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Retirado do Cisco NetAcad 1 Apenas para uso NÃO COMERCIAL Módulo 01 CCNA NETWORK BASICS “Material retirado do Cisco-Netacad” CAPITULO 01 Introdução à Redes Visão Geral Para entender o papel que os computadores exercem em um sistema de redes, considere a Internet. A Internet é um recurso de grande importância; estar conectado a ela é essencial no comércio, na indústria e na educação. A elaboração de uma rede que será conectada à Internet exige um planejamento cuidadoso. Para que um computador pessoal (PC) individual se conecte a Internet, é necessário algum planejamento e tomar algumas decisões. Os recursos do computador precisam ser considerados para a conexão a Internet. Isto inclui o tipo de equipamento que conecta o PC a Intenet, tal como placa de rede (NIC) ou modem. Protocolos, ou regras, devem ser configurados antes que um computador possa se conectar a Internet. A seleção de um navegador web apropriado também é importante. Os alunos, ao concluírem esta lição, deverão poder: Entender a conexão física que precisa ser realizada para o computador conectar-se à Internet. Reconhecer os componentes do computador. Instalar e resolver problemas com placas de interface de rede e modems. Configurar o conjunto de protocolos necessários a conexão Internet. Usar procedimentos básicos para testar a conexão à Internet. Demonstrar um conhecimento básico da utilização de navegadores web e seus plug-ins. 1.1 Fazendo Conexão à Internet 1.1.1 Requisitos para a conexão à Internet A Internet é a maior rede de dados do mundo. A Internet consiste em um grande número de redes interconectadas, incluindo redes de pequeno, médio e grande porte. Computadores individuais são as origens e destinos da informação que atravessa a Internet. A conexão à Internet pode ser dividida em conexão física, conexão lógica e aplicações. A conexão física é realizada pela conexão de uma placa de expansão, como um modem ou uma placa de rede, entre um PC e a rede. A conexão física é utilizada para transferir sinais entre PCs dentro de uma Rede local (LAN) e para dispositivos remotos na Internet.

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    1 Apenas para uso NO COMERCIAL

    Mdulo 01 CCNA NETWORK BASICS Material retirado do Cisco-Netacad

    CAPITULO 01 Introduo Redes

    Viso Geral

    Para entender o papel que os computadores exercem em um sistema de redes, considere a Internet. A Internet um recurso de grande importncia; estar conectado a ela essencial no comrcio, na indstria e na educao. A elaborao de uma rede que ser conectada Internet exige um planejamento cuidadoso. Para que um computador pessoal (PC) individual se conecte a Internet, necessrio algum planejamento e tomar algumas decises. Os recursos do computador precisam ser considerados para a conexo a Internet. Isto inclui o tipo de equipamento que conecta o PC a Intenet, tal como placa de rede (NIC) ou modem. Protocolos, ou regras, devem ser configurados antes que um computador possa se conectar a Internet. A seleo de um navegador web apropriado tambm importante.

    Os alunos, ao conclurem esta lio, devero poder:

    Entender a conexo fsica que precisa ser realizada para o computador conectar-se Internet. Reconhecer os componentes do computador. Instalar e resolver problemas com placas de interface de rede e modems. Configurar o conjunto de protocolos necessrios a conexo Internet. Usar procedimentos bsicos para testar a conexo Internet. Demonstrar um conhecimento bsico da utilizao de navegadores web e seus plug-ins.

    1.1 Fazendo Conexo Internet 1.1.1 Requisitos para a conexo Internet

    A Internet a maior rede de dados do mundo. A Internet consiste em um grande nmero de redes interconectadas, incluindo redes de pequeno, mdio e grande porte. Computadores individuais so as origens e destinos da informao que atravessa a Internet. A conexo Internet pode ser dividida em conexo fsica, conexo lgica e aplicaes.

    A conexo fsica realizada pela conexo de uma placa de expanso, como um modem ou uma placa de rede, entre um PC e a rede. A conexo fsica utilizada para transferir sinais entre PCs dentro de uma Rede local (LAN) e para dispositivos remotos na Internet.

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    A conexo lgica utiliza padres denominados protocolos. Um protocolo uma descrio formal de um conjunto de regras e convenes que governam a maneira de comunicao entre os dispositivos em uma rede. As conexes na Internet podem utilizar vrios protocolos. A sute TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) o principal conjunto de protocolos utilizados na Internet. O conjunto TCP/IP coopera entre si para transmitir e receber dados, ou informaes.

    A ltima parte da conexo so os aplicativos, ou programas, que interpretam e exibem os dados de forma inteligvel. Os aplicativos trabalham em conjunto com os protocolos para enviar e receber dados atravs da Internet. Um navegador Web exibe HTML como pgina Web. Exemplos de navegadores Web incluem o Internet Explorer e o Netscape. O File Transfer Protocol (FTP) utilizado para fazer a transferncia de arquivos e programas atravs da Internet. Os navegadores web tambm utilizam aplicativos plug-in proprietrios para exibir tipos de dados especiais tais como filmes ou animaes em flash.

    Esta uma viso inicial da Internet, e poder parecer um processo demasiadamente simples. Ao explorarmos este tpico mais profundamente, tornar-se- aparente que o envio de dados atravs da Internet uma tarefa complicada.

    1.1 Fazendo Conexo Internet 1.1.2 Conceitos Bsicos de PCs

    J que os computadores so elementos importantes de uma rede, necessrio poder reconhecer e identificar os principais componentes de um PC. Muitos dispositivos de uma rede so em si computadores com objetivos especficos, contendo muitos dos componentes tambm utilizados em um PC normal.

    Para poder utilizar um computador como meio confivel na obtenode informaes, tal como o acesso a de confiana na obteno de informao, tal como o acesso de um curso baseado na Web, ele precisa estar em bom estado de funcionamento. Para manter um PC em bom estado de funcionamento, ser necessrio ocasionalmente analisar e resolver problemas simples com o hardware e software do computador. portanto necessrio poder reconhecer os nomes e o propsito dos seguintes componentes de um PC:

    Componentes Pequenos, Discretos

    Transistor Um dispositivo que amplifica um sinal ou que abre e fecha um circuito. Circuito integrado Um dispositivo feito de material semicondutor que contm vrios transistores e realiza uma tarefa especfica. Resistor Um componente eltrico que limita ou regula o fluxo de corrente eltrica em um circuito eletrnico. Capacitor Um componente eletrnico que armazena energia na forma de campo eletrosttico que consiste em duas placas de metal condutor separadas por um material isolante. Conector A parte de um cabo que se liga a uma porta ou interface. Diodo emissor de luz (LED-Light emitting diode) Um dispositivo semicondutor que emite luz ao passar por ele uma corrente eltrica. Subsistemas de um Computador Pessoal

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    Placa de circuito impresso (PCB) Uma placa de circuito que possui trilhas condutoras superpostas, ou impressas, em um ou nos dois lados. Tambm pode conter camadas internas de sinalizao ou planos de terra e voltagem. Microprocessadores, chips e circuitos integrados e outros componentes eletrnicos so montados em uma PCB. Unidade CD-ROM (Compact disk read-only memory drive) um dispositivo que pode ler informaes de um CD-ROM.

    Unidade central de processamento (CPU) A parte do computador que controla a operao de todas as outras partes. Ela obtm instrues da memria e as decodifica. Executa operaes matmticas e lgicas, e traduz e executa instrues.

    Unidade de disco flexvel Uma unidade de disco que pode ler e gravar dados em discos plsticos cobertos de metal de 3,5 polegadas. Um disco flexvel padro pode armazenar aproximadamente 1 MB de informao.

    Unidade de disco rgido Um dispositivo de armazenagem que usa um conjunto de discos revestidos magneticamente, chamados de pratos, para armazenar dados ou programas. As unidades de discoo rgido esto disponveis em diferentes capacidades de armazenagem.

    Microprocessador Um microprocessador um processador que consiste de um chip de silcio projetado com um propsito e fisicamente muito pequeno. O microprocessador utiliza tecnologia de circuito VLSI (Very Large-Scale Integration) para integrar memria, lgica e controle do computador em um nico chip. Um microprocessador contm uma CPU.

    Processador composto por transistors de Silcio

    Placa-me A placa impressa principal em um microcomputador. A placa-me contm o barramento, o microprocessador, e os circuitos integrados usados para controlar quaisquer perifricos integrados, tal como teclado, display texto e grficos, portas serial e paralela, interfaces de joystick e de mouse.

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    Placa me e Slots de expanso

    Barramento Um conjunto de fios na placa-me atravs dos quais so transmitidos os dados e sinais de temporizao de uma parte do computador a outra.

    Memria de acesso aleatrio (RAM) Tambm conhecida como memria de Leitura-Gravao. Nela podem ser gravados novos dados e dela podem ser lidos dados armazenados. A RAM exige alimentao eltrica para manter os dados armazenados. Se o computador for desligado ou se falta energia, todos os dados armazenados na RAM sero perdidos.

    Memria apenas de leitura (ROM) Memria de um computador na qual foram pr-gravados dados. Uma vez que foram gravados dados no chip ROM, no podem ser removidos e s podem ser lidos.

    Unidade do sistema (system unit) A parte principal de um PC, que inclui o chassis, o microprocessador, a memria principal, o barramento e as portas. A unidade do sistema no inclui o teclado, o monitor, ou qualquer dispositivo externo ligado ao computador.

    Slot de expanso Um Conector na placa-me onde pode ser inserido uma placa de circuitos para acrescentar novas capacidades ao computador. A Figura mostra slots de expanso PCI (Peripheral Component Interconnect) e AGP (Accelerated Graphics Port). PCI prov conexo rpida para placas, como NICs, modems internos, e placas de vdeo. A porta AGP prov conexo com grande largura de banda entre dispositivos grficos e a memria do sistema. AGP prov conexo rpida para grficos 3-D em sistemas de computador.

    Fonte de alimentao O componente que fornece energia ao computador. Componentes de backplane

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    Backplane O backplane uma placa de circuito eletrnico que contm circuitaria e soquetes nos quais dispositivios eletrnicos em outras placas ou cartes podem ser conectados adicionalmente; em um computador, geralmente sinnimo da ou de parte da placa-me.

    Placa de rede(NIC) Uma placa de expanso inserida num computador para que este possa ser conectado a uma rede.

    Placa de vdeo Uma placa que inserida em um PC para proporcionar-lhe capacidades de exibio visual.

    Placa de udio Uma placa de expanso que permite que o computador manipule e produza sons.

    Porta paralela Uma interface com capacidade para transferir simultaneamente mais de um bit e que utilizada para conectar dispositivos externos tais como impressoras.

    Porta serial Uma interface que pode ser utilizada para comunicaes seriais, nas quais transmitido apenas 1 bit de cada vez.

    Porta USB Um conector Universal Serial Bus. Uma porta USB conecta dispositivos como mouse ou impressora ao computador rapidamente e facilmente.

    Firewire Um padro de interface de barramento serial que oferece comunicao de alta velocidade, e servios de dados em tempo-real iscrono.

    Porta do mouse Uma porta destinada conexo de um mouse ao PC.

    Cabo de alimentao Um cabo utilizado para ligar um dispositivo eltrico a uma tomada eltrica que fornece energia ao dispositivo.

    Pense nos componentes internos de um PC como uma rede de dispositivos, todos ligados ao barramento do sistema. De certa maneira, um PC uma pequena rede de computador.

    1.1 Fazendo Conexo Internet 1.1.3 Placa de Rede

    Uma placa de rede (NIC), ou adaptador de rede, oferece capacidades de comunicaes nos dois sentidos entre a rede e um computador pessoal. Em um sistema de computao desktop, uma placa de circuito impresso que reside em um slot na placa-me e prov uma interface de conexo ao meio de rede . Em um sistema de computao laptop, normalmente integrada ao laptop ou disponvel em um carto PCMCIA, que pequeno do tamanho de um carto de crdito . A placa de rede utilizada precisa ser compatvel com o meio fsico e com os protocolos utilizados na rede local.

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    Placa de Rede (NIC) PCI

    Placa de Rede (NIC) PCIMCIA

    A placa de rede utiliza um pedido de interrupo (IRQ-Interrupt Request), um endereo de I/O e um espao na memria superior para interagir com o sistema operacional. Um valor de IRQ (requisio de interrupo) um local designado onde o computador sabe que um dispositivo em particular pode interromp-lo, quando o dispositivo enviar ao computador sinais sobre sua operao. Por exemplo, quando a impressora termina de imprimir, ela envia um sinal de interrupo ao computador. O sinal interrompe momentaneamente o computador, de modo que ele possa decidir o que processar a seguir.

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    Como mltiplos sinais na mesma linha de interrupo podem no ser entendidos pelo computador, um valor nico deve ser especificado para cada dispositivo, assim como o seu caminho para o computador.Antes de existirem dispositivos Plug-and-Play (PnP), usurios freqentemente tinham que configurar valores de IRQ manualmente, ou estar a par deles, ao adicionar novos dispositivos a um computador.

    Ao selecionar uma placa de rede, considere os seguintes fatores:

    Protocolos Ethernet, Token Ring, ou FDDI Tipos de meios Par tranado, coaxial, wireless, ou fibra ptica Tipo de barramento do sistema PCI ou ISA

    1.1 Fazendo Conexo Internet 1.1.4 Instalao da placa de rede e modem

    A conectividade Internet exige uma placa adaptadora, que pode ser um modem ou uma placa de rede.

    Um modem, ou modulador-demodulador, um dispositivo que proporciona ao computador a conectividade atravs de uma linha de telefone. O modem converte (modula) os dados de um sinal digital em sinal analgico compatvel com uma linha de telefone padro. O modem na extremidade receptora demodula o sinal, o qual convertido novamente em sinal digital. Os modems podem ser instalados internamente ou ligados ao computador externamente usando uma linha telefnica.

    A instalao de uma placa de rede, que proporciona a interface de um computador com a rede rede, exigida para cada dispositivo que se conecta rede. Existem placas de rede de vrios tipos conforme a configurao do dispositivo. Notebooks podem ter interfaces embutidas ou podem utilizar um carto PCMCIA. A Figura mostra placas de rede PCMCIA com e sem fio, e um adaptador Ethernet USB. Desktops podem utilizar uma placa de rede interna , chamada NIC, ou uma placa de rede externa que conecta a rede atravs de uma porta USB.

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    Situaes que requerem a instalao de uma placa de rede incluem as seguintes:

    A instalao de uma placa de rede em um PC que no tem uma j instalada A substituio de uma placa de rede defeituosa ou danificada Atualizao de uma placa de rede de 10-Mbps para uma placa de rede de 10/100/1000-Mbps A mudana para uma placa de rede diferente, como uma sem fio A instalao de uma placa de rede secundria, ou backup, por razes de segurana de redes Para realizar a instalao de uma placa de rede ou modem, podero ser necessrios os seguintes recursos:

    Conhecimento da configurao do adaptador, incluindo os jumpers e o software plug and play

    A disponibilidade de ferramentas de diagnstico A capacidade de resolver conflitos nos recursos de hardware

    1.1 Fazendo Conexo Internet 1.1.5 Viso geral da conectividade em alta velocidade e por discagem

    No incio da dcada de 60, foram introduzidos modems para proporcionar a conectividade de terminais burros com um computador central. Muitas empresas alugavam tempo nos computadores devido grande despesa de possuir um sistema nas prprias instalaes, o que era economicamente invivel. A taxa de transmisso de dados era muito lenta, 300 bits por segundo (bps), que se traduzia em aproximadamente 30 caracteres por segundo.

    medida que os PCs se tornaram mais acessveis nos anos 70, comearam a aparecer sistemas de quadro de avisos (BBS-Bulletin Board Systems). Estes BBSs permitiam que

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    os usurios se conectassem para colocar ou ler mensagens em um quadro de avisos. A transmisso a 300 bps era aceitvel, j que esta velocidade excedia a capacidade da maioria das pessoas de ler e digitar. No incio da dcada de 80, a utilizao dos quadros de avisos aumentou exponencialmente e a velocidade de 300 bps se tornou muito lenta para a transferncia de grandes arquivos e grficos. At os anos 90, os modems j rodavam a 9600 bps e at 1998, atingiram o padro atual de 56 kbps (56.000 bps).

    Inevitavelmente, os servios de alta velocidade utilizados no ambiente corporativo, tais como Digital Subscriber Line (DSL) e acesso por cable modem, entraram no mercado consumidor. Estes servios j no exigem equipamentos caros ou uma linha de telefone adicional. Estes servios esto "sempre conectados" permitindo um acesso instantneo e no exigem o estabelecimento de uma conexo para cada sesso. Isto resulta em maior confiabilidade e flexibilidade, e acabou facilitando o compartilhamento de conexes de Internet em redes de escritrios pequenos e domsticos.

    1.1 Fazendo Conexo Internet 1.1.6 Descrio e configurao TCP/IP

    O Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) um conjunto de protocolos ou regras desenvolvidas para a cooperao entre computadores para que compartilhem recursos atravs de uma rede. Para ativar o TCP/IP em uma estao de trabalho, esta precisa ser configurada atravs das ferramentas do sistema operacional. O processo bastante semelhante independentemente da utilizao de um sistema operacional Windows ou Mac.

    1.1 Fazendo Conexo Internet 1.1.7 Testando a conectividade com o ping

    O ping um programa bsico que verifica se um endereo IP particular existe e pode aceitar requisies. O acrnimo de computao ping significa Packet Internet or Inter-Network Groper. O nome foi concebido para ser comparvel ao termo usado em submarinos para o som de um pulso de sonar retornando de um objeto submerso.

    O comando ping funciona enviando vrios pacotes IP, chamados datagramas ICMP de Requisio de Eco, a um destino especfico. Cada pacote enviado uma solicitao de resposta. A resposta de sada de um ping contm a relao de sucesso e o tempo de ida e volta ao destino. A partir destas informaes, possvel determinar se existe ou no conectividade com um destino. O comando ping utilizado para testar a funo de transmisso/recepo da placa de rede, a configurao do TCP/IP e a conectividade na rede. Os seguintes tipos de testes ping podem ser emitidos:

    ping 127.0.0.1 Como nenhum pacote transmitido, efetuar o ping da interface loopback testa a configurao TCP/IP basica. ping endereo IP do computador Um ping para um PC host verifica a configurao do endereo TCP/IP do computador local assim como a conectividade com o computador. ping endereo IP do gateway padro Um ping para o gateway padro verifica se o roteador que conecta a rede local a outras redes pode ser alcanado. ping endereo IP do destino remoto Um ping para o destino remoto verifica a conectividade ao computador remoto.

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    1.1 Fazendo Conexo Internet 1.1.8 Navegador Web e plug-ins

    Um navegador Web realiza as seguintes funes:

    Faz contato com um servidor da Web Solicita informaes Recebe informaes Exibe os resultados na tela

    Um navegador Web um software que interpreta a linguagem de marcao de hipertexto (HTML-Hypertext Markup Language), uma das linguagens utilizadas para codificar o contedo de pginas da Web. Outras linguagens de marcao com recursos mais avanados fazem parte de tecnologias emergentes. A HTML, a linguagem de marcao mais comum, pode exibir grficos, tocar sons, filmes e outros arquivos de multimdia. Hiperlinks so embutidos nas pginas da Web e proporcionam um link rpido para outro local na mesma pgina ou em outra pgina da Web totalmente diferente.

    Dois dos navegadores Web mais utilizados so o Internet Explorer (IE) e o Netscape Communicator. Embora sejam idnticos nas tarefas que realizam, existem diferenas entre estes dois navegadores. Certos websites talvez no suportem a utilizao de um ou outro, e poder ser vantajoso contar com os dois programas instalados no computador.

    Netscape Navigator:

    O primeiro navegador popular Ocupa menos espao no disco Exibe arquivos HTML, realiza a transferncia de e-mail e de arquivos, assim como outras funes

    Internet Explorer (IE):

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    Fortemente integrado com outros produtos da Microsoft Ocupa mais espao no disco Exibe arquivos HTML, realiza a transferncia de e-mail e de arquivos, assim como outras funes

    Tambm existem tipos de arquivos especiais, ou proprietrios, que os navegadores Web normais no podem exibir. Para visualizar tais arquivos, o navegador precisa ser configurado para utilizar aplicativos plug-in. Estes aplicativos trabalham em conjunto com o navegador para iniciar o programa requerido para visualizar os seguintes tipos de arquivos:

    Flash toca arquivos de multimdia e foi criado pelo Macromedia Flash Quicktime toca arquivos de vdeo e foi criado pela Apple Real Player toca arquivos de udio Para instalar o plug-in do Flash, faa o seguinte:

    V at o website da Macromedia.

    Faa o download do programa de instalao mais recente do "Macromedia flash player". Rode-o e instale-o no Netscape ou no IE.

    Verifique a instalao e correta operao, acessando o website da Cisco Academy. Alm de configurar o computador para visualizar o currculo da Cisco Academy, os computadores realizam vrias outras tarefas teis. No comrcio, os funcionrios freqentemente utilizam um conjunto de aplicativos que se apresentam como conjunto para escritrio, por exemplo, o Microsoft Office. Os conjuntos para escritrio tipicamente incluem os seguintes:

    Software de planilha, contendo tabelas constitudas de colunas e linhas onde freqentemente se utilizam frmulas para processar e analisar dados.

    Um processador de texto um aplicativo usado para criar e editar documentos de texto.

    Os processadores de texto modernos permitem que o usurio crie documentos sofisticados, que incluem grficos e texto com rica formatao.

    O software de gerenciamento de banco de dados utilizado para armazenar, manter, organizar, classificar e filtrar registros. Um registro uma compilao de informaes identificadas por algum conceito em comum, tal como nome de cliente.

    O software de apresentao utilizado para projetar e desenvolver apresentaes a serem exibidas em reunies, aulas ou apresentaes de vendas.

    Um gerenciador de informaes pessoais inclui um utilitrio de e-mail, uma lista de contatos, um calendrio e uma lista de tarefas a realizar.

    Os aplicativos de escritrio hoje fazem parte do trabalho dirio, como era o caso da mquina de escrever antes do advento do computador pessoal.

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    1.1 Fazendo Conexo Internet 1.1.9 Resoluo de problemas com conexes na Internet

    Neste exerccio de identificao e resoluo de problemas, existem problemas na configurao do hardware, do software e da rede. O objetivo, dentro de um perodo de tempo predeterminado, identificar e resolver os problemas, permitindo finalmente o acesso ao currculo. Este exerccio demonstrar a complexidade da configurao at dos processos mais simples de acesso Web. Isto inclui os processos e procedimentos envolvidos na resoluo de problemas no hardware do computador, no software e nos sistemas da rede.

    1.2 A Matemtica das Redes 1.2.1 Apresentao binria de dados

    Os computadores funcionam e armazenam dados mediante a utilizao de chaves eletrnicas que so LIGADAS ou DESLIGADAS. Os computadores s entendem e utilizam dados existentes neste formato de dois estados, ou seja binrio.

    Os uns e zeros so utilizados para representar os dois possveis estados de um componente eletrnico em um computador. 1 representa um estado LIGADO, e 0 representa um estado DESLIGADO. So denominados dgitos binrios ou bits.

    O American Standard Code for Information Interchange (ASCII) o cdigo mais freqentemente utilizado para representar dados alfanumricos em um computador. O cdigo ASCII utiliza dgitos binrios para representar os smbolos digitados no teclado. Quando os computadores enviam estados LIGADOS/DESLIGADOS atravs de uma rede, as ondas de rdio ou de luz so utilizadas para representar os 1s e 0s. Note que cada caractere possui um conjunto singular de oito dgitos binrios designado para representar o caractere.

    Os computadores so desenhados para trabalharem com chaves LIGADAS/DESLIGADAS, e portanto os dgitos binrios e nmeros binrios so naturais para eles. Os seres humanos utilizam o sistema numrico decimal, que relativamente

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    simples quando comparado com as longas sries de 1s e 0s utilizados pelos computadores. Portanto, os nmeros binrios do computador precisam ser convertidos em nmeros decimais.

    s vezes os nmeros binrios precisam ser convertidos em nmeros hexadecimais (hex), o que reduz uma longa seqncia de dgitos binrios em poucos caracteres hexadecimais. Estes processos tornam os nmeros mais fceis de lembrar e manipular.

    1.2 A Matemtica das Redes 1.2.2 Bits e bytes

    Um 0 binrio pode ser representado por 0 volts de eletricidade (0 = 0 volts).

    Um 1 binrio pode ser representado por +5 volts de eletricidade (1 = +5 volts).

    Os computadores foram concebidos para utilizarem grupos de oito bits. Este grupo de oito bits denominado byte.

    Em um computador, um byte representa um nico local de armazenamento enderevel. Estes locais de armazenamento representam um valor ou um nico caractere de dados, por exemplo, um cdigo ASCII. O nmero total de combinaes de oito chaves ligadas ou desligadas de 256. A faixa de valores de um byte de 0 a 255. Portanto, importante entender o conceito do byte ao trabalhar com computadores e redes.

    1.2 A Matemtica das Redes 1.2.3 Sistema numrico Base 10

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    Os sistemas numricos consistem em smbolos e regras para a utilizao destes smbolos. O sistema numrico mais freqentemente utilizado o sistema numrico Base 10 ou decimal. Base 10 utiliza os dez smbolos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9. Estes smbolos podem ser combinados para representar todos os valores numricos possveis.

    O sistema numrico decimal baseado em potncias de 10. Cada posio colunar de um valor, da direita para a esquerda, multiplicada pelo nmero 10, que o nmero base, elevado a uma potncia, que o exponente. A potncia qual elevado o valor 10 depende da sua posio esquerda do ponto decimal. Quando um nmero decimal lido da direita para a esquerda, a primeira posio, ou a mais direita representa 100 (1), a segunda posio representa 101 (10 x 1 = 10). A terceira posio representa 102 (10 x 10 = 100). A stima posio esquerda representa 106 (10 x 10 x 10 x 10 x 10 x 10 = 1,000,000). Esta a verdade independentemente de quantas colunas sejam ocupadas pelo nmero.

    Exemplo:

    2134 = (2 x 103) + (1 x 102) + (3 x 101) + (4 x 100)

    Existe o nmero 4 na posio das unidades, 3 na posio das dezenas, 1 na posio das centenas e 2 na posio dos milhares. Este exemplo parece bvio ao usar-se o sistema numrico decimal. importante entender exatamente como funciona o sistema decimal porque este conhecimento necessrio para entender dois outros sistemas numricos, Base 2 e Base 16, hexadecimal. Estes sistemas utilizam o mesmo mtodo do sistema decimal.

    1.2 A Matemtica das Redes 1.2.4 Sistema numrico Base 2

    Os computadores reconhecem e processam dados, utilizando-se o sistema numrico binrio ou Base 2. O sistema binrio utiliza dois smbolos, 0 e 1, em vez dos dez smbolos utilizados no sistema numrico decimal. A posio, ou casa, de cada algarismo da direita para a esquerda em um nmero binrio representa 2, o nmero base, elevado a uma potncia ou expoente, comeando com 0. Estes valores das casas so, da direita

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    para a esquerda, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, e 27, ou 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 e 128, respectivamente.

    Exemplo:

    101102 = (1 x 24 = 16) + (0 x 23 = 0) + (1 x 22 = 4) + (1 x 21 = 2) + (0 x 20 = 0) = 22 (16 + 0 + 4 + 2 + 0)

    Se o nmero binrio (101102) for lido da esquerda para a direita, esto os nmeros 1 na posio dos 16, 0 na posio dos 8, 1 na posio dos 4, 1 na posio dos 2 e 0 na posio das unidades, que, quando somados, equivalem ao nmero decimal 22.

    1.2 A Matemtica das Redes 1.2.5 Convertendo nmeros decimais em nmeros binrios de 8 bits

    Existem vrias maneiras de converter nmeros decimais em nmeros binrios. O fluxograma na Figura descreve um dos mtodos. O processo tenta descobrir quais valores da potncia 2 podem ser somados para obter o nmero decimal que est sendo convertido em nmero binrio. Este mtodo um dos vrios que podem ser utilizados. melhor selecionar um mtodo e ir praticando com ele at que sempre produza a resposta correta. Exerccio de converso Use o exemplo a seguir para converter o nmero decimal 168 em nmero binrio:

    128 cabe dentro de 168. Portanto, o bit mais esquerda do nmero binrio 1. 168 128 = 40. 64 no cabe dentro de 40. Portanto, o segundo bit da esquerda 0. 32 cabe dentro de 40. Portanto, o terceiro bit da esquerda 1. Subtraindo 40 32 = 8. 16 no cabe dentro de 8. Portanto, o segundo bit da esquerda 0. 8 cabe dentro de 8. Portanto, o quinto bit da esquerda 1. 8 8 = 0. Portanto todos os bits direita so 0. Resultado: 168 decimal = 10101000

    Para ter mais prtica, tente converter 255 decimal em binrio. A resposta deve ser 11111111.

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    1.2 A Matemtica das Redes 1.2.6 Converso de nmeros binrios de 8 bits em nmeros decimais

    Existem duas maneiras bsicas de converter nmeros binrios em nmeros decimais. O fluxograma na Figura mostra um exemplo.

    Os nmeros binrios tambm podem ser convertidos em nmeros decimais, multiplicando os dgitos binrios pelo nmero base do sistema, o qual Base 2, e elevando-os ao expoente da sua posio.

    Exemplo:

    Converta o nmero binrio 01110000 em um nmero decimal.

    OBSERVAO: Calcule da direita para a esquerda. Lembre-se de que qualquer nmero elevado potncia de 0 equivale a 1. Portanto, 20 = 1

    0 x 20 = 0 0 x 21 = 0 0 x 22 = 0 0 x 23 = 0 1 x 24 = 16 1 x 25 = 32 1 x 26 = 64 + 0 x 27 = 0 ___________

    = 112

    OBSERVAO: A soma das potncias de 2 que possuem o nmero 1 na sua posio.

    1.2 A Matemtica das Redes 1.2.7 Representao decimal pontuada em quatro octetos

    Atualmente, os endereos designados a computadores na Internet consistem em nmeros binrios de 32 bits.

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    17 Apenas para uso NO COMERCIAL

    Para facilitar a utilizao destes endereos, o nmero binrio de 32 bits convertido em uma srie de nmeros decimais. Para este fim, divida o nmero binrio em quatro grupos de oito dgitos binrios. Em seguida, converta cada grupo de oito bits, tambm denominado octeto, em seu equivalente decimal. Faa esta converso exatamente conforme indicado no tpico de converso de binrio em decimal na pgina anterior.

    Quando escrito, o nmero binrio completo representado por quatro grupos de dgitos decimais separados por pontos. Esta representao denominada notao decimal pontuada e prov uma maneira compacta e fcil de lembrar de referir-se aos endereos de 32 bits. Esta representao usada freqentemente mais adiante neste curso, de modo que necessrio entend-la. Ao converter em binrio de decimal pontuado, lembre-se de que cada grupo, que consiste em entre um e trs dgitos decimais, representa um grupo de oito dgitos binrios. Se o nmero decimal a ser convertido for inferior a 128, ser necessrio adicionar zeros esquerda do nmero binrio equivalente at que existam um total de oito bits.

    Exemplo:

    Converta 200.114.6.51 em seu equivalente binrio de 32 bits.

    Converta 10000000 01011101 00001111 10101010 em seu equivalente decimal pontuado.

    1.2 A Matemtica das Redes 1.2.8 Hexadecimal

    Hexadecimal (hex) freqentemente utilizado ao trabalhar com computadores pois pode ser usado para representar nmeros binrios em uma forma mais legvel.

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    18 Apenas para uso NO COMERCIAL

    O computador realiza computaes em binrio, mas existem vrias situaes em que a sada binria de um computador expressa em hexadecimal para torn-la mais fcil de ler.

    A converso de nmeros hexadecimais em binrios e nmeros binrios em hexadecimais uma tarefa comum ao manejar os registros de configurao em roteadores da Cisco. Os roteadores da Cisco possuem um registro de configurao de 16 bits. Este nmero binrio de 16 bits pode ser representado como nmero hexadecimal de quatro dgitos. Por exemplo, 0010000100000010 em binrio equivale a 2102 em hex. A palavra hexadecimal frequentemente abreviada como 0x quando utilizada com um valor, conforme aparece com o nmero acima: 0x2102.

    Igualmente aos sistemas binrio e decimal, o sistema hexadecimal baseia-se na utilizao de smbolos, potncias e posies. Os smbolos usados pelo sistema hex so 0 a 9, e A, B, C, D, E, e F.

    Todas as combinaes possveis de quatro dgitos binrios podem ser representadas por um s smbolo hexadecimal. Estes valores requerem entretanto, um ou dois simbolos decimais. Dois digitos hexadecimais podem representar eficientemente qualquer combinao de oito digitos binrios. A representao decimal de um nmero binrio de 8 bits iro requerer dois ou trs digitos decimais. Uma vez que um digito hexadecimal sempre representa 4 digitos binrios, simbolos hexadecimais so mais fceis de utilizar que simbolos decimais ao operar com nmeros binrios muito grandes.

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    19 Apenas para uso NO COMERCIAL

    O uso da representao hexadecimal tambm reduz a confuso na leitura de nmeros binrios muito grandes e a quantidade de espao normalmente utilizado para gravar nmeros binrios. Lembre que a representao 0x pode ser utilizada para indicar um nmero hexadecimal. O nmero hexadecimal 5D pode ser escrito como 0x5D.

    Para converter de hex em binrio, simplesmente expanda cada dgito hex ao seu equivalente binrio de quatro bits.

    1.2 A Matemtica das Redes 1.2.9 A lgica booleana ou binria

    A lgica booleana baseia-se em circuitos digitais que aceitam uma ou duas voltagens de entrada.

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    Com base na voltagem de entrada, gerada uma voltagem de sada. Para os fins dos computadores, a diferena de voltagem associada como dois estados, ligado ou desligado. Por sua vez, estes dois estados so associados como 1 ou 0, equivalentes aos dois dgitos do sistema numrico binrio.

    A lgica booleana uma lgica binria que permite a comparao de dois nmeros e a gerao de uma escolha baseada nos dois nmeros. Estas escolhas so as operaes lgicas AND, OR e NOT. Com a exceo do NOT, as operaes booleanas tm a mesma funo. Aceitam dois nmeros, a saber, 1 ou 0, e geram um resultado baseado na regra lgica.

    A operao NOT examina qualquer valor apresentado, 0 ou 1, e o inverte.

    O um se torna zero e o zero se torna um. Lembre-se que as portas lgicas so dispositivos eletrnicos criados especificamente para este fim. A regra lgica que seguem que qualquer que seja a entrada, a sada ser o contrrio.

    A operao AND aceita dois valores de entrada. Se ambos os valores forem 1, a porta lgica gera uma sada de 1.

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    Caso contrrio, gera uma sada de 0. Existem quatro combinaes de valores de entrada. Trs destas combinaes geram 0, e uma combinao gera 1.

    A operao OR tambm aceita dois valores de entrada. Se pelo menos um dos valores de entrada for 1, o valor de sada ser 1.

    Mais uma vez, existem quatro combinaes de valores de entrada. Desta vez, trs das combinaes geram uma sada de 1 e a quarta gera uma sada de 0.

    As duas operaes de redes que utilizam a lgica booleana so mscaras de sub-rede e as mscaras coringa. As operaes de mscara oferecem uma maneira de filtrar endereos. Os endereos identificam os dispositivos na rede, permitindo que os endereos sejam agrupados ou controlados por outras operaes da rede. Estas funes sero explicadas em maiores detalhes mais adiante no currculo.

    1.2 A Matemtica das Redes 1.2.10 Endereos IP e mscaras da rede

    Os endereos binrios de 32 bits utilizados na Internet so denominados endereos IP (Internet Protocol). A relao entre os endereos IP e as mscaras da rede ser considerada nesta seo.

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    22 Apenas para uso NO COMERCIAL

    Quando os endereos IP so designados a computadores, alguns dos bits esquerda do nmero IP de 32 bits representam uma rede. O nmero de bits designados depende da classe do endereo. Os bits restantes do endereo IP de 32 bits identificam um computador em particular na rede. Um computador identificado como "host". O endereo IP de um computador consiste em uma parte para uma rede e outra parte para um host que juntos representam um computador em particular em uma rede em particular.

    Para informar um computador sobre como o endereo IP de 32 bits foi dividido, utilizado um segundo nmero de 32 bits, denominado mscara de sub-rede. Esta mscara um gabarito que indica como o endereo IP deve ser interpretado, identificando quantos dos bits so utilizados para identificar a rede do computador. A mscara de sub-rede preenche seqencialmente os 1s do lado esquerdo da mscara. Uma mscara de sub-rede ser totalmente constituda de 1s at que seja identificado o endereo da rede e em seguida ser constituda totalmente de 0s daquele ponto at o bit mais direita da mscara. Os bits na mscara de sub-rede com valor de 0 identificam o computador ou host naquela rede. Alguns exemplos de mscaras de sub-rede so:

    11111111000000000000000000000000 escrito em decimal pontuado como 255.0.0.0 ou 11111111111111110000000000000000 escrito em decimal pontuado como 255.255.0.0

    No primeiro exemplo, os primeiros oito bits da esquerda representam a poro do endereo da rede, e os ltimos 24 bits representam a poro do endereo do host. No segundo exemplo, os primeiros 16 bits representam a poro do endereo da rede, e os ltimos 16 bits representam a poro do endereo do host.

    A converso do endereo IP 10.34.23.134 em binrio resultaria em:

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    23 Apenas para uso NO COMERCIAL

    00001010.00100010.00010111.10000110

    A operao booleana AND sobre o endereo IP 10.34.23.134 junto com a mscara de sub-rede 255.0.0.0 produz o endereo de rede deste host:

    00001010.00100010.00010111.10000110

    11111111.00000000.00000000.00000000

    00001010.00000000.00000000.00000000

    00001010.00100010.00010111.10000110

    11111111.11111111.00000000.00000000

    00001010.00100010.00000000.00000000

    Ao converter o resultado em decimal pontuado, 10.0.0.0 ser a parte do endereo IP correspondente rede, ao utilizar a mscara 255.0.0.0.

    A operao booleana AND sobre o endereo IP 10.34.23.134 junto com a mscara de sub-rede 255.255.0.0 produz o endereo de rede deste host:

    Ao converter o resultado em decimal pontuado, 10.34.0.0 ser a parte do endereo IP correspondente rede, ao utilizar a mscara 255.255.0.0.

    Esta uma breve ilustrao do efeito que tem uma mscara de rede sobre um endereo IP. A importncia das mscaras se tornar muito mais bvia ao trabalharmos mais com os endereos IP. Para o momento, s importante que o conceito de mscaras seja entendido.

    Resumo

    Deve ter sido obtido um entendimento dos seguintes conceitos importantes:

    A conexo fsica que precisa ser realizada para que um computador seja conectado Internet Os principais componentes de um computador A instalao e resoluo de problemas de placas de rede e/ou de modems Os procedimentos bsicos para testar a conexo Internet A seleo e configurao de um navegador Web O sistema numrico Base 2 A converso de nmeros binrios em decimais O sistema numrico hexadecimal A representao binria de endereos IP e mscaras de redes A representao decimal de endereos IP e mscaras de redes

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    24 Apenas para uso NO COMERCIAL

    CAPITULO 2 Conceitos Basicos de Rede

    Viso Geral

    A largura de banda um componente crucial de redes. A largura de banda uma das decises mais importantes a serem tomadas quando da criao de uma rede. Este mdulo estuda a importncia da largura de banda, explica como calculada e como medida.

    As funes de rede so descritas utilizando-se modelos em camadas. Este mdulo cobre os dois modelos mais importantes, que so o modelo Open System Interconnection (OSI) e o modelo Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP). O mdulo apresenta tambm as diferenas e similaridades entre os dois modelos.

    Alm disso, este mdulo apresenta uma breve histria sobre redes. Ele descreve tambm os dispositivos de rede, assim como cabeamento, e as disposies fsicas e lgicas. Este mdulo tambm define e compara LANs, MANs, WANs, SANs, e VPNs.

    Os alunos, ao conclurem este mdulo, devero poder:

    Explicar a importncia da largura de banda em redes. Usar uma analogia a partir de sua experincia para explicar a largura de banda. Identificar bps, Kbps, Mbps, e Gbps como sendo unidades de largura de banda. Explicar a diferena entre largura de banda e throughput. Calcular as taxas de transferncia de dados. Explicar por que so usados os modelos em camadas para descrever a comunicao de dados. Explicar o desenvolvimento do modelo Open System Interconnection (OSI). Listar as vantagens de uma abordagem de camadas. Identificar cada uma das sete camadas do modelo OSI. Identificar as quatro camadas do modelo TCP/IP. Descrever as similaridades e diferenas entre os dois modelos. Explicar rapidamente a histria das redes. Identificar os dispositivos usados nas redes. Entender a funo dos protocolos nas redes. Definir LAN, WAN, MAN, e SAN. Explicar VPNs e suas vantagens. Descrever as diferenas entre intranets e extranets.

    2.1 Terminologia de Redes 2.1.1 Redes de dados

    As redes de dados foram desenvolvidas como um resultado dos aplicativos empresariais que foram escritos para microcomputadores. Naquela poca os microcomputadores no eram conectados da mesma maneira que os terminais de computadores mainframe,

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    25 Apenas para uso NO COMERCIAL

    portanto no havia uma maneira eficiente de compartilhar dados entre vrios microcomputadores. Tornou-se bvio que o compartilhamento de dados atravs da utilizao de disquetes no era uma maneira eficiente e econmica de se administrar empresas. Os "Sneakernets", como este compartilhamento era chamado, criavam vrias cpias dos dados. Cada vez que um arquivo era modificado ele teria que ser compartilhado novamente com todas as outras pessoas que precisavam daquele arquivo. Se duas pessoas modificavam o arquivo e depois tentavam compartilh-lo, um dos conjuntos de modificaes era perdido. As empresas precisavam de uma soluo que respondesse satisfatoriamente s trs questes abaixo:

    Como evitar a duplicao de equipamentos e recursos Como se comunicar eficazmente Como configurar e gerenciar uma rede As empresas perceberam que a tecnologia de rede aumentaria a produtividade enquanto lhes economizaria dinheiro. Novas redes foram sendo criadas ou expandidas to rapidamente quanto surgiam novos produtos e tecnologias de rede. As redes no incio dos anos 80, houve uma grande expanso no uso de redes, apesar da desorganizao na primeira fase de desenvolvimento.

    No incio dos anos 80, as tecnologias de rede que surgiram tinham sido criadas usando diferentes implementaes de hardware e software. Cada empresa que criava hardware e software para redes usava seus prprios padres. Estes padres individuais eram desenvolvidos devido competio com outras companhias. Conseqentemente, muitas das novas tecnologias de rede eram incompatveis umas com as outras. Tornou-se cada vez mais difcil para as redes que usavam especificaes diferentes se comunicarem entre si. Freqentemente era necessrio que o equipamento antigo de rede fosse removido para que fosse implementado o novo equipamento.

    Uma das primeiras solues foi a criao de padres de redes locais (LAN). J que os padres de redes locais ofereciam um conjunto aberto de diretrizes para a criao de hardware e software de rede, equipamentos de diferentes companhias poderiam ento tornar-se compatveis. Isto permitiu estabilidade na implementao de redes locais.

    Em um sistema de rede local, cada departamento da empresa uma espcie de ilha eletrnica. medida que o uso do computador nas empresas cresceu, logo se percebeu que at mesmo as redes locais no eram o suficiente.

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

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    2.1 Terminologia de Redes 2.1.2 Histria das Redes

    A histria das redes de computador complexa.

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    28 Apenas para uso NO COMERCIAL

    Ela envolveu pessoas do mundo inteiro nos ltimos 35 anos. Apresentamos aqui uma viso simplificada de como evoluiu a Internet. Os processos de inveno e comercializao so muito mais complicados, mas pode ser til examinar o desenvolvimento fundamental.

    Nos anos 40, os computadores eram enormes dispositivos eletromecnicos propensos a falhas. Em 1947, a inveno de um transistor semicondutor criou vrias possibilidades para a fabricao de computadores menores e mais confiveis. Nos anos 50, os mainframes, que eram acionados por programas em cartes perfurados, comearam a ser usados por grandes instituies. No final dos anos 50, foi inventado o circuito integrado, que combinava vrios, depois muitos e agora combina milhes de transistores em uma pequena pea de semicondutor. Durante os anos 60, o uso de mainframes com terminais era bastante comuns assim como os circuitos integrados eram largamente utilizados.

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    29 Apenas para uso NO COMERCIAL

    No final dos anos 60 e 70, surgiram computadores menores, chamados de minicomputadores. No entanto, estes minicomputadores eram ainda muito grandes para os padres modernos. Em 1977, a Apple Computer Company apresentou o microcomputador, tambm conhecido como computador pessoal. Em 1981 a IBM apresentou o seu primeiro computador pessoal. O Mac amigvel, o IBM PC de arquitetura aberta e a maior micro-miniaturizao dos circuitos integrados conduziram difuso do uso de computadores pessoais nas casas e nos escritrios.

    Em meados dos anos 80, os usurios com computadores stand alone comearam a compartilhar dados usando modems para fazer conexo a outros computadores. Era conhecido como comunicao ponto-a-ponto ou dial-up. Este conceito se expandiu com a utilizao de computadores que operavam como o ponto central de comunicao em uma conexo dial-up. Estes computadores eram chamados de bulletin boards (BBS). Os usurios faziam a conexo aos BBSs, onde deixavam ou pegavam mensagens, assim como faziam upload e download de arquivos. A desvantagem deste tipo de sistema era que havia pouqussima comunicao direta entre usurios e apenas com aqueles que conheciam o BBS. Uma outra limitao era que o computador de BBS precisava de um modem para cada conexo. Se cinco pessoas quisessem se conectar simultaneamente, seria necessrio ter cinco modems conectados a cinco linhas telefnicas separadas. Conforme foi crescendo o nmero de pessoas desejando usar o sistema, este no foi capaz de atender s exigncias. Por exemplo, imagine se 500 pessoas quisessem fazer a conexo ao mesmo tempo. Tendo incio nos anos 60 e continuando pelos anos 70, 80 e 90, o Departamento de Defesa americano (DoD) desenvolveu grandes e confiveis redes de longa distncia (WANs) por razes militares e cientficas. Esta tecnologia era diferente da comunicao ponto-a-ponto usada nos quadros de aviso. Ela permitia que vrios computadores se interconectassem usando vrios caminhos diferentes. A prpria rede determinaria como mover os dados de um computador para outro. Em vez de poder comunicar com apenas um outro computador de cada vez, muitos computadores podiam ser conectados usando a mesma conexo. A WAN do DoD com o tempo veio a se tornar a Internet.

    2.1 Terminologia de Redes 2.1.3 Dispositivos de rede

    Os equipamentos que se conectam diretamente a um segmento de rede so chamados de dispositivos. Estes dispositivos so divididos em duas classificaes. A primeira classificao de dispositivos de usurio final. Os dispositivos de usurio final incluem computadores, impressoras, scanners e outros dispositivos que fornecem servios diretamente ao usurio. A segunda classificao de dispositivos de rede. Dispositivos de rede incluem todos os dispositivos que fazem a interconexo de todos os dispositivos do usurio final permitindo que se comuniquem.

    Os dispositivos de usurio final que fornecem aos usurios uma conexo rede so tambm conhecidos como hosts. Estes dispositivos permitem que os usurios compartilhem, criem e obtenham informaes. Os hosts podem existir sem uma rede, porm, sem a rede, suas capacidades so muito limitadas. Os hosts so fisicamente conectados aos meios de rede usando uma placa de rede (NIC). Eles usam esta conexo para realizar as tarefas de enviar de e-mails, imprimir relatrios, digitalizar imagens ou acessar bancos de dados. Uma placa de rede uma placa de circuito impresso que cabe

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    30 Apenas para uso NO COMERCIAL

    no slot de expanso de um barramento em uma placa-me do computador, ou pode ser um dispositivo perifrico. tambm chamada adaptador de rede. As placas de rede dos computadores laptop ou notebook geralmente so do tamanho de uma placa PCMCIA. Cada placa de rede individual transporta um indentificador exclusivo, denominado endereo de Controle de Acesso ao Meio (MAC - Media Access Control). Este endereo usado para controlar as comunicaes de dados do host na rede. Maiores detalhes sobre endereos MAC sero fornecidos mais adiante. Como o nome sugere, a placa de rede controla o acesso do host ao meio.

    No existem smbolos padronizados para representar na indstria de rede os dispositivos de usurio final. Eles apresentam uma aparncia semelhante aos dispositivos verdadeiros para permitir um reconhecimento rpido.

    Os dispositivos de rede proporcionam transporte para os dados que precisam ser transferidos entre os dispositivos de usurio final.

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    31 Apenas para uso NO COMERCIAL

    Os dispositivos de rede proporcionam extenso de conexes de cabos, concentrao de conexes, converso de formatos de dados, e gerenciamento de transferncia de dados. Exemplos de dispositivos que realizam estas funes so: repetidores, hubs, bridges, switches e roteadores. Todos os dispositivos de rede mencionados aqui sero explicados em maiores detalhes mais adiante neste curso. Para o momento, ser fornecida uma breve viso geral dos dispositivos de rede.

    Um repetidor um dispositivo de rede usado para regenerar um sinal. Os repetidores regeneram os sinais analgicos e digitais que foram distorcidos por perdas na transmisso devido atenuao. Um repetidor no realiza decises inteligentes sobre o encaminhamento de pacotes como um roteador ou bridge.

    Os hubs concentram conexes. Em outras palavras, juntam um grupo de hosts e permitem que a rede os veja como uma nica unidade. Isto feito passivamente, sem qualquer outro efeito na transmisso dos dados. Os hubs ativos no s concentram hosts, como tambm regeneram sinais.

    As bridges, ou pontes, convertem os formatos de dados transmitidos na rede assim como realizam gerenciamento bsico de transmisso de dados.

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    32 Apenas para uso NO COMERCIAL

    As bridges, como o prprio nome indica, proporcionam conexes entre redes locais. As bridges no s fazem conexes entre redes locais, como tambm verificam os dados para determinar se devem ou no cruzar a bridge. Isto faz com que cada parte da rede seja mais eficiente.

    Os switches de grupos de trabalho (Workgroup switches) adicionam mais inteligncia ao gerenciamento da transferncia de dados.

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    33 Apenas para uso NO COMERCIAL

    Eles no s podem determinar se os dados devem ou no permanecer em uma rede local, mas como tambm podem transferir os dados somente para a conexo que necessita daqueles dados. Outra diferena entre uma bridge e um switch que um switch no converte os formatos dos dados transmitidos.

    Os roteadores possuem todas as capacidades listadas acima. Os roteadores podem regenerar sinais, concentrar conexes mltiplas, converter formatos dos dados transmitidos, e gerenciar as transferncias de dados. Eles tambm podem ser conectados a uma WAN, que lhes permite conectar redes locais que esto separadas por longas distncias. Nenhum outro dispositivo pode prover este tipo de conexo.

    2.1 Terminologia de Redes 2.1.4 Topologias de rede

    Topologias de rede definem a estrutura da rede. Uma parte da definio de topologia a topologia fsica, que o layout efetivo dos fios ou meios fsicos. A outra parte a topologia lgica, que define como os meios fsicos so acessados pelos hosts para o envio de dados. As topologias fsicas que so comumente usadas so as seguintes:

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    34 Apenas para uso NO COMERCIAL

    Uma topologia em barramento (bus) usa um nico cabo backbone que terminado em ambas as extremidades. Todos os hosts so diretamente conectados a este backbone. Uma topologia em anel (ring) conecta um host ao prximo e o ltimo host ao primeiro. Isto cria um anel fsico utilizando o cabo.

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    35 Apenas para uso NO COMERCIAL

    Uma topologia em estrela (star) conecta todos os cabos a um ponto central de concentrao.

    Uma topologia em estrela estendida (extended star) une estrelas individuais ao conectar os hubs ou switches. Esta topologia pode estender o escopo e a cobertura da rede. Uma topologia hierrquica semelhante a uma estrela estendida. Porm, ao invs de unir os hubs ou switches, o sistema vinculado a um computador que controla o trfego na topologia.

    Uma topologia em malha (mesh) implementada para prover a maior proteo possvel contra interrupes de servio. A utilizao de uma topologia em malha nos sistemas de controle de uma usina nuclear de energia interligados em rede seria um excelente exemplo. Como possvel ver na figura, cada host tem suas prprias conexes com todos os outros hosts. Apesar da Internet ter vrios caminhos para qualquer local, ela no adota a topologia em malha completa. A topologia lgica de uma rede a forma como os hosts se comunicam atravs dos meios. Os dois tipos mais comuns de topologias lgicas so broadcast e passagem de token.

    A topologia de broadcast simplesmente significa que cada host envia seus dados a todos os outros hosts conectados ao meio fsico da rede. No existe uma ordem que deve ser seguida pelas estaes para usar a rede. A ordem : primeiro a chegar, primeiro a usar. A Ethernet funciona desta maneira conforme ser explicado mais tarde neste curso.

    A segunda topologia lgica a passagem de token. A passagem de token controla o acesso rede, passando um token eletrnico seqencialmente para cada host. Quando um host recebe o token, significa que esse host pode enviar dados na rede. Se o host no tiver dados a serem enviados, ele vai passar o token para o prximo host e o processo ser repetido. Dois exemplos de redes que usam passagem de token so: Token Ring e Fiber Distributed Data Interface (FDDI). Uma variao do Token Ring e FDDI Arcnet. Arcnet passagem de token em uma topologia de barramento.

    O diagrama na Figura mostra muitas topologias diferentes conectadas pelos dispositivos de rede. Ele mostra uma rede local de complexidade moderada que tpica de uma escola ou de uma pequena empresa. Ele tem muitos smbolos e representa muitos conceitos de rede que vo levar tempo para serem aprendidos.

    2.1 Terminologia de Redes 2.1.5 Protocolos de rede

    Conjuntos de protocolos (protocol suites) so colees de protocolos que permitem a comunicao de um host para outro atravs da rede. Um protocolo uma descrio formal de um conjunto de regras e convenes que governam a maneira de comunicao entre os dispositivos em uma rede. Os protocolos determinam o formato, temporizao, seqncia, e controle de erros na comunicao de dados. Sem os protocolos, o computador no pode criar ou reconstruir o fluxo de bits recebido de outro computador no seu formato original.

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    36 Apenas para uso NO COMERCIAL

    Os protocolos controlam todos os aspectos de comunicao de dados, que incluem o seguinte:

    Como construda a rede fsica Como os computadores so conectados rede Como so formatados os dados para serem transmitidos Como so enviados os dados Como lidar com erros Estas regras para redes so criadas e mantidas por diferentes organizaes e comits. Includos nestes grupos esto: Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE), American National Standards Institute (ANSI), Telecommunications Industry Association (TIA), Electronic Industries Alliance (EIA) e International Telecommunications Union (ITU), anteriormente conhecida como Comit Consultatif International Tlphonique et Tlgraphique (CCITT).

    2.1 Terminologia de Redes 2.1.6 Redes locais (LANs)

    As redes locais consistem nos seguintes componentes:

    Computadores Placa de Interface de Rede Dispositivos perifricos Meios de rede Dispositivos de rede

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    37 Apenas para uso NO COMERCIAL

    Redes locais possibilitam que as empresas utilizem a tecnologia para o compartilhamento eficiente de arquivos e impressoras locais, alm de possibilitar a comunicao interna. Um bom exemplo desta tecnologia o e-mail. Elas unem dados, comunicaes locais e equipamento de computao.

    Algumas tecnologias comuns rede local so: Ethernet Token Ring FDDI

    2.1 Terminologia de Redes 2.1.7 Redes de longa distncia (WANs)

    As WANs interconectam as redes locais, fornecendo ento acesso a computadores ou servidores de arquivos em outros locais. Como as WANs conectam redes de usurios dentro de uma vasta rea geogrfica, elas permitem que as empresas se comuniquem ao longo de grandes distncias. Com a utilizao de WANs torna-se possvel que os computadores, impressoras e outros dispositivos em uma rede local compartilhem e sejam compartilhados com locais distantes. As WANs proporcionam comunicaes instantneas atravs de grandes reas geogrficas. A capacidade de enviar uma mensagem instantnea (IM) para algum em qualquer lugar do mundo proporciona as mesmas capacidades de comunicao que antigamente eram possveis somente se as pessoas estivessem no mesmo escritrio fsico. O software de colaborao proporciona acesso a informaes em tempo real e recursos que permitem a realizao de reunies remotamente, ao invs de pessoalmente. Redes de longa distncia criaram tambm uma

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    38 Apenas para uso NO COMERCIAL

    nova classe de trabalhadores conhecidos como telecomutadores, que so pessoas que nunca precisam sair de casa para ir trabalhar.

    As WANs so projetadas para executar as seguintes aes:

    Operar em grandes reas separadas geograficamente. Permitir que os usurios tenham capacidades de comunicao em tempo real com outros usurios Proporcionar que recursos remotos estejam permanentemente conectados aos servios locais Proporcionar servios de e-mail, World Wide Web, transferncia de arquivos e e-commerce Algumas tecnologias comuns WAN so:

    Modems Integrated Services Digital Network (ISDN) Digital Subscriber Line (DSL ) Frame Relay Hierarquias digitais T (EUA) e E (Europa): T1, E1, T3, E3 Synchronous Optical Network (SONET)

    2.1 Terminologia de Redes 2.1.8 Redes de reas metropolitanas (MANs)

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    Uma MAN uma rede que abrange toda a rea metropolitana como uma cidade ou rea suburbana. Uma MAN geralmente consiste em duas ou mais redes locais em uma mesma rea geogrfica. Por exemplo, um banco com vrias sucursais pode utilizar uma MAN. Tipicamente. um provedor de servios est acostumado a conectar dois ou mais sites de redes locais usando linhas privadas de comunicao ou servios ticos. tambm possvel criar uma MAN usando uma tecnologia de bridge sem fio (wireless) emitindo sinais atravs de reas pblicas.

    2.1 Terminologia de Redes 2.1.9 Storage-area networks (SANs)

    Uma SAN uma rede dedicada de alto desempenho, usada para transportar dados entre servidores e recursos de armazenamento (storage). Por ser uma rede separada e dedicada, ela evita qualquer conflito de trfego entre clientes e servidores.

    A tecnologia SAN permite a conectividade em alta velocidade de servidor-a-rea de armazenamento, de rea de armazenamento-a-rea de armazenamento ou de servidor-a-servidor. Este mtodo usa uma infra-estrutura de rede separada que alivia qualquer problema associado conectividade da rede existente.

    SANs oferecem os seguintes recursos:

    Desempenho: SANs permitem um acesso simultneo de disk arrays ou tape arrays por dois ou mais servidores em alta velocidade, oferecendo um melhor desempenho do sistema. Disponibilidade: SANs j incorporam uma tolerncia contra desastres, j que permitem o espelhamento de dados usando uma SAN a distncias de at 10 quilmetros (6,2 milhas). Escalabilidade: Como uma LAN/WAN, ela pode usar uma variedade de tecnologias. Assim permitindo uma transferncia fcil de dados de backup, operaes, migrao de arquivos, e replicao de dados entre sistemas.

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    2.1 Terminologia de Redes 2.1.10 Virtual Private Network (VPN)

    Uma VPN uma rede particular que construda dentro de uma infra-estrutura de rede pblica como a Internet global. Ao usar uma VPN, um telecomutador pode acessar a rede da matriz da empresa atravs da Internet criando um tnel seguro entre o PC do telecomutador a um roteador da VPN na matriz.

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    2.1 Terminologia de Redes 2.1.11 Vantagens das VPNs

    Os produtos Cisco suportam a tecnologia VPN mais moderna. Uma VPN um servio que oferece conectividade segura e confivel atravs de uma infra-estrutura de rede pblica compartilhada como a Internet. As VPNs mantm as mesmas diretivas de segurana e gerenciamento como uma rede particular. Elas apresentam o mtodo mais econmico no estabelecimento de uma conexo ponto-a-ponto entre usurios remotos e uma rede de clientes empresariais.

    Seguem abaixo os trs tipos principais de VPNs:

    Access VPNs: Access VPNs proporcionam o acesso remoto para funcionrios mveis e para pequenos escritrios/escritrios domiciliares (SOHO) Intranet ou Extranet da matriz atravs de uma infra-estrutura compartilhada. Access VPNs utilizam tecnologias analgicas, de discagem (dial-up), ISDN, DSL (digital subscriber line), IP mvel e de cabo para fazerem a conexo segura dos usurios mveis, telecomutadores e filiais. Intranet VPNs: Intranet VPNs ligam os escritrios regionais e remotos rede interna da matriz atravs de uma infra-estrutura compartilhada com a utilizao de conexes dedicadas. Intranet VPNs diferem das Extranet VPNs dado que s permitem o acesso aos funcionrios da empresa. Extranet VPNs: Extranet VPNs ligam os associados empresariais rede da matriz atravs de uma infra-estrutura compartilhada com a utilizao de conexes dedicadas. Extranet VPNs diferem das Intranet VPNs dado que s permitem o acesso aos usurios externos empresa.

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    2.1 Terminologia de Redes 2.1.12 Intranets e extranets

    Intranet uma configurao comum de uma rede local. Os servidores Intranet da Web diferem dos servidores pblicos da Web dado que os pblicos devem ter permisses e senhas corretas para acessarem a Intranet de uma organizao. Intranets so projetadas para permitir o acesso somente de usurios que tenham privilgios de acesso rede local interna da organizao. Dentro de uma Intranet, servidores Web so instalados na rede. A tecnologia do navegador Web usada como uma interface comum para acessar informaes tais como dados ou grficos financeiros armazenadas em formato texto nesses servidores.

    Extranets se referem aos aplicativos e servios desenvolvidos para a Intranet, e atravs de acesso seguro tm seu uso estendido a usurios ou empresas externas. Geralmente este acesso realizado atravs de senhas, IDs dos usurios e outros meios de segurana ao nvel do aplicativo. Portanto, uma Extranet uma extenso de duas ou mais estratgias da Intranet com uma interao segura entre empresas participantes e suas respectivas intranets.

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    2.2 Largura de Banda 2.2.1 Importncia da largura de banda

    Largura de banda definida como a quantidade de informaes que flui atravs da conexo de rede durante de um certo perodo de tempo. extremamente importante entender o conceito de largura de banda durante o estudo de redes devido s seguintes razes:

    A largura de banda finita. Em outras palavras, independentemente dos meios usados para criar a rede, existem limites na capacidade daquela rede de transportar informaes. A largura de banda limitada por leis da fsica e pelas tecnologias usadas para colocar as informaes nos meios fsicos. Por exemplo, a largura de banda de um modem convencional est limitada a aproximadamente 56 Kbps pelas propriedades fsicas dos fios de par tranado da rede de telefonia e pela tecnologia do modem. Entretanto, as tecnologias usadas pelo DSL tambm usam os mesmos fios de telefone de par tranado, e ainda assim o DSL proporciona uma largura de banda muito maior do que a disponvel com modems convencionais. Assim, mesmo os limites impostos pelas leis da fsica so s vezes difceis de serem definidos. A fibra ptica possui o potencial fsico de fornecer largura de banda virtualmente sem limites. Mesmo assim, a largura de banda da fibra ptica no pode ser completamente entendida at que as tecnologias sejam desenvolvidas para aproveitar de todo o seu potencial.

    Largura de banda no grtis. possvel comprar equipamentos para uma rede local que lhe oferecer uma largura de banda quase ilimitada durante um longo perodo de tempo. Para as conexes WAN (wide-area network), quase sempre necessrio comprar largura de banda de um provedor de servios. Em qualquer caso, um entendimento de largura de banda e mudanas na

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    demanda de largura de banda durante certo perodo de tempo, poder oferecer a um indivduo ou a uma empresa, uma grande economia de dinheiro. Um gerente de redes precisa fazer as decises corretas na compra dos tipos de equipamentos e servios. A largura de banda um fator importante na anlise do desempenho da rede, na criao de novas redes, e no entendimento da Internet.

    Um profissional de rede precisa entender o grande impacto da largura de banda e do throughput no desempenho e desenho de redes. As informaes fluem como uma seqncia de bits de computador a computador por todo o mundo. Esses bits representam enormes quantidades de informaes que fluem de um lado a outro atravs do globo em segundos ou menos. De certa maneira, pode ser apropriado dizer que a Internet largura de banda.

    A demanda por largura de banda est sempre crescendo. To logo so criadas novas tecnologias de rede e infra-estruturas para fornecer maior largura de banda, tambm so criados novos aplicativos para aproveitar da maior capacidade. A transmisso, atravs da rede, de contedo rico em mdia, inclusive vdeo e udio streaming, exige quantidades enormes de largura de banda. Os sistemas de telefonia IP agora so comumente instalados em lugar dos sistemas de voz tradicionais, o que aumenta mais ainda a necessidade da largura de banda. O profissional de rede eficiente dever antecipar a necessidade de aumentar a largura de banda e agir de acordo.

    2.2 Largura de Banda 2.2.2 O desktop

    Largura de banda definida como a quantidade de informaes que flui atravs da conexo de rede durante de um certo perodo de tempo. A idia de que as informaes fluem sugere duas analogias que podem facilitar a visualizao de largura de banda na rede. J que se diz que tanto a gua como o trfego fluem, considere as seguintes analogias:

    A largura de banda como o dimetro de um cano. Uma rede de canos traz gua potvel para residncias e empresas e leva embora a gua do esgoto. Esta rede de gua consiste em canos de vrios dimetros. Os canos principais de gua de uma cidade podem ter at dois metros de dimetro, enquanto que o cano para a torneira da cozinha pode ter apenas dois centmetros de dimetro. O dimetro do cano determina a capacidade do cano levar gua. Portanto, a gua como os dados, e o dimetro do cano como a largura de banda. Muitos especialistas em rede falam que precisam colocar canos maiores quando precisam aumentar a capacidade de transmitir informaes.

    A largura de banda como o nmero de pistas de uma rodovia. Uma rede de estradas que atendem todas as cidades e municpios. As grandes rodovias com muitas pistas so alimentadas por estradas menores com menos pistas. Estas estradas podem conduzir a estradas menores e mais estreitas, que mais cedo ou mais tarde chegam at a entrada da garagem das casas e das empresas. Quando

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    pouqussimos carros utilizam o sistema de rodovias, cada veculo estar mais livre para se locomover. Quando houver mais trfego, os veculos se locomovero mais lentamente. Este o caso, especialmente em estradas com menor nmero de pistas para os carros se locomoverem. Mais cedo ou mais tarde, conforme o trfego vai aumentando no sistema rodovirio, at mesmo as rodovias com vrias pistas se tornam lentas e congestionadas. Uma rede de dados bem semelhante ao sistema rodovirio. Os pacotes de dados so comparveis a automveis, e a largura de banda comparvel ao nmero de pistas na rodovia. Quando visualizada a rede de dados como um sistema rodovirio, torna-se mais fcil ver como as conexes de largura de banda baixa podem causar um congestionamento atravs de toda a rede.

    2.2 Largura de Banda 2.2.3 Medio

    Nos sistemas digitais, a unidade bsica de largura de banda bits por segundo (bps).

    A largura de banda a medida da quantidade de informao que pode ser transferida de um lugar para o outro em um determinado perodo de tempo, ou segundos. Apesar de que a largura de banda pode ser descrita em bits por segundo, geralmente pode-se usar algum mltiplo de bits por segundo. Em outras palavras, a largura de banda tipicamente descrita como milhares de bits por segundo (Kbps), milhes de bits por segundo (Mbps), bilhes de bits por segundo (Gbps) e trilhes de bits per segundo (Tbps). Embora os termos largura de banda e velocidade sejam freqentemente confundidos, no so exatamente sinnimos. Pode-se dizer, por exemplo, que uma conexo T3 a 45Mbps opera a uma velocidade mais alta que uma conexo T1 a 1,544Mbps. No entanto, se apenas uma pequena quantidade da sua capacidade de transmitir dados estiver sendo usada, cada um desses tipos de conexo transportar os dados com aproximadamente a mesma velocidade. Por exemplo, uma pequena quantidade de gua fluir mesma taxa atravs de um cano fino ou atravs de um grosso. Portanto, mais adequado dizer que uma conexo T3 tem uma largura de banda maior que uma conexo T1. A razo que a conexo T3 capaz de transmitir mais informaes durante o mesmo perodo de tempo e no porque tem uma velocidade mais alta.

    2.2 Largura de Banda

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    2.2.4 Limitaes

    A largura de banda varia dependendo do tipo dos meios fsicos assim como das tecnologias de rede local e WAN utilizadas. A fsica dos meios explica algumas das diferenas. Os sinais so transmitidos atravs de fio de cobre de par tranado, de cabo coaxial, de fibra ptica e do ar. As diferenas fsicas na maneira com que os sinais so transmitidos resultam em limitaes fundamentais na capacidade de transporte de informaes de um determinado meio. Porm, a largura de banda real de uma rede determinada pela combinao de meios fsicos e das tecnologias escolhidas para a sinalizao e a deteco de sinais de rede.

    Por exemplo, o entendimento atual da fsica do cabo de cobre de par tranado no blindado (UTP) coloca o limite terico da largura de banda acima de um gigabit por segundo (Gbps). No entanto, na realidade, a largura de banda determinada pela utilizao de Ethernet 10BASE-T, 100BASE-TX, ou 1000BASE-TX. Em outras palavras, a largura de banda real determinada pelos mtodos de sinalizao, placas de rede (NICs), e outros itens de equipamento de rede escolhidos. Conseqentemente, a largura de banda no somente determinada pelas limitaes dos meios fsicos.

    A Figura mostra alguns tipos mais comuns de meios de rede junto com limites na distncia e na largura de banda quando se est usando a tecnologia de rede indicada.

    2.2 Largura de Banda 2.2.5 Throughput

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    Largura de banda a medio da quantidade de informaes que podem ser transferidas atravs da rede em certo perodo de tempo. Portanto, a quantidade de largura de banda disponvel uma parte crtica da especificao da rede. Uma rede local tpica poder ser confeccionada para fornecer 100 Mbps para cada estao de trabalho de mesa, mas isso no quer dizer que cada usurio ser capaz de transmitir centenas de megabits de dados atravs da rede para cada segundo de uso. Isto s seria possvel sob circunstncias ideais. O conceito de throughput poder ajudar na explicao de como isto possvel.

    O throughput se refere largura de banda real medida, em uma hora do dia especfica, usando especficas rotas de Internet, e durante a transmisso de um conjunto especfico de dados na rede. Infelizmente, por muitas razes, o throughput muito menor que a largura de banda digital mxima possvel do meio que est sendo usado. Abaixo seguem alguns dos fatores que determinam o throughput:

    Dispositivos de interconexo Tipos de dados sendo transferidos Topologias de rede Nmero de usurios na rede Computador do usurio Computador servidor Condies de energia

    A largura de banda terica de uma rede uma considerao importante na criao da rede, pois a largura de banda de rede nunca ser maior que os limites impostos pelos meios e pelas tecnologias de rede escolhidas. No entanto, tambm importante que o projetista e o administrador de redes considerem os fatores que podem afetar o throughput real. Com a medio constante do throughput, um administrador de redes ficar ciente das mudanas no desempenho da rede e na mudana das necessidades dos usurios da rede. A rede poder ento ser ajustada apropriadamente.

    2.2 Largura de Banda 2.2.6 Clculo da transferncia de dados

    Geralmente os administradores e projetistas de redes so convidados a tomar decises relativas largura de banda. Uma das decises seria a de aumentar ou no o tamanho das conexes de WAN para acomodar um novo banco de dados. Outra deciso seria se o backbone atual da rede local tem ou no largura suficiente para um programa de treinamento que utilize vdeo streaming. Nem sempre fcil encontrar as respostas aos problemas como esses, mas o melhor lugar por onde comear com um simples clculo de transferncia de dados.

    Usando a frmula tempo de transferncia = tamanho do arquivo / largura de banda (T = S/BW) permite que um administrador da rede faa uma estimativa de vrios dos componentes importantes do desempenho da rede. Se for conhecido o tamanho tpico do arquivo para um determinado aplicativo, a diviso do tamanho do arquivo pela largura de banda da rede resulta em uma estimativa do tempo mais rpido no qual o arquivo pode ser transferido.

    Devem ser considerados dois pontos importantes ao fazer estes clculos.

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    O resultado apenas uma estimativa, pois o tamanho do arquivo no inclui qualquer encargo adicionado pela encapsulao. provvel que o resultado seja um tempo de transferncia na melhor das hipteses, pois a largura de banda disponvel nem sempre est a um mximo terico para o tipo de rede utilizada. Uma estimativa mais precisa poder ser obtida se o throughput for substitudo pela largura de banda na equao. Apesar dos clculos da transferncia de dados serem bem simples, deve-se ter cuidado para usar as mesmas unidades por toda a equao. Em outras palavras, se a largura de banda for medida em megabits por segundo (Mbps), o tamanho do arquivo dever ser em megabits (Mb), e no megabytes (MB). J que os tamanhos de arquivos so tipicamente dados em megabytes, talvez seja necessrio multiplicar por oito o nmero de megabytes para convert-los em megabits.

    Tente responder a seguinte pergunta, usando a frmula T=S/BW. No se esquea de converter as unidades de medio conforme o necessrio.

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

    2.2 Largura de Banda 2.2.7 Digital versus analgico

    At recentemente, as transmisses de rdio, televiso e telefone tm sido enviadas atravs do ar e atravs de fios usando ondas eletromagnticas. Essas ondas so denominadas analgicas pois tm as mesmas formas das ondas de luz e de som que so produzidas pelos transmissores. Conforme as ondas de luz e de som mudam de tamanho e forma, o sinal eltrico que transporta a transmisso muda proporcionalmente. Em outras palavras, as ondas eletromagnticas so anlogas s ondas de luz e de som.

    A largura de banda analgica medida de acordo com o quanto do espectro eletromagntico ocupado por cada sinal. A unidade bsica da largura de banda analgica hertz (Hz), ou ciclos por segundo. Tipicamente, os mltiplos desta unidade bsica da largura de banda so usados, da mesma maneira que a largura de banda digital. As unidades de medio mais comumente usadas so kilohertz (KHz), megahertz (MHz), e gigahertz (GHz). Estas so as unidades que se usa para descrever as freqncias de telefones sem fio, que geralmente operam a 900 MHz ou 2,4 GHz. Estas so tambm as unidades que se usa para descrever as freqncias de redes sem fio (wireless) de 802.11a e 802.11b, que operam a 5 GHz e 2,4 GHz.

    J que os sinais analgicos so capazes de transportar uma variedade de informaes, eles possuem algumas desvantagens significativas ao serem comparados s transmisses digitais. O sinal de vdeo analgico que requer uma ampla gama de freqncias para a transmisso no pode ser comprimido para caber dentro de uma banda mais estreita. Portanto, se por acaso no estiver disponvel a largura de banda analgica, o sinal no poder ser enviado.

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    Na sinalizao digital, todas as informaes so transmitidas como bits, independentemente do tipo de informaes. Voz, vdeo e dados todos se tornam fluxo de bits quando so preparados para a transmisso atravs de meios digitais. Este tipo de transmisso proporciona uma vantagem muito importante da largura de banda digital sobre a largura de banda analgica. Podem ser enviadas quantidades ilimitadas de informaes atravs do canal digital que tenha a menor ou mais baixa largura de banda. Independentemente do tempo que a informao digital leva para chegar ao seu destino e ser reagrupada, ela pode ser vista, ouvida, lida ou processada na sua forma original.

    muito importante entender as diferenas e semelhanas entre a largura de banda analgica e digital. Os dois tipos de largura de banda so fceis de serem encontrados no campo da tecnologia da informtica. Porm, em funo deste curso se preocupar primariamente com redes digitais, o termo largura de banda se refere a largura de banda digital.

    2.3 Modelos de Redes 2.3.1 Usando camadas para analisar problemas em um fluxo de materiais

    O conceito de camadas usado para descrever como ocorre a comunicao de um computador para outro. A Figura mostra um conjunto de questes que so relacionadas ao fluxo, que definido como um movimento de objetos fsicos ou lgicos atravs de um sistema. Estas questes mostram como o conceito de camadas ajuda na descrio dos detalhes do processo de fluxo. Este processo pode ser associado a qualquer tipo de fluxo, de um fluxo de trfego em um sistema rodovirio at o fluxo de dados atravs de uma rede. A Figura mostra vrios exemplos de fluxo e maneiras em que o fluxo de informaes pode ser decomposto em detalhes ou camadas.

    Uma conversao entre duas pessoas apresenta uma boa oportunidade para usar uma abordagem de camadas para analisar o fluxo de informaes. Em uma conversao, cada pessoa que deseja comunicar-se comea por criar uma idia. Em seguida deve-se tomar uma deciso de como comunicar a idia de maneira correta. Por exemplo, uma pessoa poderia decidir falar, cantar ou gritar, e qual idioma usar. Finalmente a idia seria entregue. Por exemplo, a pessoa cria o som que transporta a mensagem.

    Este processo pode ser dividido em camadas separadas que podem ser aplicadas a todas as conversaes. A camada superior a idia que ser comunicada. A camada do meio a deciso de como ser comunicada a idia. A camada inferior a criao do som para transportar a comunicao.

    O mesmo mtodo de dividir uma tarefa em camadas explica como uma rede de computador distribui informaes a partir de uma fonte at o seu destino. Quando os computadores enviam informaes atravs de redes, todas as comunicaes tm origem na fonte e depois trafegam at um destino.

    A informao que navega pela rede geralmente conhecida como dados ou um pacote. Um pacote uma unidade de informaes logicamente agrupadas que se desloca entre sistemas de computadores. Conforme os dados so passados entre as camadas, cada camada acrescenta informaes adicionais que possibilitam uma comunicao efetiva com a camada correspondente no outro computador.

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    Os modelos OSI e TCP/IP possuem camadas que explicam como os dados so comunicados desde um computador para outro. Os modelos diferem no nmero e funo das camadas. Entretanto, cada modelo pode ser usado para ajudar na descrio e fornecimento de detalhes sobre o fluxo de informao desde uma fonte at um destino.

    2.3 Modelos de Redes 2.3.2 Usando camadas para descrever a comunicao de dados

    Para que os pacotes de dados trafeguem de uma origem at um destino, atravs de uma rede, importante que todos os dispositivos da rede usem a mesma linguagem, ou protocolo. Um protocolo um conjunto de regras que tornam mais eficiente a comunicao em uma rede. Por exemplo, ao pilotarem um avio, os pilotos obedecem a regras muito especficas de comunicao com outros avies e com o controle de trfe