Post on 24-Apr-2015
Redes LocaisEdição nº1 - 2007
EDUARDO DA SILVAMARCO ANDRÉ LOPES MENDES
Apoio Gestão e Execução Conteúdo e Tecnologia
Redes Locais
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Apresentação
Este é o livro-texto da disciplina de Redes Locais. Estudaremos, com este
material, os conceitos de redes de computadores, com ênfase nas redes locais. Fare-
mos primeiramente um estudo do surgimento das redes locais de computadores e da
tecnologia de redes locais mais utilizada atualmente: as redes Ethernet.
Na seqüência, trataremos dos principais termos e conceitos relacionados a re-
des de computadores, de modo que você possa entender melhor as tecnologias que
serão estudadas nas aulas seguintes.
Estudaremos então, as duas arquiteturas de redes mais conhecidas: a arquite-
tura do modelo OSI e arquitetura do modelo Internet. Estudaremos também o relacio-
namento entre essas tecnologias e o padrão de redes IEEE 802. Em seguida, nosso
estudo será direcionado para os dispositivos físicos de redes e os meios de transmis-
são de dados, onde estudaremos suas funcionalidades e aplicabilidades.
Na seqüência, estudaremos os dispositivos utilizados nas redes locais, como
hubs, bridges, switches e roteadores, e protocolos de redes locais, principalmente o
Ethernet.
Porfim,estudaremosastecnologiasderedesemfioecomoutilizá-lasemnos-
so cotidiano.
Lembre-se de que a sua passagem por esta disciplina será também acompa-
nhada pelo Sistema de Ensino Tupy Virtual. Sempre entre em contato conosco quan-
dosurgiralgumadúvidaoudificuldade.
Toda a equipe está à disposição para auxiliá-lo nessa jornada em busca do
conhecimento.
Acredite no seu sucesso e bons momentos de estudo!
Equipe Tupy Virtual
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SUMÁRIO
CARTA DO PROFESSOR ............................................................................................. 4
CRONOGRAMA DE ESTUDOS .................................................................................... 5
PLANO DE ESTUDOS ................................................................................................... 6
AULA 1 – CONCEITOS E APLICAÇÕES DE REDES LOCAIS....................................7
AULA 2 – TERMOS E CONCEITOS...........................................................................11
AULA 3 – ARQUITETURAS DE REDES E MODELOS DE REFERÊNCIA...............23
AULA 4 – DISPOSITIVOS DE REDES.......................................................................39
AULA 5 – PROTOCOLOS DE REDES LOCAIS........................................................50
AULA 6 – REDES SEM FIO.......................................................................................64
REFERÊNCIAS .......................................................................................................... 74
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Carta dos Professorores
Caro aluno(a),
Esse livro-texto foi cuidadosamente escrito para que você possa co-
nhecer sobre “Redes locais”. A disciplina lhe apresentará desde um
histórico até as tendências modernas de redes de computadores lo-
cais. Juntos, estudaremos algumas das mais utilizadas tecnologias para redes locais
decomputadoresetambémosdispositivosesistemasdecomunicaçãosemfio.
Convidamos você para que, juntos e virtualmente, possamos estudar essa dis-
ciplina, percorrendo mais uma etapa dos seus estudos.
Seja bem-vindo(a)!
Professor Eduardo da Silva
Professor Marco André Lopes Mendes
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Cronograma de Estudos
Acompanhe no cronograma abaixo os conteúdos das aulas, e atualize as pos-
síveis datas de realização de aprendizagem e avaliações.
Semanas Carga Horária Aula Data/Avaliação1 5 Conceitos e aplicações de redes
locais_/_ a _/_
1 15 Termos e conceitos _/_ a _/_2 20 Arquiteturas de redes e modelos
de referência_/_ a _/_
3 15 Dispositivos de redes _/_ a _/_3 15 Protocolos de redes locais _/_ a _/_4 10 Redessemfio _/_ a _/_
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PLANO DE ESTUDOS
Ementa
Conceitos, termos e aplicações de redes locais. Arquiteturas de redes e mode-
los de referência. Dispositivos de redes. Protocolos de redes locais. Redes locais sem
fio.
Objetivos
•DiscutirosurgimentodatecnologiaEthernetesuaimportânciaparaomundo
atual;
•Classificarostiposderedespelaabrangênciageográfica;
•Descreveromodelodecomputaçãocliente/servidor;
•Identificarasdiferençasentreserviçosorientadosàconexãoeserviçosnão
orientados à conexão;
•IdentificarascamadasdosmodelosdereferênciaOSI,TCP/IPeIEEE802;
•Identificarosdispositivosdeumarededecomputadores;
•Exemplificarfuncionamentodadifusão;
•Estudarosrecursosdeempilhamentoecascateamento;
•Diferenciarastecnologiasderedeslocais;
•Enumerarastecnologiaspararedeslocaissemfio.
Carga Horária: 40 horas/aula
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Aula 1
CONCEITOS E APLICAÇÕES DE RE-DES LOCAIS
Caro aluno(a)!
Seja bem-vindo(a) a nossa primeira aula de Redes locais.
Estudaremos um pouco das vantagens das redes e a história do
surgimentodelas,alémdesuaimportânciaparaosdiasdehoje.
Boa aula!
Objetivos da Aula
Aofinaldestaaulavocêdeverásercapazde:
•Enumerarasrazõesparaacriaçãodasredes;
•DiscutirosurgimentodatecnologiaEthernetesuaimpor-
tânciaparaomundoatual.
Conteúdos da Aula
Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi-
nale-os à medida em que for estudando.
•Paraqueservemasredes?
•OsurgimentodaEthernet.
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1 PARA QUE SERVEM AS REDES?
Uma rede permite a troca de informações (envio e recebimento) entre computa-
dores. Talvez nós nem tenhamos idéia da quantidade de vezes que acessamos infor-
mações em redes de computador. A Internet, certamente, é o maior exemplo de rede
de computadores, com milhões de máquinas conectadas ao redor do mundo, mas as
pequenas redes desempenham um papel importante na busca diária de informações.
Muitas bibliotecas públicas substituíram os cartões em papel por terminais de compu-
tador. Assim, é mais fácil e rápido procurar os livros. Os aeroportos têm inúmeras telas
que exibem informações sobre vôos. Muitas lojas têm computadores especializados
que controlam transações de pontos-de-venda. Em cada um desses casos, as redes
oferecem diferentes dispositivos em diversas localidades que acessam uma informa-
ção compartilhada.
Podemosaindadestacaraimportânciadasredesnosseguintesaspectos:
•Compartilhamento de recursos: Tornar acessíveis a cada computador da
rede os dados e dispositivos que existem dentro da organização. Assim, im-
pressoras, unidades de CD-ROM, discos, conexões e outras redes podem ser
utilizadas por todos os computadores da rede.
•Aumento da confiabilidade: Pode-se, por exemplo, ter multiplicados os ar-
quivos em duas ou mais máquinas para que, em caso de defeito de uma delas,
cópias dos arquivos continuem acessíveis em outras máquinas. Além disso, o
sistema pode continuar operando em caso de pane de um computador, visto
que outra máquina pode assumir a sua tarefa. A continuidade de funcionamen-
to de um sistema é ponto importante para um grande número de aplicações,
por exemplo: aplicações militares, bancárias, controle de tráfego aéreo, etc.
•Redução de custos: Computadores de pequeno porte apresentam menor
relação preço/desempenho que os grandes. Assim, sistemas que utilizariam
apenas uma máquina de grande porte e de custo muito elevado podem ser
concebidos à base da utilização de um grande número de microcomputadores
(ou estações de trabalho) manipulando dados presentes num ou mais servido-
res de arquivos. Além disso, os computadores pessoais, na sua maioria, são
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são de arquitetura aberta, possibilitando a escolha de diversos fornecedores de
hardware, software, treinamento e suporte técnico.
•Redução da redundância de dados: Por haver compartilhamento de recur-
sos, evita-se ter a mesma informação replicada em vários computadores.
2 O SURGIMENTO DA ETHERNET
Em 1973, o pesquisador Bob Metcalfe, do Xerox Corporation’s Palo Alto Re-
search Center (mais conhecido como PARC), criou e testou a primeira rede Ethernet.
Metcalfe tentava conectar o computador “Alto” da Xerox a uma impressora e acabou
desenvolvendo um método físico de cabeamento que conectava os dispositivos na
Ethernet. Ele também criou os padrões de comunicação em cabos. Desde então, a
Ethernet se tornou a tecnologia de redes mais popular do mundo. Muitos dos proble-
mas da Ethernet são parecidos com os problemas das outras tecnologias de rede.
Compreender o funcionamento da Ethernet, lhe dará embasamento para entender as
redes em geral.
Com o amadurecimento das redes, o padrão Ethernet cresceu para agregar
novas tecnologias, mas os mecanismos de operação de todas as redes Ethernet atu-
ais se baseiam no sistema original de Metcalfe. O conceito original de Ethernet é:
comunicação compartilhada por um único cabo para todos os dispositivos da rede. O
dispositivo conectado a esse cabo tem a capacidade de se comunicar com qualquer
outro, permitindo que a rede se expanda para acomodar novos dispositivos, sem ter
demodificarosantigos.
A Ethernet é uma tecnologia de rede local que normalmente opera num mesmo
prédio e conecta dispositivos próximos. No início, havia no máximo algumas centenas
de metros de cabos separando dispositivos numa Ethernet, tornando difícil conectar
locaismuitodistantesgeograficamente.Avançosrecentesdatecnologiaconseguiram
aumentaressasdistânciaseasredesEthernetatuaispodemcobrirdezenasdequilô-
metros.
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SÍNTESE
Nestaaulaestudamosafinalidadedasredesdecomputadoresetivemosuma
noção de como foi o surgimento da Ethernet.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1) Em sua opinião, das razões apresentadas no texto para justificar a importân-
cia das redes, qual você julga a mais importante? Justifique sua opinião.
2) Onde as redes Ethernet podem ser utilizadas?
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Aula 2
TERMOS E CONCEITOS
Caro aluno(a):
Seja bem-vindo(a) à nossa segunda aula de redes
locais, para estudar os conceitos e termos principais
relacionados a redes de computadores.
Tenha uma boa aula!
Objetivos da Aula
Aofinaldestaaula,vocêdeverásercapazde:
•Conceituarredesdecomputadores;
•Classificarostiposderedespelaabrangênciageográfica;
•Descreveromodelodecomputaçãocliente/servidor;
•Identificarasdiferençasentreserviçosorientadosàcone-
xão e serviços não orientados à conexão.
Conteúdos da Aula
Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi-
nale-os à medida em que for estudando.
•Conceitosderedesdecomputadores;
•Tiposderedesdecomputadores;
•Oqueéacomputaçãocliente/servidor;
•Serviçosorientadosàconexão;
•Serviçosnão-orientadosàconexão.
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1 CONCEITOS DE REDES DE COMPUTADORES
Uma boa definição de redes de computadores é apresentada por (GALLO,
2003): “uma rede de computadores é uma coleção de computadores e outros dispo-
sitivos que usam um protocolo comum para compartilhar recursos uns com os outros
através do meio de rede”.
Alguns componentes são essenciais em uma rede de computadores:
• asentidades conectadas de uma rede são chamadas de computadores,
hospedeiros,sistemasfinaisounós.Dentrodessegrupo,vamosencontraros
equipamentos de borda de rede e os equipamentos de núcleo de rede;
•aligação pela qual toda a comunicação acontece, conhecida como meio de
rede ou enlace;
•asregras que governam a comunicação e troca de dados entre os membros
da rede, conhecidas como protocolos.
No conjunto dos membros da rede, podemos considerar nó qualquer entidade
conectada à rede, como impressoras, computadores, servidores, repetidores, comu-
tadores, roteadores, telefones IP, entre outros. Quase sempre esses equipamentos
de rede podem ainda ser subdivididos em duas categorias: clientes e servidores (KU-
ROSE, 2003). Os clientes são os dispositivos que solicitam algum tipo de serviço
ou dado de outro dispositivo conectado à rede. Por outro lado, os servidores são os
dispositivos responsáveis por responderem às solicitações feitas pelos clientes.
O meio de rede é o ambiente físico utilizado para realizar a conexão entre os
membros da rede. Os meios de rede são divididos em duas categorias: os meios
guiados e os meios sem fio (wireless). Os principais meios guiados ou com cabos
emuso,atualmente,são:cabopar-trançado,cabocoaxialefibraótica.Osmeiossem
fio,tambémchamadosnão-guiados,incluemondasderádio,microondas,satélitese
infravermelho.
O protocolo é a linguagem usada pela rede para que os dispositivos de rede
possam se comunicar. Os protocolos são conjuntos de regras, procedimentos e es-
pecificaçõesquegovernamacomunicaçãonasredesdecomputadores.Dentreos
protocolos, os mais conhecidos são aqueles pertencentes à família de protocolos
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TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol – Protocolo de Controle de
Transmissão / Protocolo de Internet). Alguns exemplos de protocolos da família TCP/
IP são:
•HTTP:protocoloparatransferênciadedocumentosnaWeb;
•SMTP(SimpleMailTransferProtocol–ProtocoldeTransferênciadeMen-
sagens Simples): usado para transferência das mensagens eletrônicas, os e-
mails;
•POP3(PostOfficeProtocol–ProtocolodeCaixaPostal):usadoparaacesso
remoto a uma caixa de correio eletrônico.
2 TIPOS DE REDES DE COMPUTADORES
Há diversas formas de se classificar uma rede. Podemos classificá-la pela
abrangênciageográficaoupelatopologiadarede,entreoutrasclassificações.
Naclassificaçãoporabrangênciageográfica,podemosclassificá-lasemredes
locais,metropolitanasedelongadistância,entreoutras.
Estudaremos esses tipos de redes a seguir.
2.1 Rede Local
Umarede localouLAN(LocalAreaNetwork)possuiabrangênciageográfica
bem moderada, geralmente com abrangência de um único prédio ou um conjunto de
prédios próximos. Esse tipo de rede pertence a uma única organização e a responsa-
bilidade pela administração dos recursos da rede é inteiramente do proprietário.
As velocidades de dados das LAN geralmente são muito elevadas, podendo,
atualmente,chegara1Gbps(Gigabitporsegundo).Elasaindapodemserclassifica-
dasemredeslocaiscabeadasouredeslocaissemfio.
A LAN cabeada mais utilizada atualmente é conhecida como Ethernet e a rede
localsemfiomaisdifundidaéconhecidacomoWiFi,ouIEEE802.11.
Há,noentanto,diversasoutrastecnologiasderedeslocais,comoATM(Asyn-
chronous Transfer Mode – Modo de Transferência Assíncrono) e FDDI (Fiber Distribu-
ted Data Interface – Interface de Dados Distribuídos por Fibra).
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2.2 Rede de Longa Distância
Umarededelongadistância,ouWAN(WideAreaNetwork),abrangegrandes
áreasgeográficas,desdeligaçõesentrecidades,estados,paíseseatémesmoconti-
nentes. De forma geral, essas redes são formadas, pelo menos em parte, por circuitos
fornecidos por uma operadora de telefonia (STALLINGS, 2005).
Essas redes possuem velocidades muito inferiores às redes locais, embora
existamenlacesdelongadistânciaquechegamataxasdegigabitsporsegundo.No
entanto, de forma geral, essas redes atuam na faixa de velocidade de algumas cente-
nas de kilobits por segundo, chegando a alguns poucos megabits por segundo.
Os dois protocolos mais utilizados, atualmente, nesse tipo de rede são o ATM
e o Frame Relay, porém alguns estudos vêm sendo realizados para o uso de Gigabit
Ethernet(Etherneta1Gbps)nessaconfiguraçãoderede.
Nocasodeinterligaçõessemfio,podemosutilizarastecnologiasderedesce-
lulares,redesWiMaxentreoutras.
2.3 Rede Metropolitana
Uma rede metropolitana ou MAN (Metropolitan Area Network), como o próprio
nome sugere, são redes que possuem abrangência intermediária entre as LANs e as
WANs.Umexemploseriaumaorganizaçãoquepossuialgunsescritóriosdistribuídos
em uma cidade. Cada escritório possui uma rede local independente e interconecta-
da, resultando em uma rede metropolitana.
Da mesma forma que as redes locais, as redes metropolitanas podem ser ca-
beadas(guiadas)ousemfio.Aligaçãocabeadapodeserrealizadacomfibrasóticas
ealigaçãosemfio,comondasderádio,porexemplo.
O protocolo que mais se encaixa nos requisitos de uma rede metropolitana,
quantoàeficiênciaevelocidadeéoATM.Atualmente,porém,diversosestudosparao
uso do protocolo Ethernet, nesse tipo de rede, vêm sendo realizados. Para intercone-
xõessemfio,umprotocolobastanteutilizadoedifundidocomsucessoéoWiMAX.
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2.4 Outras classificações de redes quanto à abrangência geográfica
Algunsautoresaindasugeremoutrasclassificaçõesquantoàabrangênciage-
ográficadasredesdecomputadores.Algunsexemplossão:
•PAN (Personal Area Network – Redes Pessoais): as PANs possuem abran-
gência bem limitada, chegando a alguns poucos metros. São geralmente redes
domésticas e úteis devido ao grande aumento do uso de recursos computa-
cionais em residências. Como exemplo desse tipo de rede, podemos citar as
redessemfioad hoc. Nesse tipo de rede, há vários computadores, cada um
equipadocomplacasdeinterfacederedesemfio.Cadacomputadorpodeco-
municar diretamente com todos os outros equipados com placas de interface.
Podem compartilhar arquivos, impressoras, mas não acessar os recursos de
umaredefixa.
•CAN (Campus Area Network – Redes Universitárias): são redes locais, po-
rém muito grandes, geralmente pertencentes a uma universidade ou hospital.
•SAN (Storage Area Network – Redes de Armazenamento de Dados): são
redesespecíficasparaainterligaçãodeequipamentosdearmazenamentode
dados.Sãoextremamenteeficientesevelozesedecustotambémmuitoele-
vado.
Essasclassificaçõesnãoterminamporaqui.Diversosautoresapresentamdi-
ferentesoutrasmaneirasdeclassificarasredesdecomputadores.Issoocorreporque
as redes de computadores estão se difundindo cada vez mais e por isso precisam
recebernovasclassificações.
3 COMPUTAÇÃO CLIENTE/SERVIDOR
A maioria das aplicações atuais baseia-se no modelo cliente/servidor. De forma
resumida, nesse tipo de sistema computacional, dois papéis são bem distintos e com
responsabilidadesbemdefinidas.Deumladoseencontramosclientesedooutroos
servidores. A aplicação cliente fornece ao usuário a possibilidade de fazer a requi-
sição de serviços e a aplicação servidoraficaresponsávelporrecebereprocessar
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asrequisiçõesrealizadaspelosusuários,deformatransparente.(LEWANDOWSKI,
1998).
Entre as aplicações cliente/servidor, podemos citar um exemplo típico, quando
o usuário utiliza uma aplicação cliente (por exemplo o navegador Firefox) para aces-
sarumservidordeWebremoto,oendereçohttp://www.sociesc.org.br,porexemplo,
executandoumaoutraaplicação(ApacheWebServer).Tambémpodemoscitarousu-
áriousandoumaferramentadeediçãodetextos(BrOfficeWriter)e,aofinalizarodo-
cumento, manda imprimi-lo em uma impressora de rede. Apresentamos um exemplo
genérico de um sistema computacional cliente/servidor na Figura 1, em que diversos
clientes distintos fazem requisições a um único servidor, utilizando a mesma interface
e o mesmo meio de comunicação.
Figura 1 - Estrutura genérica do modelo cliente/servidor
Uma aplicação cliente/servidor TCP/IP possui geralmente o seguinte esquema
de funcionamento:
•noladoservidor,éiniciadaaaplicaçãoservidor.Aaplicaçãonotificaoservidor
de que ele está pronto para aceitar requisições de serviços. Essa aplicação
abre uma porta de comunicação com a rede e, sempre que alguma requisição
chegaaessaportanoservidor,enviaparaaaplicaçãoservidora.Oservidorfica
aguardando que requisições cheguem a ele, estado conhecido como espera;
•independentedoservidor,noladocliente,inicia-seumaaplicação,geralmente
pelo usuário. Ao iniciar a aplicação cliente, dispara-se uma requisição de serviços
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ao servidor. Ao receber as respostas do servidor, o programa cliente formata os
dadosrecebidoseapresentaaousuáriofinal;
•apósatenderàsrequisiçõesdocliente,oservidorvoltanovamenteaoestado
de espera, aguardando por novas requisições.
Uma tarefa muito importante dos administradores de redes, baseados no mo-
delo cliente/servidor, é levar aos usuários aplicações clientes mais amigáveis. Embora
as aplicações clientes estejam dispersas, geralmente os servidores de banco de da-
dos e outros recursos estão centralizados, o que necessita de maior atenção por parte
dos administradores, caso um desses servidores venha a parar, todo o funcionamento
dosserviçosdarede,relacionadosaesseservidor,ficacomprometido.
Uma das grandes vantagens do modelo cliente/servidor é a possibilidade de
integração rápida e controlada dos recursos (impressoras, banco de dados, arquivos
departamentais) por todos os usuários da organização, o aumento da disseminação
da informação, entre outros, gerando um ganho de produtividade e redução de custos
para as organizações (BAKER, 1997).
Os clientes e servidores podem executar diferentes sistemas operacionais em
diferentes plataformas, desde que ambos estejam “falando a mesma língua”, ou seja,
estejam utilizando os mesmos protocolos de comunicação e estejam utilizando as
mesmas aplicações (STALLINGS, 2005). A Figura 2 apresenta uma arquitetura clien-
te/servidor genérica, mostrando as camadas necessárias no lado cliente e também no
lado servidor.
Figura 2 - Arquitetura cliente/servidor genérica
Fonte: Baseado em (STALLINGS, 2005)
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4 SERVIÇOS ORIENTADOS E NÃO ORIENTADOS À CONEXÃO
No processo de troca de mensagens entre a duas aplicações, a rede pode ofe-
recer tanto serviços orientados à conexão quanto serviços não-orientados à conexão.
Esse nível de serviços pode ser oferecido em qualquer camada dos modelos que es-
tudaremos a seguir, cada uma com sua característica.
O conhecimento do funcionamento desses tipos de serviços é muito importante
no processo de desenvolvimento de aplicações para rede. Estudaremos mais adiante
alguns protocolos. Quando um desenvolvedor programa uma aplicação de rede, o
máximo que ele pode escolher é utilizar como protocolo de transporte um que ofereça
serviço orientado à conexão ou serviço não-orientado à conexão.
4.1 Serviço orientado à conexão
Quando se utiliza um serviço orientado à conexão, há, entre o emissor e o
receptor, um processo de troca de mensagens de controle, antes da troca de pacotes
contendo dados reais, como mensagens de e-mail. Essa troca de mensagens de con-
trole é chamada de procedimento de apresentação (ou estabelecimento da conexão).
Logo após a apresentação, cliente e servidor estarão preparados para o envio e rece-
bimentos de pacotes “reais”, ou seja, do dado propriamente dito.
Realizado o processo de apresentação, está estabelecida uma conexão en-
tre o emissor e o receptor, de que, na realidade, somente o emissor e o receptor estão
cientes. O restante da rede não está sabendo dessa conexão, nem mesmo os rotea-
dores pelos quais os pacotes irão trafegar ao longo do percurso.
Quando se utiliza um serviço orientado à conexão, geralmente está se usu-
fruindo de outros recursos disponibilizados, entre eles:
•transferênciaconfiáveldedados;
•controledefluxo;
•controledecongestionamento.
Ter uma transferência confiável de dadossignificateraconfiançadequeos
dados serão entregues ao receptor sem erros e na ordem correta de apresentação.
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Isso, de forma geral, é obtido pelo envio de reconhecimento de pacotes recebidos por
parte do receptor e da retransmissão de pacotes com erros e de pacotes perdidos, ou
seja, que não foram reconhecidos.
O controle de fluxo, por sua vez, garante que nenhum dos lados de uma cone-
xão sobrecarregue o outro, enviando pacotes mais rapidamente do que o outro possa
processar. Se um dos lados da comunicação possui alto poder de processamento e
alta velocidade de transmissão de dados, esse lado pode ter a capacidade de envio
de informações muito superior ao outro lado da rede. Assim, se o pacote chegar ao
outro lado, sem que haja capacidade de processá-lo, será perdido. Por esse motivo,
ocontroledefluxoé importantenarede.Geralmenteaspartescomunicantespos-
suem buffers (memórias temporárias) de envio e recebimento, onde são alocados os
dados antes de serem processados ou enviados à rede. Nas mensagens de controle
trocadasentreoemissoreoreceptor,porexemplo,paraconfirmaçãodachegadados
pacotes, são informados os tamanhos dos buffers de cada um dos lados, para que
não ocorra sobrecarga em um deles.
Porfim,ocontrole de congestionamento serve para evitar que a rede, como
um todo, trave. Os roteadores, durante o percurso entre o emissor e o receptor, pre-
cisamprocessarospacotes,maspodemnãotercapacidadesuficientedeprocessa-
mento para encaminhar todos os pacotes que passam por ele. Para que os pacotes
não os encontrem muito ocupados e sejam descartados, utiliza-se o controle de con-
gestionamento. Para evitar congestionamentos na rede, sempre que um pacote passa
por um roteador que está congestionando, é colocada uma informação adicional nes-
se pacote, para informar aos demais roteadores que ele está congestionado.
Na Internet, o protocolo que oferece serviço orientado à conexão para as apli-
cações é o TCP (Transmission Control Protocol – Protocolo de controle de transmis-
são).Éumprotocoloqueofereceumserviçoconfiável,noentanto,porsertãosofis-
ticado, acaba tendo um desempenho menor que o protocolo que oferece serviço não
orientado à conexão.
4.2 Serviço não-orientado à conexão
O serviço não-orientado à conexão, por sua vez, não oferece os mesmos
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recursos do serviço orientado à conexão. Nele, não há o processo de apresentação
entre as partes comunicantes, ou seja, quando alguma parte precisa enviar uma infor-
mação a um destinatário, ela simplesmente envia essa informação (KUROSE, 2003).
Tambémnãoháagarantiadaentregadospacotes,ocontroledefluxoeocontrolede
congestionamento.
Por outro lado, por não existir muito controle, os dados trafegam mais rapida-
mente pela rede. Na Internet, o protocolo que oferece serviço não-orientado à cone-
xão para as aplicações é o UDP (User Datagram Protocol – Protocolo de datagrama
de usuário).
O serviço não-orientado à conexão é ideal para aplicações multimídia, como te-
lefone IP ou videoconferência, e outras aplicações que exigem baixo retardo da rede.
Por outro lado, se a aplicação exige que não haja perda de pacotes, como na troca
de arquivos e correio eletrônico, o ideal é a utilização de um protocolo que ofereça
serviço orientado à conexão.
SÍNTESE
Nesta aula estudamos os conceitos e os tipos de redes de computadores.
Aprendemos a distinguir aplicação cliente de aplicação servidora e serviços orienta-
dos e não orientados à conexão, no processo de troca de mensagens entre as duas
aplicações.
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1) Qual dos itens abaixo não faz parte da lista de componentes essenciais para
uma rede de computadores?
a. Núcleo da rede (ex. roteadores e comutadores);
b. Meios de transmissão;
c. Protocolo de comunicação;
d. Administrador de rede.
2) Não é um exemplo de meio de transmissão guiado:
a. Cabo par-trançado
b. Cabo coaxial
c. Antena
d. Fibra ótica
3) Não é um exemplo de meio de transmissão não-guiado:
a. Fibra ótica
b. Satélites
c. Rádio difusão
d. Microondas
4) Um protocolo de comunicação pode ser definido como:
a. regras que governam a comunicação e troca de dados entres os membros da
rede;
b. conjunto de regras para troca de informações somente entre o usuário e as aplica-
ções;
c. interface de regras entre a placa de rede e o meio físico;
d. nenhuma das alternativas acima.
5) O protocolo de enlace de rede local mais difundido e utilizado é:
a. ATM
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b. Ethernet (IEEE 802.3)
c.WiFi(IEEE802.11)
d. TCP/IP
6) Não é um exemplo de protocolo de enlace de rede de longa distância:
a. Ethernet (IEEE 802.3)
b. ATM
c. Frame Relay
d. PPP
7) Em uma comunicação cliente/servidor é correto afirmar:
a. O lado que solicita a informação é o servidor e o lado que atende à requi-sição é o
cliente;
b. Em uma rede cliente/servidor todas as partes comunicantes são cliente e servidor,
simultaneamente;
c. O lado que solicita a informação é o cliente e o lado que atende a requisi-ção é o
servidor.
d. Nenhuma das alternativas acima.
8) Em um serviço orientado à conexão é incorreto afirmar:
a.Possuicontroledefluxodosdadosnarede;
b. A entrega dos dados não é garantida;
c. Possui controle de congestionamento dos dados na rede;
d.Háumaapresentaçãoentreaspartescomunicantesantesda trocadasmensa-
gens.
9) Em um serviço não-orientado à conexão é correto afirmar:
a.Possuicontroledefluxodosdadosnarede;
b. A entrega dos dados não é garantida;
c. Possui controle de congestionamento dos dados na rede;
d.Háumaapresentaçãoentreaspartescomunicantesantesda trocadasmensa-
gens.
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Aula 3
ARQUITETURAS DE REDES E MODE-LOS DE REFERÊNCIA
Caro aluno(a):
Seja bem-vindo(a) à nossa quarta aula de Redes locais,
para estudar as arquiteturas de redes e os modelos de referência
utilizados para o processo de implementação de redes de compu-
tadores.
Tenha uma boa aula!
Objetivos da Aula
Aofinaldestaaula,vocêdeverásercapazde:
•Enumerarasinstituiçõesdepadronizaçãodasredes;
•Descreveraestruturadeummodeloemcamadas;
•IdentificarascamadasdomodelodereferênciaOSI;
•ListarascamadasdomodeloTCP/IP;
•DefiniropadrãoIEEE802pararedeslocais.
Conteúdos da Aula
Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi-
nale-os à medida em que for estudando.
•Padrõespararede
•ModelodereferênciaOSIdaISO
•ModelodereferênciaTCP/IPouInternet
•OpadrãoIEEE802
Redes Locais
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1 PADRÕES PARA REDE
Desde o surgimento das redes de computadores, uma grande quantidade de
padrões de redes vem sendo desenvolvida. Atualmente, há diversas organizações
depadronizaçãonomundointeiro,quepodemserclassificadasporsuaabrangência
geográficaetécnica.UmexemplodeorganizaçãodepadronizaçãonacionalnoBrasil
é a ABNT (Associação Brasileira de Normas e Técnicas).
Na área de redes de computadores, as mais importantes organizações são:
• ISO (InternationalOrganization forStandardization –Organização Interna-
cionalparaPadronização):onomevemdogrego“isos”quesignifica“igual”.É
uma organização internacional que atua em 148 países, atuando nos campos
técnicos, exceto de eletrônica e eletricidade. No Brasil é representada pela
ABNT.
•ITU(InternationalTelecommunicationsUnion–UniãodeTelecomunicações
Internacional): organização criada para padronizar e regular as telecomunica-
ções e rádios internacionais. É uma das agências especializadas das Nações
Unidas,eficalocalizadaemGenebra,naSuíça.
•EIA(EletronicIndustriesAlliance–AliançadasIndústriasdeEletrônica):orga-
nização privada para as indústrias do setor eletrônico dos Estados Unidos.
•TIA(TelecommunicationsIndustriesAssociation–AssociaçãodasIndústrias
de Telecomunicações): atua similarmente à EIA, porém com o foco nas indús-
trias do setor de telecomunicações. Também é ligada a ANSI (American Natio-
nal Standards Insitute – Instituto de Padronização Nacional Americano).
•IEEE(InstituteofElectricalandElectronicsEngineers–InstitutodosEnge-
nheirosElétricoseEletrônicos):amaiororganizaçãoprofissionaldomundo,
com a meta de promover o conhecimento no campo da engenharia elétrica,
eletrônica e de computação (Dica: lê-se “i-três-é”).
• IETF(InternetEngeneeringTaskForce–ForçaTarefaparaEngenhariada
Internet): comunidade internacional aberta, preocupada com a padronização e
bom funcionamento dos protocolos e padrões da Internet.
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25
Um dos principais órgãos para a padronização das redes locais é o IEEE por
meio do comitê 802, que regulamenta e padroniza as redes locais.
Ospadrões,deformageral,podemserclassificadosem(GALLO,2003):
•padrões de jure: ou padrões de direito, são os aprovados por uma organiza-
ção de padronização formal e credenciada. Pode ser citado como exemplo o
padrão EIA/TIA 568 para cabeamento estruturado de redes, desenvolvido pela
EIA em conjunto com a TIA.
•padrões de facto: ou padrões de fato, são os que surgiram sem o planeja-
mento de uma organização formal e suas informações são de domínio públi-
co. Como exemplo, pode ser citado o sistema de arquivos NFS (Network File
System – Sistema de Arquivos de Rede) desenvolvido pela Sun Microsystem e
atualmente amplamente utilizado nos sistema Unix e Macintosh. Outro exem-
plo é o Java, também desenvolvido pela Sun Microsystem.
•padrões proprietários:sãoosdesenvolvidosespecificamenteporumfabri-
cante e não são de domínio público, como o protocolo IPX (Internetwork Packet
Exchange – Troca de Pacote Inter-redes) da Novel e o SMB (Server Message
Block – Bloco de Mensagem do Servidor) da Microsoft, por exemplo.
•padrões de consórcios: similares aos padrões de direito, porém nesse caso
um grupo de fabricantes se reúne com o intuito de criar um padrão em comum
e fabricar produtos para o padrão criado. Exemplos de padrões de consórcios
são o Fast Ethernet e o Gigabit Ethernet.
2 MODELO DE REFERÊNCIA OSI DA ISO
O modelo de referência OSI (Open Systems Interconnection – Interconexão de
Sistemas Abertos), foi criado pela ISO com o objetivo de fornecer uma base comum
para a coordenação de desenvolvimento de padrões para a interconexão de sistemas.
Tambémtemapropostadeidentificaráreasparaodesenvolvimentooumelhoriados
padrões, ou fornecer referência comum para a manutenção da consistência de todos
os padrões relacionados (ISO, 1994).
Nãoéfinalidadedomodelode referênciaOSIservircomoespecificaçãode
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implementação, ou ser a base para conformar implementações já existentes, ou for-
necerumníveldedetalhamentoparaadefiniçãoprecisadosserviçoseprotocolosda
arquitetura proposta.
O modelo de referência fornece arquitetura conceitual e funcional que permite
à equipe de especialistas trabalhar com produtividade e independência no desenvolvi-
mento de padrões para cada camada do modelo de referência OSI (ISO, 1994).
ÉimportantesalientarqueOSIéummodelodereferênciaenãodefineaarqui-
tetura de uma rede. Desse modo, não é uma arquitetura que pode ser encontrada em
utilização, pois serve como base para que desenvolvedores projetem seus protocolos
para cada uma das camadas, respeitando as orientações do modelo de referência.
O modelo OSI é composto por sete camadas. Tanenbaum (2003) apresenta um
resumo dos princípios que deram origem ao modelo em sete camadas:
•umacamadadevesercriadaondehouveranecessidadedeumgraudeabs-
tração adicional;
•cadacamadadeveexecutarumafunçãobemdefinida;
•afunçãodecadacamadadeveserescolhidatendoemvistaadefiniçãode
protocolos padronizados internacionalmente;
•oslimitesdecamadasdevemserescolhidosparaminimizarofluxodeinfor-
mações pelas interfaces;
•onúmerodecamadasdevesergrandeobastanteparaquefunçõesdistintas
não precisem ser desnecessariamente colocadas na mesma camada e peque-
noosuficienteparaqueaarquiteturanãosetornedifícildecontrolar.
A Figura 3 apresenta as camadas do modelo de referência OSI. Note que o
modelo OSI é composto de 7 camadas, onde cada camada transfere informações
de e para a camada diretamente superior e inferior a ela. Os dados entram em uma
camada superior, chamada aplicação e, à medida que vão descendo na pilha de pro-
tocolos vão recebendo informações de cabeçalho que, somado aos dados já existen-
tes, tornam-se os dados para as camadas inferiores. No destino acontece o processo
contrário; os pacotes chegam a uma camada, retira-se o cabeçalho que é processado
pela camada e, em seguida, os dados são passados às camadas superiores.
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Figura 3 - Esquema do modelo de referência OSI
Dessa forma, a camada de aplicação da origem comunica-se, utilizando das
camadas inferiores, diretamente com a camada de aplicação de destino. O mesmo
ocorre com a camada de apresentação e as demais camadas.
Perceba ainda que, ao longo da trajetória da origem ao destino, os pacotes
podem passar por elementos de comutação, como os roteadores e switches que não
possuem e não necessitam de todas as camadas: nesse caso, no elemento de comu-
tação, os pacotes são processados até o nível necessário para que possam saber o
destino a seguir na rede.
Uma característica importante do modelo proposto pela ISO: cada camada de-
veria se comunicar e trocar informações somente com a camada diretamente inferior
e a diretamente superior a ela. Note também que a mais alta mantém comunicação
direta com o sistema operacional e a mais baixa, diretamente com o meio físico que
transmitirá os dados ao destinatário.
Cada camada possui relacionamento direto com a mesma camada relaciona-
da na entidade destino, porém essa comunicação é realizada por meio dos serviços
oferecidos pela camada inferior, que abstrai a comunicação. Dessa forma, a camada
inferior precisa se comunicar com a mesma camada na outra entidade para fornecer
comunicação e depende da camada logo abaixo para fornecer esse serviço. Assim
sucessivamente até que chegue ao nível mais baixo onde há a ligação com o meio de
transmissão.
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2.1 Camada Física
A camada física tem por objetivo tratar dos bits enviados nos canais de comu-
nicação da rede ou meios de comunicação. Essa camada visa garantir que saindo um
bit 1 do lado emissor, chegue um bit com valor 1 no lado receptor.
São tratadas nessa camada questões como voltagem para representação de
um bit, sentido da transmissão (bidirecional ou unidirecional), estabelecimento de uma
conexão (assíncrona ou síncrona) e término da conexão, entre outros. Também é
tratado nessa camada o formato das interfaces com o meio físico e os meios de trans-
missãodedados.Aindaforneceascaracterísticasmecânicas,elétricas,funcionaise
procedurais para os meios de comunicação.
2.2 Camada de Enlace de Dados
A função principal da camada de enlace de dados é realizar a transferência
confiáveldosdadosutilizandoomeiobrutodecomunicaçãoefazercomqueessa
linha pareça livre de erros para a camada superior, a camada de rede.
Para uma comunicação não-orientada a conexão, a camada de enlace de da-
dos fornece os mecanismos procedurais e funcionais para essa tarefa; por outro lado,
para uma comunicação orientada a conexão, fornece o estabelecimento, manutenção
e liberação da conexão (ISO, 1994). A camada de enlace de dados ainda detecta e
possibilita a correção dos erros que possam ocorrer na camada física.
2.3 Camada de Redes
A principal função da camada de rede é fornecer os meios e regras para que os
pacotes sejam roteados da origem até o destino. Um conceito muito importante dentro
da camada de rede é o de sub-rede.
Uma sub-rede é uma coleção de equipamentos e meios que, juntos, formam
uma rede autônoma, com características e regras próprias, por exemplo, uma rede
local, mas que faz parte de outra grande rede. No exemplo citado, poderíamos possuir
um conjunto de diversas redes locais que, por meio de uma ligação de rede privada
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virtual, formam uma grande rede corporativa. Cada uma dessas redes locais é consi-
derada uma sub-rede da grande rede corporativa. Esse conceito é importante, pois a
camada de sub-rede controla a operação da sub-rede e sua comunicação com outras
sub-redes (TANENBAUM, 2003).
Acamadaderedeforneceosmeiosparaestabelecer,manterefinalizarcone-
xão entre as entidades comunicantes de uma rede.
Em uma rede de difusão, ou broadcast, como as redes locais Ethernet, o pro-
blema de roteamento é simples, as funções da camada de rede são bem pequenas,
praticamente voltadas para o endereçamento lógico da rede, que será estudado na
Aula 5.
2.4 Camada de Transporte
A principal função da camada de rede é fornecer transferência de dados trans-
parenteeconfiávelentreasentidadescomunicantes(ISO,1994).
Todos os protocolos desenvolvidos para a camada de transporte possuem uma
característica fim-a-fim, ou seja, os dados encapsulados nessemomento somente
serãolidoseaproveitadospelodestinofinal.Issonãoacontecenascamadasanterio-
res: na camada de rede, a comunicação ocorre entre as sub-redes até chegar à sub-
rede destino; e na camada de enlace de dados entre os enlaces de comunicação, por
exemplo, entre os switches ou roteadores.
Também a camada de transporte visa fornecer às camadas superiores uma
transparência principalmente de mudanças no meio físico, de modo que mudanças no
hardware não deveriam ser sentidas pelas aplicações.
Em alguns casos, dependendo do nível de serviço fornecido às camadas supe-
riores,tambéméfunçãodacamadadetransportefornecercontroledefluxo,controle
de congestionamento e garantia de entrega dos pacotes na ordem em que os pacotes
saíram da origem.
2.5 Camada de Sessão
A função da camada de sessão é organizar e sincronizar o diálogo entre as
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aplicações comunicantes e também gerenciar a troca de informações entre elas. Outra
função dessa camada é fornecer um gerenciamento de token para que as aplicações
comunicantes não tentem realizar a mesma operação crítica simultaneamente.
Para garantir isso, a camada de sessão estabelece uma sessão entre as en-
tidades, para dar suporte à troca de dados ordeiramente e para liberar a conexão de
maneira também organizada.
2.6 Camada de Apresentação
Épreocupaçãodacamadadeapresentaçãoasintaxeeasemânticadasinfor-
mações trafegadas na rede. Fornece uma representação comum dos dados entre as
entidades comunicantes (ISO, 1994).
2.7 Camada de Aplicação
A camada de aplicação possui os protocolos necessários que serão utiliza-
dos pelos usuários, por exemplo, protocolos para troca de mensagens eletrônicas e
transferência de arquivos. Essa camada fornece regras para a comunicação entre as
aplicações, geralmente aplicações clientes e aplicações servidoras de tipos similares,
por exemplo, servidor de mensagens eletrônicas e clientes de envio e leitura de men-
sagens eletrônicas.
3 MODELO DE REFERÊNCIA TCP/IP OU INTERNET
A ARPANET foi concebida sob uma arquitetura voltada para redes distribuídas
e descentralizadas. Essa arquitetura passou a ser conhecida como modelo de refe-
rência TCP/IP, ou arquitetura TCP/IP. A arquitetura TCP/IP é mais antiga que o modelo
de referência OSI.
O modelo, desenvolvido primeiramente por Cerf e Kahn, em 1974, não é tão
completo quanto o modelo OSI (Figura 4). Possui menos camadas e não se preocupa
com a ligação dos protocolos superiores com o meio físico de comunicação. Sim-
plesmente indica que é necessário um relacionamento com o meio físico, porém não
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não discute detalhes desses protocolos. Com isso, os protocolos de enlace e físicos
podem variar de dispositivo para dispositivo ou de rede para rede.
Figura 4 - Relacionamento entre os modelos OSI e Internet
Diferentemente do modelo OSI, é um modelo em prática na maioria das redes
de computadores atuais. Portanto, estudaremos como as camadas são descritas no
modelo de referência TCP/IP e, em seguida, estudaremos também os padrões de
IEEE 802, que tratam das ligações com o meio físico e de detalhes da camada de
enlace.
3.1 Camada de inter-redes
A camada de inter-redes na arquitetura Internet tem funções similares à cama-
da de rede do modelo OSI. A arquitetura TCP/IP, ou Internet, trabalha com comutação
de pacotes. Assim, uma mensagem é dividida em vários pacotes menores que trafe-
gam pela rede, cada um podendo seguir caminhos diferentes, porém chegando ao
mesmo destino.
Outra técnica, a de comutação por circuito, é utilizada em linhas telefônicas.
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Antes de iniciar a transmissão dos dados, um circuito é estabelecido e toda a comuni-
cação segue pela mesma rota, dedicada, até o término da conversação.
Assim, a função principal da camada de inter-redes é garantir que os pacotes
trafeguem livremente pela rede em busca de seu destino, por meio de técnicas de
roteamento. Como cada pacote pode seguir caminhos diferentes e chegar ao destino
na ordem incorreta. São necessários os protocolos de nível superior para ordená-los
(TANENBAUM, 2003).
Oprincipalprotocolodefinidopelacamadadeinter-redeséoIP(InternetPro-
tocol–ProtocoldaInternet),definidopelaRFC791.Éumprotocoloprojetadopara
interconectar sistemas de redes de computadores comutados por pacotes. A principal
função do IP é fornecer mecanismos necessários para a entrega dos pacotes, da
origemaodestino.Nãoésuafunçãofornecermecanismosparaaumentaraconfiabi-
lidadedosdadosfim-a-fimoucontrolarofluxodosdados(RFC791:1981).
3.2 Camada de transporte
Assim como a camada de inter-redes é muito parecida com a camada de redes
do modelo OSI, também a de transporte do modelo Internet é muito parecida com a
de transporte do modelo OSI. Sua função é permitir que as entidades pares dos com-
putadores de origem e de destino mantenham conversação.
Hádoisprincipaisprotocolosparaessacamada,oTCPeoUDP,definidosres-
pectivamente pela RFC 793 e pela RFC 768. Outros protocolos foram e estão sendo
desenvolvidos também, porém sempre sendo baseados em um dos dois protocolos,
ou realizando melhorias no desempenho desses.
OobjetivodoTCPéserumprotocoloaltamenteconfiávelfim-a-fimentreos
hosts de uma rede de computadores por comutação de pacotes. O TCP é um proto-
coloorientadoaconexãoeconfiável.Fornececomunicaçãointerprocessosconfiável
entre os processos dos computadores comunicantes. Seu objetivo é garantir que os
pacotes das mensagens que são da aplicação de origem cheguem à aplicação de
destino corretamente, em seqüência e, caso aconteçam perdas, que sejam reenvia-
dos (RFC793:1981).
Tem como função garantir a funcionalidade, mesmo que, abaixo dele, exista
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uma rede que não garanta essas características, como o caso do IP e até mesmo um
meionãoconfiável,comoasredessemfio.
Por outro lado, o UDP é um protocolo não orientado a conexão, fornecendo
o mínimo de recursos às aplicações. É um protocolo que não garante a entrega dos
pacotesenemaordemdeentregaàsaplicações.Essasatividadesficamacargodas
aplicações usuárias desse protocolo (RFC768:1980).
OprotocoloUDPéidealparaasaplicaçõesquenãodesejamcontroledefluxo
ou controle de seqüência dos pacotes enviados. Também é ideal para aplicações mul-
timídia, pois, como não há tanto controle como o TCP, produz maior desempenho.
3.3 Camada de aplicação
O modelo Internet não possui camadas de sessão e apresentação. Não foram
necessárias nesse modelo, mas suas funções foram incorporadas principalmente pela
camada de aplicação. Assim, pode-se dizer que a camada de aplicação do modelo
Internet é similar à do modelo OSI, com algumas características incorporadas das
camadas de sessão e apresentação que contém os protocolos de nível mais alto, em
contato direto com os programas utilizados nas redes e com o sistema operacional.
Essa camada inclui os seguintes protocolos:
•SMTP(SimpleMailTransferProtocol–ProtocolodeTransferênciadeMen-
sagens Simples): utilizado para a transferência de correio eletrônico, e-mail, na
rede;
• HTTP (HyperTextTransfer Protocol – Protocolo paraTransferência deHi-
perTexto): utilizado para a transferência de hipertextos, documentos utilizados
pelaWeb;
•SSH(SecureShell–ShellSeguro):utilizadoparaexecuçãocriptografadade
terminais virtuais remotos;
•FTP(FileTransferProtocol–ProtocolodeTransferênciadeArquivos):utiliza-
do para a transferência de arquivos pela rede;
•DNS (DomainNameSystem–SistemadeNomesdeDomínios):utilizado
para a tradução dos nomes conhecidos em IPs, como exemplo converter o
nome www.sociesc.com.br no IP 200.135.238.9.
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34
Muitos outros protocolos de aplicação estão nessa camada e, a cada dia, novos
protocolos de aplicação vão surgindo e são incorporados às redes de computadores.
4 O PADRÃO IEEE 802
O modelo Internet é o que está atualmente em maior utilização nas redes de
computadores, principalmente em conseqüência do sucesso da grande rede mundial,
aInternet,queutilizaessemodeloemseusserviços.Comonãodefineascamadas
inferiores, somente relaciona a necessidade de uma interligação com o meio físico, a
arquitetura deve ser independente da camada de enlace de dados e da camada física.
Essas camadas, por sua vez, não aparecem no modelo Internet, por isso o IEEE resol-
veu criar um comitê para o desenvolvimento dos padrões físicos e de encapsulamento
dos dados para redes de computadores. Eles criaram o comitê 802, responsável pela
elaboração de padrões para as redes locais.
Outros institutos também trabalham na padronização das redes, em assuntos
relacionados à camada de enlace de dados e à camada física. Podemos citar dois
exemplos de organizações que trabalham nesse sentido:
•ITU:criouoprotocoloX.25;
•ANSI:criouoprotocoloFDDIeaindaoutroscomo,porexemplo,todaaarqui-
tetura de protocolos ATM.
O IEEE dividiu a camada de enlace de dados em duas camadas chamadas de
LLC (Logical Link Control – Controle de Enlace Lógico) e MAC (Medium Access Con-
trol – Controle de Acesso ao Meio) e manteve a camada física inalterada.
Desenvolveu o padrão IEEE 802.2, protocolo responsável pelo controle lógico
do enlace de dados. É a camada que se relaciona diretamente com os protocolos su-
periores, a exemplo do IP.
Além disso, o IEEE criou diversas equipes de pesquisa, cada uma delas res-
ponsável pelo estudo de protocolos de acesso ao meio e também meios físicos de
conexão à rede. Assim nasceram os protocolos:
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• IEEE802.3,defineasredesembarra,queevoluíramparaasusadasatu-
almente. Utiliza acesso aleatório ao meio com detecção de uso do meio de
transmissão e também detecção de colisão de pacotes;
•IEEE802.5,defineasredesemanéisutilizandopassagemdepermissãopara
acesso ao meio;
•IEEE802.11,defineospadrõespararedeslocaissemfio;
A Figura 4 mostra como relacionar os protocolos criados pelo comitê IEEE 802
com as camadas inferiores do modelo de referência OSI.
Figura 4 - Relacionamento entre o modelo OSI e o padrão IEEE 802
SÍNTESE
Nesta aula estudamos:
•Padrõespararede;
•ModelodereferênciaOSIdaISO;
•ModelodereferênciaTCP/IPouInternet;
•OpadrãoIEEE802.
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EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1) Assinale a alternativa correta na definição do modelo de referência OSI:
a. Modelo criado pela ISO com o objetivo de criar um padrão para a interconexão de
sistemas de redes.
b. Modelo criado pela ISO para integrar redes UNIX e Microsoft.
c. Modelo criado para ARPA para padronizar as redes de computadores.
d. Nenhuma das alternativas acima.
2) O modelo de referência TCP/IP ou Internet foi criado:
a. Para substituir o modelo de referência OSI.
b. Um modelo criado pela Microsoft para utilização da Internet.
c. Um modelo criado pelo DARPA para utilização na ARPAnet.
d. Um modelo criado pela ISO para regulamentação da Internet.
3) No modelo de referência TCP/IP não existem as camadas de apresentação e
sessão, existentes no modelo OSI. Quanto a esse assunto, assinale a alternativa
correta:
a. Não eram totalmente necessárias e suas funções foram incorporadas pela camada
de aplicação.
b. Essas camadas existem no modelo TCP/IP também.
c. Essas camadas deixam a estrutura complexas e foram esquecidas.
d. Foram distribuídas na camada de transporte e inter-redes.
4) Não é um exemplo de protocolo de camada de aplicação do modelo TCP/IP:
a. TCP
b.HTTP
c. FTP
d. SMTP
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5) São exemplos de protocolos de camada de rede e transporte do modelo TCP/
IP, respectivamente:
a. IP e PPP
b.TCPeHTTP
c. IP e UDP
d. ICMP e SMTP
6) Quanto às tarefas de cada camada no modelo de referência OSI, relacione as
colunas:
a. Camada de Aplicação
b. Camada de Apresentação
c. Camada de Sessão
d. Camada de Transporte
e. Camada de Rede
f. Camada de Enlace de dados
g. Camada Física
()sintaxeesemânticadasinformaçõestrafegadas na rede;
( ) cria conexões entre máquina fonte e destino, independente do número de nós intermediários;
( ) fornece ao usuário interface que per-mite acesso a diversos serviços;
( ) transmite uma seqüência de bits atra-vés de um canal de comunicação;
( ) realizaa transferênciaconfiáveldosdados utilizando meio bruto de comuni-cação e faz com que essa linha pareça livre de erros para a camada superior;
( ) organiza e sincroniza o diálogo entre as aplicações comunicantes e também gerencia a troca de informações entre elas;
( ) roteamento de pacotes entre fonte e destino, mesmo que para isso tenha que passar por diversos nós intermediários no caminho.
7) Quanto ao padrão 802 é correto afirmar:
a.Padrãocriadopela ISOparadefiniçãodosmeiosde transmissãopararedesde
longadistância.
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b. Padrão criado pelo IEEE para padronização, principalmente para as regras de aces-
so ao meio, e padronização da camada física para as redes locais.
c.PadrãocriadopeloIEEEparadefiniçãodosmeiosdetransmissão.
d. Nenhuma das alternativas acima.
8) A camada de enlace de dados do modelo de referência OSI, é dividida em
duas camadas no modelo IEEE 802. Esses modelos são:
a. MAC e IP
b. LLC e TCP
c. LLC e MAC
d. MAC Address e ARP
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Aula 4
DISPOSITIVOS DE REDES
Caro aluno(a),
Seja bem-vindo(a) a nossa quarta-aula de redes locais
para estudar os dispositivos de rede.
Tenha um bom estudo!
Objetivos da Aula
Aofinaldestaaula,vocêdeverásercapazde:
•Identificarosdispositivosdeumarededecomputadores;
•Diferenciarentreosdispositivosderedes;
•Exemplificarfuncionamentodadifusão;
•Estudarosrecursosdeempilhamentoecascateamento.
Conteúdos da Aula
Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi-
nale-os à medida em que for estudando.
•Hubserepetidores
•Pontes
•Switches
•Roteadores
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1 HUBS E REPETIDORAS
A principal função dos hubs e repetidoras é regenerar e propagar um sinal elé-
trico. São conhecidos como concentradores e geralmente utilizados em redes locais
paraaumentarodiâmetrodarede local.Oconceitodediâmetroseráestudadona
Aula 5 – Protocolos de Redes locais. O que precisamos saber nesse momento é que
o tamanho de um segmento de rede geralmente é limitado, pois, ao longo da rede, o
sinal elétrico se perde. Utilizando cabos par-trançados em redes locais, geralmente a
distânciamáximaentredoispontospodechegara90metros.Casoadistânciaentre
os dois pontos seja maior, as repetidoras são necessárias.
O termo hub pode gerar um pouco de confusão no meio de redes de compu-
tadores, pois pode ser utilizado para designar hub de repetidora, de ponte ou de cha-
veamento (ou switch). De modo geral, as literaturas apontam para a utilização desse
termo para hub de repetidora. Vamos também utilizar em nossas aulas, o termo hub
para designar hub de repetidora.
As repetidoras são dispositivos de rede que atuam na camada física, reenvian-
do para todas as portas somente os sinais que chegam a uma de suas interfaces. As-
sim, caso um pacote chegue com defeito a uma das portas da repetidora, não detec-
tará o erro e retransmitirá os pacotes para os demais componentes da rede. A Figura
5 mostra com uma repetidora pode ser utilizada em uma rede local para interligar os
equipamentos.
Figura 5 - Utilização de uma repetidora
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41
2 EMPILHAMENTO E CASCATEAMENTO
Dois termos muito comuns em redes locais que utilizam repetidoras, bem como
switches, são: empilhamento e cascateamento.
Cascateamento é a interligação de dois ou mais hubs, usando um meio de
transmissãoguiado,par-trançado,coaxialoufibraótica.Casoestejamsendocascate-
ados hubs de repetidoras, maior será o domínio de colisão de uma rede. Assim, essa
quantidade de equipamentos cascateados precisa ser limitada. A quantidade de repe-
tidoras que podem ser cascateadas será estudada na Aula 5 – Protocolos de Redes
locais.
O empilhamento é semelhante ao cascateamento, porém é utilizada uma in-
terface de comunicação proprietária do fabricante e também cabos proprietários para
realizarem a interligação. O empilhamento somente pode ser realizado por equipa-
mentos do mesmo fabricante e, muitas vezes, do mesmo modelo. A vantagem do em-
pilhamento é que se consegue alta taxa de transmissão de dados entre os dispositivos
empilhados. A desvantagem é o custo, se comparado ao cascateamento, e também
asdistânciasquedevemsermuitocurtas,geralmentealgunspoucosmetros.
3 PONTES
A função de uma ponte, também conhecida como bridge, é interconectar dois
ou mais segmentos de redes locais. As pontes atuam na camada 2 do modelo de re-
ferência OSI, ou seja, na camada de enlace dos dados.
Uma das características importantes de uma ponte é interconectar arquiteturas
de redes iguais ou diferentes. Por exemplo, pode interconectar dois segmentos de
redes locais Ethernet ou ainda um segmento de rede Ethernet com uma rede Token
Ring (GALLO, 2003).
Assim, duas redes, que utilizam protocolos distintos de enlaces de dados, po-
dem se comunicar por meio de uma ponte e serem reconhecidas como uma única
rede lógica.
Outra característica importante das pontes são os dispositivos que usam a
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42
técnicastore-and-forward(armazenar-e-reenviar).Issosignificaque,quandochegam
bits em uma de suas interfaces, aguardam chegar o quadro inteiro para montá-lo,
fazeraverificaçãodeerrosdeCRC(CyclicRedundantCheck–ChecagemdeRe-
dundânciaCíclica)e,casonecessário,enviarparaooutrosegmentoderede.Assim,
aponterealizaumfiltrodospacotesqueprecisamserreenviadosparaaoutraredee
também descarta os pacotes defeituosos.
A Figura 6 mostra um exemplo de interligação de segmentos de redes locais
utilizando uma ponte.
Figura 6 - Interligação de segmentos de redes locais usando pontes
Uma das características das pontes é que elas não fazem bloqueio dos paco-
tes de broadcast. Assim, se uma mensagem de broadcast for endereçada à rede, ela
retransmitirá essa mensagem para o outro segmento conectado.
3.1 Endereços de Broadcast e tempestades de broadcast
Um conceito muito importante no estudo de redes de computadores é o bro-
adcast (difusão), ou seja, o ato de enviar uma mensagem a todos os equipamentos
de uma rede. Podemos realizar um broadcast de enlace de dados, como também de
rede.
Quando realizamos um broadcast de enlace de dados, um quadro é destinado
a todos os equipamentos conectados a uma mesma rede física. As redes locais se
comunicam por um tipo de endereço chamado endereço físico ou endereço MAC, cujo
nome se deve à subcamada MAC, estudada na Aula 3. O MAC é um endereço de 48
bits, único para cada placa de rede existente no mundo. Quando enviamos um pa-
cotepelarede,destina-seaumMACespecífico.Paradestinarumpacoteatodosos
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computadores da rede, ou seja, um broadcast, esse endereço de MAC é informado
como FF:FF:FF:FF:FF:FF.
No broadcast de rede, o processo é semelhante, no entanto esses pacotes
são enviados para todos os computadores pertencentes à mesma rede lógica ou rede
IP. Apesar de não ser comum, dentro de uma mesma rede física pode existir uma ou
mais redes IP diferentes. Os endereços de IP são números de 32 bits divididos em 4
octetos representados com números decimais, que podem ir de 0 até 255. Assim, para
identificartodososcomputadoresdeumaredeIP,utiliza-seoendereçodebroadcast
definidocomo255.255.255.255.
4 SWITCHES
Os swiches, também conhecidos como chaveadores ou comutadores, têm
como principal função fazer o chaveamento dos pacotes de origem ao destino. Os
switches são dispositivos que atuam na camada 2 do modelo OSI, ou seja, na camada
de enlace de dados.
Essa confusão de nomenclatura se dá pelo fato de que tanto os switches como
os roteadores, realizam o processo de chaveamento, porém o primeiro, baseado nos
endereços de camada de enlace de dados, os endereços MAC; e o segundo, baseado
nos de camada 3, os endereços IP.
Os switches também são dispositivos que podem ser encontrados em diversos
ambientes de redes, como nas redes Ethernet, ATM, FDDI, Frame Relay e, outros.
Nós nos limitaremos a analisar os switches Ethernet, pois é o tipo de rede local predo-
minante atualmente.
OsswitchesderedeEthernetfiltramotráfegoemcadaumadesuasportase
somente enviam os dados ao computador para o qual estão destinados. Assim, se um
quadro é enviado pelo computador A, com destino ao computador D, o switch reco-
nhecerá o endereço MAC de destino e enviará o quadro somente para a porta em que
o computador D está conectado, conforme mostra a Figura 7.
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Figura 7 - Troca de pacotes em redes usando switches
A diferença entre as repetidoras, pontes e chaves, é que as chaves trabalham
com associação direta entre porta e MAC, fazendo com possam acontecer diversas
comunicaçõessimultâneasnarede,semcolisõesdepacotes.Outradiferençaéque
os switches geralmente atuam em modo full-duplex, ou seja, pode acontecer comuni-
caçãosimultâneanosdoissentidos:docomputadorparaoswitchedoswitchparao
computador, sem colisões.
Vamos recordar: quanto menor os índices de colisões na rede, menor serão
as retransmissões de pacotes e, conseqüentemente, maior será o desempenho da
rede.
Atualmente, os switches estão bem difundidos nas redes locais, e é muito difícil
encontrar repetidoras e pontes para venda no mercado. Ainda são muito encontrados
nas redes, porém como herança de redes instaladas na década de 90.
Os switches usam a técnica store-and-forward, da mesma forma que as pon-
tes.Tambémverificamaintegridadedospacotesrecebidos,pormeiodeumasomade
CRC, e então transmitem todo o pacote para a porta de destino. Os switches atuam
em grandes taxas de transferência, geralmente em velocidades iguais ou superiores
a 10 Mbps por porta do switch, diferente das repetidoras, que possuem velocidade
compartilhada entre os computadores conectados na repetidora.
Outra vantagem é a baixa latência desses dispositivos. Vale ressaltar que as
repetidoras praticamente não possuem latência, uma vez que não precisam processar
os quadros que chegam; somente retransmitem os bits que chegam em suas portas
para todas as demais portas do dispositivo. As pontes possuem latência em torno de
400 microssegundos, os roteadores em torno de 1,5 milissegundos e os switches,
cerca de 100 microssegundos (GALLO, 2003).
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5 ROTEADORES
Os roteadores são dispositivos que atuam na camada 3 do modelo OSI, a
camada de redes. Sua principal função é realizar a interconexão entre duas ou mais
redes lógicas diferentes. Assim, se pacotes localizados na rede IP A são destinados
para a rede IP B, um roteador reconhece os equipamentos das duas redes e realiza
o roteamento dos pacotes. Veja o exemplo mostrado Figura 8, onde os pacotes que
saem da rede IP A, com destino a computadores localizados na rede IP B, passam
pelo roteador e são enviados para a rede IP B.
Figura 8 - Interligação de rede IP usando roteadores
Uma característica importante dos roteadores é que eles tratam somente os
pacotes que lhes são destinados. Assim, caso você queira manter comunicação com
outra rede, é necessário informar o endereço IP do roteador antes de realizar a comu-
nicação.Essatarefageralmenteérealizadapormeiodasconfiguraçõesdeendereça-
mento IP do sistema operacional.
O roteador, diferentemente dos demais dispositivos estudados, não retransmite
mensagens de broadcast, somente realiza o roteamento dos pacotes que possuem
umdestinoespecífico.Mesmoquenãosaibaocaminhoatéarededestino,usaal-
goritmosderoteamentoparadefinirasmelhoresrotasatéodestinoequaldevesero
próximo roteador que o pacote deve utilizar para chegar ao destino.
OcomandotraceroutenoLinux,outracertnoWindows,mostratodososrote-
adores utilizados para que um pacote saia do seu computador e chegue até o destino
específico.Use-oeverifique!
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6 O TRACEROUTE
O traceroute é uma ferramenta desenvolvida para execução em ambientes
Linux.UmaferramentasimilarpodeserencontradanoambienteWindows,chamada
tracert. Essa ferramenta serve para traçar a rota, ou seja, listar todos os roteadores
utilizados entre uma origem e um destino.
O traceroute trabalha incrementando o valor do TTL (time-to-live) de cada con-
junto de pacotes enviados:
•osprimeiros3pacotestêmumTTLiguala1.Ospróximos3têmumTTLigual
a 2 e assim sucessivamente.
•quandoopacotepassaporumroteador,édecrementadoem1ovalordo
TTL, e então o pacote é encaminhado ao próximo host.
•quandoumpacotetemumTTLcomvalor1,ohostdescarta-oeenviaparaa
origem um pacote ICMP tipo 11 (ICMP time exceeded).
•otracerouteusaessesretornosparagerarumalistadehostsqueospacotes
passaram da origem ao destino, juntamente com seus tempos.
A rede IP não garante que todos os pacotes seguirão pelo mesmo caminho.
Assim é possível que um pacote chegue até o roteador A, faça-lhe análise e, para che-
gar ao roteador B passe por outra rota, não utilizando o roteador A. Assim, os valores
podem ser diferentes em cada uma das análises realizadas.
Utilizando o traceroute, é possível encontrar e solucionar problemas ligados à
falhanoroteamentoatéproblemasdebloqueiodefirewall,poishávariaçõesqueper-
mitem a execução desse utilitário, utilizando no lugar do protocolo ICMP, o protocolo
TCP ou UDP.
A seguir, apresentamos a execução da ferramenta traceroute em ambiente
Windows:
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> tracert www.terra.com.br
Rastreando a rota para www.terra.com.br [200.176.3.142]com no máximo 30 saltos:
1 <1 ms <1 ms <1 ms 10.0.255.254 2 <1 ms <1 ms <1 ms 10.0.255.252 3 1 ms <1 ms <1 ms 200.135.238.254 4 5 ms 4 ms 8 ms rct2gw-Sociesc.bb.rct-sc.br [200.135.61.29] 5 8 ms 7 ms 6 ms rct7200-rct7500.rct-sc.br [200.135.12.30] 6 123 ms * 6 ms 200.180.17.89 7 25 ms 19 ms 21 ms 200.180.143.234 8 21 ms 22 ms 20 ms terra-v-102-dsw2-poa.tc.terra.com.br [200.176.0.129] 9 20 ms 21 ms 22 ms www.terra.com.br [200.176.3.142]
Rastreamento concluído.
NesseexemplodeexecuçãonoWindows,foirealizadoumtraceroutedireta-
mente para o servidor www.terra.com.br. Podemos perceber que foram percorridos
8 roteadores da origem ao destino. O nono é o próprio servidor do Terra.
No sexto roteador, o 200.180.17.89, aconteceu uma perda de pacotes. Pode-
mos perceber que aconteceu um pico no atraso dos pacotes, 123 ms de atraso. Nas
demais execuções o atraso foi normal.
Também podemos perceber que, de forma geral, do sexto para o sétimo rotea-
dor aconteceu um salto no tempo de atraso. Saiu de cerca de 6 ms para algo em torno
de 20 ms.
Casoestivéssemosfazendoumaverificaçãoderotasparaooutrocontinente,
iríamos perceber claramente um aumento no atraso dos pacotes na ligação entre os
roteadores intercontinentais.
Os roteadores também usam a técnica store-and-forward para transmitirem os
dadoserealizamverificaçãodeintegridadedospacotes,alémdeescolheramelhor
rota a seguir.
CONCLUSÃO
Pudemos perceber nesta aula que cada um dos dispositivos estudados pos-
suiimportânciaeusonasredesdecomputadores.Dificilmenteteremosquefazera
escolha entre qual dispositivo utilizar. Somente no caso das repetidoras e switches é
que podem existir dúvidas de quais dispositivos utilizar, porém atualmente os switches
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estão a preços bem acessíveis e certamente será a sua escolha de uso.
SÍNTESE
Nesta aula estudamos:
•HUBserepetidores
•Pontes
•Switches
•Traceroute
•Roteadores
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1) As repetidoras podem ser definidas como:
a. Equipamento com a função de regenerar e propagar um sinal elétrico;
b. Equipamento que conhece os endereços MAC de todos os equipamentos a ele
conectados;
c. Equipamentos para roteamento dos pacotes na rede;
d. Nenhuma das alternativas acima.
2) Não é uma vantagem do switch, em substituição da repetidora:
a. Envio dos pacotes com destino único à porta em que o computador destino está
conectado;
b. Eliminação do tráfego de broadcast;
c. Detecção de erros no quadro;
d. Todas as alternativas acima são vantagens dos switches, se comparados a uma
repetidora.
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3) Assinale a alternativa incorreta quanto à função de um roteador:
a. Não propagação do tráfego de broadcast para suas outras interfaces;
b. Possui duas ou mais interfaces de comunicação, para interligar duas redes;
c. Não permite o tráfego de dados, caso não estejam criptografados;
d. Realiza o roteamento dos pacotes.
4) A diferença entre uma ponte e uma repetidora é:
a. A repetidora propaga o sinal a todos os computadores a ela conectados. A ponte
por sua vez, serve para a interligação de redes no nível de rede, distinguindo princi-
palmente os endereços IP;
b. A repetidora somente propaga o sinal, a ponte segmenta duas redes, propagando
somente os quadros que são destinados a algum computador do outro segmento;
c. A ponte somente propaga o sinal, a repetidora segmenta duas redes, propagando
somente os quadros que são destinados a algum computador do outro segmento;
d. Não há diferença.
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Aula 5
PROTOCOLOS DE REDES LOCAIS
Caro aluno(a)!
Seja bem-vindo(a) à nossa quinta aula de redes locais,
para estudar os protocolos de redes locais de computadores.
Tenha uma boa aula!
Objetivos da Aula
Aofinaldestaaula,vocêdeverásercapazde:
•Estudarosfundamentosdeumaredelocal;
•Estudaroprincipalprotocolopararedeslocais:Ethernet;
•CompararoprotocoloEthernetesuasvariantes;
•Enumeraroutrastecnologiasderedeslocais;
•Estudaroimpactodasegmentaçãodasredeslocais.
Conteúdos da Aula
Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi-
nale-os à medida em que for estudando.
•Fundamentosdasredeslocais;
•OprotocoloEthernet;
•Cabeamentoderedeslocais;
•Diâmetroderedeedomíniodecolisão;
•Aregra5-4-3;
•Segmentaçãodaredeeousodeswitches;
•RedesFDDIeFibreChannel;
•FastEthernet;
•GigabitEthernet;
•10-GigabitEthernet.
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1 FUNDAMENTOS DAS REDES LOCAIS
À medida que os custos dos computadores pessoais se tornam mais baratos,
maior é o uso desses computadores nas organizações, desde as pequenas organi-
zações até grandes multinacionais, pois se torna cada vez maior a necessidade de
interligação desses recursos.
Por mais capacidade de processamento que um computador pessoal possa
ter, há aplicações que eles não suportam. Um exemplo é o banco de dados para o
sistema corporativo da organização, conhecido como ERP (Enterprise Resource Plan-
ning – Planejamento dos Recursos Empresariais), que precisam ser centralizados e
disponibilizados para todos os computadores da empresa.
Também podem ser citados nesse exemplo, arquivos de interesse comum en-
tre diversos funcionários da empresa e, por esse motivo, devem ser arquivados em
um local central, com recursos para controle de acesso e até mesmo recursos para a
realização de cópias de segurança (backups).
Ainda podemos citar o compartilhamento de grandes recursos com uma gran-
de impressora laser. Ter uma impressora desse tipo para cada computador de uma
empresa elevaria muito os custos da empresa, além de gerar ociosidade para os
recursos materiais. Ter os recursos compartilhados, além de produtividade, permite à
empresa redução nos custos.
Assim, uma das principais características para as redes locais são as altas
velocidades de transmissão de dados e também o baixo custo para a interligação de
computadores a essa rede, geralmente chegando a algumas dezenas de reais ou
poucas centenas para o caso dos servidores ou equipamentos de backbone da rede.
Podemos considerar os equipamentos de backbone da rede como os responsáveis
pela interligação principal de uma grande rede local, conectando andares de um pré-
dio ou até mesmo um conjunto de prédios.
Tambémémuitoimportantequeasredeslocaispossuamconfiabilidadeealta
capacidade,ouseja,quenãofiquemsaturadasquandocresceaquantidadedecom-
putadores na rede.
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2 O PROTOCOLO ETHERNET
Como já estudamos anteriormente, as camadas do modelo de referência OSI,
que necessitam de preocupação com a transmissão dos dados em redes locais, são
as duas camadas inferiores. A partir da camada 3 do modelo não há mais preocupa-
ção com a arquitetura de rede utilizada.
Estudamos também que, para a padronização das redes locais, o IEEE criou o
comitê 802, conhecido como IEEE 802. Diversos estudos foram realizados por esse
comitêeumdelesficouresponsávelpelapadronizaçãodeumprotocolodesenvolvido
pela Xerox, Intel e DEC (Digital Equipment Corporation): o protocolo Ethernet. Essa
padronização de rede é conhecida como IEEE 802.3, porém os usuários continuam
utilizando o termo Ethernet.
O protocolo Ethernet foi desenvolvido por Robert M. Metcalf, em 1974, para ser
utilizado em redes de escritório. Em 1982, o mesmo consórcio desenvolveu a versão
Ethernet 2.0.
Os dois padrões, Ethernet 2.0 e IEEE 802.3, são semelhantes, pois o comitê
doIEEEusoutodososdetalhestecnológicosdaEthernet2.0.Há,porémalgumasdi-
ferenças,principalmentenasespecificaçõesdecabos,funçãodostransceptores(ele-
mento que permite ao nó a comunicação com o cabo de rede) e algumas alterações
no formato dos quadros (GALLO, 2003).
Apesar de sempre ouvir-se referência às redes Ethernet, na realidade estamos
utilizandomesmosempreasespecificaçõesdopadrãoIEEE802.3,devidoàmaior
recepção a aprovação por parte dos fornecedores.
2.1 Funcionamento da Ethernet
Originalmente, o meio de transmissão das redes Ethernet eram os cabos co-
axiais grossos com até 2,5 km, com repetidores de sinal a cada 500 metros. A rede
suportava até 256 equipamentos conectados utilizando transceptores para a conexão
ao cabo coaxial (Figura 9). A taxa de transferência da rede era de 2,94 Mbps (TANEN-
BAUM, 2003).
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Uma característica importante e pioneira das redes Ethernet é que o computa-
dor,antesdetransmitir,verificavaseaconteciaounãooutratransmissãodedadosno
cabo. Caso uma transmissão já estivesse em andamento, o computador aguardava
umperíodoaleatórioeverificavaomeionovamente,atéqueestivesse livreparaa
utilização. Esse processo é conhecido como CSMA (Carrier Sense Multiple Access
–AcessoMúltiplocomVerificaçãodaPortadora).Onomeédevidoamuitosnóspo-
derem concorrer pela utilização do meio simultaneamente e também por terem a ca-
pacidadedeverificarseomeioestálivreparaautilizaçãoounão.
Figura 9-ConfiguraçãooriginaldaEthernet,comtopologiaembarra
Ainda, originalmente, a tecnologia de redes locais Ethernet era baseada numa
topologia em barra, ou seja, todos os computadores eram conectados a um único
meio, geralmente um cabo coaxial, como mostra a Figura 9. Com o passar do tempo,
foram desenvolvidos comutadores para redes do tipo Ethernet. Isso possibilitou a con-
figuraçãodaredeemtopologiasdotipoestrela,ouseja,todososcomputadoresda
rede conectados a um nó central, chamado comutador da rede (os switches ou hubs),
e esses podendo ser conectados entre si.
Outra evolução das redes Ethernet está relacionada à taxa de transmissão da
rede. Inicialmente, a taxa de transmissão das redes IEEE 802.3, ou Ethernet, eram
de apenas 10 Mbps. Surgiram então os dispositivos para funcionamento em 100
Mbps, depois em 1 Gbps e, atualmente, há dispositivos com taxa de transmissão a 10
Gbps.
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3 CABEAMENTO DE REDES LOCAIS
Originalmente, as redes locais Ethernet/802.3 foram projetadas para utilizarem
cabos coaxiais como meio de transmissão. Mais tarde, foram surgindo também outras
tecnologias para transmissão de dados, como o par-trançado não-blindado (UTP –
Unshilded Twisted-Pair)easfibrasóticas.
Atualmente, praticamente não se encontram mais redes locais utilizando cabos
coaxiais. O meio de transmissão de dados mais utilizado é o par-trançado e, quando
há necessidade de interligação de prédios ou até mesmo andares de prédios, utilizam-
sefibrasóticas.
Devidoàdificuldadedeinserçãodenovoselementosnarede,principalmente,
bemcomopeladificuldadedelocalizaçãodelocaisderompimentosdecabos,surgiu
a necessidade da criação de um tipo de ligação em rede, onde cada nó é conectado
diretamente a um elemento central, chamado hub. Os computadores são conectados
diretamente ao hub, geralmente utilizando cabos de par-trançado, conforme apresen-
ta a Figura 10.
Figura 10 - Estrutura de redes locais, utilizando cabo par-trançado e hub
Esse esquema é originalmente chamado de 10BASE-T. A seguir, uma explica-
ção dessa nomenclatura:
•“10”significaquearedetemumacapacidadedetransmissãodedadosequi-
valente a 10 Mbps por segundo;
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•“BASE”significaqueabandadaredeétipobase,ouseja,quandoumele-
mento está transmitindo na rede, ocupa todo o meio. Outro tipo é a banda lar-
ga, onde o meio de comunicação pode ser fragmentado em freqüências;
•“T”significaqueocabeamentoutilizadoéopar-trançado.
Esse esquema de nomenclatura das redes locais é amplamente utilizado.
4 DIâMETRO DE REDE E DOMÍNIO DE COLISÃO
Hásempreconfusãonos termosde redes locais,principalmente referentea
essesdoistermos:diâmetrodaredeedomíniodecolisãodarede.
Oprimeirotermo,diâmetrodarede,éutilizadoparadesignarocomprimento
total entre os dois nós mais distantes da rede. Veja um exemplo na Figura 11.
Figura 11-Diâmetrodeumaredelocal
Também deve-se levar em consideração que, muitas vezes, para se conseguir
certadistânciaentreosdispositivosderede,faz-senecessárioousoderepetidores
(hubs ou switches). Por exemplo, o comprimento máximo que um cabo par-trançado
pode ter entre dois dispositivos é de 90 metros aproximadamente. Assim, caso se te-
nha um dispositivo ligado a um hub por meio de um cabo de 90 metros e um segundo
dispositivo também conectado a esse mesmo hub, por meio de um cabo de 90 metros,
odiâmetromáximodessaredeéde180metros.
Casosejamutilizadosdois repetidores,essadistânciapodeaumentar.Veja-
mos o seguinte exemplo: um dispositivo conectado a um hub por meio de um cabo
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de 60 metros; um segundo dispositivo conectado a um segundo hub por meio de um
cabo de 70 metros; esses dois hubs conectados um ao outro, por meio de um cabo
de80metros.Nessecaso,odiâmetrodaredeé210metros,conformeapresentamos
na Figura 12.
Figura 12-Diâmetrodaredeutilizandodoishubs
Háregrasparaessainterconexãoentrehubs,conhecidacomoregra5-4-3,que
estudaremos a seguir.
O segundo termo, domínio de colisão, serve para representar um segmento
de rede onde dois nós podem provocar uma colisão. Estudamos que em uma rede do
tipo CSMA, nesse caso as redes Ethernet/802.3, dois nós podem escutar, no mesmo
instante, a rede e acharem que está livre para transmissão. Assim, ambas as estações
se comunicam com a rede, causando colisão.
Quando se possui uma rede conectada a um hub, todos os computadores
conectados formam o domínio de colisão dessa rede. Caso sejam conectados mais
dois hubs a essa rede, o domínio de colisão aumenta, agrupando também os demais
computadores que estão conectados aos hubs.
Para que a rede não fique muito congestionada e não aconteçam muitas
colisões e, por conseqüência, reenvio de pacotes e perda de desempenho da rede, é
necessária a aplicação da regra 5-4-3, estudada a seguir.
5 A REGRA 5-4-3
Dispositivos de rede como repetidoras, pontes, chaveadores e roteador geram
atrasos na rede, principalmente porque precisam processar os dados dos pacotes e trans-
miti-losnovamentepelarede,gerandoatrasosdeprocessamento,filaetransmissão.
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Como os atrasos gerados pelos hubs ou repetidoras variam entre os fabricantes,
há uma regra de boas práticas na colocação desses dispositivos na rede, conhecida
como regra 5-4-3.
A regra 5-4-3 dispõe que:
•nãoexistammaisdoque5segmentosderededenomáximo500metros
cada segmento;
•nãoexistammaisque4repetidorasconectadasàrede;
•nãotenhammaisde3segmentoscontendocomputadoresconectados.
Quando essa regra não é seguida e são colocados mais de 4 repetidoras na
rede, geralmente problemas relacionados com colisão de pacotes e retransmissões
geram degradação no desempenho da rede.
Algumas alternativas para a colocação de hubs, respeitando a regra 5-4-3
são:
•aumentar a quantidade de portas dos hubs: utilizando hubs colocados em
chassis. Em hubs conectados em chassi, todas as placas ou módulos de por-
tas Ethernet são conectas à mesma unidade de processamento do chassi e se
comportam como se fossem somente um hub repetidor;
•utilizar hubs empilháveis: são dispositivos de hubs conectados um sobre o
outro que, em vez de se conectarem a um chassi, utilizam uma interface pro-
prietária para interligarem-se entre si. Quando interconectados, formam uma
única unidade lógica, ou seja, um hub único.
Os hubs empilháveis são mais baratos, se comparados aos hubs em chassis,
porém possuem uma limitação de quantidade que podem ser empilhados. Esse limite
varia entre os fornecedores, de 3 até 12 hubs empilhados.
A Figura 13 mostra 4 hubs empilhados e a Figura 14 apresenta os dispositivos
ligados em chassis.
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Figura 13-Hubsempilháveis3COM
Figura 14 - Dispositivos ligados em chassis CISCO
6 SEGMENTAÇÃO DA REDE E O USO DE SWITCHES
Outra técnica utilizada para resolver o problema de um grande domínio de co-
lisão é a segmentação da rede, também chamada de Ethernet comutada. Para que
aredenãofiquesobrecarregada,enviandotodoequalquerpacoteparatodos,são
utilizados switches para fazer a segmentação da rede. Além de possuir uma velocida-
dedeprocessamentodequadrosmuitorápida,oswitchtemacapacidadedefiltrar
os quadros e enviar somente para a estação de destino, ou para outro switch a ele
conectado, como estudamos na Aula 4.
Como cada porta é tratada independentemente pelo switch, isso reduz o do-
mínio de colisão somente àquela porta. Assim, uma colisão somente pode ocorrer
entre uma porta do switch e o computador a ela conectado. Se essa conexão entre
o computador e a porta do switch for realizada por meio de um canal de transmissão
full-duplex, elimina-se a possibilidade de colisão de pacotes nesse ponto.
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7 REDES FDDI E REDES FIBRE CHANNEL
As redes Ethernet foram projetadas para atuarem a uma taxa de transmissão
de dados de 10 Mbps. No início da utilização das redes locais, parecia bom, mas com
o passar dos anos, com o aumento do uso das redes locais e também com o aumento
das aplicações distribuídas na rede, essa velocidade passou a ser um limitante para
as operações.
Foram propostas duas outras redes locais óticas baseadas em anel. Uma cha-
mada de FDDI (Fiber Distributed Data Interface – Interface de Dados Distribuída por
Fibra) e outra Fibre Channel, ou Fiber Channel. Não vamos nos deter a essas redes,
pois ambas não tiveram sucesso. Chegaram a ser utilizadas nos backbones das re-
des, interligando os switches e servidores, porém o custo de operação e gerencia-
mento das estações era muito elevado.
Podem ser encontradas redes Fibre Channel, principalmente em ligações de
storage, que são equipamentos de armazenamento de dados baseados em discos.
8 FAST ETHERNET
Outras tecnologias de redes Ethernet existem nas redes de computadores, a
principal diferença entre elas é a velocidade de transmissão, bem como alguns deta-
lhes em seu cabeçalho. Como as redes FDDI e FibreChannel não obtiveram sucesso,
o comitê IEEE 802.3 se reuniu com o objetivo de padronizar redes mais rápidas e
compatíveis com a rede predominante, a IEEE 802.3 ou Ethernet.
Depois de algumas pesquisas, surgiu um adendo ao padrão IEEE 802.3, co-
nhecido como IEEE 802.3u, chamado por todos de Fast Ethernet. A idéia principal do
Fast Ethernet era manter todos os formatos de quadros, interfaces e regras como as
redes Ethernet. Devido às grandes vantagens do cabeamento utilizando cabos par-
trançados, esse padrão foi baseado somente na utilização de hubs e switches com
cabospar-trançadosoufibrasóticas.Nãoépermitidoousodecaboscoaxiais.
Para não desperdiçar todo o cabeamento já realizado utilizando cabos do tipo
par-trançado categoria 3, o comitê resolveu limitar a velocidade de transmissão do
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FastEthernet a 100 Mbps. Assim, foi possível a utilização dos seguintes padrões de
cabos, conforme mostra a Tabela 1.
Tabela 1 - Padrões das redes FastEthernetNome Cabo Distância máxima Observações100 Base-T4 Par-trançado cat 3 100 m 100 Mbps half-duplex, man-
tendo cabeamento atual.100 Base-TX Par-trançado cat 5 100 m 100 Mbps full-duplex.100 Base-FX Fibra ótica 2000 m 100 Mbos full-duplex com
grandesdistâncias.
Com isso, foi possível a rápida expansão das redes FastEthernet, apenas alte-
rando os concentradores das redes, ou seja, os hubs e switches e também alterando
as placas de redes dos computadores para suportar o padrão FastEthernet. Como
não era necessária a alteração dos cabos par-trançados categoria 3, a troca pelos
cabos de categoria 5 foi se realizando aos poucos.
9 GIGABIT ETHERNET
O sucesso das redes locais era tanto, que mal tinha sido proposta a rede Fast
Ethernet, o comitê 802 se reuniu novamente para criar um padrão mais rápido e ainda
compatível com as atuais redes Ethernet e FastEthernet
Nasce então o padrão IEEE 802.3z, um adendo ao padrão IEEE 802.3 para
suportar velocidades de transmissão de 1 Gbps, conhecido como Gigabit Ethernet.
É totalmente compatível com os padrões anteriores de Ethernet, suporta a utilização
dos cabos par-trançados de categoria 5, porém com algumas melhorias, chamado de
categoria 5e e atuando em modo de transmissão full-duplex, o que possibilitou tam-
bém o crescimento das redes Gigabit Ethernet.
Assim, foi possível a utilização dos seguintes padrões de cabos, conforme mos-
tra a Tabela 2.
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Tabela 2 - Padrões das redes Gigabit EthernetNome Cabo Distância máxima Observações1000 Base-LX Fibra ótica 550 m 1 Gbps full-duplex em fibra
multimodo1000 Base-SX Fibra ótica 5000 m 1 Gbps full-duplex em fibra
monomodo1000 Base-CX Par-trançado STP 25 m 1 Gbps full-duplex, para uso
em racks1000 Base-T Par-trançado STP 100 m 1 Gbps half-duplex, cabo
UTP cat 5e1000 Base-TX Par-trançado 100 m 1 Gbps full-duplex, cabo UTP
cat 6
10 10-GIGABIT ETHERNET
Aprincípio,osestudosteriamquefinalizarnasredesGigabitEthernet.Depois
disso, somente um novo padrão de protocolos de redes locais. O comitê 802 se reuniu
novamenteeestáfinalizandoestudosnonovopadrãopararedeschamadodeIEEE
802.3ae, conhecido como 10-Gigabit Ethernet, que deve ser compatível com todos os
seus antecessores e ainda suportar velocidades de até 10 Gbps.
Como todas as outras tecnologias Ethernet que surgiram, deve ser utilizada
primeiramente nas linhas de backbone das redes e, à medida que a rede cresce, co-
locadatambémnasestaçõesfinais.
As redes 10-Gigabit devem favorecer a criação de redes metropolitanas e de
longadistância,fazendocomquenãosejamaisnecessárioousodeprotocolostipo
ATMparaligaçõesdelongadistância.Issoéinteressante,poisretiraotempodepro-
cessamento de conversão dos pacotes do tipo Ethernet das redes locais, em pacotes
ATM para a interligação das redes e depois novamente a conversão para Ethernet nas
redes de destino.
Asredes10-Gigabitestãosendoprojetadasparaalcançaremdistânciasdeaté
400km,utilizandofibrasóticas.
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SÍNTESE
Nesta aula estudamos:
•Fundamentosdasredeslocais;
•OprotocoloEthernet;
•Cabeamentoderedeslocais;
•Diâmetroderedeedomíniodecolisão;
•Aregra5-4-3;
•Segmentaçãodaredeeousodeswitches;
•RedesFDDIeFibreChannel;
•FastEthernet,GigabitEthernete10-GigabitEthernet.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1) Quanto às redes locais, é incorreto afirmar:
a.Sãorestritasaousopróximo,apoucosmetrosdedistânciaentreosmembros.A
quantidade de dispositivos não pode ultrapassar 15 equipamentos;
b. Interligam computadores de um mesmo prédio ou prédios vizinhos;
c. Possui altas velocidades e baixas taxas de erros;
d.Abrangênciageográficaélimitadaaalgumascentenasdemetros.
2) O protocolo de enlace de rede local mais difundido e utilizado é:
a. ATM
b. Ethernet (IEEE 802.3)
c.WiFi(IEEE802.11)
d. TCP/IP
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63
3) Qual o protocolo de acesso ao meio utilizado pela rede Ethernet?
a. PPP
b. CSMA/CA
c. CSMA/CD
d. Regra 5-4-3
4) Quanto ao padrão FastEthernet 100-Base-T4, descrito no protocolo IEEE 802.3u, é
correto afirmar:
a.Éopadrãoparacomunicaçãoemfibraóticaaté400metros;
b. É o padrão para comunicação full-duplex em cabo UTP categoria 5;
c. É o padrão para comunicação full-duplex em cabo UTP categoria 3;
d. É o padrão para comunicação half-duplex em cabo UTP categoria 3.
5) O nome das redes padrão Ethernet, projetadas pelo comitê 802, com velocidades de
transmissão de 1 Gbps e 10 Gbps, são respectivamente:
a. 1 Gigabit Ethernet e FastGigabit Ethernet;
b. Não existem redes de 10 Gbps Ethernet;
c. Gigabit Ethernet e 10-GigabitEthernet;
d. Ethernet e FastEthernet.
6) Quanto aos meios de transmissão aceitos pelo padrão GigabitEthernet, é incorre-
to:
a. Fibra ótica monomodo;
b. Fibra ótica multimodo;
c. Par-trançado categoria 6;
d. Par-trançado categoria 3.
7) Quanto às redes FDDI e Fibre Channel é incorreto afirmar:
a. São redes de alta velocidade;
b.Utilizamgeralmentefibraóticacomomeiodetransmissão;
c. São amplamente utilizadas em redes locais;
d.Possuemaltaconfiabilidade.
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64
Aula 6
REDES SEM FIO
Caro aluno(a)!
Seja bem-vindo(a) à nossa sexta aula de redes locais. Es-
tudaremos os conceitos e alguns protocolos de redes locais sem
fio.Conheceremos um pouco dessa tecnologia de comunicação
semfioeostiposdeserviçosquepodemserencontradosatual-
mentenasredeslocaissemfio.
Essa aula não irá tratar do estudo das freqüências e modu-
laçãodossinaisparacomunicaçãoemredessemfio,somentedas
características principais de sua utilização.
Bons estudos!
Objetivos da Aula
Aofinaldestaaula,vocêdeverásercapazde:
•DefiniratecnologiaderedesemfioWiFi
•Enumerarastecnologiaspararedeslocaissemfio
Conteúdos da Aula
Acompanhe os conteúdos desta aula. Se você preferir, assi-
nale-os à medida em que for estudando.
•RedesIEEE802.11ouWiFi
•Redeslocaissemfio
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1 INTRODUÇÃO
Se você esteve recentemente em um aeroporto, em um café, em uma biblioteca
ouemumhotel,éprovávelquetenhaatravessadoumaredesemfio.Muitaspessoas
usamaredesemfio,tambémchamadadeWiFiourede802.11,paraconectarseus
computadores em casa. Um número cada vez maior de cidades usa a tecnologia para
fornecer acesso de baixo custo à Internet aos seus moradores. No futuro próximo, a
conexãosemfiopodesetornartãodifundidaquevocêvaipoderacessaraInternet
emqualquerlugareaqualquermomento,semusarfios.
AredeWiFi(Figura15)temmuitasvantagens,sãobaratasefáceisdecons-
truir e também são discretas: a menos que esteja procurando por um lugar para usar
seu notebook, você pode nem notar quando estiver em um ponto de acesso (local de
acesso à Internet).
Figura 15-ComofuncionaaredeWiFi
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66
VamoscomeçarcomalgunsprincípiosbásicosdaWiFi.Umaredesemfiousa
ondas de rádio, da mesma forma que os telefones celulares, televisões e rádio. Na
verdade,acomunicaçãoaolongodaredesemfioémuitoparecidacomacomunica-
ção de rádio emissor-receptor. Aqui está o que acontece:
1.oadaptadorsemfioparacomputadortraduzosdadosnaformadeumsinal
de rádio e os transmite usando uma antena.
2.oroteadorsemfiorecebeosinaleodecodifica.Enviaainformaçãoparaa
InternetusandoumaconexãofísicaEthernetcomfios.
O processo também funciona ao contrário, com o roteador recebendo informa-
ção da Internet, traduzindo-a na forma de sinal de rádio e enviando-a para o adapta-
dorsemfiodocomputador.
OsrádiosusadosparacomunicaçãoWiFisãomuitosimilaresaosrádiosusa-
dos para walkie-talkies, telefones celulares e outros aparelhos. Podem transmitir e
receber ondas de rádio e podem converter 1s e 0s em ondas de rádio e convertê-las
novamenteem1se0s.OsrádiosWiFitêmalgumasdiferençasnotáveisemrelação
aosoutrosrádios,principalmenteporquetransmitememfreqüênciasde2,4GHzou
5GHz,consideravelmentemaisaltasqueasfreqüênciasusadasparatelefonescelu-
lares, walkie-talkies e televisões. A freqüência mais alta permite que o sinal carregue
mais dados.
Contantoquetenhamadaptadoressemfio(Figura16),váriosdispositivospo-
dem usar um roteador para se conectar à Internet. A conexão é conveniente, virtual-
menteinvisívelebemconfiável,contudo,seoroteadorfalharousepessoasdemais
tentarem usar aplicativos ao mesmo tempo, os usuários podem sofrer interferências
ou perder suas conexões.
Figura 16-AdaptadorsemfioUSBePCMCIA
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67
2 VANTAGENS DAS REDES SEM FIO
Asredeslocaissemfiopossuemgrandequantidadedeaplicações.Podemos
destacar (ZANETTI, 2007):
•médicoseenfermeirascomdispositivosmóveisobtendo instantaneamente
informações sobre pacientes;
•estudantes,duranteaaula,acessandoaInternetparaconsultaroacervoda
biblioteca;
•administradoresderedeemambientesdinâmicos,podendorealizarmudan-
ças e extensões com muito menos preocupações;
•gruposdeestudoemuniversidades,comfácilacessoetrocadeinformação,
facilitando a aprendizagem;
•administradoresderedeinstalandoredeslocaissemfioemprédiosvelhos
por preços muito mais acessíveis;
•desenvolvedoresdesoftware trocando informaçõescombancosdedados
centrais;
• redes locaissemfio ligandoasestaçõesde trabalhonosandaresdeuma
fábrica e auxiliando na coleta de dados de máquinas;
•executivosemreuniões,tomandodecisõesrapidamente,porquetêmainfor-
mação na ponta de seus dedos;
3 REDES IEEE 802.11 OU WIFI
Um dos grupos de pesquisa do comitê 802 dos IEEE é o 802.11, voltado para
oestudodetecnologiasderedeslocaissemfio,tambémconhecidoscomoWiFi(Wi-
relessFidelity).Essaéatecnologiadominantenasredessemfio,semmuitosconcor-
rentes no momento.
AstecnologiasqueconcorremcomWiFi,hoje,têmobjetivosdiferentes.Veja-se
a tecnologia Bluetooth, por exemplo, que possui um alcance curto e serve mais para
conectar dispositivos para sincronização de dados com baixo consumo de energia,
ou a tecnologia WiMaxqueconsisteemumaredeponto-a-pontodelongadistância
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68
(CELESTINO, 2006).
OWiFivisaasseguraracompatibilidadedosdiversosdispositivosqueutiliza-
vam os três padrões IEEE 802.11, o 802.11a, o 802.11b e o 802.11g (ENGST, 2005).
Todos os padrões IEEE 802.11 possuem regras interoperabilidade com as redes lo-
cais Ethernet, o que facilita muito a sua utilização nas redes locais.
Osdispositivosquerealizamacomunicaçãoviaredesemfiosãoconectados
a um ponto de acesso, conhecido com access point, conectado à rede local através
de um cabo par-trançado não-blindado (UTP). Esses pontos de acesso podem ser
comparados com os concentradores (hubs) das redes locais cabeadas.
Oscomputadoresquenecessitamdeconexãocomaredesemfioprecisam
possuir um adaptador para permitir a comunicação com as antenas localizadas nos
pontosdeacessonasredessemfio.Notequeessepontodeacessodaredesemfio,
quando conectado numa rede Ethernet, tem a função de uma ponte (bridge), porque
estáconectandodoissegmentosdiferentesderedeslocais:umaredesemfio(IEEE
802.11) e uma rede Ethernet (IEEE 802.3), utilizando protocolos de acesso ao meio
totalmente diferentes.
AFigura17mostraumesquemagenéricodeutilizaçãoderedeslocaissemfio,
com notebook acessando um ponto de acesso para ter acesso ao restante de rede.
Figura 17-EsquemagenéricoderedesWiFi
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4 OS DIFERENTES PADRÕES DO IEEE 802.11
O padrão IEEE 802.11b foi o primeiro a ser lançado e, entre as vantagens de
utilização, pode ser citado o baixo custo dos equipamentos. A desvantagem está re-
lacionada às baixas taxas de transmissão de dados de padrão, 11 Mbps. Retirando a
sobrecarga dos protocolos e levando em consideração as limitações de hardware, a
taxarealficanafaixaemtornode5Mbps.Outradesvantageméquemuitosoutros
equipamentosutilizamamesmafreqüência,desdetelefonessemfioatémicroondas,
o que acaba resultado em interferência no sinal transmitido.
O padrão IEEE 802.11a possui taxa de transmissão dos dados maior, se com-
parado com o IEEE 802.11b, e também realiza a comunicação em uma freqüência não
muitoutilizada,5GHz.Significaquepossuimenosinterferênciadosinalqueopadrão
IEEE 802.11b. Essas são as grandes vantagens do padrão. Uma grande desvanta-
gem, que faz com o padrão perca espaço para os demais, é a falta de compatibilidade
com os padrões já existentes. Note na Tabela 3 que esse padrão foi desenvolvido
depois do padrão IEEE 802.11b, apesar de seu nome.
O padrão IEEE 802.11g foi desenvolvido para solucionar os problemas de velo-
cidade do padrão IEEE 802.11b e também o problema de falta de compatibilidade do
padrão IEEE 802.11a.
A Tabela 3 mostra a relação entre os três tipos de padrões IEEE 802.11 e sua
relação com o padrão IEEE 802.11b que foi o primeiro a ser lançado e ainda muito
utilizadonasredeslocaissemfio.
Tabela 3 - Padrões IEEE 802.11Padrão Freqüência Taxa de transmissão /
capacidade fluxoCompat ib i l i da -de com o padrão 802.11b
Ano Tendência
802.11b 2,4GHz 11 Mbps / 5 Mbps Sim 1999 Diminuindo nas redes de computadores
802.11a 5GHz 54 Mbps / 25 Mbps Não 2002 Pouca adoção pelas empresas
802.11g 2,4GHz 54 Mbps / 20 Mbps Sim 2003 Grande adoção pelas empresas
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5 MONTANDO UMA REDE SEM FIO
ComoexplicaBRAIN(2007),sevocêquisertirarvantagemdosredesWiFipú-
blicasoucomeçarumaredesemfioemsuacasa,aprimeiracoisaafazerécertificar-
sedequeseucomputadortemosacessórioscorretosparaconexãosemfio.Amaio-
ria dos novos notebooks e muitos computadores pessoais já possuem transmissores
pararedesemfioembutidos.Seseunotebooknãopossuir,vocêpodecomprarum
adaptadorsemfioqueseconectenoslotdaplacaPCounaportaUSB.Computado-
res de mesa podem usar adaptadores USB, ou você pode comprar um adaptador que
se conecte ao slot PCI (Peripheral Component Interconnect - Interconexão de Com-
ponentes Periféricos) dentro do gabinete do computador. Muitos desses adaptadores
podem usar mais do que um padrão 802.11.
Depoisdeinstalaroadaptadorsemfioeosdrivers,ocomputadordeverádes-
cobrir,automaticamente,asredesexistentes.Aoligá-loemumpontodeacessoWiFi
(Figura 18), o computador informa que a rede existe e pergunta se você deseja se
conectar. Se tiver um computador mais velho, provavelmente você precisará de um
programaparadetectarumaredesemfioeconectar-se.
Figura 18–PontodeacessoparadispositivossemfioWiFi
Poder se conectar à Internet em pontos de acesso públicos é extremamente
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71
conveniente.Asredesdomésticassemfiotambémsãomuitoúteis,permitindoconec-
tar facilmente múltiplos computadores e levá-los de um lado para o outro sem desco-
nectar ou reconectar cabos.
Se você já tem vários computadores ligados em rede em casa, pode criar uma
redesemfiocomumpontodeacessosemfio.Setivervárioscomputadoresquenão
estejam ligados em rede, ou se quiser substituir sua rede Ethernet, vai precisar de um
roteadorsemfio,unidadeúnicaquecontém:
1. uma porta para se conectar com o seu cabo ou modem DSL;
2. um roteador;
3. um hub Ethernet;
4.umfirewall;
5.umpontodeacessosemfio.
UmroteadorsemfiopermiteusarsinaissemfiooucabosdeEthernetpara
conectar computadores uns aos outros, a uma impressora e à Internet. A maioria
dos roteadores cobre cerca de 30 metros em todas as direções, embora as paredes
e portas possam bloquear o sinal. Se sua casa for muito grande, você pode comprar
extensores de alcance ou repetidores (eles são baratos) para aumentar o raio de ação
do seu roteador.
Comoocorrecomosadaptadoressemfio,muitosroteadorespodemusarmais
que um padrão 802.11. Os roteadores 802.11b são ligeiramente mais baratos, mas
são mais lentos que os 802.11a ou 802.11g. A maioria das pessoas escolhe a opção
802.11gpelasuavelocidadeeconfiabilidade.
Conectadoaoroteador,eledevecomeçaratrabalharcomsuasconfigurações
padrão.AmaioriadosroteadorespermiteusarainterfacedaWebparamudarascon-
figurações.Vocêpodeescolher:
•onome da rede,conhecidacomoseuidentificadordeconjuntodeserviço
(SSID).Aconfiguraçãopadrãogeralmenteéonomedofabricante;
•ocanal que o roteador usa. A maioria dos roteadores usa o canal 6 como pa-
drão. Se morar em um apartamento e seus vizinhos também estiverem usando
o canal 6, você pode ter interferência. Mudar para um canal diferente deve
eliminar o problema;
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72
•asopções de segurança do roteador. Muitos roteadores usam um sign-on
padrão de domínio público. É uma boa idéia estabelecer o seu próprio nome
de usuário e senha.
6 SEGURANÇA EM REDES WIFI
Asegurançaéumaparteimportantedarededomésticasemfio,comotambém
sãoospontosdeacessoWiFipúblicos.Sevocêconfiguraroroteadorparacriarum
pontodeacessopúblico,qualquerumquetenhaumaplacasemfiopoderáusaro
seu sinal. É claro que a maioria das pessoas prefere manter os estranhos fora de sua
rede. Para fazer isso, você precisa tomar algumas precauções de segurança.
Para manter a sua rede privada, pode usar um dos métodos seguintes:
•aWired Equivalency Privacy (WEP)usacodificaçãode64ou128bits.Aco-
dificaçãode128bitséaopçãomaissegura.Qualquerumquequiserusaruma
redehabilitadapeloWEPtemdeconhecerachavedoWEP,queégeralmente
uma senha numérica.
•oWiFi Protected Access (WPA)éumavançoemrelaçãoaoWEPeagora
pertenceaoprotocolodesegurançaderedesemfio802.11i.Usacriptografia
deprotocolodeintegridadedechavetemporal.AsegurançadoWPA(comoa
doWEP)envolveinscrever-secomumasenha.Amaioriadospontosdeaces-
sopúblicoséabertaouusatecnologiaWPAouWEPde128bits.
•Afiltragem de endereço MACéumpoucodiferentenoWEPenoWPA.Não
usa senha para autenticar usuários: usa um hardware físico do computador.
Cada computador tem seu próprio endereçoMAC.A filtragemde endereço
MACpermitequeasmáquinascomendereçosMACespecíficosacessema
rede.Vocêdeveespecificarquaisendereçossãopermitidosquandoconfigurar
seu roteador. Esse método é muito seguro, mas se comprar um novo compu-
tador ou se suas visitas quiserem usar sua rede, você vai precisar adicionar os
endereços MAC das máquinas novas à lista de endereços aprovados.
Asredessemfiosãofáceisebaratasdemontar,easinterfacesdaWebdos
roteadores são, na maioria dos casos, virtualmente auto-explicativas.
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SÍNTESE
Nesta aula estudamos:
•RedesIEEE802.11ouWiFi
•Redesdelocaissemfio
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1) Não é um componente das redes WiFi:
a. Ponto de acesso
b. Antena
c. Switch
d.Placaderedesemfio.
2) É uma característica do padrão IEEE 802.11g:
a.Atuaemvelocidadesdeaté54Mbpsem5GHz;
b.Atuaemvelocidadesdeaté54Mbpsem2.4GHz;
c.Atuaemvelocidadesdeaté10Mbpsem5GHz;
d.Atuaemvelocidadesdeaté10Mbpsem5GHz.
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SOBRE OS AUTORES
O professor Eduardo da Silva é mestrando em Ciência da Computação na
UFPR, com estudos na área de segurança em redes móveis. É especialista em Gestão
Empresarial pela FGV/SOCIESC, graduado em Ciência da Computação pela UDESC/
Joinville e técnico em Processamento de Dados pela Escola Técnica Tupy. Tem atua-
do desde 1996 nas áreas de suporte a usuários e redes de computadores. Em 1999,
passouaatuarnaáreadeadministraçãoderedes,emambienteWindowsNT/2000e
Linux. É professor de disciplinas relacionadas a Redes de Computadores, Sistemas
Operacionais e Algoritmos no Instituto Superior Tupy desde 2003. Atua ainda em con-
sultoria, treinamento e cursos de extensão desde 2000. Você pode entrar em contato
com ele pelo endereço de correio eletrônico eduardo@sociesc.org.br.
O professor Marco André Lopes Mendes é Mestre em Ciência da Compu-
tação pela UFSC, Especialista em Redes de Computadores pela UFSC e Tecnólogo
em Processamento de Dados pela UDESC. Seu primeiro contato com a Informática
se deu no Curso Técnico em Processamento de Dados iniciado na ETT em 1989.
Depois disto, já fez análise de sistemas e desenvolveu softwares, administrou redes
de computadores e trabalhou com suporte ao cliente, entre outras coisas. É professor
de disciplinas relacionadas a Redes de Computadores, Sistemas Operacionais e Pro-
gramação tanto no curso superior quanto no ensino técnico, desde 1995. Atua ainda
em consultoria, treinamento e cursos de extensão desde 1992, tendo desenvolvido
vários materiais didáticos e apostilas ao longo deste período. Você pode contactá-lo
pelo endereço de correio eletrônico marco@sociesc.org.br. Para saber mais sobre o
Prof. Marco André Lopes Mendes, faça uma pesquisa pelo nome dele no Google.
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Copyright © Tupy Virtual 2007
Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida por qualquer meio sem a prévia autorização desta instituição.
Autores: Eduardo da Silva / Marco André Lopes Mendes
Redes Locais: Material didático / Eduardo da Silva / Marco André Lopes Mendes
Design institucional: Thiago Vedoi de Lima; Cristiane de Oliveira - Joinville: Tupy Virtual, 2007
Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Universitária Tupy Virtual
Créditos
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EQUIPE TUPY VIRTUAL
Raimundo Nonato Gonçalves RobertWilson José MafraThiago Vedoi de LimaCristiane OliveiraJanae Gonçalves Martins
Design GráficoThiago Vedoi de Lima
Equipe Didático-PedagóciaEduardo da Silva
Marco André Lopes Mendes
EDIÇÃO – MATERIAL DIDÁTICO
Professor ConteudistaEduardo da Silva
Marco André Lopes Mendes
Design InstitucionalThiago Vedoi de Lima
Cristiane Oliveira
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Projeto GráficoEquipe Tupy Virtual
Revisão OrtográficaNádia Fátima de Oliveira