REDES DE COMPUTADORES

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1 REDES DE COMPUTADORES TEXTOS DE REFORÇO Michel da Rocha Fragoso 2010

2 2 Saudações Olá, meus caros alunos. Esta é uma série de textos de reforço de minha autoria sobre o nosso próximo módulo a ser estudado sob o título de Redes de Computadores. O nosso estudo está dividido em 18 aulas, com uma avaliação prática, uma teórica e um projeto final. Aqui, vocês encontrarão todo o suporte teórico complementar ao livro para uma boa fixação da matéria. O conteúdo de cada texto de reforço segue o conteúdo da aula. Os textos contidos aqui devem ser lidos antes e depois das aulas, assim como o capítulo correspondente do livro que acompanha o módulo. Finalizando, prestem muita atenção no que estiver escrito aqui e na explicação em sala de aula, pois o estudo de redes é muito extenso e o que vai ser explicado nesta e nas outras aulas de reforço é apenas o básico do básico. É preciso que tudo esteja bem entendido para poder criar uma base mínima de conhecimento e avançar para áreas mais complexas. Qualquer dúvida que surgir, perguntem a mim na sala de aula ou me mandem um acessando a página principal do meu site.

3 3 SUMÁRIO 1. AULA 1 CONCEITOS INICIAIS DE REDES DE COMPUTADORES: Introdução Conceitos básicos de uma rede de computadores Cliente e Servidor Redes Domésticas Redes Corporativas Componentes de Hardware de uma Rede Cabos Conectores Hubs e Switch Modems e Roteadores Placas de Rede Racks e Patch Panel Espelhos e Tubulações No-break Componentes de software de uma rede Sistemas Operacionais Drivers Nome do Computador Grupo de Trabalho Descrição do Computador... 15

4 4 1. AULA 1 CONCEITOS INICIAIS DE REDES DE COMPUTADORES: 1.1 Introdução Os computadores são máquinas extraordinárias. Desde o seu aparecimento, a vida profissional do homem teve um salto gigantesco no que diz respeito à tarefas rotineiras básicas. Antes, para escrever um texto ou um ofício era preciso datilografar na máquina de escrever usando o próprio papel como tela, levando em conta que os erros eram muitos e as correções eram constantes, perdendo-se muito tempo para finalizar o documento. Hoje em dia, com o auxílio de programas especiais para digitação e um teclado que lembra a antiga máquina de datilografia, um erro por menor que seja pode ser corrigido imediatamente no papel virtual na tela do computador, só então depois de tudo certo, imprime-se o documento e o trabalho está finalizado. Este é só um pequeníssimo exemplo do que pode fazer um computador. Agora imagine o que se poderia fazer com dois computadores ligados entre si. Um poderia mandar o texto e o ofício que foi digitado para o outro. Um exemplo: caso o espaço no HD de um computador se esgotar, pode-se usar o HD do outro para guardar os novos arquivos sem precisar abrir a máquina e colocar o outro HD. Também é possível ver as fotos de uma festa que o seu colega de trabalho colocou no seu computador sem que seja preciso ir até o setor dele para ver as fotos. Isso só é possível por que os computadores estão interligados. Tudo isso com apenas duas máquinas. Agora imagine centenas, milhares e milhões de computadores compartilhando informações. Uma verdadeira união global virtual de pessoas. A internet é isso: milhões de computadores ligados entre si, formando uma verdadeira aldeia, uma grande comunidade virtual. O conhecimento que está armazenado nessa comunidade é imenso, justificando ainda mais a tese de que devemos usar esse conhecimento para enriquecer nossas mentes e trabalhar para melhorar a vida dos nossos familiares.

5 5 1.2 Conceitos básicos de uma rede de computadores Em sua forma mais simples, uma rede de computadores se resume em dois PCs ligados diretamente por um cabo. O motivo principal de se ligar computadores entre si é que eles possam compartilhar informações de uma maneira eficiente, rápida e segura. A figura abaixo representa a forma mais rudimentar de rede. Como já foi dito, o benefício de que tem em usar PCs em rede é muito maior do que usá-los separados. Vamos imaginar que os dois PCs são muito antigos e não tenham entradas USB ou gravador de CD. O que posso fazer para que um arquivo vá do PC1 para o PC2? Com certeza existem alternativas, mas não são mais fáceis e rápidas do que o uso da rede. Essa solução é ideal para ambientes caseiros quando se tem apenas dois computadores. Hoje em dia temos muito mais PCs ligados em rede, logo essa forma não pode ser usada para redes com três ou mais PCs. Mais à frente veremos outros itens que compõem uma rede. 1.3 Cliente e Servidor Em redes é comum usarmos os termos cliente e servidor para dizermos que um computador (cliente) usa os recursos de outro computador (servidor) para acesso à alguma informação, programa, um outro hardware, etc. De uma forma mais simples, quem disponibiliza os recursos é chamado servidor e que acessa os recursos é chamado cliente. Veja na figura abaixo:

6 6 Pedido de informação Servidor Cliente Resposta do servidor Geralmente quem acessa os recursos é a máquina cliente, mesmo porque no servidor é que estão concentrados os dados mais importantes. Mas isso não quer dizer que em algum momento o servidor não possa acessar a máquina cliente para buscar algumas informações. Nesse caso o servidor faz momentaneamente o papel de cliente. Isso é comum em redes caseiras, como veremos no próximo tópico. 1.4 Redes Domésticas Chamadas de redes ponto-a-ponto, as redes domésticas são aquelas que são caracterizadas por poucos micros, localizados num ambiente caseiro ou numa pequena empresa, com o uso de impressoras de pequeno porte ligadas diretamente aos micros. É a forma mais fácil, porém menos segura, de se configurar uma rede. Numa rede ponto-aponto não existe o conceito separado de cliente e servidor porque as máquinas são independentes, ora atuando como cliente, ora atuando como servidor. Vejamos alguns pontos mais importantes desse tipo de rede: 1. Vantagens: Fácil de configurar; É a melhor solução para redes pequenas; Custo menor com software e hardware; Não requer alguém com conhecimento técnico avançado para administração da rede; Pode ser usada qualquer versão de sistema operacional Windows tanto para cliente como para servidor; 2. Desvantagens: Baixa segurança; Por serem máquinas independentes, é difícil a administração e manutenção do sistema; Número limitado de computadores;

7 7 Apesar das desvantagens, é o tipo de rede mais comum. Veja um exemplo básico de uma rede doméstica. Impressora Scanner Impressora multifuncional A quantidade de micros pode variar, mas de preferência não deve ter mais do que 10 computadores por conta da dificuldade em gerenciamento. É claro que precisa ser avaliada a situação real (ambiente físico de instalação da rede e o tipo de público que vai usá-la) em que esse número tem que ser maior, mas isso geralmente traz problemas. 1.5 Redes Corporativas Geralmente chamadas de cliente-servidor, as redes corporativas são aquelas que possuem geralmente muitos computadores, entre torno de 30 ou mais, e que tem mais custos quanto ao hardware utilizado. Por se tratar de uma rede complexa, necessita de um estudo detalhado de seus componentes e suas funções dentro da rede. É a que traz mais recursos de segurança, por isso é utilizado para médias e grandes empresas. Nesse tipo de rede, o servidor é completamente separado da máquina cliente, onde cada uma tem bem definida as suas funções e as máquinas cliente são extremamente dependentes do servidor. Vejamos as características desse tipo de rede: 1. Vantagens: Alto nível de segurança; É a melhor solução para redes médias e grandes (a Internet usa esse tipo de rede); Melhor organização estrutural; Facilidades para gerenciamento e administração das máquinas cliente; Profissional altamente capacitado permanentemente de prontidão para administrar o servidor; Número praticamente ilimitado de computadores; Uso de sistemas de software e hardware especialmente projetados para atuar como servidor, garantindo estabilidade e velocidade da informação; Uso de servidores com funções dedicadas; 2. Desvantagens: Custo com o hardware é maior (periféricos da rede e componentes internos do servidor); Sistema operacional próprio para servidor (não podem ser usadas as versões para desktop);

8 8 Custo alto para manter um profissional especializado em sistemas para servidor; Custo alto de um projeto de rede feito por um analista de sistemas ou gerente de TI; Existem ainda muitas outras funções que somente um sistema baseado em cliente-servidor pode fornecer que iremos conhecer ao longo dos próximos textos. Por ora, vamos ver a figura abaixo que mostra um sistema básico de rede no modelo cliente-servidor: Servidor de arquivos Modem ADSL Servidor Web Servidor de impressão Switch PCs 1.6 Componentes de Hardware de uma Rede Os itens de hardware que compõem uma rede simples até as mais complexas em sua maioria são os mesmos, dependendo do tipo de rede que se quer implantar. Redes do tipo ponto-a-ponto usarão equipamentos mais simples e básicos, ao passo que redes do tipo cliente-servidor usarão muito mais itens, além dos básicos. Vejamos os tipos de equipamentos básicos mais usados em redes:

9 Cabos São de diversos tipos, para as mais variadas situações. Cada uma delas deve usar o cabo adequado sob o risco da rede se tornar lenta e frágil. Veja abaixo os cabos mais usados, seu alcance e onde são aplicados: CABO NOME ALCANCE / VELOCIDADE USAR EM: UTP (Unshielded Twisted Pair) Cabo Par Trançado sem Blindagem Até 100 metros com dados a 100 Mbps e transmissão de 100 MHz Projetos de redes de pequeno e médio porte. Redes ponto-a-ponto em geral e cliente-servidor básica. Pode ser usado em pontoa-ponto em geral e clienteservidor básica. É mais caro que o cabo UTP. Grandes redes (Internet e redes interestaduais). A fibra monomodo é mais usada para grandes distâncias. Utilizado para transporte de áudio e vídeo (câmeras de segurança). Não é mais utilizado para redes de computadores devido à baixa velocidade. STP (Unshielded Twisted Pair) Cabo Par Trançado com blindagem Até 100 metros com dados a 100 Mbps e transmissão de 300 MHz Tipo multimodo (550 metros a 1 Gbps e 300 metros a 10 Gbps); Tipo monomodo (80 Km a 10 Gbps) Fibra óptica Cabo coaxial (Thin Ethernet 10Base2) Transmissão até 10 Mbps Conectores Os conectores também estão relacionados com o uso dos cabos para determinada aplicação. Cada um deve ter o conector adequado. Veja exemplos de conectores dos cabos acima citados:

10 10 CABO CONECTOR NOME RJ-45 (macho e fêmea) RJ-45 (macho e fêmea) ST BNC Hubs e Switch É o aparelho responsável por ligar mais de dois micros entre si. Quando se passa do limite de dois micros, o hub deve ser usado, pois possui portas adicionais que permite ligar mais PCs. A diferença do hub e o switch está no desempenho, já que os dois são equivalentes no preço e na aparência. Se você pretende montar uma rede de três ou quatro micros, um hub de 8 portas é suficiente, embora dê preferência para comprar um switch. Se for montar uma rede de mais PCs, o uso do switch é obrigatório por ter um desempenho melhor que o hub. Veja abaixo os dois: Hub Switch Modems e Roteadores Os modems são responsáveis pelo início da comunicação da rede interna (local) com a rede externa (Internet). Existem modems que são adequados ao uso em conexões discadas (baixa velocidade) e conexões de banda larga (alta velocidade). O modem não é um item principal quando se quer usar apenas a rede local para trabalhar sem acesso à internet, mas se deseja acessá-la, é indispensável. Veja os variados tipos de modems:

11 11 Modem discado Cable Modem (Virtua) ADSL Modem (Velox) Os roteadores são aparelhos usados para ligar redes que são diferentes. A rede local e a Internet são exemplos de redes diferentes, que utilizam formas de comunicação próprias. Existem redes que não possuem fisicamente um roteador, mas que tem acesso à internet. Nesse caso, é provável que o próprio modem faça essa função. Nas próximas aulas, esses conceitos serão explicados de uma forma mais aprofundada. Veja exemplos de roteadores: Roteador simples Roteador com acesso sem fio Roteadores CISCO (para grandes redes) Placas de Rede Hoje em dia os PCs possuem interfaces onboard de rede com uma performance tão boa ou até superior à uma placa offboard. As placas-mãe contam atualmente com velocidades de 100 Mbps (padrão para todas as placas) e 1 Gbps (disponível para os modelos mais caros). Ainda assim, é possível instalarmos uma placa de rede adicional e trabalharmos com as duas interfaces. Há situações que precisaremos instalar mais uma placa de rede, dependendo do tipo de configuração que iremos fazer na rede. Conforme os avanços que faremos nas aulas, esses assuntos serão explicados mais claramente. Veja abaixo os tipos de placa de rede:

12 12 Placa de rede 10/100 Mbps (para uso com cabos e conectores RJ-45) Placa de rede Wireless (para uso em sistemas de rede sem fio) Placa de rede com conector coaxial e RJ Racks e Patch Panel Para grandes projetos de redes em que serão previstos muitos computadores, a organização é um fator muito importante porque auxilia muito na hora da manutenção, mudança de cabeamento, etc. Esse item é tão importante que geralmente é exigido um projeto separado só para o cabeamento e tubulações. Um projeto mal feito pode afetar o desempenho final da rede e isso pode significar custos adicionais. Para amenizar esse fator e evitar outros problemas, foram desenvolvidos os racks e patch panels. Nos racks ficam organizados os switches, modems e roteadores. O patch panel é um painel com várias entradas RJ-45. Da sua parte traseira partem os cabos que são ligados aos switches. Para ligar os cabos que vem dos computadores, basta escolher qual entrada frontal no patch panel você quer usar e plugá-lo. Veja exemplos de rack e patch panel: Rack fechado Rack aberto Patch panel Espelhos e Tubulações Essa parte pode ser opcionalmente aplicada em redes pequenas e obrigatoriamente em redes grandes por que valoriza o trabalho, dando um acabamento de qualidade superior. Em vez de passar os cabos diretamente do PC para o switch, usa-se uma conexão fixada na parede chamada espelho. Nos espelhos são colocados os RJ-45 fêmea, e passados através de tubulações que podem ser interna ou externa. A calha também é usada, mas não apresenta um acabamento melhor que os tubos. Em hipótese nenhuma use os conduítes comuns de energia elétrica, pois causa interferência com o sinal dos cabos. Existem tubos próprios para cabos sem energia no mercado por um preço acessível. Veja exemplos de espelhos e tubos:

13 13 Espelhos de múltiplos conectores Espelho simples Eletrodutos PVC No-break A energia é um item importantíssimo que deve ser levado em consideração antes mesmo do começo do projeto da rede. Com certeza uma rede irá funcionar de maneira precária se não houver uma alimentação de qualidade e estável. Para isso são usados aparelhos que fornecem alimentação ininterrupta (no-break UPS), mesmo se houver uma falta de energia. No projeto deve também ser considerada a parte de aterramento da rede elétrica, feita por um eletricista. Quanto à essa questão, nas próximas aulas isso será melhor detalhado. Vejamos os diversos tipos de no-break disponíveis: No-break simples (para desktop) No-break Profissional (para servidores de pequeno a médio porte) No-break Profissional (para servidores de grande porte) 1.7 Componentes de software de uma rede Sistemas Operacionais Uma rede de computadores não se faz apenas por cabos, placas e switches. Deve existir também um sistema operacional adequado, com recursos especiais de gerenciamento de tarefas e usuários. Para a plataforma Windows, são usados o Windows Server 2000, 2003 e Para a plataforma Linux são mais usados o Debian, Conectiva, Slackware e Suse. O Big Linux, apesar de ser preferencialmente indicado para o uso como desktop, pode ser configurado na hora da instalação como servidor.

14 O Windows XP não é um bom sistema para ser usado como servidor em redes ponto-a-ponto e muito menos em cliente-servidor por diversas razões. Além de ter sido baseado na estrutura do Windows 2000 que foi projetado para trabalhar como cliente, a principal delas é que ele não permite o acesso através de uma senha aos arquivos compartilhados. Quando eles são usados como servidores, os recursos podem ser acessados por qualquer computador da rede sem o uso de uma senha de acesso, causando um buraco na segurança. Ainda assim, é aceitável usá-los, desde que os usuários não queiram prejudicar o sistema e os outros. Veja abaixo uma comparação de nível de segurança dos sistemas operacionais: 14 Máxima segurança = em redes cliente-servidor, usando os sistemas Windows Server 2000, 2003 e 2008, suas variações e sistemas Linux para servidores. Clientes podem usar as versões Windows XP para desktop; Média segurança = em redes ponto-a-ponto, usando como servidor o Windows 95, 98 ou ME por causa do seu controle de acesso por senha a recursos compartilhados. Qualquer um que saiba a senha terá acesso; Baixa segurança = em redes ponto-a-ponto usando como servidores o Windows 2000 ou Windows XP. As versões Home e Professional também são afetadas pelo não uso de senhas a serviços compartilhados Drivers O Windows XP e as versões para servidor possuem suporte para uma grande variedade de placas de rede. Já as interfaces onboard devem ter os seus drivers instalados através do CD que vem com a placa-mãe ou via download do site do fabricante. Este é um item que raramente apresenta problemas, mas caso seja diagnosticado, a única solução é instalar uma placa offboard. Quando não se sabe quem fabricou a placa-mãe nem o adaptador de rede, deve-se usar um programa de identificação de hardware. Para saber se o Windows reconheceu e instalou o driver, acesse Meu Computador Propriedades Hardware Gerenciador de Dispositivos Adaptadores de Rede Nome do Computador É um nome que é dado ao computador pelo sistema para que seja mais fácil a identificação dele numa rede. Na verdade, o sistema trabalha com endereços alfanuméricos (letras e números) e isso torna difícil para nós a identificação dele numa rede. Por exemplo: vamos acessar os arquivos que estão no computador F4-D8-EA- 13. Ou então, vamos imprimir um texto no computador Fica complicado, não é? Com certeza é mais fácil lembrar que os arquivos estão no computador de nome SALA1 e texto está no computador de nome SALA2. Para dar um nome ao computador, acesse Meu Computador Propriedades Nome do Computador Alterar. Será necessário reiniciar o computador para que as alterações tenham efeito Grupo de Trabalho Serve para separar os computadores de acordo com o local que eles estão localizados, ou pelas pessoas que os utilizam, ou então pela função que eles exercem dentro da rede. Por exemplo, podemos criar um grupo de trabalho chamado SECRETARIA para os computadores que estão localizados na secretaria. Ou criar um grupo chamado GERENCIA para os gerentes e subgerentes que trabalham em uma empresa. Podemos criar um grupo chamado

15 SERVIDORES para os computadores que fazem a função de servidor dentro da rede. Em redes pequenas, isso não chega a causar problema, mas em redes grandes, isso é obrigatório para o administrador poder manter a rede. Para alterar o grupo de trabalho, acesse Meu Computador Propriedades Nome do Computador Alterar. Será necessário reiniciar o computador para que as alterações tenham efeito Descrição do Computador A descrição do computador não é um item obrigatório, já que o nome é que é mais importante para a sua localização dentro da rede. Essa descrição serve para identificar quem é que usa o PC. Por exemplo, você precisa mandar fotos de uma festa para o computador do seu amigo que está em outro departamento. Você pode usar a descrição para identificá-lo numa rede de muitos PCs. Vamos supor que ele se chame Marcos Silva Tavares. Talvez existam outros PCs com a descrição Marcos, mas não Marcos Silva Tavares. Quando você exibir as conexões de rede na tela, você pode localizar o PC correto baseando-se somente na descrição e então, enviar as fotos para a máquina. Queridos alunos, chegamos ao fim do texto de reforço da aula 1 de redes. Obrigado pela atenção e sempre leiam os textos e prestem atenção nas aulas. Tchau e até a próxima aula.