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Mini Curso de Redes de Mini Curso de Redes de ComputadoresComputadores

Prof. Eng. Igor SouzaProf. Eng. Igor SouzaEmail:Email: igorjsouza@hotmail.com / igorjsouza@gmail.comigorjsouza@hotmail.com / igorjsouza@gmail.com

Apresentação Apresentação

& &

ExpectativasExpectativas

• Este mini curso tem a finalidade de apresentar a o conceito de redes de computadores, as tecnologias de telecomunicação via cabeamento estruturado e sem fio (wireless) no padrão IEEE 802.

• Terão noções básicas de protocolos de comunicação, tipos de cabeamento, dispositivos de redes, etc.

• Dispositivos existentes no mercados e suas marcas, configuração e verifação de conectivade em sistemas operacionais Windows e Linux.

O que é Redes de O que é Redes de

Computadores!?Computadores!?

depósito

Matriz

Filial

Fábrica

• Uma rede de computadores consiste em 2 ou mais computadores e outros dispositivos interligados entre si de modo a poderem compartilhar recursos físicos e lógicos, estes podem ser do tipo: dados, impressoras, mensagens (e-mails),entre outros.

• A Internet é um amplo sistema de comunicação que conecta muitas redes de computadores.

• Existem várias formas e recursos de

vários equipamentos que podem ser

interligados e compartilhados,

mediante meios de acesso, protocolos

e requisitos de segurança.

• Os meios de comunicação podem ser:

linhas telefônicas, cabo ou satélite ou

comunicação sem fios.

ClassificaçãoClassificação

Segundo a Arquitetura de Rede:

– Arcnet (Attached Resource Computer Network);

– Ethernet;– Token ring;– FDDI (Fiber Distributed Data Interface);– ISDN (Integrated Service Digital Network);– Frame Relay;– ATM (Asynchronous Transfer Mode);– X.25;– DSL (Digital Subscriber Line);

Ethernet – Par Trançado

FDDI – Fibra Óptica

DSL Token Ring

X.25

Segundo a extensão geográfica:

– SAN (Storage Area Network)– LAN (Local Area Network)– PAN (Personal Area Network)– MAN (Metropolitan Area Network)– WLAN (Wireless Local Area Network)– WMAN Wireless Metropolitan Area Network, é

uma rede sem fio de maior alcance em relação a WLAN

– WAN (Wide Area Network)– WWAN Wireless Wide Area Network, é uma rede

sem fio de maior alcance em relação a WAN– RAN (Regional Area Network)– CAN (Campus Area Network)

LAN

WAN

WLAN

Segundo a topologia:

– Rede em anel (Ring)

– Rede em barramento (Bus)

– Rede em estrela (Star)

– Rede em malha (Mesh)

– Rede em ponto-a-ponto

Anel

Barramento

Estrela

Ponto a Ponto

Malha

Segundo o meio de transmissão:

– Rede por cabo• Rede de Cabo coaxial• Rede de Cabo de fibra óptica• Rede de Cabo de par trançado

– Rede sem fios• Rede por infravermelhos• Rede por microondas• Rede por rádio

Coaxial

Fibra Óptica

Par Trançado

Sem Fio (Wireless)

Dispositivos de RedeDispositivos de Rede

Adaptadores de Rede ou Adaptadores de Rede ou

Placa de Rede ou NICPlaca de Rede ou NIC

• Placa de rede (também chamada adaptador de rede ou NIC) é um dispositivo de hardware responsável pela comunicação entre os computadores em uma rede.

• A placa de rede é o hardware que permite aos computadores conversarem entre si através da rede. Sua função é controlar todo o envio e recebimento de dados através da rede. Cada arquitetura de rede exige um tipo específico de placa de rede; sendo as arquiteturas mais comuns a rede em anel Token Ring e a tipo Ethernet.

• Além da arquitetura usada, as placas de rede à venda no mercado diferenciam-se também pela taxa de transmissão, cabos de rede suportados e barramento utilizado (On-Board, PCI, ISA ou Externa via USB). As placas de rede para Notebooks podem ser on-board ou PCMCIA.

• Quanto à taxa de transmissão, temos placas Ethernet de 10 Mbps / 100 Mbps / 1000 Mbps e placas Token Ring de 4 Mbps e 16 Mbps. Como vimos no trecho anterior, devemos utilizar cabos adequados à velocidade da placa de rede.

• Usando placas Ethernet de 10 Mbps, por exemplo, devemos utilizar cabos de par trançado de categoria 3 ou 5, ou então cabos coaxiais. Usando uma placa de 100 Mbps o requisito mínimo a nível de cabeamento são cabos de par trançado blindados nível 5.

Adaptador de rede sem fio

Adaptador de rede Ethernet

Brigde (Ponte)Brigde (Ponte)

• Bridge ou ponte é o termo utilizado em informática para designar um dispositivo que liga duas ou mais redes informáticas que usam protocolos distintos ou iguais ou dois segmentos da mesma rede que usam o mesmo protocolo, por exemplo,  ethernet ou token ring.

• Bridges servem para interligar duas redes, como por exemplo ligação de uma rede de um edificio com outro.Uma bridge é um segmento livre entre rede, entre o servidor e o cliente(tunel), possibilitando a cada usuário ter sua senha independente.

HUB (Concentrador)HUB (Concentrador)

• Hub (do Inglês, "transmitir") ou concentrador é o processo pelo qual se transmite ou difunde determinada informação, tendo como principal característica que a mesma informação está sendo enviada para muitos receptores ao mesmo tempo.

• Este termo é utilizado em rádio, telecomunicações e em informática.

Switch (Comutador)Switch (Comutador)

• Comutador ou switch é um dispositivo utilizado em redes de computadores para reencaminhar módulos (frames) entre os diversos nós.

• Possuem portas, assim como os concentradores (hubs) e a principal diferença entre um comutador e um concentrador, é que o comutador segmenta a rede internamente, sendo que a cada porta corresponde um domínio de colisão diferente, o que significa que não haverá colisões entre os pacotes de segmentos diferentes — ao contrário dos concentradores, cujas portas partilham o mesmo domínio de colisão.

• Outra importante diferença está

relacionada à gestão da rede, com um

switch gerenciável, podemos criar

VLANS, deste modo a rede gerida será

divida em menores segmentos.

Router (Roteador)Router (Roteador)

• Roteador (do inglês router,

ou encaminhador) é um equipamento

usado para fazer a comutação

de protocolos, a comunicação entre

diferentes redes de computadores

provendo a comunicação entre

computadores distantes entre si.

• Roteadores são dispositivos que operam na camada 3 do modelo OSI de referência.

• A principal característica desses equipamentos é selecionar a rota mais apropriada para encaminhar os pacotes recebidos.

• Ou seja, escolher o melhor caminho disponível na rede para um determinado destino.

Alguns dos importantes Alguns dos importantes

fabricantes de fabricantes de

dispositivos para rede dispositivos para rede

de computadoresde computadores

Equipamentos e Equipamentos e

Instrumentos de Instrumentos de

medidamedida

Algumas definições Algumas definições

importantes...importantes...

Grupo de Trabalho

• É um pequeno grupo de computadores em rede que trabalham juntos sem a necessidade de administração centralizada e possuí as características de recursos, administração e autenticação de usuário focados e executados em cada computador pertencente ao grupo.

• Cada micro tem seu próprio banco de dados SAM (Security Accounts Manager) que é o banco responsável pela segurança local das contas de usuário.

Dominio

• É um agrupamento lógico de computadores em rede que compartilham recursos em um banco de dados de segurança comum onde a administração e autenticação são centralizadas.

• Existe um diretório onde todas as contas de usuário são armazenadas, este banco é chamado de Active Directory e um usuário precisa somente de uma conta para ter acesso ao mesmo e obter recursos compartilhados no domínio.

• Os domínios apresentam grande facilidade de administração e controle, e são expansíveis (escaláveis), podendo suportar desde pequenos grupos até milhares de estações.

Servidor

• É um sistema de computação que fornece serviços a uma rede de computadores. Esses serviços podem ser de natureza diversa, como por exemplo, arquivos e correio eletrônico.

• Os computadores que acessam os serviços de um servidor são chamados clientes.

• As redes que utilizam servidores são do tipo cliente-servidor, utilizadas em redes de médio e grande porte (com muitas máquinas) e em redes onde a questão da segurança desempenha um papel de grande importância.

• O termo servidor é largamente aplicado a computadores completos, embora um servidor possa equivaler a um software ou a partes de um sistema computacional, ou até mesmo a uma máquina que não seja necessariamente um computador.

Arquitetura TCP/IPArquitetura TCP/IP

• TCP/IP é um conjunto de protocolos de comunicação entre computadores em rede (também chamado de pilha de protocolos TCP/IP). Seu nome vem de dois protocolos: o TCP (Transmission Control Protocol - Protocolo de Controle de Transmissão) e o IP (Internet Protocol - Protocolo de Interconexão).

• O conjunto de protocolos pode ser visto como um modelo de camadas, onde cada camada é responsável por um grupo de tarefas, fornecendo um conjunto de serviços bem definidos para o protocolo da camada superior. As camadas mais altas estão logicamente mais perto do usuário (chamada camada de aplicação) e lidam com dados mais abstratos, confiando em protocolos de camadas mais baixas para tarefas de menor nível de abstração.

Protocolos de Protocolos de

ComunicaçãoComunicação

IP – Internet Protocol IP – Internet Protocol

(Protocolo de Internet)(Protocolo de Internet)

• IP - Internet Protocol (Protocolo de Internet) - é um protocolo usado entre duas ou mais máquinas em rede para encaminhamento dos dados e está localizada na camada de rede; encontrado na internet pública dos dias de hoje. É descrito no RFC 791 da IETF, que foi pela primeira vez publicado em Setembro de 1981;

• Os dados numa rede IP são enviados em blocos referidos como pacotes ou datagramas. Oferece um serviço de datagramas não confiável, significa que a troca de pacotes é feito de forma mais simplificada;

• Versões do protocolo:– Versão 4 ou IPv4, tem endereçamento de origem e destino de 32

bits;

– Versão 6 ou IPv6, tem endereçamento de origem e destino de 128 bits.

• Endereçamento define como os endereços IP dos hosts finais são atribuídos e como as subredes dos endereços de IP dos hosts são divididos e agrupados;

• Encaminhamento IP é feito por todos os hosts, mas mais comumente por roteadores de rede, que tipicamente usam os protocolos IGP (Interior Gateway Protocol) ou EGP (External Gateway Protocol) para ajudar na leitura de datagramas IP que reencaminhem decisões através de IPs em redes ligadas.

• Endereço IP – é um conjunto de números que

representa o local de um determinado equipamento

(normalmente computadores) em uma rede privada ou

públic. Para facilitar o uso pelas pessoas, utiliza-se a

forma de endereços de domínio, tal como

www.sp.senac.br/barretos;

• Cada endereço de domínio é convertido em um

endereço IP pelo DNS (Domain Name System -

Sistema de Nomes de Domínios). Este processo de

conversão é conhecido como resolução de nomes de

domínio. Um endereço IP não identifica uma máquina

individual, mas uma conexão à inter-rede.

Originalmente, o espaço do endereço IP foi dividido em poucas estruturas de tamanho fixo chamados de "classes de endereço". As três principais são a classe A, classe B e classe C. Examinando os primeiros bits de um endereço, o software do IP consegue determinar rapidamente qual a classe, e logo, a estrutura do endereço.

Classe Faixa de endereços de IP Notação CIDRNúmero de Redes

Número de IPs

IPs por rede

Classe A 10.0.0.0 – 10.255.255.255 10.0.0.0/8 126 16.777.215 16.777.216

Classe B 172.16.0.1 – 172.31.255.254 172.16.0.0/12 16.382 1.048.576 65 534

Classe C 192.168.0.0 – 192.168.255.255 192.168.0.0/16 2.091.150 65.535 256

Classes dos Endereços IPClasses dos Endereços IP

Portas ou ServiçosPortas ou Serviços

• Está associado a um serviço (camada aplicação)/ligação específica. Cada um dos intervenientes na conexão dispõe de uma porta associada a um valor de 16 bit que dificilmente será o mesmo do interlocutor;

• Alguns serviços são tipicamente acessíveis em portas fixas, conhecidas como portas bem conhecidas, que são aqueles numerados do 1 ao 1023. Existem ainda duas gamas de portas, registradas e privadas ou dinâmicas, são atribuídas pela Internet Assigned Numbers Authority (IANA), tipicamente utilizados por processos com direitos de sistema. Nestas portas encontram-se os serviços triviais, como HTTP, SSH, FTP, etc;

• A gama de portas privadas segue regras de atribuição específicas do sistema operativo e serve para abrir ligações a outras máquinas, como surfar na rede, por exemplo.

DHCPDHCP

• DHCP Dynamic Host Configuration

Protocol, é um protocolo de serviço

TCP/IP que oferece configuração

dinâmica de terminais, com concessão

de endereços IP de host e outros

parâmetros de configuração para

clientes de rede;

• O DHCP opera da seguinte forma:– Um cliente envia um pacote UDP em

broadcast (destinado a todas as máquinas) com um pedido DHCP

– Os servidores DHCP que capturarem este pacote irão responder (se o cliente se enquadrar numa série de critérios — ver abaixo) com um pacote com configurações onde constará, pelo menos, um endereço IP, uma máscara de rede e outros dados opcionais, como o gateway, servidores de DNS, etc.

• Usa um modelo cliente-servidor, no qual o

servidor DHCP mantém o gerenciamento centralizado dos endereços IP usados na rede.

• O DHCP oferece três tipos de alocação de endereços IP:

– Atribuição manual -> existe uma tabela de associação entre o Endereço MAC do cliente (comparado através do pacote broadcast recebido) e o endereço IP (e restantes dados) a fornecer. Esta associação é feita manualmente pelo administrador de rede; por conseguinte, apenas os clientes cujo MAC consta nesta lista poderão receber configurações desse servidor;

– Atribuição automática -> o cliente obtém um endereço de um espaço de endereços possíveis, especificado pelo administrador. Geralmente não existe vínculo entre os vários MAC habilitados a esse espaço de endereços;

– Atribuição dinâmica -> O único método que dispõe a reutilização dinâmica dos endereços. O administrador disponibiliza um espaço de endereços possíveis, e cada cliente terá o software TCP/IP da sua interface de rede configurados para requisitar um endereço por DHCP assim que a máquina arranque. A alocação utiliza um mecanismo de aluguel do endereço, caracterizado por um tempo de vida. Após a máquina se desligar, o tempo de vida naturalmente irá expirar, e da próxima vez que o cliente ligar, o endereço provavelmente será outro.

Máscara de Sub-RedeMáscara de Sub-Rede

Sub-rede

• É uma divisão de uma rede de computadores. A divisão de uma rede grande em redes menores resulta num tráfego de rede reduzido, administração simplificada e melhor performance de rede.

• Para criar sub-redes, qualquer máquina tem que ter uma máscara de sub-rede que define que parte do seu endereço IP será usado como identificador da sub-rede e como identificador do host.

• Uma máscara de subrede também conhecida como subnet mask ou netmask é um número de 32 bits usada para separar em um IP a parte correspondente à rede pública, à subrede e aos hosts.

Máscara de redeMáscara de rede

• Pode tanto significar o endereço lógico, ou seja o endereço da camada de rede – tal como o endereço IP, como o primeiro endereço (endereço base) de um endereço da faixa de endereços reservada a uma organização.

• O endereço de rede é único e pode ser dinâmico ou estático. Este endereço permite ao dispositivo se comunicar com outros dispositivos conectados à rede. Para facilitar o roteamento os endereços são divididos em duas partes:– endereço (número) da rede: que identifica toda a

rede/subrede: o endereço de todos os nós de uma subrede começam com a mesma seqüência.

– endereço (número) do host: que identifica uma ligação a uma máquina em particular ou uma interface desta rede.

Endereços de Rede e Endereços Endereços de Rede e Endereços LógicosLógicos

• Consistem de endereços de 32 bits divididos em 4 octetos e uma máscara de subrede do mesmo tamanho. Há três tipos de redes "classful":

Classes IPv4Classes IPv4

Classe Bits iniciais Início Fim Máscara de Subrede padrão Notação CIDR

A 0 1.0.0.1 126.255.255.254 255.0.0.0 /8

B 10 128.0.0.1 191.255.255.254 255.255.0.0 /16

C 110 192.0.0.1 223.255.255.254 255.255.255.0 /24

Uma rede “classful” é uma rede que Uma rede “classful” é uma rede que possui uma máscara de rede 255.0.0.0, possui uma máscara de rede 255.0.0.0, 255.255.0.0 ou 255.255.255.0.255.255.0.0 ou 255.255.255.0.

ExemploExemplo

Endereço decimal Binário

Endereço completo 192.168.5.10 11000000.10101000.00000101.00001010

Máscara da subrede 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000

Porção da rede 192.168.5.0 11000000.10101000.00000101.00000000

Agora é partir

para a prática!