Equipamentos de Rede

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1 Equipamentos de Rede :. Introdução A utilização de redes de computadores faz hoje parte da cultura geral. A explosão da utilização da "internet" tem aqui um papel fundamental, visto que actualmente quando se fala de computadores está implícito que os mesmos estão ligados a uma rede. Muitos utilizadores consideram completamente inútil um computador sem ligação à "internet". Embora as aplicações sejam cada vez mais voltadas para os utilizadores e dispensem cada vez mais o conhecimento sobre os princípios de funcionamento, a existência destes conhecimentos tem um papel fundamental numa utilização segura e eficaz das redes. O que se designa por "internet" é na realidade um conjunto de redes e computadores que se encontram interligados a nível mundial. Os meios usados para garantir esta interligação são muito diversos, recorrendo às redes públicas de comunicações, baseadas em cabos eléctricos ou ópticos, terrestres ou submarinos e ligações via rádio terrestres ou via-satélite. Com tecnologias de transmissão tão diversas é necessário um elo comum que permita a transferência de dados entre qualquer equipamento ligado à "internet", esse elo é o protocolo de rede, no caso da "internet" designado por "Internet Protocol" e abreviado para IP. Uma das missões importantes de um protocolo de rede é portanto, assegurar a transferência de dados entre redes que usam tecnologias de transmissão diferentes. :. Placas de Rede O primeiro componente de uma rede é justamente a placa de rede. Além de funcionar como um meio de comunicação, a placa de rede desempenha várias funções Tiago Almeida Manuel Garcia Turma C ASI1 1

2 essenciais, como a verificação da integridade dos dados recebidos e a correcção de erros. A placa de rede deverá ser escolhida de acordo com a arquitectura de rede escolhida (Ethernet ou Token Ring) e também de acordo com o tipo de cabo que será usado. Actualmente, as placas mais comuns são as placas Ethernet 10/100, que utilizam cabos de par trançado na sua versão PCI: Placa de rede Fast Ethernet :. Hubs Numa rede com topologia de estrela, o Hub funciona como a peça central, que recebe os sinais transmitidos pelos nós da rede e os retransmite para os restantes nós. Existem dois tipos de hubs, os hubs passivos e os hubs activos. Os hubs passivos limitam-se a funcionar como um espelho, reflectindo os sinais recebidos para todos os nós a ele conectados. Como ele apenas distribui o sinal, sem fazer qualquer tipo de amplificação, o comprimento total dos dois trajectos de cabo entre um nó e outro, passando pelo hub, não pode exceder os 100 metros permitidos pelos cabos de par entrançado. Um hub activo por sua vez, além de distribuir o sinal, serve como um repetidor, reconstituindo o sinal enfraquecido e retransmitindo-o. Num hub passivo o sinal pode propagar-se por apenas 100 metros, somados os dois trajectos de cabos entre os nós. Por outro lado, usando um hub activo, o sinal pode propagar-se por 100 metros até ao hub, e após ser retransmitido por ele, pode ser propagado por mais 100 metros completos. Apesar de mais caro, este tipo de hub permite estender a rede por distâncias maiores. :. Switchs Um Hub simplesmente retransmite todos os dados que chegam para todos os nós de rede conectados a ele, como um espelho. Isso faz com que o barramento de dados Tiago Almeida Manuel Garcia Turma C ASI1 2

3 disponível seja compartilhado entre todos os nós e que apenas um possa transmitir de cada vez. Um switch também pode ser usado para interligar vários hubs, ou mesmo para interligar directamente os diversos nós da rede, substituindo o hub. Mas, o switch é mais esperto, pois ao invés de simplesmente encaminhar os pacotes para todas os nós, encaminha apenas para o destinatário correcto. Isto traz uma vantagem considerável em termos desempenho para redes congestionadas, além de permitir que, em casos de redes, onde são misturadas placas 10/10 e 10/100, as comunicações possam ser feitas na velocidade das placas envolvidas. Ou seja, quando duas placas 10/100 trocarem dados, a comunicação será feita a 100 megabits. Quando uma das placas de 10 megabits estiver envolvida, será feita a 10 megabits. Os switchs mais baratos, destinados a substituir os hubs são também chamados de hub-switchs. De maneira geral a função do switch é muito parecida com a de um bridge, com a excepção que um switch tem mais portas e um melhor desempenho. Usando bridges ou switches, todos os segmentos interligados continuam a fazer parte da mesma rede. As vantagens são apenas a melhoria no desempenho e a possibilidade de adicionar mais nós do que seria possível unindo os hubs directamente. Os routers por sua vez são ainda mais avançados, pois permitem interligar várias redes diferentes, criando a comunicação, mas mantendo-as como redes distintas. :. Bridges Uma bridge permite a comunicação entre diferentes tipos de arquitecturas de rede, que à partida seriam incompatíveis. Para essa comunicação é importante que seja utilizado um protocolo comum (TCP/IP). Imaginemos duas redes diferentes, A e B, que estejam ligadas por uma Bridge. A Bridge limita-se a ficar à escuta para ver se há alguma transmissão activa. No caso de haver, a Bridge analisa o endereço de destino do pacote que está a ser transmitido e, ou ignora a transmissão no caso do pacote estar a ser enviado para um computador dentro da mesma rede ou então envia o pacote para o destino na outra rede, se for esse o caso. :. Routers Enquanto que as bridges serviam para conectar dois segmentos de redes distintos transformando-os numa única rede, um router permite interligar duas redes separadas, mesmo que estas estejam em países ou continentes diferentes. Tiago Almeida Manuel Garcia Turma C ASI1 3

4 Os routers têm mais capacidade do que as Bridges, pois só lêem os pacotes que se destinam a outra rede. Como tal têm que ser usados protocolos que sejam roteáveis (TCP/IP, IPX/SPS). É possível interligar inúmeras redes diferentes usando routers, não havendo necessidade que todos os routers tenham acesso directo a todos os outros routers que estiverem conectados. Os routers têm também a capacidade de procurar o melhor caminho. Inicialmente tentam procurar o caminho mais curto, mas se durante este caminho houver um router com excesso de tráfego então será procurado um caminho mais longo, mas que permita uma transmissão em menos tempo. :. Gateways Os Gateways são uma espécie de tradutor que converte as informações de um protocolo para outro pouco inteligível ao destinatário. Existem duas técnicas para fazer esta tradução : o tunneling e a emulação de terminal. O tunneling é o método mais simples e por isso o mais usado. Ele consiste em converter a informação para um protocolo mutuamente inteligível, que possa ser transportado através da rede, e em seguida novamente converter um pacote para o protocolo usado na rede destino. A emulação de terminal já é um processo um pouco mais trabalhoso e destina-se a permitir a conexão de PCs com mainframes antigos, como os ainda muito utilizados em bancos. Como os mainframes são capazes de comunicar apenas com terminais burros e não com PCs, é preciso fazer com que o PC finja ser um terminal burro durante a conversação. O fingimento é feito através de um programa de emulação de terminal, instalado em cada PC utilizador do mainframe. :. Cablagem Existem 3 tipos diferentes de cabos de rede. Cabo coaxial Cabo constituído por 4 camadas: um condutor interno; o fio de cobre que transmite os dados; uma camada isolante de plástico, chamada dieléctrico que envolve o cabo interno; uma malha de metal que protege as duas camadas internas e, finalmente, uma nova camada de revestimento; Velocidade de transmissão: 10 mbps; Placa usada para transmissão: ISA de 10 megabits; Tiago Almeida Manuel Garcia Turma C ASI1 4

5 Custo: mais caro que os cabos de par entrançado; Cabo de par entrançado Este tipo de cabo é o substituto do cabo coaxial desde o início da década de 90. O nome par entrançado deve-se ao facto de haver 4 pares de cabos entrançados.o cabo coaxial usa uma malha de metal que protege o cabo de dados contra interferências externas. Este cabo, devido ao entrançamento dos cabos cria um campo electromagnético que oferece uma razoável protecção contra interferências externas; Velocidade de transmissão: 100 mbps; Placa usada para transmissão: ISA de 10 megabits ou As placas PCI 10/100; Custo: é o tipo de cabo mais económico; Cabo de fibra óptica Ao contrário dos cabos coaxiais e de par trançado, que nada mais são do que fios de cobre que transportam sinais elétricos, a fibra óptica transmite luz e por isso é totalmente imune a qualquer tipo de interferência electromagnética. Além disso, como os cabos são feitos de plástico e fibra de vidro (ao invés de metal), são resistentes à corrosão; Velocidade de transmissão: até 155 mbps; Custo: muito elevado; Tiago Almeida Manuel Garcia Turma C ASI1 5

6 :. Novas tecnologias de rede As redes Ethernet são extremamente acessíveis em termos de custos. A velocidade também é muito boa: 100 megabits são suficientes para quase todo tipo de aplicação, com excepção de redes muito congestionadas ou servidores de alto desempenho. Excluindo apenas as limitações em termos de flexibilidade (passagem de cabos), as redes Ethernet têm hoje um custo-benefício simplesmente imbatível. Mas, actualmente, as opções de redes vão muito além das redes Ethernet. Padrões de redes sem fio como o IEEE b e o IEEE proporcionam uma comodidade e facilidade de instalação atractiva principalmente em ambientes onde predominam os notebooks e computadores portáteis em geral. O bluetooth é mais um padrão de rede sem fios que promete servir como complemento para as demais arquitecturas, permitindo interligar em rede pequenos aparelhos, como câmaras digitais, telemóveis, etc. Isso sem falar nos padrões Home PNA e HomePlug Powerline, que utilizam como fonte as extensões telefônicas e tomadas eléctricas que todos temos em casa, facilitando a instalação da rede. :. IEEE b Esta é a tecnologia de rede sem fios mais difundida actualmente e a que tem maiores hipóteses de tornar-se padrão nos próximos tempos, passando a rivalizar com as redes Ethernet. A topologia das redes b é semelhante à das redes de par entrançado, com um Hub central. A diferença no caso é que simplesmente não existem os fios. Não existe mistério na instalação das placas. Basta deixar que o Windows detecte o novo hardware e fornecer os drivers da placa. As placas b são detectadas como placas Ethernet, forma que os fabricantes encontraram para facilitar a compatibilidade com os vários sistemas operativos. O Hub é chamado de ponto de acesso e tem a mesma função que desempenha nas redes Ethernet: retransmitir os pacotes de dados, para que todos os nós da rede os recebam. Tiago Almeida Manuel Garcia Turma C ASI1 6

7 Placa de rede b Ponto de acesso Tiago Almeida Manuel Garcia Turma C ASI1 7

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