Redes de Computadores

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1 Redes de Computadores Teoria e Prática Douglas Rocha Mendes Novatec

2 Sumário Agradecimentos...15 Sobre o autor...15 Prefácio...16 Capítulo 1 Introdução às Redes de Computadores Introdução Histórico da Internet Internet Diferença entre Internet e internet Internet A função do O que significa URL Nomes de Porque estudar redes Vantagens do uso das redes Desvantagens do uso das redes Componentes de uma rede Software de comunicação Cliente de acesso Servidor Estação de trabalho Meio de comunicação Placa de rede Cabeamento Equipamentos ativos Utilização das redes de computadores Entidades de padronização A importância da padronização Entidades de padronização direcionadas a Internet Exercícios do Capítulo Capítulo 2 Arquitetura e topologias de redes Arquitetura Ethernet Detectando colisões Atenuação Repetidor...43

3 Redes de Computadores HUB Topologias de rede Exercícios do Capítulo Capítulo 3 Arquiteturas de redes Introdução Modelo de referência OSI Camada de aplicação Camada de apresentação Camada de sessão Camada de transporte Camada de rede Camada de enlace Transporte x Enlace Camada Física Modelo de referência TCP/IP Camada de Aplicação Camada de Transporte Detalhes da Camada de Transporte Camada Internet Camada de Rede Comparação entre os modelos de referência OSI e TCP/IP Exercícios do Capítulo Capítulo 4 Arquitetura Ethernet História da arquitetura Ethernet A origem das redes Ethernet Padrão IEEE O que é Ethernet? Modos de transmissão de dados em redes Ethernet Simplex Half-duplex Full-duplex Sinalização nas redes Ethernet Sinalização analógica Sinalização digital Sistema Ethernet no modelo de referência OSI Camadas LLC e MAC Fast Ethernet Gigabit Ethernet Transmissão half Duplex em redes Gigabit Transmissão full-duplex em redes Gigabit Padrão10 Gigabit Ethernet Formas de codificação de dados Codificação Manchester NRZI...92

4 Sumário Codificação 4B/5B Codificação 4DPAM Identificação automática da taxa de transmissão Tipos de transmissão Baseband Broadband Exercícios do Capítulo Capítulo 5 Sistema de Cabos Ethernet Cabo par trançado Padrão 1BASET Padrão 10BASET Padrão 100BASETX Padrão1000BASET BASET Cabo Coaxial Padrão 10BASE Impedância Vantagens e desvantagens do cabo coaxial Padrão 10BASE Padrão 10BROAD Preparação do cabo coaxial Fibra ótica Especificações 10BASEF ou 10BASEFL Padrão 100BASEFX Padrão 1000BaseLX Como surgiu a fibra ótica? Por que ainda usamos mais o cabo de cobre em vez de fibras óticas? Tipos de fibra ótica Detalhes do cabo par trançado Pinagem do cabo par trançado em redes Ethernet e Fast Ethernet Padrões de cabeamento TIA/EIA T568A TIA/EIA T568B Padrão de cabeamento USOC Pinagem do cabo par trançado em redes Gigabit Ethernet Imunidade a ruídos no cabo par trançado Cabo par trançado cross-over Patch panel Cabeamento estruturado Exercícios do Capítulo Capítulo 6 Equipamentos Ativos Introdução Repetidor HUB

5 10 Redes de Computadores Bridge Algoritmo Spanning Tree Switch Virtual LAN (VLAN) Roteador Exercícios do Capítulo Capítulo 7 Modems Introdução Modulação e demodulação Relação de Nyquist Taxa de transmissão Relação entre o sinal e o ruído Lei de Shannon Aplicação do teorema de Shannon Conclusão dos teoremas Baud rate Linhas analógicas versus linhas digitais Centrais analógicas Centrais digitais Funcionamento dos modems 33.6 Kbps Funcionamento dos modems 56 Kbps Ruído de quantização Fatos sobre os modems 56 Kbps Funcionamento dos modems 56 Kbps padrão V Modems Shotgun WinModem Comandos Hayes DTE e DCE Tipo de modem quanto à sincronização Rede determinística Modem síncrono Funcionamento de modems ISDN Modems xdsl Cable modem Modelos de modem Multiplexação Multiplexação por divisão de freqüências Multiplexação por divisão de comprimento de onda Multiplexação por divisão de tempo Exercícios do Capítulo Capítulo 8 Protocolos da camada de InterRede Protocolo IP Endereço IP Classes de endereçamento

6 Sumário Endereços reservados Máscara de rede CIDR (Classless InterDomain Routing) Exemplos do uso da especificação CIDR Formato do datagrama IP Protocolo ARP Protocolo RARP Protocolo BOOTP Protocolo ICMP Exercícios do Capítulo Capítulo 9 Roteamento Introdução Roteamento IP Tabela de roteamento Processo de roteamento Exemplos de tabela de roteamento Roteamento estático versus roteamento dinâmico Tipos de roteadores Protocolo RIP Protocolo RIP Introdução ao protocolo OSPF O algoritmo SPF OSPF versus RIP Sistemas autônomos Estudo de caso sobre roteamento Exercícios do Capítulo Capítulo 10 Protocolos da camada de Transporte Introdução Protocolo TCP Características do protocolo TCP Segmentos TCP Protocolo UDP Segmento UDP Exercícios do Capítulo Capítulo 11 Resolução de nomes Introdução Arquivo de hosts Arquivo lmhosts Protocolo DNS Consulta DNS Exercícios do Capítulo

7 12 Redes de Computadores Capítulo 12 NAT Network Address Translation Introdução Diferença entre roteador tradicional e um roteador utilizando NAT Tabela gerada pelo NAT Tipos de NAT NAT dinâmico NAT estático Diferença entre PAT x NAT e Proxy Funcionamento do NAT Funcionamento do PAT Funcionamento do Proxy Exercícios do Capítulo Capítulo 13 Sockets Introdução Modos de operação Modo orientado à conexão Modo sem conexão API sockets Funções auxiliares Funções socket Arquivo de header Programa cliente Programa servidor Capítulo 14 Protocolos da camada de aplicação Introdução Protocolo FTP Protocolo TFTP Protocolo Telnet Protocolo SMTP Formato de um endereço SMTP Como enviar uma mensagem SMTP via Telnet Protocolo POP Protocolo IMAP MIME Protocolo HTTP Funcionamento do HTTP Resposta HTTP Protocolo DHCP Funcionamento do DHCP Protocolo SNMP Exercícios do Capítulo

8 Sumário 13 Capítulo 15 IPv Introdução Formato do endereço IPv Tipos de endereços Endereço unicast Endereço anycast Endereço multicast Exercícios do Capítulo Capítulo 16 Comunicação sem fio Introdução Origem das redes sem fio Topologia das redes sem fio Infra estruturada ou cliente/servidor Ad-hoc O padrão Funcionamento do protocolo CSMA/CA Padrão b Padrão a Padrão g Padrão e Padrão i Bluetooth Como surgiu o bluetooth Funcionamento do bluetooth Precauções em redes sem fio Exercícios do Capítulo Apêndice A Estudo de caso A.1 Título A.2 Objetivo A.3 Ambiente a ser utilizado para o desenvolvimento do projeto A.4 Proposta para o desenvolvimento do projeto A.5 Observações finais Apêndice B Respostas dos exercícios Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo

9 14 Redes de Computadores Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Capítulo Referências bibliográficas Índice remissivo

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