Conceitos básicos sobre redes - PDF
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Paula Carrilho Borges
1 Capítulo 1 Conceitos básicos sobre redes
2 Topologias de redes Colisão Clientes e servidores Redes ponto-a-ponto e clienteservidor Compartilhamentos Outras aplicações Cabos de rede Velocidades Os capítulos do curso
3 Topologia 3
4 Topologias de rede A topologia de uma rede é um diagrama que descreve como os seus elementos estão ligados. Esses elementos são chamados de NÓS e podem ser computadores, impressoras e outros equipamentos. Seja qual for a topologia utilizada, é preciso que exista sempre um caminho através de cabos, ligando cada equipamento, a todos os demais equipamentos da rede. 4
5 Topologia em barra Este tipo de topologia foi muito utilizado nas redes durante os anos 80 e até meados dos anos 90. Uma grande desvantagem era a dificuldade para expansões. Cada vez que um novo equipamento era adicionado à rede, era preciso fazer um remanejamento de cabos para manter a sequência, o que nem sempre era fácil. Outra grande desvantagem era que, ao desligar um cabo qualquer, a rede inteira ficava inoperante. Ainda encontramos este tipo de rede em diversos órgãos públicos. Devido à falta de verbas, muitas vezes esses órgãos operam com computadores antigos, o mesmo ocorrendo com as suas redes. Podemos representar a rede através de um diagrama simplificado chamado GRAFO. Um grafo é formado por NÓS e RAMOS. Os nós são os equipamentos (micros, por exemplo), e os ramos são os cabos. O grafo de uma rede em barra tem sempre o aspecto mostrado acima: uma linha contínua de nós, cada um deles ligados a dois outros nós vizinhos, excepto os dois extremos, que têm um único vizinho cada um. 5
6 Topologia em estrela Esta topologia é usada pela maioria das redes modernas, quando o número de computadores é pequeno. É usado um equipamento central chamado concentrador e nele ficam ligados os demais equipamentos. Os concentradores mais comuns são o HUB e o SWITCH. Ambos serão apresentados no capítulo 3. 6
7 Topologia em anel Esta topologia é utilizada pelas redes Token Ring, da IBM. Foi muito popular nosanos80, mashojea sua utilização é mais restrita. 7
8 Topologia em árvore Podemos dizer que este tipo de rede é formado por estrelas ligadas entre si. É bastante comum nas redes modernas que possuam um número grande de equipamentos. 8
9 Colisão 9
10 Colisão Colisão é um evento que ocorre frequentemente nas redes, no qual dois computadores tentam enviar informações no mesmo instante. As colisões são normais no funcionamento de uma rede. Entretanto se forem muito frequentes, o desempenho da rede será prejudicado. Podemos entender as colisões fazendo uma analogia com uma situação da vida quotidiana. Imagine um grupo de 8 amigos conversando em torno de uma mesa. Todos podem falar, mas a boa educação manda que cada um fale de uma vez. Se você quer falar, deve esperar por um momento de silêncio, pois duas pessoas não podem falar ao mesmo tempo. Depois de alguns segundos de silêncio você finalmente fala o que quer Mas um colega também fala ao mesmo tempo que você. Ambos param de falar imediatamente porque cada um ouvirá a sua própria voz, misturada com a voz do outro. Cada um então aguarda alguns segundos e tenta falar novamente. Aquele que aguardar um tempo menor falará, o outro esperará. 10
11 Colisão em redes Colisões também ocorrem em rede e são recuperadas exactamente da mesma forma. Quando um computador deseja transmitir, aguarda um período de inactividade da rede e finalmente transmite. Para cada transmissão é feita a leitura imediata do que foi transmitido. A placa de rede compara o que foi transmitido com o que foi recebido. Se os dados forem iguais significa que a transmissão foi válida. Se os dados forem diferentes significa que ocorreu uma colisão, ou seja, outro computador fez uma transmissão no mesmo instante. Os computadores envolvidos na colisão irão aguardar um intervalo de tempo aleatório e tentar novamente. Aquele que aguardar um tempo menor será o primeiro a transmitir, o outro terá que aguardar a sua vez, pois ao terminar de esperar o seu intervalo de tempo, a rede já estará em uso pelo outro. As colisões são normais em redes e quando ocorrem em excesso, prejudicam o seu desempenho. Existem técnicas para reduzir o número de colisões numa rede, por exemplo, interligar os computadores através de um switch, como veremos ao longo do curso. 11
12 Clientes e servidores 12
13 Servidores São computadores ou equipamentos que disponibilizam os seus recursos para outros computadores. Exemplos: a) Servidor de arquivos: Os seus discos rígidos podem ser acedidos por outros computadores. b) Servidor de impressão: As suas impressoras podem ser usadas por outros computadores. c) Servidor de backup: As suas unidades de fita magnética, discos ou outros dispositivos de armazenamento podem ser usados por outros computadores. 13
14 Clientes São os computadores que usam os recursos dos servidores. Também é correcto chamar esses computadores de estação de trabalho (workstation). Um computador pode operar somente como cliente. Um computador pode operar somente como servidor. Nesse caso é chamado de servidor dedicado. Um computador pode operar simultaneamente como cliente e como servidor. Isso é comum em redes muito pequenas. Nesse caso é chamado de servidor não dedicado. 14
15 Servidor não dedicado Servidores não dedicados são muito comuns em redes pequenas. A rede ao lado é formada por dois micros. O micro 1 tem uma conexão com a Internet e uma impressora. Este micro pode operar como servidor não dedicado. Pode ser usado normalmente enquanto o micro 2 tem acesso aos seus recursos: impressora, ligação com a Internet e discos. Dizemos então que o micro 1 está a operar como servidor não dedicado. 15
16 Servidor dedicado Em redes de porte médio e grande, os servidores são dedicados. Não são usados para tarafes convencionais, como edição de texto, programas gráficos, etc. Ficam disponíveis o tempo todo para permitir que os seus recursos sejam usados por outros computadores. Na pequena rede ao lado temos um servidor e 7 estações de trabalho. 16
17 Impressoras de rede Dizemos que uma impressora é local quando está ligada na própria estação de trabalho que estamos a utilizar. Quando uma impressora está ligada a um servidor e disponível para outros computadores, dizemos que se trata de uma impressora de rede. A figura ao lado ilustra algumas impressoras locais e de rede. 17
18 Rede ponto-a-ponto x Rede cliente-servidor 18
19 Sistema operacional do servidor a) Redes ponto-a-ponto usam servidores com sistemas operacionais Windows 95, Windows 98, Windows ME, Windows XP Home, Windows XP Professional, Windows 2000 Professional. b) Redes cliente-servidor usam servidores com sistemas Windows NT Server, Windows 2000 Server, Windows.NET c) Os clientes, em ambos os casos, podem utilizar qualquer versão do Windows citada no item (a). 19
20 Segurança e facilidade a) A rede ponto-a-ponto tem segurança muito limitada, mas é de utilização simples. Não requer um profissional dedicado para administrar a rede. b) A rede cliente-servidor é muito mais segura, mas requer maior especialização por parte do seu administrador. Em redes de médio porte é preciso ter um administrador dedicado, em redes maiores é preciso ter uma equipa para administração e suporte. 20
21 Doméstica e empresarial a) A rede ponto-a-ponto é indicada para ambientes domésticos ou em pequenas empresas onde reina um ambiente de cooperação entre os utilizadores. b) A rede cliente-servidor é a indicada para empresas de médio e grande porte. Também é indicada para empresas de pequeno porte quando não podemos garantir total cooperação entre os utilizadores. 21
22 Custo a) A rede ponto-a-ponto é mais barata porque usa no servidor uma versão do Windows mais barata. Como não requer a contratação de um administrador, o seu custo de manutenção é pequeno. b) A rede cliente-servidor é mais cara porque usa versões mais caras do Windows (Ex: Windows 2000 Server) e também requer o pagamento de licenças de uso para as estações de trabalho, além do custo do próprio sistema operacional instalado nessas estações. O custo de manutenção é alto porque requer uma equipe mais especializada para administrá-la. 22
23 Exemplo: Tantonaredeponto-aponto (PP) como na cliente-servidor (CS), fazemos o compartilhamento de pastas através do comando Compartilhamento, mostrado na figura ao lado. Os arquivos desta pasta poderão ser acedidos por outros utilizadores da rede, desde que tenham senhas (PP) ou permissões (CS) apropriadas. 23
24 Exemplo: No caso da rede ponto-a-ponto, ao usarmos o comando Compartilhamento, é apresentado um quadro onde definimos uma senha para libertar o seu acesso. Quem souber esta senha pode ler os arquivos da pasta compartilhada. Se o compartilhamento for definido como Completo, os utilizadores que souberem a senha poderão não somente ler os arquivos, mas também apagá-los, alterá-los ou gravar novos arquivos na pasta partilhada. 24
25 Rede ponto-a-ponto usa senhas Note que na rede ponto-a-ponto o controle de acesso é feito através de senhas. Cada recurso compartilhado (pastas, impressoras) tem uma senha. Esta senha é distribuída apenas para os utilizadores para os quais queremos dar acesso. A senha não é do utilizador, mas, sim, do recurso. Um ponto fraco da segurança deste tipo de rede é que se alguém descobrir a senha de uma pasta ou impressora, poderá usá-la ilegalmente. 25
26 Rede cliente-servidor usa permissões A rede cliente-servidor não dá senhas para os recursos (pastas e impressoras). Ao invés disso, dá permissões a certos utilizadores ou grupos de utilizadores para que tenham acesso a um determinado recurso. Os utilizadores não podem ceder as suas permissões para colegas. Somente o administrador da rede pode dar permissões de acesso. Cada utilizador tem uma conta e é identificado por um nome (login) e senha. 26
27 Resumo: rede ponto-a-ponto Tem servidores com Windows 95, 98, ME, XP, 2000 Professional Qualquer computador pode ser um servidor, dedicado ou não dedicado O controle de acesso é feito por recurso: uma senha liberta o acesso ao recurso por qualquer utilizador que tenha esta senha Segurança limitada Mais barata, administração mais fácil ou automática Indicada para ambientes domésticos e empresas muito pequenas, ambiente de cooperação entre os usuários 27
28 Resumo: rede cliente-servidor Cada computador normalmente opera como cliente ou servidor, ou seja, os servidores são dedicados. Servidor usa sistemas como Windows NT, Windows 2000 Server Administração mais complexa Maior segurança Para redes de médio e grande porte Cada utilizador faz logon com username/password Recursos são libertados para utilizadores seleccionados (permissões) A senha é para o utilizador, não para o recurso 28
29 Compartilhamentos 29
30 Compartilhamento de arquivos Tanto em redes PP como CS, os clientes têm acesso à rede através do ícone Meus locais de rede, ou Ambiente de rede. São mostrados ícones que representam os servidores. No exemplo ao lado, clicamos no ícone que representa o servidor SW2000 e podemos então ver as impressoras e pastas compartilhadas. Os ícones das pastas e impressoras compartilhadas têm na sua parte inferior, um pequeno cabo de rede. 30
31 Compartilhamento de impressoras Quando um computador compartilha a sua impressora (ou as suas impressoras), eleéum servidor de impressão. Os demais computadores da rede verão a impressora compartilhada na própria pasta de impressoras, como vemosnafiguraao lado. O computador deste exemplo tem uma impressora local (HP Laserjet II), vista na sua pasta de impressoaras. Neste pasta vemos também as impressoras de rede. No caso, temos uma impressora HP7550, conectada no servidor SW2000. Além de usar a pasta de impressoras, podemos também visualizar as impressoras de rede clicando em Meus locais de rede ou Ambiente de rede. 31
32 Outras aplicações 32
33 Compartilhamento de conexão com a Internet Uma ligação à Internet pode ser compartilhada de várias formas. Uma delas é configurar o computador que está ligado directamente à Internet para que opere com o um servidor gateway. Desta forma os demais computadores da rede também poderão ter acesso à Internet. Existem outras formas para realizar este compartilhamento, como veremos neste curso. 33
34 Jogos em rede A maioria dos jogos modernos podem operar em modo multiplayer. Vários jogadores, cada um num computador, estando esses computadores ligados em rede, podem participar do mesmo ambiente virtual. Muitos desses jogos funcionam através da Internet, permitindo a participação de jogadores de várias partes do mundo. Entretanto é mais comum que os jogadores estejam numa mesma rede local. No exemplo acima, dois jogadores, em dois comptuadores diferentes, estão utilizando o mesmo jogo, em modo multiplayer. Note que cada jogador vê o seu personagem em primeira pessoa e vê também o personagem correspondente ao outro jogador. Jogos multiplayer são comuns em LAN HOUSES, mas também podemos utilizá-los numa rede doméstica. 34
35 Jogos em rede Um dos primeiros jogos capazes de operar em rede foi o DOOM2, de Operava em modo MS-DOS em redes Novell ou compatíveis e podia ser utilizado num máximo de 4 jogadores. No exemplo acima, três jogadores estão a jogar em conjunto. A figura mostra a visão de dois desses dois jogadores. 35
36 Vídeoconferência Utilizadores de uma rede podem conversar numa espécie de vídeofone. A imagem e o som são captados por uma webcam e um microfone e reproduzidos pelo monitor e pelas caixas de som. A conversação pode ser feita tanto numa rede local como pela Internet. É possível reunir três ou mais pessoas numa mesma conversa. Essas pessoas podem estar a conversar e ao mesmo tempo visualizar e manipular um texto, gráfico, ou outro documento qualquer, todos visualizando o documento que está a ser discutido. É o que chamamos de videoconferência. 36
37 Acesso remoto Através de programas apropriados um computador pode controlar outro computador, o que chamamos acesso remoto, ou desktop remoto. Um computador visualiza a tela de outro computator, podendo então fazer controle, configurações e dar suporte a distância. Desta forma o administrador da rede pode configurar um servidor sem precisar ir até este servidor. Um programa freeware muito bom para isso é o VNC, encontrado em 37
38 Cabos de rede 38
39 Cabo UTP O cabo UTP (Unshielded Twisted Pair, ou par trançado não blindado) é actualmente o mais usado. Nas suas extremidades são fixados conectores tipo RJ-45 que devem ser ligados às placas de rede e a equipamentos como hubs e switches. 39
40 Redes sem fio É possível interligar computadores de várias formas, uma delas é utilizando ondas de radiofrequência. Formamos então as redes sem fio (wireless ou wi-fi). Muitos notebooks modernos possuem adaptadores de rede sem fio, mas também é possível usar este recurso em computadores desktop. Basta instalar uma placa de rede como a mostrada ao lado. O capítulo 9 tratará sobre o assunto. 40
41 Velocidades 41
42 Velocidades O tipo de placa de rede mais usada actualmente é o Ethernet 10/100. Essas placas operam como padrão na velocidade de 100 Mbits/s (100 milhões de bits por segundo, o que equivale a cerca de 12 MB/s). Quando são ligadas a um computador com placa de rede antiga (operavam com 10 Mbits/s), reduzem automaticamente a sua velocidade para 10 Mbits/s. Existem entretanto outros tipos de ligação que serão estudadas ao longo do curso. Conexão Porta serial Porta paralela USB 1.1 USB 2.0 Firewire Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet 10-Gigabit Ethernet Wireless, b Wireless, a Velocidade bps 600 kbits/s a 16 Mbits/s 12 Mbits/s 480 Mbits/s 400 Mbits/s 10 Mbits/s 100 Mbits 1000 Mbits/s (1 Gbits/s) Mbits/s (10 Gbits/s) 11 Mbits/s 54 Mbits/s 42