Curso Livre de Redes de Computadores I/Caderno 2: Hardware e Software de Rede
Hardware de rede[editar | editar código-fonte]
Atualmente existem basicamente dois tipos de comunicação em uso na área de redes, uma delas é a comunicação chamada broadcast e a outra é a comunicação de ponta a ponta. Na comunicação de ponta a ponta dois computadores se comunicam diretamente um com o outro, neste tipo de comunicação existe apenas um transmissor que envia o pacote e um receptor que recebe o pacote diferentemente das redes de broadcast, onde um canal de comunicação é compartilhado por múltiplas máquinas que se encontram conectadas na rede.[1]
Na comunicação via broadcast todas as máquinas receberão o pacote, este pacote conterá um endereço especificando qual será o destinatário. As máquinas por sua vez irão processar o endereço do pacote e se o endereço não corresponder com a máquina o pacote será simplesmente ignorado.[1]
Tipos de rede por escala[editar | editar código-fonte]
Redes pessoais, ou PANs (Personal Area Network) são redes de baixo alcance, na escala dos 10 metros. A principal rede desse tipo é o Bluetooth, onde os dispositivos como mouses e teclados se conectam com o computador sem a necessidade de cabos. O fio também é uma rede, pois é ele que permite a conexão e transmissão de dados entre o computador e o periférico, mas dependendo da quantidade de equipamentos, pode ser complicado e confuso realizar a conexão dos cabos.[1]
Redes locais, ou LANs (Local Area Networks) são redes que operam em residências, prédios, cômodos, fábricas e outros locais com alcance na escala dos 10 a 1000 metros. Existem dois principais protocolos de redes locais: 802.11 (rede sem fio, Wifi) e Ethernet comutada (rede cabeada). Referente ao desempenho, dificilmente uma rede sem fio superará uma rede cabeada, devido a vários obstáculos que acabam interferindo na transmissão do sinal, como por exemplo as paredes de uma casa, mas em contrapartida, uma rede sem fio é muito útil em lugares onde a instalação de cabos é muito trabalhosa. Existe outros protocolos de comunicação, como por exemplo a Ethernet clássica, na qual uma informação chega em um Hub e é replicada para todos os dispositivos interligados naquela rede. Já uma Ethernet comutada, ao invés de um Hub, passa-se a usar um Switch, onde a informação que entra nele é direcionada para um único dispositivo, sem colisão no meio de transmissão.[1]
Redes metropolitanas, ou MANs (Metropolitan Area Network) são redes com capacidade de abranger a área de uma cidade, na escala dos 10 quilômetros. Um ótimo exemplo de rede MAN é a rede de televisão a cabo. Sistema que evoluiu a partir de sistemas antigos de antenas comunitárias que eram utilizadas em locais com fraca recepção de sinal. As redes de televisão a cabo basicamente utilizavam uma grande antena que era colocada no topo de uma montanha próxima a área para fazer a recepção do sinal, este sinal era enviado até centrais que então distribuíam o sinal para as residências dos assinantes por meio de cabos. Até a década de 90 estes sistemas eram utilizados exclusivamente para a distribuição de sinais de televisão, mas a partir do momento em que a internet se popularizou, fornecedores de serviços de televisão a cabo perceberam que seriam capazes também de fornecer serviços de internet, desta maneira passando a se transformar de uma distribuidora de televisão a uma rede metropolitana.
Porém a televisão a cabo não era o único serviço a utilizar uma rede do tipo MAN, conforme os acessos a internet foram evoluindo surgiu o padrão IEEE 802.16 ou também conhecida como WiMax que consistia em uma rede MAN porém sem a utilização de fios. [1]
Redes de longa distância, ou WAN (Wide Area Network) são redes cabeadas capazes de interligar uma grande área como cidades, países ou continentes. Por exemplo, uma rede WAN é capaz de conectar escritórios de uma empresa que possam estar localizados em diferentes cidades, cada escritório possui diversos computadores popularmente chamados de hosts. A rede responsável por fazer a conexão e transmissão de dados entre estes hosts é chamada de sub-rede, assim como uma linha de telefone que transmite o som de um telefone ao outro.
Em uma rede WAN geralmente a sub-rede consiste em possuir linhas de transmissão que podem ser formadas por fios de fibra óptica, cobre ou por radiodifusão, estas linhas de transmissão são basicamente responsáveis por transmitir os bits (dados) entre as máquinas de comutação que fazem parte da rede. As máquinas de comutação, conhecidas atualmente como roteadores, são computadores capazes de se conectar com múltiplas linhas de transmissão, fazer a recepção dos dados que entram via a interface de entrada e então enviar estes dados até uma interface de saída para que o encaminhamento seja realizado.
Normalmente as empresas não constroem suas próprias linhas de transmissão e acabam alugando as linhas de empresas de telecomunicação. [1]
Software de rede[editar | editar código-fonte]
No advento dos primeiros projetos de Redes de computadores o software foi deixado de lado e o hardware foi colocado como personagem principal. Com a evolução da disciplina, o software começou a fazer mais sentido e trouxe novas possibilidades, por conseguinte transformou-se em um aspecto essencial das Redes de computadores.
Hierarquias e protocolos[editar | editar código-fonte]
Estruturar uma rede é algo muito complexo e uma boa alternativa para solucionar esse problema é a utilização do sistema de estruturação baseado em camadas, o qual facilita o entendimento e a organização da implementação.
Cada camada é encapsulada e possui um nome, função e conteúdo único em cada tipo de rede, mas em todos o principal objetivo dela é fornecer serviços para a camada sobrejacente. A camada pode ser comparada com uma máquina virtual que possui algoritmos internos isolados nela, dando acesso à camada superior através de serviços.
Quando uma rede é estruturada usando um conjunto de camadas, essa estrutura estará disponível em cada máquina inserido nela. Uma camada n se comunica com a n em outro nó da rede através de protocolos. Protocolos são um agregado de convenções e acordos que permitirão as camadas se entenderem entre si, se essas convenções não estiverem bem definidas ao ponto de haver uma dificuldade de comunicação é provável que a rede não funcione bem ou, no pior caso, que se quer funcione.
Um conceito importante é o de pares (peers), qualquer par de entidades que se comunique utilizando protocolos são assim chamados. A camada n se comunica utilizando protocolos com a camada n de um outro nó, então elas são pares. É interessante enfatizar que a comunicação entre camadas não se da diretamente, e é por isso que existe os serviços, são eles que permitem a informação trafegar entre camadas e chegar até o meio físico da rede. Após a informação trafegar pelo meio físico ela chega até o outro nó, e lá será feito o processo de desempacotamento da informação enviada e assim cada camada poderá se comunicar com sua respectiva do outro nó.
Serviços Orientados e não orientados a conexões[editar | editar código-fonte]
São duas técnicas utilizadas em comunicações de dados para transferência de dados. Cada uma tem suas próprias vantagens e desvantagens.
O Serviço Orientado a conexões necessita que uma conexão a linha telefônica, seja estabelecida antes que qualquer dado possa ser enviado. Os dados são enviados, através da linha telefônica, pelo remetente e recebidos pelo destinatário. A vantagem desse serviço é que o usuário que está recebendo, pode aceitar, rejeitar ou fazer um reenvio dos dados. A desvantagem é que esse serviço muitas vezes ocorre a perda de dados, interferências com equipamentos podem ocasionar na perda de bits e consequência corromper o dado. O Serviço não orientado a conexão não necessita de uma conexão entre o remetente e o destinatário. O remetente simplesmente começa a enviar pacotes para o destino. Este serviço não tem a confiabilidade do método orientado a conexão, mas é útil para transferências periódicas. Nenhum dos sistemas deve manter as informações de estado dos sistemas para os quais enviam ou recebem transmissão. Uma rede sem conexão fornece serviços mínimos.