Curso Profissional de Técnico de Gestão e Programação de Sistemas Informáticos AC M4C. Instalação e configuração de redes locais

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1 Curso Profissional de Técnico de Gestão e Programação de Sistemas Informáticos AC M4C Instalação e configuração de redes locais

2 A IMPORTÂNCIA DOS MEIOS FÍSICOS DE TRANSMISSÃO Numa rede de computadores é necessário existir troca de informação, estes dados circulam através de algum meio físico de transmissão de sinal. Os sinais que circulam numa rede informática podem passar por cabos elétricos ou óticos, dependendo se o cabo deixa passar corrente elétrica (eletrões) ou feixes luminosos, e por meio de transmissão sem fios. 2

3 A IMPORTÂNCIA DOS MEIOS FÍSICOS DE TRANSMISSÃO 3

4 MEIOS DE TRANSMISSÃO METÁLICOS Um dos meios de transmissão utilizados para o envio e receção de informação são designados cabos elétricos que são meios de transmissão metálicos e que por essa razão são bons condutores de corrente elétrica. Por estes meios podem circular sinais elétricos de 2 tipos: Sinais elétricos analógicos Sinais elétricos digitais 4

5 MEIOS DE TRANSMISSÃO METÁLICOS O ser humano trata o som e a imagem de um modo analógico (sinal contínuo). Podemos converter som e imagem do formato analógico para o digital, mas ao fazê-lo verifica-se uma perda de informação. 5

6 UTILIZAÇÃO E ADAPTAÇÃO ÀS EXIGÊNCIAS DO MERCADO Os cabos metálicos são os mais utilizados como meio físico de comunicação e transmissão de sinais elétricos. As tecnologias de comunicação sem fios ou com cabos de fibra ótica tem vindo a crescer. No entanto, os condutores metálicos ainda são os preferidos devido ao seu preço, rendimento e simplicidade de instalação. 6

7 CABOS SIMPLES Um cabo simples pode ser constituído por 2 ou mais condutores envolvidos por um material isolante: Agrupados em feixe com um isolamento exterior envolvente Dispostos lado a lado em faixa (flat cable). No caso de possuírem blindagem exterior, ela pode ser composta por uma fita metálica. 7

8 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS São compostos por um número par de condutores que formam uma espécie de trança 2 a 2. A forma de trança faz com que estes cabos sejam menos sensíveis ao ruído eletromagnético provocado por outros aparelhos elétricos. O ruído eletromagnético está presente em todo o tipo de equipamento elétrico, e se o seu valor for excessivo, o sinal que circula no cabo pode ser distorcido, provocando erros na comunicação. Este problema é mais sensível quanto maior for o comprimento do cabo e a velocidade de transmissão. 8

9 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Designações de acordo com o tipo de blindagem Os cabos de par entrançados podem ter vários tipos de blindagem e designações com o objetivo de reduzir a emissão de radiação eletromagnética (EMR) e a proteção contra interferências eletromagnéticas (EMI) dos sinais. Dependendo da construção a ser realizada, e realizada com o grau de blindagem que se pretende para infraestrutura, os cabos de par entrançados podem ser classificados em: UTP, FTP, SFTP, STP, SSTP 9

10 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Designações de acordo com o tipo de blindagem UTP (Unshielded Twisted Pair) não há blindagem metálica a envolver os condutores. 10

11 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Designações de acordo com o tipo de blindagem FTP (Foiled Twisted Pair) o cabo possui uma lâmina de alumínio e poliéster a envolver o conjunto de pares que o compõem. 11

12 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Designações de acordo com o tipo de blindagem (cont.) UTP Cat6 12

13 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Designações de acordo com o tipo de blindagem (cont.) SSTP Cat7 13

14 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Os cabos UTP são padronizados pela EIA/TIA (Eletronic Industries Association/Telecommunication Association) e têm a sua aplicação dividida por categorias: Categoria 1 Categoria 2 Categoria 3 Categoria 4 Categoria 5 Categoria 5e (enhanced) Categoria 6 Categoria 7 14

15 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Categoria dos cabos de pares não blindados: Categoria Aplicação Utilizado em linhas telefónicas; 2 pares entrelaçados. Com banda de até 60kHz e taxa de 64kbps Cabos e hardware com características de transmissão até 1MHz e utilização em redes de dados IBM (SNA) com taxas até 2Mbps. 4 pares entrelaçados Cabos e hardware com características de transmissão até 16MHz e utilização em redes de dados IEEE (Ethernet) com taxas até 10Mbps. 4 pares entrelaçados Cabos e hardware com características de transmissão até 20MHz e utilização em redes de dados IEEE (Token Ring) com taxas até 16Mbps. 4 pares entrelaçados 15

16 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Categoria dos cabos de pares não blindados: Categoria 5 5e 6 7 Aplicação Cabos e hardware com características de transmissão até 100MHz e utilização em redes de dados IEEE (Fast Ethernet) e ANSI (FDDI) com taxas até 100Mbps. 4 pares entrelaçados Cabos e hardware com características de transmissão até 100MHz e utilização em redes de dados IEEE (Giga Ethernet) com taxas até 1Gbps. 4 pares entrelaçados Cabos e hardware com características de transmissão até 250MHz e utilização em redes de dados IEEE (Giga Ethernet) com taxas até 1Gbps. 4 pares entrelaçados Cabos e hardware com características de transmissão até 600MHz e utilização em redes de dados IEEE (10 Giga Ethernet) com taxas até 10Gbps. 4 pares entrelaçados 16

17 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Ferramentas utilizadas: Para o cravar os cabos UTP e STP, são necessários vários equipamentos: Ficha RJ45 para redes de computadores Ficha RJ11 para ligações de terminais telefónicos Alicate de cravar os cabos UTP ou STP nas fichas Alicate de descarnar (retirar o isolamento exterior do cabo) 17

18 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Tipos de ligações: Para a ligação de computadores numa rede através dos cabos UTP e STP é necessário seguir as normas T568A ou T568B para cravar as fichas. Na construção de um cabo Ethernet do tipo cabo direito (patch cable), a norma utilizada pode ser uma das duas, nas 2 fichas do cabo. Se escolhermos a norma T568B para uma das pontas devemos escolher a mesma norma para a outra ponta. Os patch cables ligam computadores a uma rede (a um switch, a um router, ). 18

19 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Tipos de ligações: A construção de um cado Ethernet do tipo crossover, as normas devem ser opostas em cada ficha, isto é, se escolhermos a norma T568B numa ponta temos que escolher a norma T568A na outra. Os cabos crossover servem para ligar dois computadores um outro ou para ligar dispositivos de interligação (hubs, switchs). 19

20 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Elaboração de cabos Caso se esteja a fazer um cabo para interligar uma placa de rede a um hub ou switch deve-se ordenar os cabos da seguinte forma: Pino Ficha RJ45 - PC Ficha Rj45 - hub 1 Verde/Branco Igual 2 Verde Igual 3 Laranja/Branco Igual 4 Azul Igual 5 Azul/Branco Igual 6 Laranja Igual 7 Castanho/Branco Igual 8 Castanho Igual 20

21 CABOS DE PARES ENTRANÇADOS Elaboração de cabos Caso haja necessidade de se ligar 2 computadores diretamente, ou se interligar 2 hubs devemos ordenar os cabos da seguinte forma: Pino Ficha RJ45 - PC Ficha Rj45 - PC 1 Verde/Branco Laranja/Branco 2 Verde Laranja 3 Laranja/Branco Verde/Branco 4 Azul Azul 5 Azul/Branco Azul/Branco 6 Laranja Verde 7 Castanho/Branco Castanho/Branco 8 Castanho Castanho 21

22 CABOS DE FIBRA ÓTICA É constituído por um condutor de feixes luminosos. Transmite através de sinais óticos (fotões). O revestimento (cadding) possui um grau de refração diferente do condutor de fibra de vidro, provocando reflexão do feixe de luz, para que o sinal circule sempre dentro do núcleo do conduto ótico. Como a reflexão não é perfeita, regista-se uma perda de sinal ao longo do cabo. Esta perda de sinal é inferior às perdas dos sinais elétricos. 22

23 CABOS DE FIBRA ÓTICA A fibra ótica é constituída por um núcleo central cilíndrico em vidro de silício, rodeado por um revestimento (também de silício ou outro material com características idênticas) envolvente do núcleo. A fibra de fortalecimento é um revestimento protetor do cabo. 23

24 CABOS DE FIBRA ÓTICA Vantagens Velocidades de transmissão são elevadas. As perdas de sinal são inferiores às de um cabo elétrico. A quantidade de sinais transmitidos é muito superior à dos cabos UTP. Transmissões na ordem dos Tbps. Os cabos tem uma espessura mais finas e são mais leves que os de cobre. Completa imunidade a interferências eletromagnéticas, anulando os problemas de ruído eletromagnético. 24

25 CABOS DE FIBRA ÓTICA Desvantagens A aplicação da fibra ótica não tem tido a evolução esperada em LAN devido: Custo dos cabos óticos Custo dos acessórios de ligação Custo da mão de obra na instalação Os cabos UTP suportam cada vez mais velocidades de transmissão mais elevadas, satisfazendo a maioria das aplicações neste tipo de rede. 25

26 CABOS DE FIBRA ÓTICA - TIPOS São classificadas em 2 grandes grupos: Fibras multimodo (MMF Multiple Mode Fiber) possuem vários caminhos de propagação da luz, ou seja, os raios podem percorrer o interior da fibra ótica por vários caminhos. São mais grossas que as monomodo. 26

27 CABOS DE FIBRA ÓTICA - TIPOS São classificadas em 2 grandes grupos: Fibras monomodo (SMF Single Mode Fiber) possuem um único modo de propagação da luz, ou seja, os raios percorrem o interior da fibra ótica por um só caminho. São mais finas, exigindo técnicas de alta precisão para poder realizar conexões entre segmentos de fibras. Conseguem ter maior comprimento e desempenho do que as MMF. 27

28 CABOS DE FIBRA ÓTICA - CONETORES Os conetores mais comuns para fibra ótica são: LC (Lucent Connector) foi desenvolvido pela Lucent. É muito utilizado nas fibras monomodo e em transceivers 10 Gigabit Ethernet. 28

29 CABOS DE FIBRA ÓTICA - CONETORES Os conetores mais comuns para fibra ótica são: SC (Snap-in Connector) é um conector muito simples e eficiente, que usa um sistema simples de encaixe. É bastante utilizado nas redes Gigabit, tanto em cabos multimodo como monomodo. Tem como desvantagem o seu tamanho, cada conetor SC tem a dimensão de 2 conectores RJ45 e quase 2 vezes maior que o conector LC. 29

30 CABOS DE FIBRA ÓTICA - CONETORES Os conetores mais comuns para fibra ótica são: ST (Straight Tip) é um conector muito parecido com os conectores BNC. Na sua ponta existe um tubo cilíndrico branco que é responsável por conduzir o núcleo da fibra e fixá-lo dentro do conector. 30

31 CABOS DE FIBRA ÓTICA - CONETORES Os conetores mais comuns para fibra ótica são: MT-RJ (Mechanical Tranfer Registered Jack) é um conector compacto. A sua utilização tem vindo a crescer. 31

32 CABOS DE FIBRA ÓTICA - CONETORES É possível utilizar conectores diferentes nos dois lados do cabo, usando conetores LC de um lado e conetores SC do outro lado. Cada conector tem as suas particularidades e a escolha de qual utilizar tem a ver com a exigência dos fabricantes dos equipamentos onde pretendemos ligar a fibra. 32

33 MEIOS SEM FIOS As tecnologias mais importantes utilizam: ondas de rádio microondas radiação infravermelha raios laser 33

34 MEIOS SEM FIOS - RÁDIO Propagam-se limitadas pela altura da atmosfera e seguem a curvatura da Terra. Propagam-se em todas as direções a partir do emissor de sinal. Os emissores estão colocados, normalmente, em antenas de altura variável ou instalados em locais de grande altitude para que as emissões cheguem mais longe. 34

35 MEIOS SEM FIOS MICRO-ONDAS A transmissão é direcional e necessita de uma linha de vista, ou seja, o emissor e o recetor têm que se ver. A distância de 50km serve de referência devido à curvatura da Terra (esta distância também depende da altura da antena e da sua posição). 35

36 MEIOS SEM FIOS MICRO-ONDAS Quando não é possível ter uma linha de vista entre o emissor e o recetor, são utilizados repetidores para a transmissão. Sendo esta uma alternativa para as transmissões onde não viável a instalação de cabos (torna-se mais barato construir postes de 50 em 50km do que soterrar um cabo de cobre, alumínio ou fibra). 36

37 MEIOS SEM FIOS MICRO-ONDAS Neste tipo de transmissão, a informação pode ser capturada por outras pessoas e é sensível a interferências provocadas por outras fontes de sinais na mesma banda de frequência da rede, por tempestades ou outros fenómenos atmosféricos. Nas ligações micro-ondas podemos ter: Ligações terrestres usadas na interligação de redes privadas quando há linha de vista entre emissor e recetor. Ligações terra-satélite usadas para interligar estações distantes e sem linha de vista (continentes, ). 37

38 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Para a ligação de redes locais ou alargadas são utilizados dispositivos designados por interligação. Esses dispositivos são: Repetidor Hub Switch Bridge Router Gateway Modem 38

39 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Repetidor Assim, o Repetidor é o dispositivo que amplia o sinal ao longo da rede. São utilizados de 185 em 185 metros porque o comprimento da cablagem é limitado e se não respeitarmos o limite o sinal poderá não chegar ao destino desejado. O caminho existente entre repetidores chama-se segmento. 39

40 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Repetidor Qualquer cabo elétrico utilizado numa rede de área local tem um alcance limitado em relação à propagação do sinal. Os cabos de pares entrelaçados têm um limite variável, que pode situar-se entre os 5 e os 100 metros (conforme a qualidade do cabo). Os cabos coaxiais podem ir até cerca dos 180 metros. Os cabos de fibra ótica têm um alcance maior que pode situar-se à volta dos 2 km. 40

41 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Repetidor Os repetidores não efetuam qualquer mudança na informação que recebem nem analisam endereços (origem e destino), apenas os repetem. Atualmente, os repetidores estão em desuso em redes locais cabladas, na medida em que um planeamento correto da rede deve evitar a sua necessidade, dimensionando-se as ligações de acordo com os comprimentos máximos dos cabos. Em redes sem fios podem ser muito úteis. Nas redes atuais, existem dispositivos que fazem o papel dos repetidores (Hubs ativos). 41

42 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Hub Serve para interligar diversos computadores quando a topologia física usada é a de estrela. De cada computador individual sai um cabo que é ligado a uma ficha do hub. Caso exista algum problema num cabo ou ficha somente aquele computador deixa de comunicar. Internamente tem uma topologia em barramento e portanto os dados enviados por um computador são transmitidos para os outros (funciona como espelho). 42

43 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Hub Existem dois tipos de hubs: Hub Passivo concentra as ligações da estrela sem ampliar os sinais envolvidos nas transmissões. Hub Ativo concentra as ligações da estrela e realiza o papel de repetidor, amplificando os sinais. 43

44 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Switch Dispositivo comutador que tem a mesma função que o hub, tendo um funcionamento interno diferente. Internamente tem uma topologia de comutação de portas, isto é, se dois computadores estiverem a comunicar as duas portas comutam e interligam-se de modo a que os outros computadores possam também comunicar em simultâneo (ligação realizada entre dois pontos). Nunca há colisões porque os switches são fullduplex. Encaminha os pacotes para o destinatário correto pois identifica as máquinas pelo MAC address. 44

45 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Switch Os switches agregam avanços tecnológicos capazes de aumentar a velocidade da rede. Um switch tem o mesmo aspeto de um hub, mas é apenas o aspeto. Existem, também, os virtual switches, que têm a funcionalidade de criar redes distintas dentro do mesmo switch, para que os computadores de uma parte da rede não tenham acesso a outra. 45

46 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Hub vs Switch No caso de um hub com portas a 10 e 100Mbps, se existir 1 computador a comunicar com uma placa a 10Mbps, as restantes comunicações funcionam a 10Mbps (mesmo que as outras máquinas tenham placas de rede a 100Mbps). Numa mesma situação utilizando um switch, o funcionamento alterase. Se um computador tiver um placa a 10Mbps e comunicar com outro pc com uma placa de 100Mbps, a comunicação será a 10Mbps. Mas se, ao mesmo tempo, houver 2 computadores a comunicarem a 100Mbps, a comunicação será realizada a 100Mbps, pois são criados caminhos diferentes. 46

47 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Bridge Dispositivo que permite interligar dois ou mais segmentos LAN, transferindo a informação de um segmento a outro. Funciona como um filtro, permitindo a separação do tráfego entre dois segmentos, evitando a propagação de informação sem interesse para outros segmentos. O endereçamento utilizado é o endereçamento MAC das placas de rede (endereçamento físico). 47

48 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Bridge Quando a bridge recebe uma mensagem de um segmento e conclui, após análise do endereço físico do destinatário, que ele se encontra noutro segmento, efectua a transferência entre segmentos. Caso contrário, não procede a qualquer transferência. Permitem dividir uma rede local em duas ou interligar duas redes já existentes e gerir o tráfego entre essas sub-redes resultantes. 48

49 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Bridge A bridge sabe quem está à sua esquerda e quem está à sua direita e regista os endereços. Desta forma ela apenas encaminha mensagens para uma subrede se o destinatário lá estiver. 49

50 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Bridge Como funciona uma bridge? Verifica se recebeu, se tiver erros, é descartada. verifica o endereço da estação de destino para saber em que segmento da rede ela se encontra. se a estação de destino estiver no mesmo segmento da estação emissora, a trama é eliminada. se a estação de destino não estiver no mesmo segmento da estação emissora, a frame é encaminhada para o segmento devido. 50

51 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Router Dispositivo que serve para interligar duas ou mais redes distintas. Exemplo: ligação de uma rede local com vários computadores à Internet. Pode interligar redes com arquitecturas distintas (rede Token Ring, Ethernet, X.25). Decide qual o caminho a tomar para o envio. A decisão é baseada em dois critérios: o caminho mais curto. o caminho mais descongestionado. 51

52 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Router Opera na camada de rede e utiliza um endereçamento lógico (endereço IP). O endereçamento e feito através de uma tabela de routing (mapa da rede) que permite localizar os computadores e routers a que está ligado. Quando um dos computadores tenta aceder a um endereço, o router analisa se esse endereço existe na rede local, se não o encontrar, faz uma ligação para o exterior. Quando obtiver resposta envia a informação para o computador. 52

53 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Router Fisicamente um router pode ser: Um equipamento independente. Um computador com software adequado podemos usar o sistema operativo Linux, pois este tipo de serviço já vem incluído nas distribuições de Linux mais conhecidas. Configurando-se o serviço de router, o computador faz o reencaminhamento das ligações. 53

54 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Bridge vs Router Uma bridge apenas é capaz de discriminar se uma mensagem se destina a um ponto na sua sub-rede de origem ou a um ponto numa outra sub-rede. Um router analisa e processa os endereços dos pacotes de dados a um nível superior, sendo capaz de determinar qual ao melhor percurso para uma mensagem atingir o seu destino. 54

55 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Gateway Chamada de porta de saída. É um sistema de interligação de redes distintas. Pode ser implementado: em software em hardware combinação das duas 55

56 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Gateway A gateway efetua a conversão entre vários protocolos de transportes de dados. Geralmente é associado a uma rede devido a sua capacidade de conversão. Exemplo: o software de gestão de para redes mais comuns (Microsoft Exchange) não comunicam diretamente com os servidores de da Internet sem o uso de uma gateway. A gateway traduz as mensagens de com o formato utilizado nas redes do tipo LAN em mensagens com o formato SMTP, que é o formato que os servidores de internet usam. 56

57 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Router e Gateway Os routers e os gateway são dispositivos fundamentais da interligação dos largos milhares de redes que constituem a Internet. São eles que desempenham a função de encaminhar as mensagens da sua rede de origem à rede de destino. Determina os melhores percursos que nem sempre são os mais curtos em extensão, mas os que se apresentam disponíveis, menos congestionados ou com melhores níveis de desempenho. 57

58 EQUIPAMENTOS DE INTERLIGAÇÃO DE REDES Modem Dispositivo que converte os sinais digitais em sinais capazes de serem transmitidos pelas linhas telefónicas (sinais analógicos). Se o computador estiver ligado por modem a uma linha telefónica analógica ou digital ou a um circuito de televisão por cabo, os modems utilizados serão diferentes. Neste sentido, temos que ter um modem adequado a cada circuito de transmissão para que a modulação e desmodulação sejam realizadas adequadamente. 58