Introdução às Redes de Computadores/Definições das Redes de Computadores

O que é uma Rede de Computadores?

A última coisa que devemos pensar ao começar a estudar redes é que elas são redes de futebol . Quando falamos em redes de computadores, a maioria das pessoas pensa em uma série de computadores ligados entre si por meio de cabos para trocarem dados ou então pensa em grandes redes como a internet. A disciplina de Redes de Computadores de fato estuda estas coisas, mas ela também estuda muito mais, pois o assunto é bastante amplo e possui uma quantidade enorme de aplicações.

Uma boa definição de Rede de Computadores' é: Uma rede de computadores é um conjunto de dois ou mais dispositivos (também chamados de nós) que usam um conjunto de regras (protocolo) em comum para compartilhar recursos (hardware, troca de mensagens) entre si, através de uma rede.

Perceba que qualquer tipo de dispositivo capaz de enviar ou receber dados pode ajudar a compor uma rede, não apenas um computador. Por essa razão, quando falamos em componentes de rede, nos referimos a eles como nós, e não computadores. Como exemplo de Redes, podemos citar:

LAN- Local Area Network
MAN- Metropolitan Area Network
WAN- Wide Area Network

Como exemplo de nós que vivemos conectados com frequência à uma rede, podemos citar:

Terminais de computadores
Impressoras
Computadores
Repetidores
Pontes
Roteadores

Nas próximas partes desse curso veremos em detalhes o que são cada uma destas coisas.

Abaixo veremos alguns termos e expressões que são essenciais para que possamos estudar redes de computadores:

Endereçamento: Isso significa alocar um endereço para cada nó conectado a uma rede. Um exemplo é o usado pelas redes de telefonia, onde cada aparelho de telefone possui o seu próprio número.

Meio: O ambiente físico usado para conectar os nós de uma rede. O meio de uma rede pode ser algum tipo de cabo ou através de ondas de rádio ou outro tipo de radiação eletromagnética.

Protocolo: Um protocolo são algumas regras que os nós devem obedecer para se comunicarem uns com os outros. O que eles fazem é criar uma linguagem comum entre diferentes máquinas. De forma geral, ele é um conjunto de regras, especificações e procedimentos que devem governar entidades que se comunicam entre si. Por exemplo, quando conversamos com alguém, devemos sempre esperar a pessoa terminar de falar para que possamos dizer algo também. Não é permitido começar a falar ao mesmo tempo que outra pessoa. Isso é um exemplo de protocolo usado por humanos para que eles possam conversar. Da mesma forma, também somos obrigados a seguir protocolos diferentes em festas, ocasiões formais ou reuniões executivas. Como exemplos de protocolos que regem a comunicação entre computadores, podemos citar o TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol') - um protocolo para controle de transmissão e para a internet, o FTP (File Transfer Protocol) - um protocolo para a transmissão de arquivos entre computadores, HTTP (HyperText Transfer Protocol) - protocolo de transmissão de hiper-textos e a AppleTalk - conjunto de protocolos de rede usado pela Apple. Protocolos são tão importantes que às vezes é comum chamarmos uma rede pelo nome de seu protocolo.

Roteamento: Rotear significa determinar qual o caminho que um pacote de dados deve tomar ao viajar entre os nós de origem e destino. Em redes em laço completo no qual todas as máquinas estão conectadas entre si, isto é uma tarefa fácil. Mas no caso de redes mistas, por exemplo, esta pode ser uma tarefa complicada. Para fazer este serviço, costuma-se usar unidades de hardware dedicadas chamadas roteadores.

Quanto a arquitetura de redes e meios de transmissão, é importante citar: Comunicação de dados, refere-se a troca de informações entre dois ou mais dispositivos através de algum meio de comunicação. Um sistema básico de comunicação de dados é composto por 5 elementos: a) Mensagem: é a informação a ser transmitida. Pode ser de texto, números, figuras, áudios e vídeos ou qualquer combinação desses elementos. b) Transmissor: é o dispositivo que envia a mensagem de dados. Exemplo: Um computador, um telefone, uma estação de trabalho, uma câmara de vídeo, entre outros. c) Receptor: é o dispositivo que recebe a mensagem. Exemplo: Um computador, uma estação de trabalho, uma câmara de vídeo, entre outros. d) Meios: é o caminho físico por onde viaja uma mensagem dirigida ao receptor. e) Protocolo: é um conjunto de regras que governa a comunicação de dados. Ele representa um acordo entre os dispositivos que se comunicam. Quanto a transmissão de dados, existem três tipos: a) Simplex: nesse tipo de transmissão de dados, um dispositivo é o transmissor. E o outro é o receptor, a transmissão de dados Simplex é, portanto, unidirecional. b) Half-duplex: este tipo de transmissão de dados é bidirecional, mas, por compartilharem o mesmo canal de comunicação, os dispositivos não transmitem e recebem dados ao mesmo tempo. c) Full-Duplex: é a verdadeira comunicação bidirecional, A e B podem transmitir e receber dados ao mesmo tempo.

Classificação de redes pela Área Ocupada

Com relação à área que ocupa, uma rede pode ser classificada em:

Rede Local: (LAN - Local Area Network) Qualquer rede com um raio de 10 Km ou menos. Elas são bastante usadas para conectar computadores em uma sala, prédio ou campus universitário.
Rede de Longa Distância: (WAN - Wide Area Network) Qualquer rede que seja maior do que uma Rede Local descrita acima. Muitas delas são usadas para conectar máquinas entre diferentes cidades, estados ou países. Além destas duas classificações principais, existem outras:
Rede Metropolitana: (MAN - Metropolitana Area Network) Uma rede que conecta máquinas ao longo de uma área metropolitana. Por exemplo, considere uma empresa com sedes em vários pontos ao longo de uma metrópole cujos computadores estejam em rede.
Rede Pessoal: (PAN - Personal Area Network) Uma rede doméstica que liga recursos diversos ao longo de uma residência. Através da tecnologia Bluetooth obtém-se uma rede PAN.
Rede Global: (GAN - Global Area Network) Coleções de redes de longa distância ao longo do globo.
Rede de Armazenamento de Dados: (SAN - Storage Area Network) Redes destinadas exclusivamente a armazenar dados.

Classificação de redes pela Topologia

Outra forma muito usada de se classificar redes é pela sua topologia. Ou seja, a forma pela qual os computadores se conectam entre si. De acordo com a topologia, elas podem ser classificadas em:

Rede Ponto-a-Ponto: Neste tipo de rede, cada máquina só tem a capacidade de se comunicar com máquinas adjacentes entre si. Por exemplo, suponha que existem os nós A, B e C. A só pode se comunicar com B, B pode se comunicar com A e C enquanto C só pode se comunicar com B. Nessa rede, se o nó A deseja se comunicar com C, a sua mensagem deve obrigatoriamente passar por B. Esta é uma rede ponto-a-ponto. No desenho mostrado ao lado, todas as redes são ponto-a-ponto, com exceção da última. Existem alguns tipos especiais de redes deste tipo:
Rede em Estrela: Neste tipo de rede, existe um nó central que é adjacente à todos os outros. Já os outros nós, não possuem adjacência entre si, somente com o nó central. O dispositivo que costuma ser usado como nó central deste tipo de rede é o Hub. A terceira rede mostrada no desenho ao lado é uma rede deste tipo.
Rede em Laço: São semelhantes às Redes Estrela, mas nelas não existe um nó central. Ele é substituído por um cabeamento dedicado. Um tipo de Rede em Laço é a Rede em Anel. Nela, todas as máquinas ligam-se a outras duas formando um circuito fechado. As informações podem ser passadas tanto em sentido horário, como anti-horário. Com isso, a rede não é destruída mesmo que um cabo seja destruído. Outro tipo de Rede em Laço é o Laço Completo. Nela, todas as máquinas ligam-se entre si. Ela é um tipo de rede cara, mas é bastante confiável Mesmo que um punhado de cabos sejam destruídos, ela pode continuar funcionando. A Quarta rede mostrada no desenho acima é uma Rede em Laço Completo.
Rede em Árvore: É uma rede na qual os nós estão dispostos de forma hierárquica. Existe um nó-raiz que se conecta com nós de segundo nível. Estes, por sua vez, conectam-se à nós de terceiro nível e assim por diante. Um exemplo é a rede do meio da linha de baixo mostrada no desenho acima.
Redes de Difusão: Neste tipo de rede, sempre que uma máquina envia uma mensagem, esta se propaga ao longo da rede de forma que todos os nós escutem a mensagem. Uma vantagem deste tipo de rede é que podemos classificar as suas mensagens em três diferentes tipos: mensagens únicas destinadas á um único nó, múltipla para um certo número de nós e ampla para todos os nós da rede. Como exemplos deste tipo de rede podemos citar:
Redes em Barramento: Nesta rede, existe um barramento por onde toda a informação passa e toda vez que alguém coloca uma informação no barramento, as máquinas conectadas a ele recebem a mensagem. Um exemplo é a última rede mostrada no desenho acima.
'Redes via Satélite: Neste tipo de rede, existe um satélite capaz de transmitir dados em órbita ao redor da terra. Em uma determinada região geográfica, todas as máquinas sintonizadas a ele são capazes de receber os dados.