Redes de computadores_4%c2%ba_ed_andrew_s._tanenbaum

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS RADUO APAS 1T : Vandenberg D. de Souza AT_Capas.doc C /P.

[Primeira capa]

QUARTA EDIO

Redes de computadores

Andrew S. Tanenbaum

[Dsticos]

[1]Satlite de rbita baixa

[2]Camada de aplicao

[3]Comunicao sem fios

[4]LAN virtual

[5]Difuso sem fios

[6]Camada de transporte

[7]LAN sem fios

[8]Comutao da camada de enlace de dados

[9]Camada de rede

[10]Ponte

[11]Coliso

[12]Bem-vindo Internet

[13]Tnel


[14]MAN sem fios

[15]Congestionamento

[16]Cliente

[17]Servidor

[18]GASOLINA

[19]Qualidade de Servio

[20]Dificilmente algum servio

[21]Servios diferenciados

[22]Ethernet de gigabit

[23]Algoritmo de roteamento

[24]Pilha de protocolos

[25]E-mail

[26]Balde vazando

[27]A Web

[28]IP mvel

[29]Ol! Sou Harald

Editora Campus

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[Quarta capa]

[Criao de redes de computadores]


[Dsticos]

[1] LAN sem fios

[2] MAN sem fios

[3] E-mail

QUARTA EDIO


Andrew S. Tanenbaum

A principal introduo mundial s redes completamente atualizado de acordo

com as tecnologias fundamentais de amanh

Redes de computadores, quarta edio, a introduo ideal s redes de hoje e

s redes de amanh. Este best-seller clssico foi completamente atualizado para

refletir as tecnologias mais novas e mais importantes de redes, com nfase

especial em redes sem fios, incluindo 802.11, Bluetooth, comunicao sem fios

de banda larga, redes ad hoc, i-mode e WAP. Porm as redes fixas no foram

ignoradas, com cobertura de ADSL, Internet via cabo, Ethernet de gigabit, redes

no hierrquicas, NAT e MPLS. Alm disso, existe grande quantidade de material

novo sobre aplicaes, inclusive mais de 60 pginas sobre a Web, e ainda rdio

na Internet, voz sobre IP e vdeo por demanda. Por fim, a cobertura de segurana

de redes foi revista e expandida para preencher um captulo inteiro.

Autor, educador e pesquisador, Andrew S. Tanenbaum, vencedor do ACM Karl V.

Karlstrom Outstanding Educator Award, explica cuidadosamente como as redes

funcionam do lado de dentro, desde o hardware subjacente na camada fsica at

a camada de aplicao de nvel superior. Tanenbaum focaliza todos estes temas e

muitos outros:


[B] Camada fsica (cobre, fibra ptica, redes sem fios, satlites e Internet via

cabo)

[B] Camada de link de dados (conceitos fundamentais de protocolos, verificao

de protocolos, HDLC, SLIP e PPP)

[B] Subcamada MAC (Ethernet de gigabit, 802.11, comunicao sem fios de banda

larga e comutao)

[B] Camada de rede (algoritmos de roteamento, controle de congestionamento,

QoS, lPv4 e IPv6)

[B] Camada de transporte (programao de soquetes, UDP, TCP, RTP e

desempenho de redes)

[B] Camada de aplicao (e-mail, a Web, PHP, Web sem fios, MP3 e streaming

audio)

[B] Segurana de redes (AES, RSA, criptografia quntica, IPsec e segurana da

Web)

O livro fornece descries detalhadas dos princpios associados a cada camada e

apresenta muitos exemplos extrados da Internet e de redes sem fios.

O Autor

ANDREW S. TANENBAUM professor de cincia da computao na Vrije

Universiteit em Amsterdam, Holanda, e diretor cientfico da ASCI, uma escola de

ps-graduao holandesa fundada por universidades importantes de toda a

Holanda. Ele tambm membro do conselho do IEEE e membro do conselho da

ACM. Outros livros de Tanenbaum, como autor ou co-autor, incluem Structured

Computer Organization, quarta edio; Operating Systems: Design and

Implementation, segunda edio; Modern Operating Systems, segunda edio; e

Distributed Systems: Principles and Paradigms (Prentice Hall).

Visite a Editora Campus na Internet: http://www.campus.com.br ========================================

[ej1] Comentrio: substituir por link por enlace (camada de enlace de dados um termo usual em portugus) .

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT00PRE.DOC PREFCIO/PGINA 1 DE 5 [TA]Prefcio

Este livro j est em sua quarta edio. Cada edio correspondeu a uma fase

distinta na forma como as redes de computadores eram utilizadas. Quando a

primeira edio americana foi lanada em 1980, as redes eram uma curiosidade

acadmica. Em 1988, ano da segunda edio, as redes estavam sendo usadas por

universidades e grandes empresas. Na poca em que a terceira edio foi

lanada, em 1996, as redes de computadores, especialmente a Internet, j haviam

se tornado uma realidade diria para milhes de pessoas. O novo item na quarta

edio o rpido crescimento das redes sem fio, em suas muitas formas.

O quadro das redes mudou radicalmente desde a terceira edio. Em meados da

dcada de 1990, existiam numerosos tipos de LANs e WANs, alm de vrias

pilhas de protocolos. Em 2003, a nica LAN instalada com ampla utilizao era a

Ethernet, e virtualmente todas as LANs estavam na Internet. De acordo com isso,

foi removida deste livro uma grande quantidade de material sobre essas redes

mais antigas.

Entretanto, tambm h uma grande quantidade de novos desenvolvimentos. O

mais importante o enorme crescimento das redes sem fios, incluindo 802.11,

loops locais sem fios, redes celulares 2G e 3G, Bluetooth, WAP, i-mode e outras.

Acompanhando essa tendncia, foi includa neste volume uma grande quantidade

de material sobre redes sem fios. Outro tpico que se tornou importante

recentemente a segurana; assim, foi acrescentado um captulo inteiro sobre

esse assunto.

Apesar de o Captulo 1 ter a mesma funo introdutria que tinha na terceira

edio, o contedo foi completamente revisado e atualizado. Por exemplo, so

dadas nesse captulo introdues Internet, Ethernet e LANs sem fios,

juntamente com um pouco de histria e fundamentos bsicos. O captulo tambm

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT00PRE.DOC PREFCIO/PGINA 2 DE 5 discute brevemente as redes domsticas.

O Captulo 2 foi um tanto reorganizado. Aps uma breve introduo aos

princpios de comunicao de dados, h trs sees importantes sobre

transmisso (meios guiados, sem fios e por satlite) seguidos por trs outros em

exemplos importantes (o sistema de telefonia pblica comutada, o sistema de

telefonia mvel e a televiso a cabo). Entre os novos tpicos abordados neste

captulo esto ADSL, difuso sem fios, MANs sem fios e acesso Internet atravs

de cabo e DOCSIS.

O Captulo 3 sempre tratou dos princpios fundamentais de protocolos ponto a

ponto. Essas idias so essencialmente atemporais e no mudaram durante

dcadas. assim, a srie de exemplos detalhados de protocolos apresentados

neste captulo permanece em grande parte inalterada desde a terceira edio.

Em contraste, a subcamada MAC tem sido uma rea de grande atividade nos

ltimos anos; assim, muitas mudanas esto presentes no Captulo 4. A seo

sobre Ethernet foi expandida para incluir a Ethernet de gigabit. So

completamente novas sees importantes sobre redes sem fios, difuso sem fios,

Bluetooth e comutao da camada de enlace de dados, inclusive MPLS.

O Captulo 5 tambm foi atualizado, com a remoo de todo o material sobre

ATM e a incluso de material adicional sobre a Internet. A qualidade do servio

tambm agora um tpico importante, incluindo discusses de servios

integrados e servios diferenciados. As redes sem fios tambm esto presentes

aqui, como uma discusso do roteamento em redes ad hoc. Outros tpicos novos

incluem NAT e redes no hierrquicas (peer-to-peer).

O Captulo 6 ainda trata da camada de transporte, mas tambm h grandes

mudanas. Entre elas encontra-se um exemplo de programao de soquetes. Um

cliente de uma pgina e um servidor de uma pgina so apresentados em C e

discutidos. Juntos, eles fornecem um servidor primitivo de arquivos remotos ou

[ej1] Comentrio: o gigabit Ethernet

[ej2] Comentrio: completamente novas, so as sees importantes sobre

[ej3] Comentrio: Um cliente e um servidor em cdigo C de uma pgina so apresentados e discutidos.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT00PRE.DOC PREFCIO/PGINA 3 DE 5 da Web, disponvel para experimentao. Outros novos tpicos incluem chamada

de procedimentos remotos, RTP e transaction-TCP.

O Captulo 7, que descreve a camada de aplicao, ficou mais nitidamente

concentrado. Aps uma curta introduo ao DNS, o restante do captulo lida com

apenas trs tpicos: e-mail, a Web e multimdia. Porm, cada tpico tratado

com muitos detalhes. A descrio do funcionamento da Web tem agora mais de

60 pginas, cobrindo uma ampla variedade de tpicos, inclusive pginas da Web

estticas e dinmicas, HTTP, scripts da CGI, redes de entrega de contedo,

cookies e caches da Web. Tambm h material sobre como escrever pginas da

Web modernas, incluindo breves introdues a XML, XSL, XTML, PHP e muito

mais, todas com exemplos que podem ser testados. A Web sem fios tambm

discutida, focalizando o i-mode e o WAP. O material sobre multimdia inclui agora

MP3, streaming audio, rdio pela Internet e voz sobre IP.

A segurana se tornou to importante que agora foi expandida para ocupar um

captulo completo com mais de 100 pginas. Ele abrange os princpios de

segurana (algoritmos simtricos e de chave pblica, assinaturas digitais e

certificados X.509) e as aplicaes desses princpios (autenticao, segurana de

correio eletrnico e segurana na Web). O captulo ao mesmo tempo amplo

(variando desde criptografia quntica at censura governamental) e profundo (por

exemplo, com detalhes sobre o funcionamento do SHA-1).

O Captulo 9 contm uma lista totalmente nova de leituras sugeridas e uma

bibliografia completa, com mais de 350 citaes sobre a literatura atual. Mais de

200 dessas citaes se referem a artigos e livros escritos a partir do ano 2000.

Os livros de informtica esto repletos de acrnimos. E este no exceo.

Quando tiver concludo a leitura deste volume, todas estas siglas tero um

sentido claro para voc: ADSL, AES, AMPS, AODV, ARP, ATM, BGP, CDMA, CDN,

CGI, CIDR, DCF, DES, DHCP, DMCA, FDM, FHSS, GPRS, GSM, HDLC, HFC, HTML,

[ej4] Comentrio: focado

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT00PRE.DOC PREFCIO/PGINA 4 DE 5 HTTP, ICMP, IMAP, ISP, ITU, LAN, LMDS, MAC, MACA, MIME, MPEG, MPLS, MTU,

NAP, NAT, NSA, NTSC, OFDM, OSPF, PCF, PCM, PGP, PHP, PKI, POTS, PPP, PSTN,

QAM, QPSK, RED, RFC, RPC, RSA, RSVP, RTP, SSL, TCP, TDM, UDP, URL, UTP, VLAN,

VPN, VSAT, WAN, WAP, WDMA, WEP, WWW e XML. Mas no se preocupe. Cada um

desses acrnimos ser cuidadosamente definido antes de ser usado.

Para ajudar os instrutores a utilizarem este livro como um texto para um curso de

treinamento, o autor preparou os seguintes complementos para auxlio ao

ensino, incluindo:

[B] Um manual de solues de problemas.

[B] Arquivos contendo as figuras em vrios formatos.

[B] Transparncias do PowerPoint para um curso com a utilizao do livro.

[B] Um simulador (escrito em C) para os exemplos de protocolos do Captulo 3.

[B] Uma pgina da Web com links para muitos tutoriais, organizaes, FAQs etc.

O manual de solues est disponvel diretamente na Prentice Hall (mas somente

para instrutores, no para alunos). Todo o material restante encontra-se no Web

site do livro:

http://www.prenhall.com/tanenbaum

Quando estiver l, clique na capa do livro.

Muitas pessoas me ajudaram durante o curso da quarta edio. Gostaria de

agradecer especialmente s seguintes pessoas: Ross Anderson, Elizabeth Belding-

Royer, Steve Bellovin, Chatschik Bisdikian, Kees Bot, Scott Bradner, Jennifer Bray,

Pat Cain, Ed Felten, Warwick Ford, Kevin Fu, Ron Fulle, Jim Geier, Mario Gerla,

Natalie Giroux, Steve Hanna, Jeff Hayes, Amir Herzberg, Philip Homburg, Philipp

Hoschka, David Green, Bart Jacobs, Frans Kaashoek, Steve Kent, Roger Kermode,

Robert Kinicki, Shay Kutten, Rob Lanphier, Marcus Leech, Tom Maufer, Brent

Miller, Shivakant Mishra, Thomas Nadeau, Shlomo Ovadia, Kaveh Pahlavan, Radia

PerIman, Guillaume Pierre, Wayne Pleasant, Patrick Powell, Thomas Robertazzi,

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT00PRE.DOC PREFCIO/PGINA 5 DE 5 Medy Sanadidi, Christian Schmutzer, Henning Schulzrinne, Paul Sevinc, Mihail

Sichitiu, Bernard Sklar, Ed Skoudis, Bob Strader, George Swallow, George

Thiruvathukal, Peter Tomsu, Patrick Verkaik, Dave Vittali, Spyros Voulgaris, Jan-

Mark Wams, Ruediger Weis, Bert Wijnen, Joseph Wilkes, Leendert van Doorn e

Maarten van Steen. Agradecimentos especiais a Trudy Levine, por provar que as

avs so capazes de fazer um excelente trabalho de reviso de material tcnico.

Shivakant Mishra elaborou muitos problemas desafiantes para os finais de

captulos. Andy Dornan sugeriu leituras adicionais para o Captulo 9. Jan Looyen

forneceu hardware essencial em um momento crtico. O dr. F. de Nies fez um

timo trabalho de recorte e colagem, exatamente quando foi necessrio. Minha

editora na Prentice Hall, Mary Franz, me ofereceu mais material de leitura do que

eu havia consumido nos sete anos anteriores, e tambm foi til em vrios outros

aspectos.

Por fim, chegamos s pessoas mais importantes: Suzanne, Barbara e Marvin. A

Suzanne, por seu amor, sua pacincia e seus almoos no campo. A Barbara e

Marvin por serem divertidos e alegres o tempo todo (exceto quando reclamavam

de alguns terrveis livros didticos da faculdade, o que me manteve sempre

atento). Obrigado.

Andrew S. Tanenbaum

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT_Autor.doc O AUTOR/P. 1 [TA]O autor

Andrew S. Tanenbaum bacharel em cincias pelo M.I.T e Ph.D. pela University of

California em Berkeley. Atualmente, professor de cincia da computao na

Vrije Universiteit em Amsterdam, Holanda, onde lidera o Computer Systems

Group. Ele tambm decano da Advanced School for Computing and Imaging, um

programa interuniversitrio em nvel de ps-graduao, que desenvolve

pesquisas sobre sistemas paralelos avanados, distribudos e de imagens. No

entanto, Tanenbaum vem tentando de todas as formas no se tornar um

burocrata.

No passado, ele desenvolveu pesquisas sobre compiladores, sistemas

operacionais, interligao de redes e sistemas distribudos locais. Sua rea de

pesquisa atual tem como foco principal o projeto e a implementao de sistemas

geograficamente distribudos que alcanam um bilho de usurios. Essa

pesquisa, que est sendo realizada em conjunto com o professor Maarten van

Steen, descrita em www.cs.vu.nl/globe. Em conjunto, todos esses projetos de

pesquisa j produziram mais de 100 artigos em peridicos cientficos e

conferncias, alm de cinco livros.

O professor Tanenbaum tambm j produziu um considervel volume de

software. Ele foi o principal projetista do Amsterdam Compiler Kit, um kit de

ferramentas para o desenvolvimento de compiladores portteis amplamente

utilizado, como tambm do MINIX, um pequeno clone do UNIX, destinado ao uso

em laboratrios de programao para estudantes. Esse sistema forneceu a

inspirao e a base sobre a qual foi desenvolvido o Linux. Juntamente com seus

alunos do curso de doutorado e outros programadores, ele ajudou a desenvolver

o sistema operacional distribudo Amoeba, um sistema operacional distribudo

baseado na utilizao de um microkernel de alto desempenho. Agora, os sistemas

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT_Autor.doc O AUTOR/P. 2 MINIX e Amoeba esto disponveis gratuitamente na Internet.

Aps conclurem o curso, geralmente seus alunos de doutorado seguem carreiras

ainda mais brilhantes, o que o deixa muito orgulhoso.

O professor Tanenbaum membro do conselho da ACM, membro do conselho do

IEEE e membro da Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences; em 1994, ele

recebeu da ACM o Karl V. Karlstrom Outstanding Educator Award. Tanenbaum

tambm recebeu em 1997 da ACM/SIGCSE o Award for Outstanding Contributions

to Computer Science Education e o prmio Texty de 2002 por excelncia em

livros didticos. Ele tambm faz parte da lista Whos Who in the World. Sua home

page na World Wide Web est no URL http://www.cs.vu.nl/~ast/.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT_INIC.DOC INCIO/PGINA 1 DE 3 Redes de computadores

Quarta edio

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Outros ttulos de sucesso de Andrew S. Tanenbaum

Distributed Systems: Principles and Paradigms

Esse novo livro, em co-autoria com Maarten van Steen, aborda tanto os conceitos

fundamentais quanto os paradigmas dos modernos sistemas distribudos. Na

primeira parte, ele focaliza em detalhes os princpios de comunicao, processos,

nomenclatura, sincronizao, consistncia e replicao, tolerncia a falhas e

segurana. Em seguida, na segunda parte, se aprofunda em diferentes

paradigmas utilizados para elaborar sistemas distribudos, inclusive sistemas

orientados a objetos, sistemas de arquivos distribudos, sistemas orientados a

documentos e sistemas baseados em coordenao. Numerosos exemplos so

discutidos extensivamente.

Modern Operating Systems, 2 edio

Esse texto completo estuda em detalhes os conceitos fundamentais dos

modernos sistemas operacionais e os ilustra com numerosos exemplos reais.

Aps um captulo introdutrio, os cinco captulos seguintes lidam com os

conceitos bsicos: processos e threads, impasses, gerenciamento de memria,

entrada/sada e sistemas de arquivos. Os prximos seis captulos lidam de

material mais avanado, incluindo sistemas de multimdia, sistemas de vrios

processadores, segurana. Por fim, so apresentados dois estudos de casos

detalhados: UNIX/Linux e Windows 2000.

Structured Computer Organization, 4 edio

[ej1] Comentrio: Sistemas operacionais modernos

[ej2] Comentrio: deadlocks

[ej3] Comentrio: com

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT_INIC.DOC INCIO/PGINA 2 DE 3 Esse clssico, um grande sucesso que est agora em sua quarta edio, oferece a

introduo ideal arquitetura de computadores. Ele aborda o assunto com uma

estratgia de fcil compreenso, estudando-o de baixo para cima. H um captulo

sobre lgica digital para iniciantes, seguido por captulos sobre microarquitetura,

sobre o nvel de arquiteturas de conjuntos de instrues, sistemas operacionais,

linguagem assembly e arquiteturas de computadores paralelos.

Operating Systems: Design and Implementation, 2 edio

Esse texto popular sobre sistemas operacionais, escrito em parceria com Albert S.

Woodhull o nico livro que abrange os conceitos fundamentais de sistemas

operacionais e tambm sua aplicao a um sistema real. Todos os tpicos

tradicionais de sistemas operacionais so estudados em detalhes. Alm disso, os

conceitos bsicos so cuidadosamente ilustrados com o MINIX, um sistema

operacional gratuito baseado no POSIX, semelhante ao UNIX, para computadores

pessoais. Cada exemplar inclui um CD-ROM gratuito, contendo o sistema MINIX

completo, inclusive todo o cdigo-fonte. O cdigo-fonte est listado em um

apndice do livro e explicado em detalhes no texto.

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[Dedicatria]

A Suzanne, Barbara, Marvin e memria de Bram e Sweetie

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Quarta edio

Andrew S. Tanenbaum

Vrije Universiteit

Amsterdam, Holanda

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT_INIC.DOC INCIO/PGINA 3 DE 3

Traduo: Vandenberg D. de Souza

Analista de sistemas e tradutor

Editora Campus

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[Marcas registradas]

Todos os produtos ou servios mencionados neste livro so marcas comerciais ou

marcas de servios de suas respectivas empresas ou organizaes.

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste livro poder ser reproduzida,

em qualquer forma ou por quaisquer meios, sem permisso por escrito da

editora.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 1 de 145 [TA1]Captulo

[TA2]1

[T1]Introduo

Cada um dos trs sculos anteriores foi dominado por uma nica tecnologia. O

Sculo XVIII foi a poca dos grandes sistemas mecnicos que acompanharam a

Revoluo Industrial. O Sculo XIX foi a era das mquinas a vapor. As principais

conquistas tecnolgicas do Sculo XX se deram no campo da aquisio, do

processamento e da distribuio de informaes. Entre outros desenvolvimentos,

vimos a instalao das redes de telefonia em escala mundial, a inveno do rdio

e da televiso, o nascimento e o crescimento sem precedentes da indstria de

informtica e o lanamento dos satlites de comunicao.

Como resultado do rpido progresso tecnolgico, essas reas esto convergindo

rapidamente e so cada vez menores as diferenas entre coleta, transporte,

armazenamento e processamento de informaes. Organizaes com centenas de

escritrios dispersos por uma extensa rea geogrfica podem, com um simples

apertar de um boto, examinar o status atual de suas filiais mais remotas.

medida que cresce nossa capacidade de colher, processar e distribuir

informaes, torna-se ainda maior a demanda por formas de processamento de

informaes ainda mais sofisticadas.

Apesar de a indstria de informtica ainda ser jovem em comparao a outros

setores industriais (por exemplo, o de automveis e o de transportes areos), foi

simplesmente espetacular o progresso que os computadores conheceram em um

curto perodo de tempo. Durante as duas primeiras dcadas de sua existncia, os

sistemas computacionais eram altamente centralizados, em geral instalados em

uma grande sala com paredes de vidro, atravs das quais os visitantes podiam

contemplar embevecidos aquela maravilha eletrnica. Uma empresa de mdio

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 2 de 145 porte ou uma universidade contava apenas com um ou dois computadores,

enquanto as grandes instituies tinham, no mximo, algumas dezenas. Era pura

fico cientfica a idia de que, em apenas 20 anos, haveria milhes de

computadores igualmente avanados do tamanho de um selo postal.

A fuso dos computadores e das comunicaes teve uma profunda influncia na

forma como os sistemas computacionais eram organizados. O conceito de "centro

de computao" como uma sala com um grande computador ao qual os usurios

levam seu trabalho para processamento agora est completamente obsoleto. O

velho modelo de um nico computador atendendo a todas as necessidades

computacionais da organizao foi substitudo pelas chamadas redes de

computadores, nas quais os trabalhos so realizados por um grande nmero de

computadores separados, mas interconectados. A estrutura e a organizao

dessas redes so os temas deste livro.

Ao longo do livro, utilizaremos a expresso "rede de computadores" quando

quisermos mencionar um conjunto de computadores autnomos interconectados

por uma nica tecnologia. Dois computadores esto interconectados quando

podem trocar informaes. A conexo no precisa ser feita por um fio de cobre;

tambm podem ser usadas fibras pticas, microondas, ondas de infravermelho e

satlites de comunicaes. Existem redes em muitos tamanhos, modelos e

formas, como veremos mais adiante. Embora possa parecer estranho para

algumas pessoas, nem a Internet nem a World Wide Web uma rede

computadores. No final deste livro, dever ficar claro o motivo dessa afirmao. A

resposta simples que a Internet no uma nica rede, mas uma rede de redes,

e a Web um sistema distribudo que funciona na Internet.

Existe na literatura uma considervel confuso entre uma rede de computadores

e um sistema distribudo. A principal diferena entre eles que, em um sistema

distribudo, um conjunto de computadores independentes parece ser, para seus

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 3 de 145 usurios, um nico sistema coerente. Em geral, ele tem um nico modelo ou

paradigma que apresenta aos usurios. Com freqncia, uma camada de software

sobre o sistema operacional, chamada middleware, responsvel pela

implementao desse modelo. Um exemplo bem conhecido de sistema distribudo

a World Wide Web, na qual tudo tem a aparncia de um documento (uma pgina

da Web).

Em uma rede de computadores, essa coerncia, esse modelo e esse software

esto ausentes. Os usurios ficam expostos s mquinas reais, sem qualquer

tentativa por parte do sistema de fazer as mquinas parecerem e atuarem de

modo coerente. Se as mquinas tiverem hardware diferente e sistemas

operacionais distintos, isso ser totalmente visvel para os usurios. Se quiser

executar um programa em uma mquina remota, o usurio ter de efetuar o

logon nessa mquina e executar o programa l.

Na prtica, um sistema distribudo um sistema de software instalado em uma

rede. O software d ao sistema um alto grau de coeso e transparncia.

Conseqentemente, o software (e em particular o sistema operacional) que

determina a diferena entre uma rede e um sistema distribudo, no o hardware.

Apesar disso, h uma considervel sobreposio entre os dois assuntos. Por

exemplo, os sistemas distribudos e as redes de computadores precisam

movimentar arquivos. A diferena est em quem o responsvel pela

movimentao, o sistema ou o usurio.

Embora este livro seja basicamente dedicado a redes, muitos tpicos tambm so

importantes em sistemas distribudos. Para obter mais informaes sobre

sistemas distribudos, consulte (Tanenbaum e Van Steen, 2002).

[T2] 1.1 Usos de redes de computadores

Antes de iniciarmos o exame detalhado das questes tcnicas, vale a pena

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 4 de 145 dedicar algum tempo a explicar por que as pessoas esto interessadas em redes

de computadores e com que finalidade essas redes podem ser usadas. Afinal, se

ningum estivesse interessado em redes de computadores, poucas delas seriam

elaboradas. Comearemos com os usos tradicionais em empresas e para

indivduos, e depois passaremos aos desenvolvimentos mais recentes

relacionadas a usurios mveis e a redes domsticas.

[T3] 1.1.1 Aplicaes comerciais

Muitas empresas tm um nmero significativo de computadores. Por exemplo,

uma empresa pode ter computadores separados para monitorar a produo,

controlar os estoques e elaborar a folha de pagamento. Inicialmente, cada um

desses computadores funcionava isolado dos outros mas, em um determinado

momento, a gerncia deve ter decidido conect-los para poder extrair e

correlacionar informaes sobre a empresa inteira.

Em termos um pouco mais genricos, a questo aqui o compartilhamento de

recursos, e o objetivo tornar todos os programas, equipamentos e

especialmente dados ao alcance de todas as pessoas na rede, independente da

localizao fsica do recurso e do usurio. Um exemplo bvio e bastante

disseminado um grupo de funcionrios de um escritrio que compartilham uma

impressora comum. Nenhum dos indivduos realmente necessita de uma

impressora privativa, e uma impressora de grande capacidade conectada em rede

muitas vezes mais econmica, mais rpida e de mais fcil manuteno que um

grande conjunto de impressoras individuais.

Porm, talvez mais importante que compartilhar recursos fsicos como

impressoras, scanners e gravadores de CDs, seja compartilhar informaes. Toda

empresa de grande e mdio porte e muitas empresas pequenas tm uma

dependncia vital de informaes computadorizadas. A maioria das empresas tem

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 5 de 145 registros de clientes, estoques, contas a receber, extratos financeiros,

informaes sobre impostos e muitas outras informaes on-line. Se todos os

computadores de um banco sofressem uma pane, ele provavelmente no duraria

mais de cinco minutos. Uma instalao industrial moderna, com uma linha de

montagem controlada por computadores, no duraria nem isso. Hoje, at mesmo

uma pequena agncia de viagens ou uma firma jurdica com trs pessoas

depende intensamente de redes de computadores para permitir aos seus

funcionrios acessarem informaes e documentos relevantes de forma

instantnea.

No caso de empresas menores, todos os computadores provavelmente se

encontram em um nico escritrio ou talvez em um nico edifcio; porm, no

caso de empresas maiores, os computadores e funcionrios podem estar

dispersos por dezenas de escritrios e fbricas em muitos pases. Apesar disso,

um vendedor em Nova York s vezes poderia ter necessidade de acessar um

banco de dados de estoque de produtos localizado em Cingapura. Em outras

palavras, o mero fato de um usurio estar a 15.000 quilmetros de distncia de

seus dados no deve impedi-lo de usar esses dados como eles fossem dados

locais. Resumindo, trata-se de uma tentativa de pr fim "tirania da geografia".

No mais simples dos termos, possvel imaginar que o sistema de informaes

de uma empresa consiste em um ou mais bancos de dados e em algum nmero

de funcionrios que precisam acess-los remotamente. Nesse modelo, os dados

so armazenados em poderosos computadores chamados servidores. Com

freqncia, essas mquinas so instaladas e mantidas em um local central por um

administrador de sistemas. Em contraste, os funcionrios tm em suas

escrivaninhas mquinas mais simples, chamadas clientes, com as quais eles

acessam dados remotos, por exemplo, para incluir em planilhas eletrnicas que

esto elaborando. (Algumas vezes, faremos referncia ao usurio humano da

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 6 de 145 mquina cliente como o "cliente", mas deve ficar claro a partir do contexto se

estamos nos referindo ao computador ou a seu usurio.) As mquinas clientes e

servidores so conectadas entre si por uma rede, como ilustra a Figura 1.1.

Observe que mostramos a rede como uma simples elipse, sem qualquer detalhe.

Utilizaremos essa forma quando mencionarmos uma rede no sentido abstrato.

Quando forem necessrios mais detalhes, eles sero fornecidos.

[arte: ver original p. 4]

[Dsticos]

[1]Cliente

[2]Servidor

[3]Rede

[F]Figura 1.1

[FL] Uma rede com dois clientes e um servidor

Todo esse arranjo chamado modelo cliente/servidor. Ele amplamente usado e

constitui a base da grande utilizao da rede. Ele aplicvel quando o cliente e o

servidor esto ambos no mesmo edifcio (por exemplo, pertencem mesma

empresa), mas tambm quando esto muito distantes um do outro. Por exemplo,

quando uma pessoa em sua casa acessa uma pgina na World Wide Web,

empregado o mesmo modelo, com o servidor da Web remoto fazendo o papel do

servidor e o computador pessoal do usurio sendo o cliente. Sob a maioria das

condies, um nico servidor pode cuidar de um grande nmero de clientes.

Se examinarmos o modelo cliente/servidor em detalhes, veremos que h dois

processos envolvidos, um na mquina cliente e um na mquina servidora. A

comunicao toma a forma do processo cliente enviando uma mensagem pela

rede ao processo servidor. Ento, o processo cliente espera por uma mensagem

em resposta. Quando o processo servidor recebe a solicitao, ele executa o

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 7 de 145 trabalho solicitado ou procura pelos dados solicitados e envia de volta uma

resposta. Essas mensagens so mostradas na Figura 1.2.


[Dsticos]

[1]Mquina cliente

[2]Processo cliente

[3]Solicitao

[4]Rede

[5]Resposta

[6]Mquina servidora

[7]Processo servidor

[F]Figura 1.2

[FL] O modelo cliente/servidor envolve solicitaes e respostas

Um segundo objetivo da configurao de uma rede de computadores est

relacionado s pessoas, e no s informaes ou mesmo aos computadores. Uma

rede de computadores pode oferecer um eficiente mdio de comunicao entre

os funcionrios. Agora, virtualmente toda empresa que tem dois ou mais

computadores tem o recurso de correio eletrnico (e-mail), que os funcionrios

utilizam de forma geral para suprir uma grande parte da comunicao diria. De

fato, os funcionrios trocam mensagens de e-mail sobre os assuntos mais

corriqueiros, mas grande parte das mensagens com que as pessoas lidam

diariamente no tem nenhum significado, porque os chefes descobriram que

podem enviar a mesma mensagem (muitas vezes sem qualquer contedo) a todos

os seus subordinados, bastando pressionar um boto.

Contudo, o e-mail no a nica forma de comunicao otimizada que as redes

de computadores tornaram possvel. Com uma rede, fcil duas ou mais pessoas

[ej1] Comentrio: meio de comunicao

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 8 de 145 que trabalham em locais muito distantes escreverem juntas um relatrio. Quando

um trabalhador faz uma mudana em um documento on-line, os outros podem

ver a mudana imediatamente, em vez de esperarem vrios dias por uma carta.

Tal acelerao facilita a cooperao entre grupos de pessoas distantes entre si, o

que antes era impossvel.

Outra forma de comunicao auxiliada pelo computador a videoconferncia.

Usando essa tecnologia, funcionrios em locais distantes podem participar de

uma reunio, vendo e ouvindo uns aos outros e at mesmo escrevendo em um

quadro-negro virtual compartilhado. A videoconferncia uma ferramenta

eficiente para eliminar o custo e o tempo anteriormente dedicado s viagens.

Algumas vezes, dizemos que a comunicao e o transporte esto disputando uma

corrida, e a tecnologia que vencer tornar a outra obsoleta.

Um terceiro objetivo para um nmero cada vez maior de empresas realizar

negcios eletronicamente com outras empresas, em especial fornecedores e

clientes. Por exemplo, fabricantes de automveis, aeronaves e computadores,

entre outros, compram subsistemas de diversos fornecedores, e depois montam

as peas. Utilizando redes de computadores, os fabricantes podem emitir pedidos

eletronicamente, conforme necessrio. A capacidade de emitir pedidos em tempo

real (isto , conforme a demanda) reduz a necessidade de grandes estoques e

aumenta a eficincia.

Um quarto objeto que est comeando a se tornar mais importante o de realizar

negcios com consumidores pela Internet. Empresas areas, livrarias e lojas de

discos descobriram que muitos clientes apreciam a convenincia de fazer

compras em casa. Conseqentemente, muitos empresas fornecem catlogos de

suas mercadorias e servios on-line e emitem pedidos on-line. Espera-se que

esse setor cresa rapidamente no futuro. Ele chamado comrcio eletrnico (e-

commerce).

[ej2] Comentrio: muitas empresas

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 9 de 145

[T3] 1.1.2 Aplicaes domsticas

Em 1977, Ken Olsen era presidente da Digital Equipment Corporation, ento o

segundo maior fornecedor de computadores de todo o mundo (depois da IBM).

Quando lhe perguntaram por que a Digital no estava seguindo a tendncia do

mercado de computadores pessoais, ele disse: "No h nenhuma razo para

qualquer indivduo ter um computador em casa". A histria mostrou o contrrio,

e a Digital no existe mais. Por que as pessoas compram computadores para usar

em casa? No incio, para processamento de textos e jogos; porm, nos ltimos

anos, esse quadro mudou radicalmente. Talvez agora a maior motivao seja o

acesso Internet. Alguns dos usos mais populares da Internet para usurios

domsticos so:

1. Acesso a informaes remotas.

2. Comunicao entre pessoas.

3. Entretenimento interativo.

4. Comrcio eletrnico.

O acesso a informaes remotas tem vrias formas. Ele pode significar navegar na

World Wide Web para obter informaes ou apenas por diverso. As informaes

disponveis incluem artes, negcios, culinria, governo, sade, histria,

passatempos, recreao, cincia, esportes, viagens e muitos outros. A diverso

surge sob tantas formas que no podemos mencionar, e tambm se apresenta em

outras formas que melhor no mencionarmos.

Muitos jornais so publicados on-line e podem ser personalizados. Por exemplo,

s vezes possvel solicitar todas as informaes sobre polticos corruptos,

grandes incndios, escndalos envolvendo celebridades e epidemias, mas

dispensar qualquer notcia sobre esportes. Algumas vezes, at mesmo possvel

transferir os artigos selecionados por download para o disco rgido enquanto

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 10 de 145 voc dorme ou imprimi-los na sua impressora pouco antes do caf da manh.

medida que essa tendncia continuar, ela causar desemprego macio entre os

jovens entregadores de jornais, mas as empresas jornalsticas gostam dela,

porque a distribuio sempre foi o elo mais fraco na cadeia de produo inteira.

A prxima etapa alm de jornais (e de revistas e peridicos cientficos) a

biblioteca digital on-line. Muitas organizaes profissionais, como ACM

(www.acm.org) e IEEE Computer Society (www.computer.org), j tm muitos

peridicos e anais de conferncias on-line. Outros grupos esto seguindo com

rapidez essa tendncia. Dependendo do custo, tamanho e peso de notebooks

com dimenses de livros, os livros impressos podero se tornar obsoletos. Os

cticos devem observar o efeito que a mquina de impresso teve sobre os

manuscritos medievais com iluminuras.

Todas as aplicaes anteriores envolvem interaes entre uma pessoa e um

banco de dados remoto repleto de informaes. A segunda grande categoria de

utilizao de redes a comunicao entre pessoas, basicamente a resposta do

Sculo XXI ao telefone do Sculo XIX. O correio eletrnico (e-mail) j usado

diariamente por milhes de pessoas em todo o mundo e seu uso est crescendo

rapidamente. Em geral, ele j contm udio e vdeo, alm de texto e imagens. O

odor talvez demore um pouco mais.

Hoje em dia, qualquer adolescente fantico pela @@@troca de mensagens

instantneas. Esse recurso, derivado do programa talk do UNIX, em uso desde de

aproximadamente 1970, permite que duas pessoas digitem mensagens uma para

a outra em tempo real. Uma verso dessa idia para vrias pessoas a sala de

bate-papo (ou chat room), em que um grupo de pessoas pode digitar mensagens

que sero vistas por todos.

Newsgroups (grupos de notcias) mundiais, com discusses sobre todo tpico

concebvel, j so comuns entre grupos seletos de pessoas, e esse fenmeno

[ej3] Comentrio: no um termo tcnico. Pode ser traduzido literalmente.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 11 de 145 crescer at incluir a populao em geral. O tom dessas discusses, em que uma

pessoa divulga uma mensagem e todos os outros participantes do newsgroup

podem ler a mensagem, poder variar de bem-humorado a inflamado. Diferentes

das salas de bate-papo, os newsgroups no so de tempo real, e as mensagens

so gravadas. Assim, por exemplo, quando algum voltar das frias, todas as

mensagens publicadas durante esse perodo estaro bem guardadas, esperando

para serem lidas.

Outro tipo de comunicao entre pessoas recebe freqentemente o nome de

comunicao no hierrquica (peer-to-peer), com o objetivo de distingui-la do

modelo cliente/servidor (Parameswaran et al., 2001). Nessa forma de

comunicao, indivduos que constituem um grupo livre podem se comunicar

com outros participantes do grupo, como mostra a Figura 1.3. Em princpio, toda

pessoa pode se comunicar com uma ou mais pessoas; no existe nenhuma

diviso fixa entre clientes e servidores.


[F]Figura 1.3

[FL] Em um sistema no hierrquico no existem clientes e servidores fixos

A comunicao no hierrquica realmente alcanou o auge por volta de 2000 com

um servio chamado Napster que, em seu pico, teve mais de 50 milhes de fs de

msica trocando todos os tipos de msicas, constituindo aquilo que

provavelmente foi a maior violao de direitos autorais em toda a histria

registrada (Lam e Tan, 2001; Macedonia, 2000). A idia era bastante simples. Os

associados registravam em um banco de dados central mantido no servidor

Napster a msica que tinham em seus discos rgidos. Se queria uma cano, cada

associado verificava no banco de dados quem tinha a cano e ia diretamente at

o local indicado para obt-la. Por no manter de fato nenhuma msica em suas

[ej4] Comentrio: No-hierrquico est correto, mas o termo par-a-par tambm usado e melhor adaptado a sigla P2P.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 12 de 145 mquinas, a Napster argumentou que no estava infringindo os direitos autorais

de ningum. Os tribunais no concordaram e fecharam o site e a empresa.

Porm, a gerao seguinte de sistemas no hierrquicos eliminou o banco de

dados central, fazendo cada usurio manter seu prprio banco de dados local,

alm de fornecer uma lista de outras pessoas prximas associadas ao sistema.

Um novo usurio pode ento ir at qualquer associado para ver o que ele tem e

obter uma lista de outros associados, com a finalidade de examinar outras

msicas e outros nomes. Esse processo de pesquisa pode ser repetido

indefinidamente, at constituir em um local um grande banco de dados do que

existe fora desse local. Essa atividade seria tediosa para as pessoas, mas

especialmente adequada para computadores.

Tambm existem aplicaes legais para comunicao no hierrquica. Por

exemplo, aficionados que compartilham msicas de domnio pblico ou amostras

de faixas liberadas por novos conjuntos musicais para fins de publicidade,

famlias que compartilham fotografias, filmes e informaes sobre a rvore

genealgica, e adolescentes que participam de jogos on-line com vrias pessoas.

De fato, uma das aplicaes mais populares de toda a Internet, o correio

eletrnico, inerentemente no hierrquica. Espera-se que essa forma de

comunicao venha a crescer consideravelmente no futuro.

O crime eletrnico no se restringe a infraes de direitos autorais. Outra rea

agitada a dos jogos de apostas eletrnicos. Os computadores tm simulado

vrios tipos de atividades durante dcadas. Por que no simular mquinas caa-

nqueis, jogos de roleta, mesas de vinte-e-um e outros equipamentos de jogos?

Bem, porque isso ilegal em muitos pases. O grande problema que o jogo

legal em muitos outros lugares (na Inglaterra, por exemplo) e os donos de

cassinos perceberam o potencial para jogos de apostas pela Internet. Ento, o

que acontecer se o jogador e o cassino estiverem em pases diferentes, com leis

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 13 de 145 conflitantes? Essa uma boa pergunta.

Outras aplicaes orientadas a comunicaes incluem a utilizao da Internet

para realizar chamadas telefnicas, alm de videotelefonia e rdio pela Internet,

trs reas de rpido crescimento. Outra aplicao o ensino distncia

(telelearning), que significa freqentar aulas s 8 da manh sem a inconvenincia

de ter de sair da cama. No final das contas, o uso de redes para aperfeioar a

comunicao entre os seres humanos pode se mostrar mais importante que

qualquer dos outros usos.

Nossa terceira categoria o entretenimento, uma indstria enorme e que cresce

mais e mais a cada dia. A aplicao fundamental nesse caso (aquela que dever

orientar todas as outras) o vdeo por demanda. Dentro de aproximadamente

uma dcada talvez seja possvel selecionar qualquer filme ou programa de

televiso, qualquer que seja a poca ou pas em que tenha sido produzido, e

exibi-lo em sua tela no mesmo instante. Novos filmes podero se tornar

interativos e ocasionalmente o usurio poder ser solicitado a interferir no roteiro

(Macbeth deve matar Duncan ou aguardar o momento propcio?), com cenrios

alternativos para todas as hipteses. A televiso ao vivo tambm poder se tornar

interativa, com os telespectadores participando de programas de perguntas e

respostas, escolhendo entre concorrentes e assim por diante.

Por outro lado, talvez a aplicao mais importante no seja o vdeo por demanda,

mas sim os jogos. J temos jogos de simulao em tempo real com vrios

participantes, como os de esconder em um labirinto virtual, e simuladores de vo

em que os jogadores de uma equipe tentam abater os jogadores da equipe

adversria. Se os jogos forem praticados com culos de proteo e imagens

tridimensionais de qualidade fotogrfica e movimentos em tempo real, teremos

uma espcie de realidade virtual compartilhada em escala mundial.

Nossa quarta categoria o comrcio eletrnico no sentido mais amplo do termo.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 14 de 145 A atividade de fazer compras em casa j popular e permite ao usurio examinar

catlogos on-line de milhares de empresas. Alguns desses catlogos logo

oferecero a possibilidade de obter um vdeo instantneo sobre qualquer produto

com um simples clique no nome do produto. Aps a compra eletrnica de um

produto, caso o cliente no consiga descobrir como us-lo, poder ser

consultado o suporte tcnico on-line.

Outra rea em que o comrcio eletrnico j uma realidade o acesso a

instituies financeiras. Muitas pessoas j pagam suas contas, administram

contas bancrias e manipulam seus investimentos eletronicamente. Sem dvida,

isso crescer medida que as redes se tornarem mais seguras.

Uma rea que praticamente ningum previu a de brechs eletrnicos (e-

brech?). Leiles on-line de objetos usados se tornaram uma indstria prspera.

Diferente do comrcio eletrnico tradicional, que segue o modelo

cliente/servidor, os leiles on-line se parecem mais com um sistema no

hierrquico, uma espcie de sistema de consumidor para consumidor. Algumas

dessas formas de comrcio eletrnico utilizam pequenas abreviaes baseadas no

fato de que "to" e "2" tm a mesma pronncia em ingls. As mais populares esto

relacionadas na Figura 1.4.


[T]Tabela

Abreviao Nome completo Exemplo

B2C Business-to-consumer Pedidos de livros on-line

B2B Business-to-business Fabricante de automveis solicitando pneus a um

fornecedor

G2C Government-to-consumer Governo distribuindo eletronicamente

formulrios de impostos

C2C Consumer-to-consumer Leiles on-line de produtos usados

[ej5] Comentrio: O mercado livre eletrnico (e-mercado livre?)

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 15 de 145 P2P Peer-to-peer Compartilhamento de arquivos

[F]Figura 1.4

[FL] Algumas formas de comrcio eletrnico

Sem dvida a diversidade de usos de redes de computadores crescer

rapidamente no futuro, e provvel que esse crescimento se d por caminhos

que ningum capaz de prever agora. Afinal, quantas pessoas em 1990 previram

que o fato de adolescentes digitarem tediosamente pequenas mensagens de

texto em telefones celulares enquanto viajavam de nibus seria uma imensa

fbrica de dinheiro para as empresas de telefonia 10 anos depois? No entanto, o

servio de mensagens curtas muito lucrativo.

As redes de computadores podem se tornar imensamente importantes para

pessoas que se encontram em regies geogrficas distantes, dando a elas o

mesmo acesso a servios que oferecido s pessoas que vivem em uma grande

cidade. O ensino distncia pode afetar de forma radical a educao; as

universidades podero ser nacionais ou internacionais. A telemedicina s agora

est comeando a se desenvolver (por exemplo, com o monitoramento remoto de

pacientes), mas pode vir a ser muito mais importante. Porm, a aplicao

fundamental poder ser algo comum, como usar a @@@cmera da Web (webcam)

no refrigerador para verificar se preciso comprar leite no caminho do trabalho

para casa.

[T3] 1.1.3 Usurios mveis

Computadores mveis, como notebooks e PDAs (personal digital assistants),

constituem um dos segmentos de mais rpido crescimento da indstria de

informtica. Muitos usurios desses computadores tm mquinas de desktop no

escritrio e querem se manter conectados a essa base mesmo quando esto

[ej6] Comentrio: (short message) um termo muito usado, vale a pena manter o termo em ingls entre parnteses.

[ej7] Comentrio: cmera via web

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 16 de 145 longe de casa ou em trnsito. Tendo em vista que impossvel ter uma conexo

por fios em automveis e avies, existe um grande interesse em redes sem fios.

Nesta seo, examinaremos rapidamente alguns usos das redes sem fios.

As redes sem fios tm muitas utilidades. Um uso comum o escritrio porttil.

Quando viajam, muitas vezes as pessoas querem usar seu equipamento

eletrnico porttil para enviar e receber ligaes telefnicas, fax e correio

eletrnico, navegar pela Web, acessar arquivos remotos e se conectar a mquinas

distantes. Alm do mais, elas querem fazer isso enquanto se encontram em

qualquer lugar do planeta. Por exemplo, nas conferncias de informtica de hoje,

os organizadores muitas vezes configuram uma rede sem fio na rea de

conferncia. Qualquer pessoa com um notebook e um modem sem fio pode

simplesmente ligar o computador e se conectar Internet, como se o computador

estivesse ligado a uma rede de fiao. De modo semelhante, algumas

universidades instalam redes sem fios no campus, para que os alunos possam se

sentar debaixo das rvores e consultar o catlogo de fichas da biblioteca ou ler

seu correio eletrnico.

As redes sem fios tm grande valor para frotas de caminhes, txis, veculos de

entrega e funcionrios de servios de assistncia tcnica, que precisam manter-

se em contato com a base de operaes da empresa. Por exemplo, em muitas

cidades, os motoristas de txi so homens de negcios independentes, em vez de

serem funcionrios de uma empresa de txi. Em algumas dessas cidades, os txis

tm uma tela de vdeo que o motorista pode observar. Ao receber uma chamada,

um despachante central digita os pontos de partida e destino. Essa informao

exibida nas telas de vdeo dos motoristas, e tambm emitido um aviso sonoro.

O primeiro motorista a pressionar um boto na tela de vdeo recebe a chamada.

As redes sem fios tambm so importantes para os militares. Se, de uma hora

para outra, for necessrio disputar uma guerra em qualquer lugar no mundo,

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 17 de 145 talvez no seja possvel contar com a possibilidade de usar a infra-estrutura de

rede local. Ser melhor levar seu prprio equipamento de rede.

Embora as redes sem fios e a computao mvel freqentemente tenham uma

estreita relao, elas no so idnticas, como mostra a Figura 1.5. Aqui,

observamos uma distino entre redes sem fios fixas e sem fios mveis. Algumas

vezes, at mesmo os computadores portteis podem estar conectados por fios.

Por exemplo, se um viajante conecta um notebook tomada de telefone em um

quarto de hotel, ele tem mobilidade sem precisar utilizar uma rede sem fio.


[T]Tabela

Sem fios Mvel Aplicaes

No No Computadores de desktop em escritrios

No Sim Um notebook usado em um quarto de hotel

Sim No Redes em edifcios mais antigos que no dispem de

fiao

Sim Sim Escritrio porttil; PDA para registrar o estoque de uma

loja

[F]Figura 1.5

[FL] Combinaes de redes sem fios e computao mvel

Por outro lado, alguns computadores sem fio no so portteis. Esse o caso,

por exemplo, das empresas sediadas em edifcios antigos, nos quais no h

cabeamento de rede para conectar os computadores. Para instalar uma rede sem

fio, essas empresas s precisaro adquirir uma pequena caixa com alguns

componentes eletrnicos, retir-la da embalagem e conectar o equipamento. Essa

soluo pode ser muito mais econmica do que instalar a fiao necessria no

edifcio.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 18 de 145 Porm, claro que tambm existem as verdadeiras aplicaes sem fios mveis,

que variam desde o escritrio porttil at pessoas caminhando por uma loja com

um PDA para fazer o levantamento do estoque. Nos aeroportos de grande

movimento, os funcionrios das locadoras de automveis trabalham no

estacionamento com computadores portteis sem fios. Eles digitam o nmero da

placa do automvel que est sendo devolvido, e seus equipamentos portteis,

nos quais h uma impressora interna, entram em contato com o computador

principal, acessam as informaes sobre o aluguel e imprimem a conta na mesma

hora.

medida que a tecnologia sem fio se torna mais difundida, podem surgir

numerosas outras aplicaes. Vamos examinar rapidamente algumas das

possibilidades. Parqumetros sem fios apresentam vantagens, tanto para usurios

quanto para as administraes municipais. Esses equipamentos poderiam aceitar

cartes de crdito ou dbito, com verificao instantnea, pelo link sem fio.

Quando o tempo de estacionamento expirasse, o equipamento poderia confirmar

a presena de um automvel (fazendo ecoar um sinal) e relatar o trmino do

prazo polcia. Estima-se que apenas as prefeituras das cidades dos Estados

Unidos poderiam recolher 10 bilhes de dlares a mais dessa maneira (Harte et

al., 2000). Alm disso, uma fiscalizao melhor do estacionamento ajudaria a

preservar o ambiente, pois os motoristas que soubessem que seu estacionamento

ilegal certamente seria punido preferiram usar o transporte pblico.

Mquinas automticas para venda de alimentos, bebidas e outros itens so

encontradas em todo lugar. Porm, o alimento no entra nas mquinas por

mgica. Periodicamente, algum chega com um caminho para reabastec-las. Se

as mquinas automticas de venda emitissem um relatrio sem fio uma vez por

dia anunciando seu estoque atual, o motorista do caminho saberia quais

mquinas precisariam de reposio e que quantidade de produto seria necessria.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 19 de 145 Essa informao poderia levar a um planejamento mais eficiente do roteiro.

claro que essas informaes tambm poderiam ser transmitidas por uma linha

telefnica padro, mas equipar cada mquina automtica de venda com uma

conexo telefnica fixa para fazer uma nica ligao por dia iria aumentar a

despesa mensal fixa.

Outra rea em que as redes sem fios poderiam economizar dinheiro a da leitura

de medidores de consumo de servios de utilidade pblica. Se os medidores de

eletricidade, gs, gua e outros existentes nos lares das pessoas informassem o

consumo mensal por uma rede sem fios, no seria necessrio contratar pessoas

para fazer a leitura dos medidores. De modo semelhante, detectores de fumaa

sem fios poderiam ligar para o corpo de bombeiros em vez de fazer um grande

rudo (o que teria pouco valor se ningum estivesse em casa). medida que o

custo dos dispositivos de rdio e do tempo no ar carem, cada vez mais medies

e relatrios sero realizados com redes sem fios.

Uma rea de aplicao bem diferente para redes sem fios a fuso esperada de

telefones celulares e PDAs, transformando-os em minsculos computadores sem

fios. Uma primeira tentativa nesse sentido foi a dos pequeninos PDAs sem fios

que podiam exibir pginas da Web simples em suas telas ainda mais reduzidas.

Esse sistema, chamado WAP 1.0 (Wireless Application Protocol protocolo de

aplicaes sem fios), foi malsucedido principalmente devido s telas

microscpicas, baixa largura de banda e ao servio deficiente. Contudo,

dispositivos e servios mais novos funcionaro melhor com o WAP 2.0.

Uma rea em que esses dispositivos podem se destacar chamada m-commerce

(mobile-commerce) (Senn, 2000). A fora motriz por trs desse fenmeno

consiste em um amlgama de fabricantes de PDAs sem fios e operadores de redes

que esto tentando descobrir como obter uma fatia do comrcio eletrnico. Uma

de suas esperanas usar PDAs sem fios em transaes bancrias e compras.

[ej8] Comentrio: da taxa de utilizao (air time)

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 20 de 145 Uma idia usar os PDAs sem fios como uma espcie de carteira eletrnica,

autorizando pagamentos em lojas, em substituio ao dinheiro e aos cartes de

crdito. O dbito aparece ento na conta do telefone celular. Do ponto de vista da

loja, esse esquema pode poupar-lhes a maior parte das tarifas da empresa de

cartes de crdito, o que pode significar uma porcentagem elevada. claro que

esse plano pode ter efeito contrrio ao desejado, pois os clientes de uma loja

poderiam usar seus PDAs para verificar os preos dos concorrentes antes de

comprarem. Pior ainda, as empresas de telefonia poderiam oferecer PDAs com

leitoras de cdigos de barras que permitiriam a um cliente examinar um produto

em uma loja e depois obter instantaneamente um relatrio detalhado de onde

mais ele poderia ser adquirido e a que preo.

Tendo em vista que o operador de rede sabe onde o usurio est, alguns servios

so intencionalmente dependentes da localizao. Por exemplo, talvez seja

possvel procurar por uma livraria vizinha ou um restaurante chins. Mapas

portteis so outra possibilidade, bem como previses do tempo bastante

especficas ("quando vai parar de chover em meu quintal?"). Sem dvida surgiro

muitas outras aplicaes medida que esses dispositivos se tornarem mais

difundidos.

Uma enorme vantagem do m-comrcio que os usurios de telefones celulares

se acostumaram a pagar por tudo (em contraste com os usurios da Internet, que

esperam conseguir tudo de graa). Se um Web site da Internet cobrasse uma taxa

para permitir a seus clientes efetuarem pagamentos com carto de crdito,

haveria uma imensa reclamao dos usurios. Se uma operadora de telefonia

celular permitisse s pessoas pagarem por itens de uma loja usando o telefone e

depois cobrassem uma tarifa por essa convenincia, provavelmente isso seria

aceito como algo normal. O tempo dir.

Um pouco mais distantes no tempo encontram-se as redes pessoais e os

[ej9] Comentrio: m-commerce, para manter a coerncia com a introduo do termo.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 21 de 145 computadores que podem ser usados como objetos pessoais. A IBM desenvolveu

um relgio que executa o Linux (incluindo o sistema de janelas X11) e que tem

conectividade sem fio para a Internet, a fim de enviar e receber correio eletrnico

(Narayanaswami et al., 2002). No futuro, as pessoas podero trocar cartes de

visitas simplesmente mostrando seus relgios umas s outras. Computadores

sem fio de uso pessoal podem dar s pessoas acesso a salas seguras, do mesmo

modo que os cartes com tarjas magnticas de hoje (talvez em combinao com

um cdigo PIN ou alguma medio biomtrica). Esses relgios tambm podero

ser capazes de obter informaes relevantes localizao atual do usurio (por

exemplo, restaurantes locais). As possibilidades so infinitas.

Relgios inteligentes com rdios fazem parte de nosso espao mental desde seu

aparecimento nas tiras de quadrinhos de Dick Tracy em 1946. Porm, o que dizer

da poeira inteligente? Os pesquisadores de Berkeley acondicionaram um

computador sem fio em um cubo com 1 mm de aresta (Warneke et al., 2001). As

aplicaes potenciais incluem controle de estoque, embalagens e at pequenos

pssaros, roedores e insetos.

[T3] 1.1.4 Questes sociais

A ampla introduo das redes trouxe novos problemas sociais, ticos e polticos.

Vamos apenas fazer uma rpida referncia a alguns deles; seria preciso pelo

menos um livro inteiro para fazer um estudo completo desses problemas. Uma

caracterstica popular de muitas redes so os newsgroups ou BBSs, a partir dos

quais as pessoas podem trocar mensagens com indivduos que tm os mesmos

interesses. Quando so tratados apenas assuntos tcnicos ou passatempos como

jardinagem, no h muita polmica.

Os problemas comeam a vir tona quando os newsgroups abordam temas mais

palpitantes, como poltica, religio ou sexo. Os pontos de vista divulgados nesses

[ej10] Comentrio: o acompanhamento de estoque, embalages e at de pequenos pssaros, roedores e insetos.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 22 de 145 grupos podem ser altamente ofensivos para algumas pessoas. Pior ainda, elas

podem no ser politicamente corretas. Alm disso, as mensagens no esto

obrigatoriamente limitadas ao texto. Fotografias coloridas de alta resoluo e

mesmo pequenos videoclipes j podem ser transmitidos com facilidade pelas

redes de computadores. Algumas pessoas adotam a viso de que cada um sabe o

que faz, mas outras acham que a publicao de certos tipos de materiais (por

exemplo, ataques a determinados pases ou religies, pornografia etc.)

simplesmente inaceitvel e tem de ser censurada. Diferentes pases tm leis

distintas e conflitantes sobre esse assunto. Assim, essa polmica est ficando

cada vez mais acirrada.

As pessoas abriram processos contra operadores de redes, partindo do princpio

de que, a exemplo do que ocorre com os jornais e revistas, eles tm que assumir

a responsabilidade pelo contedo do que publicam. A resposta inevitvel que

uma rede como uma companhia telefnica ou uma empresa de correios e no

se pode esperar que ela censure seus usurios. No entanto, seria ainda mais

grave o fato de que, temerosos com a possibilidade de serem processados, os

operadores de rede comeassem a excluir todas as mensagens que pudessem dar

margem a algum tipo de processo judicial, cerceando dessa forma a liberdade de

expresso dos usurios. Com certeza, essa discusso ainda ir perdurar por

algum tempo.

Outra rea polmica envolve os direitos do empregado e do empregador. Muitas

pessoas lem e escrevem mensagens de correio eletrnico no ambiente de

trabalho. Muitos empregadores afirmam que tm o direito de ler e at mesmo

censurar as mensagens de seus funcionrios, inclusive as que so enviadas a

partir de um computador domstico depois do expediente. Nem todos os

empregados concordam com esse ponto de vista.

Ainda que os empregadores tenham poder sobre os funcionrios, poderemos

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 23 de 145 dizer que esse relacionamento tambm se aplica s universidades em relao aos

estudantes? E no caso das escolas secundrias em relao a seus alunos? Em

1994, a Carnegie-Mellon University decidiu vetar o acesso a diversos newsgroups

relacionados a sexo porque, na opinio de sua diretoria, o material era

inadequado para menores (ou seja, seus poucos alunos com menos de 18 anos).

Essa polmica ainda vai durar alguns anos.

Outro tpico importante a relao entre o governo e os cidados. O FBI instalou

um sistema em muitos provedores de servios da Internet para bisbilhotar todas

as mensagens de correio eletrnico de entrada e sada, em busca de fragmentos

de interesse para a instituio (Blaze e Bellovin, 2000; Sobel, 2001; e Zacks,

2001). O sistema foi originalmente chamado Carnivore, mas a publicidade ruim

fez com que ele fosse renomeado com a sigla aparentemente mais inocente

DCS1000. No entanto, seu objetivo ainda espionar milhes de pessoas, na

esperana de encontrar informaes sobre atividades ilegais. Infelizmente, a

Quarta Emenda Constituio dos Estados Unidos probe buscas do governo sem

um mandado de busca. O fato dessas 54 palavras, escritas no Sculo XVIII, ainda

terem algum peso no Sculo XXI uma questo que poder manter os tribunais

ocupados at o Sculo XXII.

O governo no tem o monoplio das ameaas privacidade das pessoas. O setor

privado tambm faz sua parte. Por exemplo, pequenos arquivos chamados

cookies que os navegadores da Web armazenam nos computadores dos usurios

permitem que as empresas controlem as atividades desses usurios no

ciberespao e tambm podem permitir que nmeros de cartes de crdito,

nmeros de CPF e outras informaes confidenciais vazem pela Internet (Berghel,

2001).

As redes de computadores oferecem o potencial para o envio de mensagens

annimas. Em algumas situaes, esse recurso pode ser desejvel. Por exemplo,

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 24 de 145 ele proporciona um meio para alunos, soldados, trabalhadores e cidados

denunciem o comportamento ilegal de professores, oficiais, superiores e polticos

sem medo de possveis represlias. Por outro lado, nos Estados Unidos e na

maioria dos pases democrticos, a lei permite especificamente s pessoas

acusadas o direito de se confrontarem com o acusador perante o juiz. Acusaes

annimas no podem ser usadas como evidncias.

Em resumo, as redes de computadores, assim como a imprensa h cerca de 500

anos, permitem que os cidados comuns manifestem suas opinies de um modo

novo para platias inteiramente diferentes. Essa nova liberdade traz em seu bojo

uma srie de questes sociais, polticas e morais.

Junto com o lado bom vem o lado ruim. A vida parece ser assim. A Internet torna

possvel encontrar informaes com rapidez, mas uma grande parte dessas

informaes incorreta, enganosa ou completamente equivocada. O

aconselhamento mdico que voc conseguiu na Internet pode ter vindo de um

ganhador do Prmio Nobel ou de algum que abandonou os estudos no ensino

mdio. As redes de computadores tambm introduziram novos tipos de

comportamento anti-social e criminoso. O lixo de correio eletrnico (spam) se

tornou parte de nossa vida porque as pessoas renem milhes de endereos de

correio eletrnico e vendem esses endereos em CD-ROM para supostos

negociantes. As mensagens de correio eletrnico incluindo contedo ativo

(basicamente, programas ou macros que so executados na mquina do receptor)

podem conter vrus capazes de causar devastao.

O roubo da identidade est se tornando um problema srio, pois os ladres

coletam informaes suficientes sobre uma pessoa para obter cartes de crdito

e outros documentos em nome da vtima. Finalmente, a capacidade de transmitir

msica e vdeo digital abriu a porta para violaes macias de direitos autorais,

difceis de capturar e punir.

[ej11] Comentrio: denunciarem ou para que ... denunciem

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 25 de 145 Muitos desses problemas poderiam ser resolvidos se a indstria de informtica

levasse a srio a segurana dos computadores. Se todas as mensagens fossem

criptografadas e autenticadas, seria mais difcil haver danos. Essa tecnologia est

bem estabelecida e ser estudada em detalhes no Captulo 8. O problema que

os fornecedores de hardware e software sabem que a incluso de recursos de

segurana custa dinheiro, e seus clientes no buscam tais caractersticas. Alm

disso, um nmero substancial de problemas causado por bugs de software, que

ocorrem porque os fornecedores continuam a acrescentar mais e mais recursos a

seus programas, o que inevitavelmente significa mais cdigo e portanto mais

bugs. Um imposto sobre novos recursos poderia ajudar, mas isso talvez

dificultasse as vendas em poucos trimestres. Um programa de reembolso por

software defeituoso talvez fosse timo, exceto pelo fato de levar bancarrota

toda a indstria de software no primeiro ano.

[T2] 1.2 Hardware de rede

Vamos desviar nossa ateno das aplicaes e dos aspectos sociais das redes (a

parte de diverso) para as questes tcnicas relacionadas ao projeto de redes (a

parte de trabalho). No existe nenhuma taxonomia de aceitao geral na qual

todas as redes de computadores possam ser classificadas, mas duas dimenses

se destacam das demais: a tecnologia de transmisso e a escala. Vamos examinar

cada uma delas.

Em termos gerais, h dois tipos de tecnologias de transmisso em uso

disseminado nos dias de hoje:

1. Links de difuso.

2. Links ponto a ponto.

As redes de difuso tm apenas um canal de comunicao, compartilhado por

todas as mquinas da rede. Mensagens curtas, que em determinados contextos

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 26 de 145 so chamadas pacotes, enviadas por qualquer mquina, so recebidas por todas

as outras. Um campo de endereo dentro do pacote especifica o destinatrio

pretendido. Quando recebe um pacote, uma mquina verifica o campo de

endereo. Se o pacote se destinar mquina receptora, ela o processar; se for

destinado a alguma outra mquina, o pacote ser simplesmente ignorado.

Como uma analogia, imagine uma pessoa gritando no final do corredor que leva a

uma srie de salas: "Watson, venha c. Preciso de voc." Embora o pacote possa

ser recebido (ouvido) por muitas pessoas, apenas Watson responder. As outras

pessoas iro ignor-lo. Outra analogia um anncio em um aeroporto

informando que todos os passageiros do vo 644 devem se encaminhar ao porto

12 para embarque imediato.

Em geral, os sistemas de difuso tambm oferecem a possibilidade de

endereamento de um pacote a todos os destinos, com a utilizao de um cdigo

especial no campo de endereo. Quando um pacote com esse cdigo

transmitido, ele recebido e processado por todas as mquinas da rede. Esse

modo de operao chamado difuso (broadcasting). Alguns sistemas de difuso

tambm admitem a transmisso para um subconjunto das mquinas, o que se

conhece como multidifuso (multicasting). Um esquema possvel reservar um

bit para indicar a multidifuso. Os n - 1 bits de endereo restantes podem conter

o nmero de um grupo. Cada mquina pode se "inscrever" em qualquer um ou

em todos os grupos. Quando um pacote enviado a um determinado grupo, ele

entregue a todas as mquinas inscritas nesse grupo.

Em contraste, as redes ponto a ponto consistem em muitas conexes entre pares

de mquinas individuais. Para ir da origem ao destino, um pacote nesse tipo de

rede talvez tenha de visitar primeiro uma ou mais mquinas intermedirias. Como

normalmente possvel haver vrias rotas com diferentes tamanhos, encontrar

boas rotas algo importante em redes ponto a ponto. Como regra geral (embora

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 27 de 145 existam muitas excees), redes menores geograficamente localizadas tendem a

usar difuso, enquanto redes maiores em geral so redes ponto a ponto. A

transmisso ponto a ponto com um transmissor e um receptor s vezes

chamada unidifuso (unicasting).

Um critrio alternativo para classificar as redes sua escala. Na Figura 1.6,

mostramos uma classificao de sistemas de vrios processadores organizada por

seu tamanho fsico. Na parte superior encontram-se as redes pessoais, redes

destinadas a uma nica pessoa. Por exemplo, uma rede sem fios conectando um

computador com o mouse, o teclado e a impressora uma rede pessoal. Alm

disso, um PDA que controla o aparelho de audio ou o marcapasso de um

usurio se enquadra nessa categoria. Alm das redes pessoais, encontramos

redes de maior abrangncia. Essas redes podem ser divididas em redes locais,

metropolitanas e geograficamente distribudas (ou remotas). Finalmente, a

conexo de duas ou mais redes chamada inter-rede. A Internet mundial um

exemplo bastante conhecido de inter-rede. A distncia importante como uma

mtrica de classificao, porque so empregadas diferentes tcnicas em escalas

distintas. Neste livro, nos preocuparemos com as redes em todas essas escalas.

Apresentaremos a seguir uma breve introduo ao hardware de rede.


[Dsticos]

[1]Distncia entre processadores

1 m

10 m

100 m

1 km

10 km

100 km

[ej12] Comentrio: o termo unidifuso extremamente raro. Nesse caso, seria melhor deixar apenas unicasting.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 28 de 145 1.000 km

10.000 km

[2]Processadores localizados no(a) mesmo(a)

Metro quadrado

Sala

Edifcio

Campus

Cidade

Pas

Continente

Planeta

[3]Exemplo

Rede pessoal

Rede local

Rede metropolitana

Rede geograficamente distribuda

A Internet

[F]Figura 1.6

[FL] Classificao de processadores interconectados por escala

[T3] 1.2.1 Redes locais

As redes locais, muitas vezes chamadas LANs, so redes privadas contidas em

um nico edifcio ou campus universitrio com at alguns quilmetros de

extenso. Elas so amplamente usadas para conectar computadores pessoais e

estaes de trabalho em escritrios e instalaes industriais de empresas,

permitindo o compartilhamento de recursos (por exemplo, impressoras) e a troca

de informaes. As LANs tm trs caractersticas que as distinguem de outros

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 29 de 145 tipos de redes: (1) tamanho, (2) tecnologia de transmisso e (3) topologia.

As LANs tm um tamanho restrito, o que significa que o pior tempo de

transmisso limitado e conhecido com antecedncia. O conhecimento desse

limite permite a utilizao de determinados tipos de projetos que em outras

circunstncias no seriam possveis, alm de simplificar o gerenciamento da rede.

A tecnologia de transmisso das LANs quase sempre consiste em um cabo, ao

qual todas as mquinas esto conectadas, como acontece com as linhas

telefnicas compartilhadas que eram utilizadas em reas rurais. As LANs

tradicionais funcionam em velocidades de 10 Mbps a 100 Mbps, tm baixo

retardo (microssegundos ou nanossegundos) e cometem pouqussimos erros. As

LANs mais modernas operam em at 10 Gbps. Neste livro, vamos aderir

tradio e medir as velocidades das linhas em megabits/s (1 Mbps

correspondente a 1.000.000 bits/s) e gigabits/s (1 Gbps igual a 1.000.000.000

bits/s).

As LANs de difuso admitem diversas topologias. A Figura 1.7 mostra duas delas.

Em uma rede de barramento (isto , um cabo linear), em qualquer instante no

mximo uma mquina desempenha a funo de mestre e pode realizar uma

transmisso. Nesse momento, as outras mquinas sero impedidas de enviar

qualquer tipo de mensagem. Ento, ser preciso criar um mecanismo de

arbitragem para resolver conflitos quando duas ou mais mquinas quiserem fazer

uma transmisso simultaneamente. O mecanismo de arbitragem pode ser

centralizado ou distribudo. Por exemplo, o padro IEEE 802.3, mais conhecido

como Ethernet, uma rede de difuso de barramento com controle

descentralizado, em geral operando em velocidades de 10 Mbps a 10 Gbps. Os

computadores em uma rede Ethernet podem transmitir sempre que desejam; se

dois ou mais pacotes colidirem, cada computador aguardar um tempo aleatrio

e far uma nova tentativa mais tarde.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 30 de 145 [arte: ver original p. 17]

[Dsticos]

[1] Computador

[2] Cabo

(a)

[3] Computador

(b)

[F]Figura 1.7

[FL] Duas redes de difuso. (a) Barramento (b) Anel

Um segundo tipo de sistema de difuso o anel. Em um anel, cada bit se propaga

de modo independente, sem esperar pelo restante do pacote ao qual pertence.

Em geral, cada bit percorre todo o anel no intervalo de tempo em que alguns bits

so enviados, muitas vezes at mesmo antes de o pacote ter sido inteiramente

transmitido. Assim como ocorre em todos os outros sistemas de difuso, existe a

necessidade de se definir alguma regra para arbitrar os acessos simultneos ao

anel. So usados vrios mtodos, como fazer as mquinas adotarem turnos. O

IEEE 802.5 (a rede Token Ring da IBM) uma rede local baseada em anel que

opera a 4 e 16 Mbps. O FDDI outro exemplo de uma rede de anel.

As redes de difuso ainda podem ser divididas em estticas e dinmicas,

dependendo do modo como o canal alocado. Em uma alocao esttica tpica, o

tempo seria dividido em intervalos discretos e seria utilizado um algoritmo de

rodzio, fazendo com que cada mquina transmitisse apenas no intervalo de

tempo de que dispe. A alocao esttica desperdia a capacidade do canal

quando uma mquina no tem nada a transmitir durante o intervalo de tempo

(slot) alocado a ela, e assim a maioria dos sistemas procura alocar o canal

dinamicamente (ou seja, medida que solicitado, ou por demanda).

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 31 de 145 Os mtodos de alocao dinmica de um canal comum so centralizados ou

descentralizados. No mtodo centralizado de alocao de canal, existe apenas

uma entidade, por exemplo, uma unidade de arbitragem de barramento, que

define quem transmitir em seguida. Para executar essa tarefa, a entidade aceita

solicitaes e toma suas decises de acordo com algum algoritmo interno. No

mtodo descentralizado de alocao de canal, no existe nenhuma entidade

central; cada mquina deve decidir por si mesma se a transmisso deve ser

realizada. Voc poderia pensar que isso sempre leva ao caos, mas isso no

acontece. Mais tarde, estudaremos muitos algoritmos criados para impedir a

instaurao do caos potencial.

[T3] 1.2.2 Redes metropolitanas

Uma rede metropolitana, ou MAN, abrange uma cidade. O exemplo mais

conhecido de uma MAN a rede de televiso a cabo disponvel em muitas

cidades. Esse sistema cresceu a partir de antigos sistemas de antenas

comunitrias usadas em reas com fraca recepo do sinal de televiso pelo ar.

Nesses primeiros sistemas, uma grande antena era colocada no alto de colina

prxima e o sinal era ento conduzido at a casa dos assinantes.

Em princpio, esses sistemas eram sistemas ad hoc projetados no local.

Posteriormente, as empresas comearam a entrar no negcio, obtendo

concesses dos governos municipais para conectar por fios cidades inteiras. A

etapa seguinte foi a programao de televiso e at mesmo canais inteiros

criados apenas para transmisso por cabos. Com freqncia, esses canais eram

altamente especializados, oferecendo apenas notcias, apenas esportes, apenas

culinria, apenas jardinagem e assim por diante. Entretanto, desde sua concepo

at o final da dcada de 1990, eles se destinam somente recepo de televiso.

A partir do momento em que a Internet atraiu uma audincia de massa, as

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 32 de 145 operadoras de redes de TV a cabo comearam a perceber que, com algumas

mudanas no sistema, eles poderiam oferecer servios da Internet de mo dupla

em partes no utilizadas do espectro. Nesse momento, o sistema de TV a cabo

comeou a se transformar, passando de uma forma de distribuio de televiso

para uma rede metropolitana. Em uma primeira aproximao, uma MAN seria

semelhante ao sistema mostrado na Figura 1.8. Nessa figura, observamos que os

sinais de televiso e da Internet so transmitidos ao @@@head end centralizado

para distribuio subseqente s casas das pessoas. Voltaremos a esse assunto,

estudando-o em detalhes no Captulo 2.


[Dsticos]

[1]Caixa de juno

[2]Antena

[3]Internet

[4]Head end

[F]Figura 1.8

[FL] Uma rede metropolitana baseada na TV a cabo

A televiso a cabo no a nica MAN. Os desenvolvimentos recentes para acesso

Internet de alta velocidade sem fio resultaram em outra MAN, que foi

padronizada como IEEE 802.16. Estudaremos esse assunto no Captulo 2.

[T3] 1.2.3 Redes geograficamente distribudas

Uma rede geograficamente distribuda, ou WAN (wide area network), que tambm

j foi denominada rede remota, abrange uma grande rea geogrfica, com

freqncia um pas ou continente. Ela contm um conjunto de mquinas cuja

finalidade executar os programas (ou seja, as aplicaes) do usurio.

[ej13] Comentrio: equipamento terminal central (head end). Esse termo geralmente no traduzido.

[ej14] Comentrio: Isso no est no texto original, e a denominao estranha.

TANENBAUM, ANDREW S. Computer Networks 4a edio. EDITORA CAMPUS TRADUO: Vandenberg D. de Souza AT01.DOC CAPTULO 1/P. 33 de 145 Seguiremos a tradio e chamaremos essas mquinas de hosts. Os hosts esto

conectados por uma sub-rede de comunicao ou, simplificando, uma sub-rede.

Os hosts pertencem aos clientes (por exemplo, so os computadores pessoais

dos usurios), enquanto a sub-rede de comunicao em geral pertence e

operada por uma empresa de telefonia ou por um provedor de servios da

Internet. A tarefa da sub-rede transportar mensagens de um host para outro,

exatamente como o sistema de telefonia transporta as palavras da pessoa que

fala para a pessoa que ouve. Essa estrutura de rede altamente simplificada, pois

separa os aspectos da comunicao pura da rede (a sub-rede) dos aspectos de

aplicao (os hosts).

Na maioria das redes geograficamente distribudas, a sub-rede consiste em dois

componentes distintos: linhas de transmisso e elementos de comutao. As

linhas de transmisso transportam os bits entre as mquinas. Elas podem ser

formadas por fios de cobre, fibra ptica, ou mesmo links de rdio. Os elementos

de comutao so computadores especializados que conectam trs ou mais

linhas de transmisso. Quando os dados chegam a uma linha de entrada, o

elemento de comutao deve escolher uma linha de sada para encaminh-los.

Esses computadores de comutao receberam diversos nomes no passado; o

nome roteador agora o mais comumente usado. Em ingls, algumas pessoas

pronunciam esse nome da mesma forma qu

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