Apostila de Redes de Computadores

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1 Apostila de Redes de Computadores Profª Cristiane Paschoali IFSP - Votuporanga

2 Sumário 1Conceitos Básicos sobre Comunicação Histórico da Humanidade Histórico das Comunicações Histórico da Computação Histórico do Teleprocessamento Comunicação Elementos básicos em uma comunicação de dados Formas de transmissão de dados Conceito de sinais elétricos Bandwidth / Throughput Visão Geral e Conceitos Básicos de Redes de Computadores Motivações, Histórico e Aplicações de Redes Conceitos Básicos de Transmissão Sistemas de Numeração Sistema Numérico Decimal Sistema Numérico Binário Sistema Numérico Hexadecimal Conversão de Bases Converter Número Binário para Decimal Converter Número Decimal para Binários Exercícios Protocolos e Arquitetura TCP/IP Modelo TCP/IP Camada de Enlace de rede (data-link layer, interface com a rede ou acesso à rede) Camada de Rede Camada de Transporte Camada de Aplicação Alguns protocolos da família TCP/IP DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) NAT (Network Address Translation) DNS (Domain Name System) HTTP (HyperText Transfer Protocol) Telnet FTP (File Transfer Protocol) SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) e POP (Post Office Protocol) TFTP (Trivial File Transfer Protocol) SNMP (Simple Network Management Protocol) ARP (Address Resolution Protocol) Ethernet CSMA/CD PPP (Point-to-Point Protocol) UDP TCP IP Conceituação de Protocolos, Serviços e Portas Protocolo Serviços Portas Endereçamento IP Características Básicas Classes de Endereçamento IP...35

3 5.2.1Classe A Classe B Classe C Classe D Classe E Endereços Reservados para Redes Internas Máscaras de Sub-Redes Meios de Transmissão Transmissão por fio metálico Cabo coaxial Linhas de energia AC ou alta tensão Par de fios Cabo de pares Transmissão por Fio não Metálico Fibra Ótica Transmissão por Irradiação Eletromagnética Enlace de Rádio Terrestre: micro-ondas Enlace de rádio terrestre: UHF/SHF Enlace de Satélite Arquitetura de Rede, Topologias, Equipamentos e Cabeamento Arquitetura de redes Topologias de Redes Mesh Estrela Barramento Anel Árvore Topologias Mistas Principais Classificações das Redes quanto à Abrangência...54 Índice de ilustrações Ilustração 1: Processo de Comunicação...8 Ilustração 2: Processo de modulação - demodulação...9 Ilustração 3: Tabela ASCII...10 Ilustração 4: Sinal digital...10 Ilustração 5: Sinal analógico...10 Ilustração 6: Mapa lógico da rede Arpanet em setembro de Ilustração 7: Transmissão assíncrona...15 Ilustração 8: Transmissão síncrona...15 Ilustração 9: Modelo TCP/IP e modelo OSI...21 Ilustração 10: Protocolos associados às camadas do modelo TCP/IP...24 Ilustração 11: Exemplo de uma consulta DNS...26 Ilustração 12: Formato do pacote IP com os campos de controle...34 Ilustração 13: Cabo coaxial fino...40 Ilustração 14: Conector e terminar BNC, para cabo coaxial...40 Ilustração 15: Esquema da PLC em uma casa...41 Ilustração 16: Cabo par de fios...41 Ilustração 17: Conector RJ Ilustração 18: Par trançado UTP e STP...44 Ilustração 19: Conector RJ Ilustração 20: Padrão de cabo direto e cross-over...45 Ilustração 21: Funcionamento da fibra ótica...46

4 Ilustração 22: Fibra ótica...47 Ilustração 23: Maleta de conectorização...48 Ilustração 24: Equipamento de fusão...48 Ilustração 25: Concector SMA para fibra ótica...49 Ilustração 26: Conector ST para fibra ótica...49 Ilustração 27: Conector SC para fibra ótica...50 Ilustração 28: Enlace terrestre: micro-ondas...50 Ilustração 29: Enlace de satélite...51 Ilustração 30: Topologia mesh...52 Ilustração 31: Topologia estrela...53 Ilustração 32: Topologia em barramento...53 Ilustração 33: Topologia em anel...54 Ilustração 34: Topologia em árvore...54 Índice de tabelas Tabela 1: Tabela de aplicações móveis e sem fio...15 Tabela 2: Exemplos de endereçamento IP, endereço de rede e endereço de host da classe A...35 Tabela 3: Exemplos de sub-redes da classe A...36 Tabela 4: Exemplos de endereçamento IP, endereço de rede e endereço de host da classe B...36 Tabela 5: Exemplos de endereçamento IP, endereço de rede e endereço de host da classe C...37 Tabela 6: Resumo dos intervalos de classes de endereçamento IP...37 Tabela 7: Faixas de endereços IPs privadas ou reservadas para redes internas...38 Tabela 8: Máscaras de sub-redes e suas respectivas classes...38 Tabela 9: Exemplos de subdivisão do endereçamento dos hosts...38 Tabela 10: Exemplo de utilização de máscaras de sub-redes...39

5 1 Conceitos Básicos sobre Comunicação 1.1 Histórico da Humanidade A história da humanidade, segundo Alvin Toffler (escritor do livro A Terceira Onda ), pode ser dividida em três ondas. A primeira onda ocorreu por volta de 10 mil anos atrás: a revolução agropecuária. Nela, o homem se ficou no campo para produzir os bens que necessitava para sua sobrevivência. O homem plantava e criava animais para seu próprio sustento e o excedente, trocava por bens que não produzia (escambo). A segunda onda ocorreu por volta de 300 anos atrás: a revolução industrial. A partir dela, o homem passou a viver nas cidades e trabalhava nas fábricas (final da Idade Média). O seu sustento estava baseado no salário que recebia e com ele adquiria os bens necessários. A terceira onda iniciou-se por volta dos anos 50: a revolução da informação. O homem passou a usufruir do computador para ajudá-lo em atividades rotineiras e cansativas, melhorando sua qualidade de vida. 1.2 Histórico das Comunicações Na sua origem, o homem utilizava gestos para se comunicar (comunicação gestual). Essa comunicação depois passou a ser verbal (linguagem falada) e também através de símbolos (hieróglifos, pinturas ruprestes, etc). Na Idade Média houve o surgimento da imprensa. Por volta de 1450, Gutemberg desenvolve a impressão com tipos móveis, o que propiciou o registro dos conhecimentos em larga escala. Em 1838, Samuel Morse desenvolveu o telégrafo, trazendo uma nova época para as comunicações. As informações eram transmitidas através de pulsos elétricos, codificadas em código Morse (cadeia de símbolos binários traço e ponto). Thomas Edison, auxiliar de telegrafista, inventou o telégrafo impresso. Em 1876, Graham Bell (Boston) e Elisha Gray (Chicago), inventaram o telefone. Graham Bell conseguiu patentiá-lo primeiro, ficando com o mérito do invento. Thomas Edison projetou o transmissor telefônico de carbono, sendo o primeiro verdadeiramente prático, tornando-se o transmissor padrão do telefone e usado até hoje. Em 1908 veio o rádio, a televisão em 1922, depois o fax, a Internet, a telefonia celular, etc. 1.3 Histórico da Computação Em 1943 surge o primeiro computador eletromecânico, o MARK I, que era baseado em relés.

6 Em 1946 surge a primeira geração dos computadores. Componente: válvulas. Também surge o primeiro computador eletrônico, o ENIAC, na Universidade da Pensilvânia. Ele tinha 5,5 metros de altura por 25 metros de comprimento. Em 1957, a segunda geração de computadores, com transistores. Em 1967, a terceira geração de computadores, com circuito integrado, que são pequenas partículas de silício contendo vários transistores. Em 1975, a quarta geração de computadores, com circuitos integrados em larga escala (VLSI). 1.4 Histórico do Teleprocessamento Nos anos 50, o processamento era centralizado. As máquinas eram grandes e complexas e o sistema de processamento utilizado era o batch: processamento em lotes. Nos anos 60, as redes centralizadas passaram a utilizar terminais interativos. Isso possibilitava aos usuários acessarem o computador central através de linhas de comunicações. O sistema de processamento utilizado era on-line, com terminais monocromáticos. Nos anos 70 surgem as redes públicas de pacotes, o que proporcionou que a rede fosse compartilhada por várias empresas. Em 1976, Steve Jobs e Stephen Wozniac desenvolvem o primeiro computador pessoal Apple. Em 1981 a IBM lança o PC (Personal Computer), que vinha com o Sistema Operacional DOS. Em 1984 a Apple lança o Macintosh, que fazia uso de ícones no seu Sistema Operacional. Nos anos 80, a rede descentralizou o processamento, distribuindo o poder computacional, possibilitando o compartilhamento de recursos através da interconexão de equipamentos. Nos anos 90 se desenvolvem as redes corporativas integradas, que passam a fazer uso da arquitetura cliente/servidor. No ano 2000 se expande a comunicação sem fio (wireless), com acesso à Internet via sistema de rádio, via conexão de TV a cabo, via rede elétrica, ADSL, via telefonia celular, etc. 1.5 Comunicação Comunicação indica a transferência de informação entre um transmissor e um receptor. A posse de informações corretas e de qualidade permite a correta tomada de decisões, direções a serem seguidas e estratégia a serem desenvolvidas nos negócios. A informação armazenada é conhecimento acumulado que pode ser consultado, utilizado e transferido, servindo como um fornecedor de ensino e cultura para a sociedade. Isto mostra a grande importância que uma estrutura de telecomunicações e informática tem em uma sociedade. Informações circulando em quantidade e com qualidade, com as pessoas

7 e empresas tendo acesso a essas informações, possibilitam que todos se comuniquem mais rapidamente entre si, o que gera uma atividade econômica maior e um desenvolvimento mais rápido da sociedade. Sistemas de comunicação eficientes possibilitam que as empresas vendam mais, produzam mais e gerem mais empregos. Hoje, muita informação está disponível, porém a questão agora passa a ser: o que fazer com tanta informação e como extrair os dados realmente importantes? Tão importante quanto à transmissão de informação é a sua compreensão e interpretação corretas. Para que transmissor e receptor se entendam, devem falar com o mesmo código, símbolos ou linguagens, dentro de regras preestabelecidas as quais chamamos de protocolo de comunicação. As comunicações corporativas, nas últimas décadas, deram um grande salto tecnológico e continuam a se desenvolver rapidamente. Tecnologias e equipamentos são substituídos rapidamente por outros com maior capacidade de integração e menor custo. Essa apuração técnica e normatizações internacionais desenvolvidas por organizações internacionais como o ITU (International Telecommunications Union), fizeram com que equipamentos e fabricantes diferentes passassem a operar entre si, permitindo uma crescente interoperabilidade e portabilidade entre sistemas, dando flexibilidade e preservando os investimentos dos usuários. A transferência de informação entre um ponto e outro, basicamente, indica que temos um transmissor e um receptor. Nesses dois pontos, podemos Ter tanto pessoas como equipamentos se comunicando e utilizando-se de uma mesma linguagem de comunicação, a qual permite o perfeito entendimento entre ambos. No caso de equipamentos, as regras e linguagem de comunicação utilizada entre ambos são chamadas de protocolo. A comunicação é feita por meio de comandos de programas que são codificados e transmitidos por sinais elétricos. O protocolo de comunicação é um programa de computador que, por meio de um conjunto de regras pré programadas, permite a transferência de dados entre dois pontos, controlando o envio e recepção, checando a existência de erros na transmissão, confirmando o recebimento, fazendo o controle do fluxo de dados, endereçando as mensagens enviadas e controlando outros aspectos de uma transmissão. Obviamente ambos os equipamentos devem utilizar o mesmo protocolo de comunicação, ou seja, falar a mesma língua. O protocolo nada mais é do que um programa carregado nos computadores que se comunicam entre si, sendo o responsável pela transmissão, recebimento e checagem das mensagens transmitidas e recebidas. Os protocolos de comunicação dão, portanto, uma maior segurança na transmissão de dados entre computadores, fazendo com que os dados transmitidos sejam aceitos somente se estiverem corretos, sem erros de transmissão. O tipo de informação (dados) transmitida pode ser: 1. Arquivos de dados; 2. Mensagens; 3. Voz e imagem digitalizada transmitida como os dados. 1.6 Elementos básicos em uma comunicação de dados São cinco os elementos fundamentais de qualquer processo de comunicação:

8 1. A fonte de informação (emissor ou origem das informações que se deseja transmitir); 2. A informação (são as informações que se deseja transmitir, dados arquivos em geral); 3. O meio (via ou canal ou veículo pelo qual a informação é transmitida entre fonte e destino); 4. O destino da informação (receptor). 5. O Protocolo de comunicação (são as regras que regem a comunicação). Ilustração 1: Processo de Comunicação 1.7 Formas de transmissão de dados Na comunicação entre equipamentos, por estarmos num meio chamado elétrico, o meio de comunicação mais comum é o fio de metal, por intermédio do qual o sinal elétrico se propaga, levando consigo a informação. Numa transmissão de dados digitais por meio de fios, a informação é representada por sinais elétricos no formato de pulsos. Além de transmissão por fios e cabos, que são meios sólidos, podemos também transmitir informações por ondas eletromagnéticas que são as transmissões por: radio, microondas e satélite. A transmissão de dados também pode ser feita através de fibras ópticas, utilizando variações na intensidade da luz como sinal, o que permite a transmissão de dados a altíssimas velocidades. O tipo de transmissão mais conhecido entre os usuários de computadores residenciais é a transmissão por conexões telefônicas, utilizando-se de Modem. Os Modems são pequenos aparelhos que fazem a adequação do sinal digital do computador em sinal analógico para possibilitar a utilização da linha telefônica. O Modem recebe o sinal digital do computador e coloca-o dentro de uma onda com a frequência necessária para a transmissão através da linha telefônica, esse processo é chamado de modulação.

9 Ilustração 2: Processo de modulação - demodulação 1.8 Conceito de sinais elétricos Bit (Binary Digit) - é a menor unidade de armazenamento binária, digital ou do computador: ligado - valor 1 ; desligado - valor 0. Byte - conjunto de 8 bits. É a menor unidade de informação, pois cada caractere utilizado é codificado utilizando 8 bits pelo computador. Essa codificação é dada através da tabela ASCII, cuja primeira metade é padronizada (até o código 127, em decimal) e depois possui algumas variações. Ex: letra A (código 65, em decimal) ou o número 8 (código 56 em decimal). O que trafega no meio de transmissão é bit (aceso/apagado, ligado/desligado).

10 Ilustração 3: Tabela ASCII O sinal elétrico digital ou binário do computador é, na verdade, um sinal em formato de um trem de pulsos, ou seja, uma sequência de pulsos, 1s ou 0s, saltando de um valor ao outro instantaneamente no formato de uma onda quadrada, que se repetem em uma sequência baseada no tipo de informação palavra ou byte. Ilustração 4: Sinal digital O sinal elétrico analógico possui uma variação constante e estável conhecida como onda senoidal, a onda senoidal possui um padrão que se repete e é chamado de ciclo, possui também uma amplitude que é a altura da onda, medida em volts no caso de ondas elétricas. Ilustração 5: Sinal analógico

11 Sendo o sinal analógico uma onda que varia continuamente e é transmitida por diversos meios, ela está mais sujeita a distorções, atenuações e ruídos ao longo da transmissão. Isto faz com que as transmissões analógicas tenham uma qualidade que varia de acordo com o meio e com os equipamentos que estão sendo utilizados para sua transmissão e tratamento. 1.9 Bandwidth / Throughput O termo Bandwidth (largura de banda), considerando o mundo informática, representa a capacidade (ou taxa) de transmissão do canal, ou serviço especializado (ex: Speedy) expresso em bps (bits por segundo). É um valor nominal da capacidade de transmissão de um meio (fio metálico, fio de fibra óptica, um enlace de rádio, um serviço WI-FI, etc). Já o Throughput representa a capacidade (ou taxa) de transmissão instantânea (ou real) do meio ou serviço especializado em um determinado momento. Ex: O serviço ADSL (Speedy) 500 tem largura de banda (bandwidth) de 500Kbps ( bits por segundo), mas seu throughput (taxa instantânea de transmissão) irá variar durante o dia entre diferentes valores. Por exemplo, às 15:20 da tarde de um determinado dia, o serviço permite trafegar dados a 458Kbps. Ou então, uma rede local feita com cabo par trançado, possui um bandwidth de 100 Mbps, mas, com várias máquinas sendo utilizadas ao mesmo tempo, o throughput verificado em uma determinada aula, em um momento específico, foi de 83 Mbps. A largura de banda (bandwidth) é a velocidade nominal de um meio de transmissão ou serviço. Também existe a largura de banda de frequência, que é a faixa de frequência disponível para utilização. Exemplos: LINHA A: 300 Hz a 800 Hz resulta em uma largura de banda = 500 Hz LINHA B: Hz a 1600 Hz resulta em uma largura de banda = 400 Hz LINHA C: Hz a 2900 Hz resulta em uma largura de banda = 500 Hz Segue abaixo a tabela de classificação de frequências. Classificação Nome Popular Frequência Utilização Ondas Longas 300 Hz à Hz Sonares VLF - Very Low Frequency Ondas Longas 10 KHz à 30 KHz Sonares LF - Low Frequency Ondas Longas 30 KHz à 300 KHz Navegação Marítima MF Medium Frequency Ondas Médias 300 KHz à 3000 KHz Navegação Marítima, Telegrafia, Rádio Difusão AM, Radio Amadores, Navegação Aérea. HF - High Frequency Frequency Ondas Curtas 3 MHz à 30 MHz AM - Ondas Curtas, Rádio Amadores

12 VHF - Very High - 30 MHz à 300 MHz Rádio Difusão FM, TV, Rádio Amadores, Serviços Governamentais UHF - Ultra High Frequency micro-ondas 300 MHz à 3 GHZ RÁdio Difusão TV, Satélite Meteorológico, Celulares (GSM), Radares SHF - Super High Frequency EHF - Extremely High Frequency micro-ondas 3 GHz à 30 GHz Comunicações via Satélite micro-ondas 30 GHz à 300 GHz Comunicações via Satélite Região Experimental GHz à 1000 GHz Comunicações via Satélite 2 Visão Geral e Conceitos Básicos de Redes de Computadores 2.1 Motivações, Histórico e Aplicações de Redes Cada um dos três séculos anteriores foi dominado por uma única tecnologia. O Século XVIII foi a época dos grandes sistemas mecânicos que acompanharam a Revolução Industrial. O Século XIX foi a era das máquina a vapor. As principais conquistas tecnológicas do Século XX se deram no campo da aquisição, do processamento e da distribuição de informações. Entre outras coisas, viu-se a instalação das redes de telefonia em escala mundial, a invenção do rádio e da televisão, o nascimento e o crescimento da indústria de informática e o lançamento dos satélites de comunicação. Como resultado do rápido progresso tecnológico, essas áreas estão convergindo rapidamente e são cada vez menores as diferenças entre coleta, transporte, armazenamento e processamento de informações. As empresas de todos os ramos querem, e necessitam, que seus escritórios, dispersos geograficamente, se comuniquem e troquem informações. Histórico Como quase tudo na informática, as redes passaram por um longo processo de evolução antes de chegarem aos padrões utilizados atualmente. As primeiras redes surgiram durante a década de 60, como uma forma de transferir informações de um computador a outro. Na época, o meio mais usado para armazenamento externo de dados e transporte ainda eram os cartões perfurados. De 1969 a 1972 foi criada a Arpanet, o embrião da Internet que conhecemos hoje. A rede entrou no ar em dezembro de 1969, inicialmente com apenas 4 nós, que respondiam pelos nomes SRI, UCLA, UCSB E UTAH e eram sediados, respectivamente, no Stanford Research Institute, na Universidade da Califórnia, na Universidade de Santa Barbara e na Universidade de Utah, nos EUA. Eles eram interligados através de links de 50 kbps, criados usando linhas telefônicas dedicadas, adaptadas para o uso como link de dados. Nesta época, os modems domésticos transmitiam a apenas 110 bps. Esta rede inicial foi criada com propósitos de teste, mas cresceu

13 rapidamente e, em 1973, já interligava 30 instituições, incluindo universidades, instituições militares e empresas. Para garantir a operação da rede, cada nó era interligado a pelo menos dois outros, de forma que a rede pudesse continuar funcionando mesmo com a interrupção de várias das conexões. As mensagens eram roteadas entre os nós e eventuais interrupções nos links eram detectadas rapidamente, de forma que a rede era bastante confiável. Ilustração 6: Mapa lógico da rede Arpanet em setembro de 1973 Em 1974 surgiu o TCP/IP, que acabou se tornando o protocolo definitivo para uso na Arpanet e, mais tarde, na Internet. Essa rede interligando diversas universidades, permitiu o desenvolvimento de recursos que usamos até hoje, como o , o telnet e o FTP. Com o crescimento da rede, manter e distribuir listas de todos os hosts conectados foi se tornando cada vez mais dispendioso, até que em 1980 passaram a ser usados nomes de domínio, dando origem ao Domain Name System ou, simplesmente, DNS, que é essencialmente o mesmo sistema para atribuir nomes de domínio usado até hoje. A segunda parte da história começa em 1973, dentro do PARC (o laboratório de desenvolvimento da Xerox, em Palo Alto, EUA), quando foi feito o primeiro teste de transmissão de dados usando o padrão Ethernet. Por sinal, foi no PARC onde várias outras tecnologias importantes, incluindo a interface gráfica e o mouse, foram originalmente desenvolvidas. O teste deu origrem ao primeiro padrão Ethernet, que transmitia dados a 2,94 megabits através de cabos coaxiais e permitia a conexão de até 256 estações de trabalho. Na década de 1990, com a abertura do acesso à Internet, tudo ganhou uma nova dimensão e as redes se popularizaram de forma assustadora, já que não demorou muito para todos perceberem que ter uma rede local era a forma mais barata de conectar todos os micros da rede à Internet. Tradicionalmente, a Internet e suas predecessoras tinham quatro aplicações principais: Correio eletrônico ( )

14 Newsgroups (fórums especializados) Logon remoto (telnet, rlogin ou ssh) Transferência de arquivos (FTP) Há apenas uma década, o acesso via linha discada ainda era a modalidade mais comum e não era raro ver empresas onde cada micro tinha um modem e uma linha telefônica, o que multiplicava os custos. Hoje em dia, várias pessoas já possuem mais de um PC em casa e acabam montando uma pequena rede para compartilhar a conexão entre eles, seja usando um modem ADSL configurado como roteador, seja usando um ponto de acesso wireless, seja usando um cabo cross-over para compartilhar diretamente a conexão entre dois micros. Aplicações das Redes Aplicações Comerciais Empresas que possuam computadores espalhados pela organização e que queiram interligar seus dados e compartilhar seus recursos. Para essas situações, o modelo mais comumente encontrado é o cliente/servidor, modelo que envolve solicitações e respostas. A rede também pode servir de comunicação entre as pessoas (funcionários). Outra aplicação bastante utilizada é a videoconferência. Pode ser utilizada para realizar negócios eletronicamente com outras empresas. Realizar negócios com consumidores pela Internet. Aplicações Domésticas No início, utilizava-se computadores pessoais para textos e jogos. Hoje, a maior motivação talvez seja o acesso à Internet. Acesso a informações remotas. Comunicação entre pessoas. Entretenimento interativo. Comércio eletrônico. Abreviação Nome completo Exemplo B2C Business-to-Consumer Pedidos de livros on-line. B2B Business-to-Business Fabricantes de automóveis solicitando pneus a um fornecedor G2C Government-to-Consumer Governo distribuindo eletronicamente formulários de impostos G2C Consumer-to-Consumer Leilões on-line de produtos usados Usuários Móveis Computadores móveis constituem um dos segmentos de mais rápido crescimento da indústria de informática. Usuários e funcionários que se locomovem em viagens, por exemplo, querem que seu acesso à Internet continue garantido. Frotas de caminhões, táxis, veículos de entrega e funcionários de serviços de assistência técnica, que precisam se manter em contato com a base de operações da empresa. Redes sem fio são bastante úteis em operações militares.

15 Aplicações Sem fios Móvel Computadores de desktop em escritórios Não Não Um notebook usado em um quarto de hotel, via RJ45 Não Sim Redes em edifícos mais antigos, que não dispõem de fiação Sim Não Escritório portátil; PDA para registrar o estoque de uma loja. Sim Sim Tabela 1: Tabela de aplicações móveis e sem fio 2.2 Conceitos Básicos de Transmissão A transmissão dos dados através dos meios de transmissão pode ser feita de várias formas. Veja a seguir. Classificação quanto ao sincronismo Transmissão assíncrona Nessa transmissão, o espaço de tempo entre um caractere e outro não é fixo, ou seja, não há sincronismo. O início de um caractere é designado por um bit de start. O fim de um caractere é designado por um ou mais bits de stop. Os bits do caractere são transmitidos em sequência, porém os caracteres podem seguir espaçados aleatoriamente um dos outros. É a forma mais utilizada em computadores pessoais, pois pode ser efetuada pela sua saída serial, sem a necessidade de circuitos ou placas de sincronismo. Ilustração 7: Transmissão assíncrona Transmissão síncrona Na transmissão síncrona, os dados trafegam na rede com velocidade e throughput (capacidade de transferência de dados) constante. O sinal que mantem o sincronismo é chamado clock. Existe um tempo fixo de transmissão para cada caractere. Ilustração 8: Transmissão síncrona Classificação quanto ao sentido da transmissão

16 Transmissão simplex É um tipo de comunicação unidirecional, ou seja, em um único sentido. Não existe retorno do receptor. Pode existir só um transmissor para vários receptores. Transmissão half-duplex A transmissão ocorre nos dois sentidos, ou seja, é bidirecional, porém não simultaneamente. Transmissão full-duplex Neste tipo de transmissão, os dados podem ser transmitidos e recebidos ao mesmo tempo, em ambos os sentidos, por meio de dois canais simultâneos. Nos modems full-duplex, são utilizadas duas frequências, sendo uma para transmissão e outra para recepção. Classificação quanto ao formato da transmissão Transmissão serial Neste tipo de transmissão, um bit de cada vez, em sequência, é transmitido por uma única via física de transmissão. Podem ser transportados de forma síncrona ou assíncrona. Transmissão Paralela Nessa forma de transmissão, o meio de transmissão é na forma de bus, ou seja, um meio com diversas vias em que vários bits são transmitidos ao mesmo tempo. É comum na comunicação entre equipamentos próximos. 3 Sistemas de Numeração Um numeral é um símbolo ou grupo de símbolos que representa um número em um determinado instante da evolução do homem. Os símbolos "11", "onze" e "XI" (onze em latim) são numerais diferentes, representativos do mesmo número, apenas escrito em idiomas e épocas diferentes. Um sistema de numeração, (ou sistema numeral) é um sistema em que um conjunto de números são representados por numerais de uma forma consistente. Pode ser visto como o contexto que permite ao numeral "11" ser interpretado como o numeral romano para dois, o numeral binário para três ou o numeral decimal para onze. 3.1 Sistema Numérico Decimal O sistema decimal é um sistema de numeração de posição que utiliza a base dez. Baseia-se em uma numeração de posição, onde os dez algarismos indo-arábicos : servem a contar unidades, dezenas, centenas, etc. da direita para a esquerda. Contrariamente à numeração romana, o algarismo árabe tem um valor diferente segundo sua posição no número: assim, em 111, o primeiro algarismo significa 100, o segundo algarismo 10 e o terceiro 1, enquanto que em VIII (oito em numeração romana) os três I ignificam todos 1. Assim, o número 347 pode ser decomposto da forma a seguir:

17 No sistema decimal o símbolo 0 (zero) posicionado à esquerda do número escrito não altera seu valor representativo. Assim: 1; 01; 001 ou 0001 representam a mesma grandeza, neste caso a unidade. O símbolo zero posto à direita implica multiplicar a grandeza pela base, ou seja, por 10 (dez). 3.2 Sistema Numérico Binário O sistema binário, ou base 2, é um sistema de numeração posicional em que todas as quantidades se representam com base em dois números, com o que se dispõe das cifras: zero e um (0 e 1). Os computadores digitais trabalham internamente com dois níveis de tensão, sendo o seu sistema binário (aceso, apagado). Com efeito, num sistema simples como este, é possível simplificar o cálculo, com o auxílio da lógica booleana. Em computação, chama-se um dígito binário (0 ou 1) de bit, que vem do inglês Binary Digit. Um agrupamento de 8 bits corresponde a um byte (Binary Term). Um agrupamento de 4 bits é chamado de nibble. O sistema binário é base para a Álgebra booleana (de George Boole - matemático inglês), que permite fazer operações lógicas e aritméticas usando-se apenas dois dígitos ou dois estados (sim e não, falso e verdadeiro, tudo ou nada, 1 ou 0, ligado e desligado). Toda a eletrônica digital e computação está baseada nesse sistema binário e na lógica de Boole, que permite representar por circuitos eletrônicos digitais (portas lógicas) os números, caracteres, realizar operações lógicas e aritméticas. Os programas de computadores são codificados sob forma binária e armazenados nas mídias (memórias, discos, etc) sob esse formato. Seguindo o exemplo do sistema decimal, a significação posicional dos dígitos no sistema binário é, tomando como exemplo o número decimal 58: 3.3 Sistema Numérico Hexadecimal O sistema hexadecimal é um sistema de numeração posicional que representa os números em base 16 e, portanto empregando, 16 símbolos. Está vinculado à informática, pois os computadores costumam utilizar o byte ou octeto como unidade básica da memória.

18 Devido ao sistema decimal, geralmente usado para a numeração, possuir apenas dez símbolos, deve-se incluir seis letras adicionais para completar o sistema. O conjunto de símbolos fica, portanto, assim: 3.4 Conversão de Bases Existem técnicas para fazer a conversão entre as bases numéricas. A seguir estão as duas técnicas mais importantes no momento para a disciplina: conversão entre as bases decimal e binária Converter Número Binário para Decimal Escrever um número inteiro em binário, isto é, na base dois, não apresenta problema. Cada posição digital representará uma potência de dois, da mesma forma que nos números decimais, cada posição representa uma potência de dez. Assim, significa: 2x x x x x10 0 Na base dois, a base usada nos computadores binários, o número representa: 1x x x x2 0 = (53)decimal Converter Número Decimal para Binários A conversão do número inteiro, de decimal para binário, será feita da direita para a esquerda, isto é, determina-se primeiro o algarismos das unidades ( o que vai ser multiplicado por 2 0 ), em seguida o segundo algarismo da direita ( o que vai ser multiplicado por 2 1 ) etc... A questão chave é observar se o número é par ou ímpar. Em binário, o número par termina em 0 e o ímpar em 1. Assim determina-se o algarismo da direita, pela simples divisão do número por dois; se o resto for 0 (número par) o algarismo da direita é 0; se o resto for 1 (número ímpar) o algarismo da direita é 1. Assim sendo, o número 25 convertido para binário sofreria a seguinte operação:

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20 3.4.3 Exercícios Converter para a base decimal os seguintes números na base binária: a) b) c) Converter para a base binária os seguintes números na base decimal: a) 56 b) 101 c) 93 4 Protocolos e Arquitetura TCP/IP Na área das comunicações, um protocolo é um conjunto de regras ou convenções que governam a operação e o intercâmbio de informações entre dois sistemas computadorizados. Tanto o modelo OSI como o TCP/IP funcionam através de pilhas de protocolos, formando assim diversos níveis, um utilizando os serviços do nível inferior, possuindo as seguintes vantagens: Sistema estruturado; Facilidade de entendimento e visualização; Permite a interconexão entre sistemas de diferentes fabricantes, desde que o padrão de cada nível seja aberto.