Capítulo VI Telecomunicações: Redes e Aplicativos - PDF
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Luís de Sintra Farias
1 Capítulo VI Telecomunicações: Redes e Aplicativos Uma rede nada mais é do que máquinas que se comunicam. Estas máquinas podem ser computadores, impressoras, telefones, aparelhos de fax, etc. Se interligarmos dois computadores, de modo que eles possam se comunicar e trocar dados, temos uma rede.. de dois computadores..;ço uso eficaz das redes e suas aplicações podem transformar uma empresa em uma organização ágil, poderosa e criativa, dando-lhe uma vantagem competitiva a longo prazo. Em um nível mais simples, as redes podem ser usadas para compartilhar hardware, programas e bancos de dados em toda a organização. Software e Protocolos de Comunicações As redes de computadores são compostas de dispositivos de hardware, software e meios de comunicação usados para interconectar sistemas de computador. Os software de comunicações são usados em redes para instruir os sistemas e dispositivos de computador sobre como os dados devem ser transferidos de um local para outro. O software pode também lidar com tarefas de segurança, backup automático de dados, coordenação de transmissão, verificação de erros e manipulação de mensagens. As redes também contam com sistemas operacionais de rede especiais (NOS Network Operating System) para operação. O NOS executa as tarefas que um sistema operacional de um computador isolado executaria. Com o software de gerenciamento de rede, um administrador em um computador ligado em rede pode monitorar o uso de computadores individuais e compartilhar hardware, fazer a varredura procurando vírus e assegurar o cumprimento das licenças de software. Os software de comunicações têm procedimentos, chamados protocolos, embutidos neles. Um protocolo é uma série de regras que governam o modo como a transmissão ocorrerá na rede. O programa de controle de rede cuida do protocolo, ou padrões, da transmissão da dados. Muitos protocolos, como o Open System Interconnection (OSI), usam etapas para definir os diferentes aspectos da comunicação. O Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)e a Systems Network Architecture (SNA), da IBM, são protocolos comuns usados em muitos sistemas. WAP é a sigla de Wireless Application Protocol (Protocolo para Aplicações Sem Fio). É um conjunto de especificações que define um ambiente semelhante à Web, mas que funciona em redes de aparelhos sem fio e em velocidades mais baixas, como é o caso dos telefones celulares. Página 1 de 8
2 Conceitos Básicos Topologia de Rede de Comunicação refere-se à forma como os enlaces físicos e os nós de comutação estão organizados, determinando os caminhos físicos existentes entre quaisquer pares de estações conectadas a essa rede. Ligações físicas podem ser de dois tipos: ponto a ponto ou multiponto. Ligações ponto a ponto caracterizam-se pela presença de apenas dois pontos de comunicação, um em cada extremidade do enlace ou ligação em questão. Ligações multiponto ocorre a presença de três ou mais dispositivos de comunicação com possibilidade de utilização do mesmo enlace. Forma de Utilização do Meio Físico que conecta estações, dá origem à classificação sobre a comunicação do enlace: Simplex: o enlace é utilizado em um dos dois possíveis sentidos de transmissão. Half-duplex: o enlace é utilizado nos dois possíveis sentidos de transmissão, porém apenas um por vez. ou Página 2 de 8
3 Full-duplex: o enlace é utilizado nos dois possíveis sentidos de transmissão simultaneamente. Topologia da Rede Conceitos e Considerações sobre Rede Atualmente, existem diversos tipos de topologia de rede modelos lógicos que descrevem como as redes são estruturadas ou configuradas. Estes tipos são: Redes em anel contém computadores e dispositivos de computador em anel ou círculo Não há nenhum computador de coordenação central. Esta topologia consiste em estações conectadas através de um caminho fechado. Teoricamente, são capazes de transmitir e receber dados em qualquer direção. A topologia Ring ou Anel não é uma rede de topologia bus onde as extremidades se encontram para se fecharem em anel. O termo Anel gera confusão. Ring ou Anel se refere à arquitetura da unidade central que controla as mensagens ou sinais da rede. Numa rede token ring, a unidade de controle central é chamada de MAU (media access unit). A MAU tem um circuito em anel dentro dela - o que dá o nome à topologia da rede. É este circuito que funciona como um bus. Rede de bus é um cabo ou linha de telecomunicações com dispositivos ligados a ele. Consiste em computadores e dispositivos de computador em um única linha é um dos tipos mais populares de redes de microcomputadores; A rede bus é a mais simples. Possui uma única via principal de comunicação. Cada máquina da rede é ligada ao cabo principal (bus) através de um componente denominado transceptor ou caixa de junção. O bus também é chamado de backbone porque lembra a coluna vertebral humana com suas costelas. De cada transceptor sai um cabo (geralmente curto) que é conectado ao adaptador de rede da máquina (placa de rede). Redes hierárquicas usa uma estrutura em árvore. As mensagens são passadas pelos troncos da hierarquia até chegarem ao seu destino. São mais fáceis de reparar do que as outras topologias, porque pode-se isolar e reparar um tronco sem afetar os outros; Página 3 de 8
4 Este tipo de rede também conhecido como árvore é essencialmente uma série de barras interconectadas. Geralmente existe uma barra central onde outros ramos menores se conectam. A ligação entre barras é feita através de derivadores e as conexões das estações realizadas da mesma maneira que no sistema de barras padrão. Em cada ramificação o sinal deverá se propagar por dois caminhos diferentes, porém se estes caminhos forem perfeitamente casados os sinais terão velocidades de propagação diferentes e refletirão de diferentes maneiras. Devido a isto as redes hierárquicas trabalham com taxas de transmissão menores do que as redes de barra comuns. Este tipo de rede é muito utilizado para supervisionar aplicações de tempo real, como algumas de automação industrial e automação bancária. Redes em estrela Nesse tipo de topologia cada nó é interligado a um nó central (mestre), através do qual todas as mensagens devem passar. Tal nó age, assim, como centro de controle de rede, interligando os demais nós (escravos). O computador central de uma rede em estrela controla e dirige as mensagens se ele tem alguma pane, isto resulta na queda de toda a rede; As topologias em Estrela utilizam um link ponto-a-ponto para conectar cada dispositivo a um HUB central. O HUB recebe sinais dos dispositivos da rede e faz o envio para o destino apropriado. Os HUBs podem ser interligados para estabelecer topologias de rede hierárquicas ou em forma de árvore. Redes híbridas Muitas organizações usam esta topologia, que são simplesmente um combinação de dois ou mais modelos lógicos vistos acima. Rede de topologia HUB Uma rede hub (núcleos) usa um cabo principal como a rede bus, que é denominado de backplane. Desse backplane saem cabos que se conectam aos hubs. Um hub é uma caixa contendo diversas portas nas quais as máquinas da rede serão ligadas. Os cabos que vão até os núcleos de conexão (hubs) são chamados de drops. As redes hub podem ser muito grandes, usando um backplane de fibra ótica de alta velocidade e drops Ethernet ligeiramente mais lentos para conectar os hubs que habilitam grupos inteiros de máquinas. Página 4 de 8
5 As redes hub também podem ser pequenas, com alguns hubs apoiando algumas máquinas conectadas entre si através de cabos Ethernet padrão. As redes hub são as preferidas para instalações de grande porte, em parte porque são fáceis de instalar e manter. Também são os sistemas de menor custo quando se trata de redes grandes. O backplane pode se estender por distâncias consideráveis, assim como nas redes bus, enquanto que as portas, ou pontos de conexão, geralmente estão agrupadas num conjunto localizado em caixas ou painéis. Topologia parcialmente ligada nessa topologia, nem todas as ligações entre pares de estações estão presentes, mas caminhos alternativos existem e podem ser utilizados em casos de falhas ou congestionamentos em determinadas rotas. B A D C Classificações das Redes Dependendo da distância física entre os nós em uma rede e das comunicações e serviços fornecidos por ela, as redes podem ser classificadas como: Redes locais ou LAN (Local Area Network) está ligada dentro do prédio dos escritórios ou fábricas dentro da mesma área geográfica. Os principais componentes de uma LAN são a placa de interface de rede (permite que o computador se comunique com a rede), o servidor de arquivo (sistema de computador usado para armazenar programas e arquivos em um ou mais dispositivos de disco e coordenar as atividades da LAN) e a ponte e/ou portão (permite a comunicação entre redes que usam protocolos iguais ou diferentes, respectivamente). Redes regionais e remotas ou WAN (Wide Area Network) as companhias telefônicas e os cabos regionais e locais são típicas de redes regionais, enquanto as WANs unem grandes regiões geográficas, usando a transmissão por microondas e satélite ou linhas telefônicas; Página 5 de 8
6 Redes internacionais envolvem as comunicações entre países, unindo sistemas de todas partes do mundo. Estas redes também são chamadas de redes globais (WWW World Wide Web ). O fluxo eletrônico de dados através dos limites internacionais e globais é freqüentemente chamado de fluxo de dados transfronteiriço. WAP é a sigla de Wireless Application Protocol (Protocolo para Aplicações Sem Fio). É um conjunto de especificações que define um ambiente semelhante à Web, mas que funciona em redes de aparelhos sem fio e em velocidades mais baixas, como é o caso dos telefones celulares. WLANs (Wireless Lan) redes locais sem fio. A Wlan faz sentido para acesso a banco de dados, acesso à internet, e algumas funções de ERP. Considerações sobre Rede Página 6 de 8 A LAN (a esquerda) representa a solução de rede de muitas empresas. Computadores individuais são chamados de Work Stations (W.S.) e se comunicam uns com os outros e com o servidor através de cabos ou linhas telefônicas. A linha vermelha representa a rede maior conectando os servidores, chamada de backbone. A linha azul mostra as conexões locais. Um modem (modulador/demodulador) permite que computadores transmitam informações através das linhas normais de telefone. Os modems convertem sinais digitais em sinais analógicos e viceversa, permitindo que computadores se comuniquem ou entrem em redes, por grandes distâncias. A seleção de rede requer a consideração de diversos fatores. Uma rede deve ser confiável e segura contra usuários não autorizados, e deve ter um tempo de resposta aceitável. A assistência do fabricante também é necessária para o tratamento de problemas, fornecimentos de treinamento, equipamentos, backups de sistemas e outros suportes. As questões de custo, controle e complexidade podem exigir algumas compensações entre estes fatores. Aplicações de Telecomunicações Há muitas aplicações para as telecomunicações. Por exemplo, os microcomputadores podem ser conectados a sistemas de grande porte para enviar e baixar dados para e do computador de grande porte. As outras aplicações consistem na mensagem de voz, correio eletrônico, dispositivos de comunicações pessoais, fac-símile e distribuição eletrônica de documentos. Existem também muitas novas aplicações das telecomunicações. A distribuição eletrônica de software envolve a instalação de um software em um computador pelo envio de programas
7 através de uma rede, de forma que os programas possam ser baixados em computadores individuais. A medição eletrônica de software fornece um meio de registrar quais pacotes de software estão carregados nos computadores e qual a freqüência de uso destes. Sistemas Cliente /Servidor Uma aplicação de rede cada vez mais comum é o sistema cliente/servidor (CSS). Na arquitetura cliente-servidor, as estações da rede dividem-se em estações clientes, que só possuem as funções do módulo cliente acopladas ao seu sistema operacional local, e em estações servidoras. As estações servidoras necessariamente possuem as funções do módulo servidor e podem, opcionalmente, possuir também as funções do módulo cliente. Portanto um sistema cliente/servidor é uma rede que conecta o computador de um usuário (um cliente) a um ou mais computadores anfitriões (servidores). Um cliente é freqüentemente um microcomputador que necessita de serviços do servidor, compartilha tarefas de processamento com o servidor e exibe os resultados. Alguns tipos de servidores: Servidor de arquivo: distribui os programas e arquivos de dados para os outros computadores (clientes) na rede quando lhe é solicitado, mas o processamento principal é feito no computador dos clientes; Servidor de aplicações: mantém os programas e arquivos de dados para uma aplicação particular, tal como um banco de dados de estoques. Quando um cliente solicita um dado, este servidor processará as perguntas e enviará de volta apenas os resultados necessários não o arquivo inteiro. Servidor de banco de dados: as aplicações baseadas no acesso a banco de dados podem utilizar um sistema gerenciador de banco de dados (SGBD) executado no cliente, que usa um servidor de arquivos para armazenar os arquivos dos bancos de dados. Servidor de impressão: o servidor de impressão tem como finalidade oferecer serviços de impressão a seus clientes, possuindo um ou mais tipos de impressora acoplados, cada um adequado à qualidade ou rapidez de uma aplicação particular. O middleware é feito de níveis de software que ajudam na transmissão dos dados e das informações entre os clientes e os servidores através de uma rede. Algumas empresas reduziram ou eliminaram seu uso de computadores de grande porte em favor de sistemas cliente/servidor usando minicomputadores ou microcomputadores. As razões para abandonarem os computadores de grande porte pelos sistemas menores incluem economias de custo de longo prazo, maior controle na mesa de trabalho, flexibilidade e capacidade de melhor resposta às mudanças nos negócios. Página 7 de 8
8 PERGUNTAS PARA REVISÃO DO CAPÍTULO 1) Descreva as modalidades de ligações físicas da topologia de rede de comunicação. 2) Quais as funções dos softwares de comunicação? 3) Qual a finalidade do protocolo de comunicação? 4) Descreva as seguintes topologias de rede: anel, bus, hierárquica, estrela e hub. 5) Descreva os seguintes tipos de rede: Lan. Wan e redes internacionais. 6) Descreva como funciona a arquitetura de rede cliente/servidor. Página 8 de 8