TÉCNICO Rede de Computadores. Componente Curricular HISTÓRICO DAS REDES DE COMPUTADORES

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1 SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM COMERCIAL TÉCNICO Rede de Computadores Componente Curricular HISTÓRICO DAS REDES DE COMPUTADORES Prof. Airton Ribeiro de Sousa 1

2 INTRODUÇÃO As Redes de Computadores surgiram da necessidade evidente do estabelecimento de elos de comunicação entre os computadores e os demais equipamentos e aplicativos. As primeiras aplicações envolvendo a comunicação entre computadores estava voltada à utilização de periféricos, principalmente impressoras e terminais de usuários. A comunicação entre computadores ocorre segundo regras (protocolos) pré-definidas que permitem que a máquina receptora receba de forma inteligível os dados enviados pela máquina transmissora. 2

3 HISTÓRICO Rede de Computadores - Breve Histórico Surgiram da necessidade de compartilhar informações e periféricos em tempo real; Aumentar a produtividade dos usuários; Antes do surgimento das redes os computadores operavam isoladamente; Surgiram nos Estados Unidos na década de 40 más teve seu ápice na década de 60 quando a ARPA (Department of Defense s Advanced Reserch Projects Agency) começou a consolidar uma rede experimental de computadores de longa distancia chamada ARPANet; Logo após criou-se o protocolo TCP/IP e suas quatro camadas (Aplicação, transporte, internet e rede); *** O assunto PROTOCOLO DE REDE será abordado mais adiante. 3

4 Década de 60 HISTÓRICO Surgiram os primeiros terminais interativos, e os usuários podiam acessar o computador central através de linhas de comunicação. 4

5 HISTÓRICO Sistemas distribuídos (Década de 70 e 80) Houve uma mudança de paradigma: De um computador central de grande porte, partiu-se para a distribuição do poder computacional. Foram desenvolvidos computadores menores (minis e micros) de bom desempenho, com pequena relação custo/benefício. 5

6 A INTERNET (Década de 90) Ethernet SERVIDOR Switch Switch Work Station INTERNET Roteador Work Station Token Ring Work Station 6

7 CONCEITO Rede de computadores é definida como um conjunto de equipamentos dispersos geograficamente e conectados através de pontos de conexão que permitem a troca de dados entre suas aplicações. Neste conjunto de equipamentos, encontram-se computadores, impressoras, terminais, base de dados, serviços de interconexão e outros periféricos computacionais. 7

8 OBJETIVOS 1.Compartilhar os recursos computacionais disponíveis sem considerar a localização física do recurso e do usuário. 2. Redução do custo de processamento. 3. Propiciar a comunicação eficiente entre pessoas geograficamente distantes. 4. Acessibilidade Os PC s são diretamente mais acessíveis que os mainframes. Mainframes têm mais poder de processamento que os micros más são milhares de vezes mais caros. 8

9 CLASSIFICAÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES de acordo com a distancia entre os equipamentos Distância Localização Exemplo 0.1 m Placa de Circuito Data Flow 1 m Sistema Multiprocessador 10 m Sala 100 m Prédio Redes Locais (LAN) 1 Km Campus 10 Km Cidade Redes de Longa Distância 100 Km País (WAN) 1000 Km Continente Km Planeta Interconexão de WANs 9

10 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores O Sistema Operacional Programa desenvolvido para fazer a máquina funcionar. Foi desenvolvido por uma moça chamada Ada Lovelace. Pode ser, então, considerada a primeira programadora de computador da história e que serviu de nome para a linguagem de programação ADA, desenvolvida para o Departamento de Defesa dos EUA. É uma linguagem de: Programação Estruturada Orientada a Objetos Originada do Pascal Foi mais difundida nos anos 70 com a função de substituir as diversas linguagens de softwares de aviação 10

11 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores O conceito de efetuar cálculos com algum tipo de equipamento data pelo menos do século V a.c, com os babilônios e sua invenção do ábaco. Esse dispositivo permitia a contagem de valores, tornando possível aos comerciantes babilônicos registrar dados numéricos sobre suas colheitas. Também os romanos se serviram muito dos ábacos, para efetuar cálculos aritméticos simples, registrando valores de outra forma. Ainda hoje há quem use tal tipo de dispositivo, ainda popular na China por exemplo. 11

12 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Época dos Dispositivos Mecânicos (500 a.c à aproximadamente 1880) Sua evolução surgiu somente no século XVII (em 1642), quando o filósofo e matemático francês Blaise Pascal construiu um contador mecânico que realizava operações aritméticas de soma e subtração através de rodas e engrenagens dentadas. O calculador de pascal apresentou duas significativas inovações tecnológicas para sua época: Permitia o uso vai, passando automaticamente para a parcela seguinte. Utilizava o conceito de complemento para realizar operações aritméticas de subtração através de soma de complemento. (Conceito que até hoje é a base de funcionamento dos circuitos de operação aritmética dos computadores. A linguagem de programação PASCAL foi assim denominada em honra desse cientista pelo seu trabalho pioneiro em matemática e à sua invenção. 12

13 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Época dos Dispositivos Eletronicos ( ) Com a invenção do motor elétrico no fim do século XIX, surgiu uma grande quantidade de máquinas de somar acionadas por motores elétricos, baseados no princípio de funcionamento da máquina de Pascal. Nessa época (1889) Herman Hollerith desenvolveu o cartão perfurado para guardar dados e também uma máquina tabuladora mecânica, acionada por um motor elétrico que, contava, classificava e ordenava informações armazenadas em cartões perfurados. O censo dos EUA de 1890 utilizou sua maquina tabuladora para apuração de dados. O censo foi apurado em dois anos e meio, apesar do aumento da população de 50 para 63 milhões de habitantes em relação ao censo de 1880, que consumiu quase 10 anos de processamento manual. Em função dessa invenção algumas empresas do ramo foram criadas e posteriormente fundidas, nascendo assim em 1924 a IBM (International Business Machines) 13

14 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Época dos Dispositivos Eletronicos ( ) Nessa época (1889) Herman Hollerith cartão perfurado O Cartão perfurado foi inicialmente projetado pela IBM. Esses cartões foram os grandes precursores da memória usada em computadores. Nos primeiros computadores, que eram máquinas enormes e muito complicadas de serem utilizadas, os cartões perfurados eram o meio de incluir dados e comandos nas máquinas. Até bem recentemente, alguns sistemas utilizavam este tipo de equipamento. 14

15 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Época dos Dispositivos Eletronicos ( ) Nessa época (1889) Herman Hollerith cartão perfurado 15

16 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Época dos Dispositivos Eletronicos ( ) Nessa época (1889) Herman Hollerith cartão perfurado 16

17 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Época dos Componentes Eletrônicos ( ) Nos dispositivos mecânicos o desgaste das engrenagens não permitia a realização dos mesmos movimentos, acarretado assim a não confiabilidade dos resultados gerados. Esse problema só poderia ser solucionado com a utilização de elementos de armazenamento e chaveamento que não tivessem partes mecânicas e fossem bem mais rápidos. Para tanto os cientistas dedicados a esse trabalho passaram a explorar o uso de um componente eletrônico, a válvula, inventada em 1906, componente este que mais adiante daria inicio à construção do ENIAC (Considerado o primeiro computador). Ainda nesse período, foi divulgado através de documentos militares do Governo Britânico, antes sigilosos, que se tomou conhecimento de que o primeiro computador verdadeiramente eletrônico foi colocado em operação em 1943 com o propósito de quebrar códigos militares secretos de comunicação dos alemães. Essa máquina foi construída por AlanTuring com válvulas eletrônicas e denominada Colossus. 17

18 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Primeira Geração Computadores à Válvula O primeiro computador como já dito anteriormente foi o ENIAC, projetado de 1943 a 1946 e tendo funcionado daí em diante até 1955 quando foi desmontado. Vários projetos tiveram inicio na mesma época despertado por inúmeros outros cientistas. Essa geração de computadores foi exaustivamente comentada nos tópicos anteriores. 18

19 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Segunda Geração Computadores Transistorizados A eletrônica moderna surgiu em dezembro de 1947 quando três cientistas do Bell Laboratories, produziram pela primeira vez o EFEITO TRANSISTOR. Os transistores se tornaram não só um sucesso em toda a industria eletrônica (custo, tamanho e desempenho melhores que os dispositivos a válvula), como também formavam a base de todos os comutadores digitais até os dias atuais. A primeira Cia a lançar comercialmente um computador transistorizado foi a NCR e logo em seguida a RCA. Essa geração também teve importantíssima participação da IBM. 19

20 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Terceira Geração Computadores com Circuitos Integrados Em outubro de 1958 Jack Kilby colocou dois circuitos em uma peça de germânio e ficou conhecido como o primeiro circuito integrado fabricado no mundo e logo em seguida Robert Noyce integrou múltiplos componentes em um substrato de silício, demonstrando superioridade do silício em relação ao germânio. Assim surgiu a nova geração de máquinas, mais poderosas e menores devido a integração de larga escala. A IBM foi a principal difusora dessa tecnologia. 20

21 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Quarta Geração Computadores que Utilizam VLSI VLSI (Very Language Sacale Integration). Caracteriza uma classe de dispositivos eletrônicos capazes de armazenar em um único invólucro, milhões de diminutos componentes. Este dispositivo, denominado pastilha (CHIP), vem constituindo a base da estrutura de todos os principais sistemas de computação modernos. A técnica de miniaturização de componentes eletrônicos conduziu, por volta de 1972, ao desenvolvimento dos computadores pessoais ou microcomputadores ainda não existente à época. 21

22 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Computadores de Grande Porte Main Frames Os computadores de grande porte se constituíram nas principais máquinas das empresas, desde os primórdios da computação, com o lançamento do UNIVAC I e do IBM-701 até a década de 80 (1980). Ocupam grandes espaços no ambiente Extremamente caros Somente utilizados por grandes corporações Grande capacidade de processamento 22

23 Divisão Histórica da Evolução dos Computadores Computadores Pessoais Microcomputadores Em 1971 uma empresa criada para produzir componentes eletrônicos a Intel Corporation, produzia a primeira UCP em uma só pastilha de circuito integrado denominada INTEL A partir daí outras corporações concorrentes também passaram a produzir microprocessadores em larga escala. O processador é o cérebro do micro encarregado de processar a maior parte das informações. Ele é também o componente onde são usadas as tecnologias de fabricação mais recentes. 23

24 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Redes de Computadores formam uma tecnologia de rede única. Nenhuma outra tecnologia de rede é tão versátil e poderosa como ela. Devido à isso, quando falamos sobre elas, podemos utilizar os seguintes termos : Cliente: Clientes são computadores que se conectam à um computador central para requisitar que este realize alguma tarefa na qual é especializado. Servidor: Um Servidor é uma máquina que costuma ser freqüentemente acessada por outras para que ela realize algum tipo de tarefa. 24

25 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Cliente 25

26 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Cliente Serviços Corporativos Oferecidos Processamento descentralizado 30% Acesso a programas diversos Desenvolvimento de projetos Elaboração de documentos Edições de planilhas e imagens Acesso à rede mediante autenticação do usuário Armazenamento de dados independente Disponibilidade 26

27 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Servidor: 27

28 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Servidor Serviços Corporativos Oferecidos Resolução de Nomes DNS WINS Endereço IP Dinâmico - DHCP Administração de Infra-estrutura AD Back-up Centralizado Serviços Diversos Autenticação de Usuário Segurança da Rede Corporativa Processamento descentralizado 70% WEB FIREWALL PROXY IDS VPN TSERV... 28

29 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Para se criar uma rede de computadores confiável, é preciso fazer com que os computadores sejam capazes de detectar erros na transmissão. Uma vez que isso ocorra, pode-se tentar corrigi-los ou então pedir para que os dados sejam retransmitidos. Endereço IP: Para que os computadores possam se comunicar com outro através de uma rede, é necessário identicá lo de alguma forma. Na rede telefônica, por exemplo, para falarmos com outra pessoa, é preciso discar o seu número de telefone - que é único para cada elemento da rede. O mesmo ocorre com a rede de computadores. Cada elemento possui um número único que é reconhecido como seu "Endereço". 29

30 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Endereço IP (Propriendades do TCP/IP) 30

31 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Endereço MAC (Media Access Control ) São utilizados para identificar a placa de rede do computador. Eles possuem 48 bits de tamanho expressos com doze dígitos hexadecimais. Os primeiros seis dígitos são administrados pelo IEEE e identificam o fabricante ou fornecedor da placa de rede ; os seis últimos são identificação da placa. Não existem duas placas com o mesmo endereço MAC, ou seja, este endereço é único para cada placa de rede em cada computador. Os endereços MAC geralmente são gravados na memória ROM e copiados para a memória da RAM quando a placa de rede é iniciada. 31

32 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Endereço MAC (Media Access Control ) Comando para visualização de todas as configurações IP de rede: ipconfig/all 32

33 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Meu Computador Propriedades do Meu Computador 33

34 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Meu Computador A Descrição do Computador deve seguir as normas estabelecidas na organização. Ex: Recursos Humanos - Paulo O Nome do Computador deve seguir as normas estabelecidas na organização. Ex: DSK001 34

35 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Ambiente de Rede 35

36 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Endereço IP (Propriedades do TCP/IP) O que é? Endereço IP Mascara de Rede Gateway Padrão Servidor DNS Preferencial Servidor DNS Alternativo 36

37 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Endereço IP (Propriedades do TCP/IP) O que é? Endereço IP Identifica o computador na rede dentro do intervalo de distribuição de endereços IP fixados manualmente ou atribuídos dinamicamente. Variam dentro do intervalo IP de 0 à 255. Mascara de Rede Indica quantas subredes e a quantidade de host que poderá integrar á esta rede. A mascara de subrerede IPv4 divide-se em três classes básicas e duas reservadas para o futuro - IPv6: Classes A B C. As classes D e E são reservadas ao futuro. A mascara de rede subdivide-se em duas partes. A primeira parte identifica a subrede e a outra indica os host. Gateway Padrão (Saída da rede para o mundo externo) São equipamentos dentro de uma rede que estabelecem comunicação com outras redes externas. Geralmente os roteadores fazem o papel de gateway. Dentro do intervalo de IP s permitidos para distribuição (1 e 254), qualquer endereço poderá ser atribuído, porém, usa-se geralmente por convenção o primeiro IP (1). Ex:

38 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Endereço IP (Propriedades do TCP/IP) O que é? DNS Preferencial É o IP do servidor DNS que responderá as requisições de resolução de nomes. O endereço IP do servidor DNS preferencial deverá ser configurado com o número IP do servidor que tiver o serviço de resolução de nomes implantado. Geralmente estes servidores são os controladores de domínio (DC), porém, isso não é regra. DNS Alternativo É o IP do servidor conhecido como RESERVA de resolução de nomes. Este servidor irá atender às requisições de resolução de nomes solicitadas pelos demais computadores da rede, caso o servidor de DNS Preferencial esteja fora dor ar por algum motivo, geralmente para manutenção. Costumase utilizar os servidores controladores de domínio alternativo (DCA) para gerenciar este serviço. 38

39 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Endereço APIPA - Automatic Private IP Addressing O APIPA é um recurso do WINDOWS que foi introduzido a partir do Windows 98 e que se mantém nas versões atuas. Imagine numa rede tenha um cliente com o protocolo TCP/IP instalado e configurado para obter endereço IP através de um servidor DHCP. Caso esse servidor por um motivo qualquer não responda à requisição de IP do cliente, automaticamente o Windows fornecerá automaticamente um endereço IP dentro da faixa de IP APIPA reservado: a Nesse caso, o computador em questão não fará uso de internet uma vez que essa faixa de endereço IP não é reconhecida para acessos à redes externas (internet). 39

40 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Meio: É o ambiente físico usado para conectar membros de uma rede. Por exemplo, no caso dos telefones, o meio é o fio que forma toda a rede telefônica. Computadores podem usar os mais diversos meios, como cabos e ondas de rádio. Nós de Rede: Não são apenas computadores que podem ser ligados à uma rede de computadores. de fato, as primeiras redes de computadores foram criadas para controlar o caminho percorrido por ligações telefônicas. Existe uma gama muito grande de dispositivos que podem fazer parte deste tipo de rede como terminais, impressoras, repetidoras, pontes, chaves e roteadores. 40

41 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Roteamento Rotear significa traçar uma rota. O roteamento é justamente a tarefa de traçar rotas entre os vários elementos de uma rede. Afinal, em uma rede com várias máquinas, é preciso estabelecer qual caminho os dados precisam seguir para que eles não terminem indo parar na máquina errada. Segurança É comum que informações sigilosas sejam trocadas em uma rede. Por causa disso, existem muitas pessoas que podem tentar interceptar os dados. Para isso, pode-se utilizar estratégias para aumentar a segurança de uma rede como criptografar os dados, por exemplo. 41

42 ALGUNS CONCEITOS - REDES DE COMPUTADORES Confiabilidade Em todo o tipo de comunicação à distância, existe a possibilidade de ocorrer erro na hora de se interpretar os dados. No caso das redes de computadores, isso é algo que pode ocorrer devido à vários motivos como interferência ou o enfraquecimento do sinal com a distância. Escalabilidade É uma característica desejável da previsão de crescimento da rede ou de um processo. Indica sua habilidade de manipular uma porção crescente de trabalho de forma uniforme, ou estar preparado para crescer. Por exemplo, isto pode se referir à capacidade de um sistema em suportar um aumento de carga total quando os recursos (normalmente do hardware) são requeridos. 42

43 ARQUITETURAS DE COMPUTADOR Modelos de computação O processamento de informações nas redes pode ser de duas formas: CENTRALIZADA E DISTRIBUIDA Centralizada: Antes do surgimento dos PC s os mainframes (computadores com alto poder de processamento) liam as informações contidas em cartões e as processava de forma seqüencial. A única forma de inserir dados em um mainframe era através dos cartões perfurados introduzidos na leitora. 43

44 ARQUITETURAS DE COMPUTADOR Modelos de computação CENTRALIZADA Com o surgimento das redes, outras opções foram criadas para introduzir e extrair informações no sistema através de terminais que nada mais eram do que dispositivo de entrada e saída (Terminais burros não realizavam nenhum tipo de processamento). Características: Eram grandes a ponto de ocupar uma sala inteira. Extremamente caros, por isso era restrito às grandes corporações e governo que podiam justificar o investimento. Grande poder de processamento 44

45 ARQUITETURAS DE COMPUTADOR Modelos de computação centralizada 45

46 ARQUITETURAS DE COMPUTADOR Modelos de computação DISTRIBUIDA Como os mainframes eram restritos às grandes corporações e governo devido ao alto custo e tamanho, pequenas empresas não tinham como usufruir dos benefícios da computação centralizada. Com o passar dos anos (anos 80) com o surgimento dos PC s, o processamento das informações deixou de ser centralizado passando a ser distribuído entre os terminais que não eram mais burros. 46

47 ARQUITETURAS DE COMPUTADOR Modelos de computação DISTRIBUIDA Características: PC s tem poder de processamento bem inferior que os mainframes; Baixo custo para pequenas empresas; Passaram a dividir uma parcela dos processamento de informações com o computador central. 47

48 ARQUITETURAS DE COMPUTADOR Modelos de computação DISTRIBUIDA 48