repete em todas as portas sem a habilidade de realizar qualquer gerenciamento. A funo do hub em uma rede token ring desempenhada por uma Media Access Unit (MAU). Fisicamente, ela se parece com um hub, mas a tecnologia token ring muito diferente, como voc vai aprender mais adiante. Em FDDIs, a MAU chamada de concentrador. As MAUs tambm so dispositivos da camada 1.

    5.3 BRIDGES

    Uma bridge um dispositivo da camada 2 projetada para conectar dois segmentos da LAN. A finalidade de uma bridge filtrar o trfego em uma LAN, para manter local o trfego local e, ainda assim, permitir a conectividade com outras partes (segmentos) da LAN para o trfego para elas direcionado. Voc pode perguntar-se, ento, como a bridge sabe qual trfego local e qual no . A resposta a mesma que o servio postal usa quando perguntado como sabe qual correspondncia local. Ele olha o endereo local. Cada dispositivo de rede tem um endereo MAC exclusivo na placa de rede, a bridge mantm registros dos endereos MAC que esto em cada lado da bridge e toma essas decises com base nesse endereo MAC.

    A aparncia das bridges varia muito dependendo do tipo. Embora os roteadores e switches tenham assumido muitas das funes das bridges, elas, contudo, continuam importantes em muitas redes. Para entender a comutao e o roteamento, voc deve primeiro entender o funcionamento da bridge.

    5.4 SWITCHES

    Um switch um dispositivo da camada 2, assim como a bridge. Na verdade, um switch chamado de bridge multiporta, assim como um hub chamado de repetidor multiporta. A diferena entre o hub e o switch que os switches tomam as decises com base nos endereos MAC e os hubs no tomam nenhuma deciso. Devido s decises que os switches tomam, eles tornam uma LAN muito mais eficiente. Eles fazem isso "comutando" os dados apenas pela porta qual o host apropriado est conectado. Ao contrrio, um hub enviar os dados por todas as portas para que todos os hosts tenham que ver e processar (aceitar ou rejeitar) todos os dados. Os switches, primeira vista, se parecem com os hubs. Os hubs e os switches tm muitas portas de conexo, uma vez que parte de suas funes a concentrao da conectividade (permitindo que muitos dispositivos sejam conectados a um ponto na rede). A diferena entre um hub e um switch o que acontece dentro do dispositivo. A finalidade de um switch concentrar a conectividade, ao mesmo tempo tornando a transmisso de dados mais eficiente. Por hora, pense no switch como algo capaz de combinar a conectividade de um hub com a regulamentao do trfego de uma bridge em cada porta. Ele comuta os quadros das portas de entrada (interfaces) para as portas de sada, enquanto fornece a cada porta a largura de banda completa (a velocidade da transmisso de dados no backbone da rede).

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    34

    5.5 ROTEADORES

    A finalidade de um roteador examinar os pacotes de entrada (dados da camada 3), escolher o melhor caminho para eles atravs da rede e depois comutar os pacotes para a porta de sada apropriada. Os roteadores so os dispositivos de controle de trfego mais importantes nas grandes redes. Eles permitem que praticamente qualquer tipo de computador se comunique com qualquer outro computador em qualquer parte do mundo! Enquanto executam essas funes bsicas, os roteadores tambm podem executar muitas outras tarefas que so abordadas nos captulos mais adiante.

    6.0 PADRES DE LAN

    A camada 1 envolve meios, sinais, fluxo de bits que trafegam pelos meios, componentes que colocam sinais nos meios e diversas topologias. Ela executa um papel-chave na comunicao entre computadores, mas os seus esforos, sozinhos, no so suficientes. Cada uma de suas funes tem suas limitaes. A camada 2 trata dessas limitaes.

    Para cada limitao na camada 1, a camada 2 tem uma soluo. Por exemplo, a camada 1 no pode se comunicar com as camadas de nvel superior; a camada 2 faz isso atravs do Controle Lgico de Enlace (LLC - Logical Link Control). A camada 1 no pode nomear ou identificar computadores; a camada 2 usa um processo de endereamento (ou nomeao). A camada 1 pode descrever apenas os fluxos de bits; a camada 2 usa o enquadramento para organizar ou agrupar os bits. A camada 1 no pode decidir que computador ir transmitir os dados binrios de um grupo onde todos tentam transmitir ao mesmo tempo. A camada 2 usa um sistema chamado Controle de Acesso ao Meio (MAC - Media Access Control).

    6.1 Comparando as camadas 1 e 2 do modelo OSI com diversos padres de LAN

    O Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) uma organizao profissional que define os padres de rede. Os padres IEEE (incluindo o IEEE 802.3 e o IEEE 802.5) so os padres de LAN predominantes e mais conhecidos atualmente em todo o mundo. O IEEE 802.3 especifica a camada fsica, a camada 1 e a parte de acesso ao canal da camada de enlace, a camada 2.

    O modelo OSI tem sete camadas. Os padres IEEE envolvem apenas as duas camadas mais inferiores, portanto, a camada de enlace dividida em duas partes:

    O padro LLC 802.2 independente de tecnologia As partes especficas dependentes de tecnologia que renem a conectividade da camada 1

    O IEEE divide a camada de enlace OSI em duas subcamadas separadas. As subcamadas IEEE reconhecidas so:

    Controle de Acesso ao Meio (MAC - Media Access Control) (transies para os meios inferiores) Controle Lgico de Enlace (LLC - Logical Link Control) (transies para a camada de rede)

    Essas subcamadas so acordos vitais ativos que tornam a tecnologia compatvel e a comunicao entre computadores possvel.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    35

    6.1 Comparando o modelo IEEE com o modelo OSI

    O padro IEEE parece, primeira vista, violar o modelo OSI de duas formas. Primeiro, ele define sua prpria camada (LLC), incluindo suas prprias unidades de dados de protocolo (PDU - protocol data unit), interfaces, etc. Segundo, parece que os padres da camada MAC, 802.3 e 802.5, cruzam a interface entre a camada 2/camada 1. No entanto, os padres 802.3 e 802.5 definem a nomeao, o enquadramento e as regras de Controle de Acesso ao Meio (Media Access Control) em torno das quais foram criadas tecnologias especficas.

    Basicamente, o modelo OSI uma orientao geral amplamente aceita; o IEEE surgiu posteriormente para resolver os problemas surgidos aps as redes terem sido criadas. O currculo continuar a usar o modelo OSI, porm, importante lembrar que o LLC e o MAC executam funes importantes na camada de enlace do modelo OSI.

    Outra diferena entre os padres do modelo OSI e do IEEE o padro da placa de rede. A placa de rede onde reside o endereo MAC da camada 2, mas em muitas tecnologias, a placa de rede tambm tem o transceiver (um dispositivo da camada 1) embutido e se conecta diretamente ao meio fsico. Assim, seria mais correto caracterizar a placa de rede como um dispositivo da camada 1 e da camada 2.

    6.2 Logical Link Control (LLC)

    O IEEE criou a subcamada de enlace lgica para permitir que a camada de enlace funcione independentemente das tecnologias existentes. Essa camada fornece versatilidade nos servios aos protocolos da camada de rede que se encontram acima dela, quando estiver se comunicando efetivamente com a variedade de tecnologias abaixo dela. O LLC, como uma subcamada, participa do processo de encapsulamento. A PDU do LLC , s vezes, chamada de pacote LLC, mas esse termo no muito usado.

    O LLC pega os dados do protocolo de rede, um pacote IP, e adiciona mais informaes de controle para ajudar a entregar esse pacote IP ao seu destino. Ele adiciona dois componentes de endereamento da especificao 802.2: o Destination Service Access Point (DSAP) e o Source Service Access Point (SSAP). Esse pacote IP empacotado novamente, trafega para a subcamada MAC para ser tratado pela tecnologia especfica para encapsulamento e dados adicionais. Um exemplo dessa tecnologia especfica poderia ser uma das variedades de Ethernet, Token Ring ou FDDI.

    A subcamada LLC da camada de enlace gerencia a comunicao entre os dispositivos em um nico link de uma rede. O LLC definido na especificao IEEE 802.2 e suporta tanto servios sem conexo quanto servios orientados para conexo, usados por protocolos de camadas superiores. O IEEE 802.2 define alguns campos nos quadros de camadas de enlace que permitem que vrios protocolos de camadas superiores compartilhem um nico enlace de dados fsico.

    6.2 O LLC como um dos quatro conceitos da camada 2

    A camada 2 tem quatro conceitos principais que devem ser aprendidos:

    1. A camada 2 se comunica com as camadas de nvel superior atravs do Controle Lgico de Enlace (LLC - Logical Link Control).

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    36

    2. A camada 2 usa uma conveno de endereamento simples (nomeao refere-se atribuio de identificadores exclusivos: endereos).

    3. A camada 2 usa o enquadramento para organizar ou agrupar os dados. 4. A camada 2 usa o Controle de Acesso ao Meio (MAC - Media Access Control) para escolher que

    computador transmitir os dados binrios, em um grupo onde todos os computadores estejam tentando transmitir ao mesmo tempo.

    6.3 Nmeros hexadecimais como endereos MAC

    Os nmeros decimais expressam um sistema na base 10 e os nmeros binrios expressam um sistema na base 2. Outro sistema numrico que voc precisa aprender o sistema hexadecimal (hexa) ou sistema de base 16. Voc aprender sobre o sistema de numerao hexadecimal nas pginas a seguir. O hexa um mtodo taquigrfico para representar os bytes de 8 bits que esto armazenados no sistema do computador. Ele foi escolhido para representar os identificadores porque pode facilmente representar o byte de 8 bits usando apenas dois smbolos hexadecimais.

    Os endereos MAC tm 48 bits de comprimento e so expressos com doze dgitos hexadecimais. Os primeiros seis dgitos hexadecimais, que so administrados pelo IEEE, identificam o fabricante ou fornecedor e, portanto, formam o Identificador nico de Organizao (Organizational Unique Identifier - OUI). Os seis dgitos hexadecimais restantes formam o nmero serial de interface, ou outro valor administrado pelo fornecedor especfico. Os endereos MAC so algumas vezes chamados de burned-in addresses (BIAs) porque eles so gravados na memria apenas de leitura (ROM) e so copiados na memria de acesso aleatrio (RAM) quando a placa de rede inicializada.

    Sem o endereo MAC, teramos um conjunto de computadores sem nome na LAN. Portanto, na camada de enlace, um cabealho e possivelmente um trailer, so adicionados aos dados da camada superior. O cabealho e

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    37

    o trailer contm informaes de controle destinadas entidade da camada de enlace no sistema de destino. Os dados das entidades da camada superior so encapsulados no cabealho e no trailer da camada de enlace.

    Todos os computadores tm uma forma exclusiva de se identificar. Cada computador, esteja ou no conectado a uma rede, tem um endereo fsico. Nunca dois endereos fsicos so iguais. Chamado de endereo de Controle de Acesso ao Meio (Media Access Control) (ou endereo MAC), o endereo fsico est localizado na placa de rede.

    Antes de sair da fbrica, o fabricante do hardware atribui um endereo fsico a cada placa de rede. Esse endereo programado em um chip na placa de rede. Como o endereo MAC est localizado na placa de rede, se a placa de rede fosse trocada em um computador, o endereo fsico da estao mudaria para o novo endereo MAC. Os endereos MAC so gravados usando-se nmeros hexadecimais (base 16). H dois formatos para os endereos MAC: 0000.0c12.3456 ou 00-00-0c-12-34-56.

    6.3 Como uma placa de rede usa endereos MAC

    Ethernet e LANs 802.3 so redes de broadcast. Todas as estaes vem os mesmos quadros. Todas as estaes devem examinar todos os quadros para determinar se a estao o destino.

    Em uma rede Ethernet, quando um dispositivo quer enviar dados para outro dispositivo, ele pode abrir um caminho de comunicao com o outro dispositivo usando o seu endereo MAC. Quando uma origem envia dados em uma rede, os dados carregam o endereo MAC do destino pretendido. Como esses dados trafegam pelos meios da rede, a placa de rede em cada dispositivo na rede verifica se o seu endereo MAC corresponde ao endereo de destino fsico carregado pelo quadro de dados. Se no houver correspondncia, a placa de rede descartar o quadro de dados.

    medida que os dados trafegam pelo cabo, a placa de rede faz essa verificao em cada estao. A placa de rede verifica o endereo de destino no cabealho do quadro para determinar se o pacote est endereado adequadamente. Quando os dados passam pela sua estao de destino, a placa de rede dessa estao faz uma cpia, retira os dados do envelope e os passa ao computador.

    6.4 Limitaes do endereamento MAC

    Os endereos MAC so vitais para o funcionamento de uma rede de computadores. Eles fornecem uma forma dos computadores se identificarem. Eles do aos hosts um nome exclusivo e permanente. O nmero de endereos possveis no vo se esgotar to cedo j que h 16^12 (ou seja, mais de 2 trilhes!) de endereos MAC possveis.

    Os endereos MAC tm uma desvantagem principal. Eles no tm estrutura e so considerados espaos de endereo contnuos. Fornecedores diferentes tm diferentes OUIs, mas elas so como nmeros de identidade. Assim que a sua rede atingir mais do que alguns poucos computadores, essa desvantagem se tornar um problema real.

    6.3 Trs analogias para MAC Analogia da cabine de pedgio Imagine como uma cabine de posto de pedgio controla vrias pistas de veculos que cruzam uma ponte. Os veculos tm acesso ponte pagando um pedgio. Nessa analogia, o veculo o quadro, a ponte o meio compartilhado e o pagamento do pedgio na cabine o protocolo que permite o acesso ponte.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    38

    Analogia da fila de ingresso

    Imagine-se aguardando na fila para andar na montanha-russa de um parque de diverses. A fila necessria para garantir a ordem; h um nmero mximo especificado de pessoas que podem andar de cada vez no carrinho da montanha-russa. Finalmente, conforme a fila anda, voc paga o bilhete de entrada e senta-se no carrinho. Nessa analogia, as pessoas so os dados, os carrinhos so os quadros, os trilhos da montanha-russa so o meio compartilhado e o protocolo a espera na fila e a apresentao do bilhete.

    Analogia da reunio

    Imagine-se em uma mesa de reunio, juntamente com outros membros de um grande grupo de colegas falantes. H um meio compartilhado, o espao acima da mesa de reunio (o ar), atravs do qual os sinais (palavras faladas) so comunicados. O protocolo para determinar o acesso ao meio que a primeira pessoa que fala, quando todos se calam, pode falar enquanto quiser, at concluir. Nessa analogia, as palavras de cada colega so os pacotes, o ar acima da mesa de reunio o meio e a primeira pessoa a falar na reunio o protocolo.

    6.5 Protocolos MAC determinsticos

    Os protocolos MAC determinsticos usam uma forma de "revezamento". Algumas tribos nativas americanas tinham o costume de passar um "basto da fala" durante as reunies. Quem pegasse o "basto da fala" tinha permisso para falar. Quando a pessoa terminava, passava-o para outra pessoa. Nessa analogia, o meio compartilhado o ar, os dados so as palavras de quem fala e o protocolo a posse do "basto da fala". O basto pode at mesmo ser chamado de "token".

    Essa situao parecida com um protocolo de enlace de dados chamado Token Ring. Em uma rede Token Ring, os hosts individuais so organizados em um anel. Um token especial de dados circula em volta do anel. Quando um host quer transmitir, ele captura o token, transmite os dados por um tempo limitado e depois coloca o token de volta no anel, onde ele pode ser passado ou capturado por outro host.

    6.6 Protocolos MAC No determinsticos Os protocolos MAC no-determinsticos usam uma abordagem primeiro a chegar, primeiro a usar (FCFS - first-come, first-served). No final da dcada de 70, a Universidade do Hava desenvolveu e usou um sistema de comunicao por rdio (ALOHA) que conectava as ilhas havaianas. O protocolo usado permitia que todos transmitissem vontade. Isso levou a colises das ondas de rdio, que podiam ser detectadas pelos ouvintes durante as transmisses. Entretanto, o que comeou como ALOHA, finalmente, tornou-se um moderno protocolo MAC, chamado de "Deteco de Portadora Para Mltiplo Acesso com Deteco de Coliso" ou CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).

    O CSMA/CD um sistema simples. Todos que estiverem no sistema escutam para detectar silncio que a hora certa para transmitir. Entretanto, se duas pessoas falarem ao mesmo tempo, uma coliso ocorrer e nenhum dos dois poder transmitir. Todas as outras pessoas que estiverem no sistema ouvem a coliso, esperam pelo silncio e tentam novamente.

    6.6 Trs implementaes tcnicas especficas e seus MACs

    As trs tecnologias comuns da camada 2 so Token Ring, FDDI e Ethernet. Todas as trs especificam questes relativas camada 2 (por exemplo, LLC, nomeao, enquadramento e MAC), assim como componentes de sinalizao da camada 1 e questes dos meios. As tecnologias especficas de cada uma delas so as seguintes:

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    39

    Ethernet - topologia de barramento lgico (o fluxo de informaes acontece em um barramento linear) e estrela fsica ou estrela estendida (cabeada como uma estrela)

    Token Ring - topologia lgica em anel (em outras palavras, o fluxo de informaes controlado em um anel) e uma topologia fsica em estrela (em outras palavras, cabeada como uma estrela)

    FDDI - topologia em anel lgica (o fluxo de informaes controlado em um anel) e topologia em anel duplo (cabeado como um anel duplo)

    7.0 PROTOCOLO IP

    O IP foi projetado para permitir a interconexo de redes de computadores que utilizam a tecnologia de comutao de pacotes. O ambiente inter-rede consiste em HOSTs conectados a redes que por sua vez so interligadas atravs de gateways como mostra a figura abaixo. As redes que fazem parte da inter-rede variam de redes locais at redes de grande porte.

    Os gateways da Internet so tambm chamados de routers (roteadores). Rede 3

    G

    G

    G

    H

    H

    H

    H H

    H

    H

    Rede 1 Rede 2

    Rede 4

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    40

    Caractersticas

    Baseado em Datagrama, portanto sem conexo.

    No garante a chegada dos pacotes ao destino

    No garante a chegada dos pacotes ao destino em sequncia

    Quem resolve os problemas acima o TCP (Nvel de transporte) O IP utilizado para entrega de mensagens. Ele basicamente enderea e envia pacotes. Para rotear os pacotes, necessrio analisar 3 dados :

    Endereo IP

    Subnet mask (Mscara de subrede)

    Default gateway

    A forma de identificar as redes e hosts na Internet atravs do endereo IP. Apesar de normalmente os usurios fazerem referncia a nomes, o protocolo TCP/IP trabalha internamente com endereos binrios. H um servio para traduzir nomes para endereos IP chamada de DNS (Domain Name System). Os endereos iro identificar sistemas terminais e interfaces de roteadores. No exemplo acima temos os seguintes endereos: 10.0.0.0 o endereo da rede local 10.0.0.2 o endereo de um host da rede local 10.0.0.0 10.0.0.1 o endereo do da interface local do roteador da rede local 10.0.0.0 1.0.0.0 o endereo da rede de longa distncia 1.0.0.1 o endereo da interface de longa distncia de um roteador 1.0.0.2 o endereo da interface de longa distncia de um roteador 20.0.0.0 o endereo de rede local 20.0.0.2 o endereo de um host da rede local 20.0.0.0 20.0.0.1 o endereo da interface de rede local do roteador mais a direita

    7.1 Caractersticas dos endereos IPs

    a) Tamanho do endereo : 32 bits = 4 bytes b) Cada byte pode variar de 0 a 255, com restries vistas adiante c) Devem ser nicos na rede d) Podem ser alocados de forma fixa ou dinmicamente atravs de servidores DHCP (Dynamic Host

    Configuration Protocol-Protocolo de configurao dinmica de Hosts) e) Normalmente so representados na forma decimal separados por pontos f) Exemplo : 120.1.2.30 g) Contm 2 partes :

    Identificao da Rede

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    41

    Identificao do Host (mquina)

    7.2 Representao do Endereo IP

    128 1 2 1

    1000-0000 0000-0001 0000-0010 0000-0001

    Representao de um byte

    1 1 1 1 1 1 1 1

    128 64 32 16 8 4 2 1 *

    128 192 224 240 248 252 254 255 **

    * - Ligando somente este bit ** Ligando os bits da esquerda at este

    7.3 Classes de Endereos (class full-addressing)

    Classes Byte1 Byte2 Byte3 Byte4 Qde.Redes Qde.Hosts

    Classe A Rede ID Host ID Host ID Host ID 126 16.777.214

    Classe B Rede ID Rede ID Host ID Host ID 16.384 65.534

    Classe C Rede ID Rede ID Rede ID Host ID 2.097.152 254

    126=(2^7)-2 16.384=2^14 65534=65536-2 2097152=2^21

    Exemplos de endereos de rede: classe A: 12.0.0.0 (AT&T), 13.0.0.0 (Xerox) classe B: 129.188.0.0 (Motorola); 164.41.0.0 (UnB) classe C: 200.241.16.0 (UFES); 200.239.26.0 (CEF) Abrangncia de endereos

    Classes Abrangncia Em binrio comea com

    A 1.x.y.z a 126.x.y.z 0

    B 128.0.y.z a 191.255.y.z 10

    C 192.0.0.z a 223.255.255.z 110

    D (Multicast) 224.0.0.z a 239.x.x.x 1110

    Reservado 240.0.0.0 a 247.x.x.x 11110

    Somente os endereos classes A,B e C podem ser usados na Internet Endereos para o Brasil : De 200.17.0.0 at 200.20.0.0; De 200.128.0.0 at 200.255.0.0. Endereos privados (reservados para Intranets) RFC 1918 Classes Abrangncia de endereamento incluindo

    end.de rede e broadcast Notao com prefixo de rede

    A 10.0.0.0 a 10.255.255.255 10.x.x.x/8

    B 172.16.0.0 a 172.31.255.255 172.16.x.x/12

    C 192.168.0.0 a 192.168.255.255 192.168.x.x/16

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    42

    7.4 Algumas regras para Identificao de Rede e Host

    a) 127.0.0.0/8 reservado para diagnstico de loopback; b) Para representar um endereo de rede todos os bits da poro HOST devem ser zerados. Ex.: 10.0.0.0; c) Para representar um endereo de broadcast todos os bits da poro HOST devem estar ligados. Ex.: 10.255.255.255; d) Endereos de rede e endereos de broadcast no so vlidos para HOSTs; e) Os endereos privados no podem ser usados na Internet, mas podem ser usados nas Intranets; f) Os endereos da Internet devem seguir as limitaes de cada classe;

    7.4 Subnet Mask (Mascara de Rede)

    a) Identifica quais bits so endereos de rede e quais bits so endereos de Host; b) Os bits 1 ligados indicam endereo de rede. Bits 0 ligados indicados indicam endereos de Host; c) Permite que se divida a poro de HOST em 2 partes representando mais bits para rede e menos bits para

    HOSTs; d) Utiliza-se uma nova mscara para identificar a nova parte da identificao da rede; e) A nova poro do endereo usada para rede conhecida como subnet; f) Endereamento CIDR (Classless InterDomain Routing-Roteamento entre domnios sem classe). O formato do

    endereo a.b.c.d/x (endereo/prefixo de rede), em que x representa o nmero de bits do endereo que representam a rede.

    Exemplo:

    Endereo IP 10 1 2 45

    Mscara 255.0.0.0 R H H H

    Mscara 255.255.0.0 R S H H

    Mscara 255.255.255.0 R S S H

    Mscara 255.255.255.240 R S S SH

    R-Rede, S-Subrede, H-Host Exemplo de Subnets

    Mscara Bits Subrede Qde.subredes Bits Host Qde. Hosts Prefixo de rede

    255.255.255.192 2 2 6 62 /26

    255.255.255.224 3 6 5 30 /27

    255.255.255.240 4 14 4 14 /28

    255.255.255.248 5 30 3 6 /29

    255.255.255.252 6 62 2 2 /30

    Mscaras de sub-rede

    Uma mscara de sub-rede tambm conhecida como subnet mask ou netmask, uma bitmask de

    32 bits usada para informar os routers.

  • Curso Subsequente em Manuteno e Suporte em Informtica

    Docente : Andr Abade Disciplina: Fundamentos de Redes de Computadores

    43

    Normalmente, as mscaras de sub-rede so representadas com quatro nmeros de 0 a 255 separados por

    trs pontos, ou, menos vulgar, como oito dgitos de um nmero hexadecimal.

    A mscara 255.255.255.0 (0xffffff00 ou 11111111.11111111.11111111.00000000), por exemplo, indica

    que o terceiro byte do endereo mostra o nmero de sub-rede e o quarto mostra o do sistema em

    questo. 255.255.255.255 (0xffffffff ou 11111111.11111111.11111111.11111111) usado como endereo

    para um sistema na parte de rede sem sub-redes; os ltimos dois bytes indicam apenas o sistema.

    Motivaes para criar sub-redes

    As sub-redes no so a nica forma para ultrapassar problemas de topologia, mas so uma forma eficaz

    para ultrapassar esses mesmos problemas ao nvel do software do TCP/IP.

    As razes topolgicas para criar sub-redes incluem:

    Filtrar trfego entre redes. O trfego local permanece na sub-rede.

    As sub-redes tambm servem outros propsitos organizacionais:

    Simplificar a administrao de redes. As sub-redes podem ser usadas para delegar gesto de endereos,

    problemas e outras responsabilidades.

    Reconhecer a estrutura organizacional. A estrutura de uma organizao (empresas, organismos pblicos,

    etc.) pode requerer gesto de rede independente para algumas divises da organizao.

    Isolar trfego por organizao. Acessvel apenas por membros da organizao, relevante quando questes

    de segurana so levantadas.

    Isolar potenciais problemas. Se um segmento pouco vivel, podemos fazer dele uma sub-rede.

    Exemplo de uma sub-rede

    Tomemos como exemplo um endereo de classe C (sendo x igual a 0 ou 1) e dois bits movidos para a

    direita para criar uma sub-rede:

    endereo classe C: xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.00000000

    mscara: 11111111.11111111.11111111.11000000

    Porque acrescentamos dois bits a 1 (um), podemos criar 22 = 4 sub-redes. Sobram 6 zeros, logo esta sub-

    rede pode enderear 26 = 64 endereos por sub-rede, como temos que subtrair 2 endereos (o endereo de

    rede e de broadcast), temos um total de 62 endereos de hosts (64 - 2 = 62). A mscara a aplicar

    255