Por Érica Barcelos Fevereiro, 2012
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INTRODUÇÃO Com a informatização dos sistemas nas empresas veio também o aumento da competitividade e isso fez com que a qualidade dos serviços fosse questionada. O consumidor passou a exigir mais rapidez na aquisição de produtos, melhores preços e um atendimento em tempo Record nas soluções de problemas. Mesmo fazendo uso da informática e automatizando uma série de rotinas, o alto consumo de tempo e dificuldade no controle das operações ainda era problema. Bancos, lojas, mercados, instituições governamentais, escolas todos já haviam ingressado na era digital. Uma pergunta pairava no ar, qual a causa da ineficiência relacionada ao tempo e ao controle? Os computadores não eram interligados. A rede de computadores surgiu da necessidade da descentralização da informação, da possibilidade de troca de dados em alta velocidade e, posteriormente, da necessidade de redução de custos. Com os computadores interligados a conclusão de rotinas, que dependem de um grupo, passou de meses para minutos, segundos e milésimos de segundos. O primeiro meio físico de conexão de computadores foram cabos de cobres. Até hoje 90% da empresas utilizam esse meio para troca de informações em rede, as razões são as mais variadas: Durabilidade, confiabilidade, controle do tráfego de dados, compatibilidade com novas tecnologias e etc. Por mais críticas que existam, os fatores citados anteriormente foram e são os responsáveis pela permanência e o sucesso desse modelo de conexão. Graças a eles e a todo o conjunto de hardwares e softwares envolvidos, hoje, o mundo está conectado desfrutando dos benefícios oriundos desses meios tão difundidos. Esse estudo é dirigido para estudantes da área tecnológica que almejam conhecer os meios físicos e lógicos necessários para criação e manutenção de redes cabeadas. Obtendo conhecimentos dos mais variados recursos, regras, normas, ferramentas e métodos para o bom uso da rede de computadores. Pois, uma rede é o centro de distribuição das riquezas de uma instituição, devendo o técnico responsável estar apto para avaliar as reais necessidades dos mercados, além dos recursos de implementação de redes estruturadas, dentre os mais variados ambientes empresariais. Esse profissional deve ser conhecedor da legislação local (Normas regulamentadoras) bem como dos limites de cada tecnologia. 1
CAPÍTULO 1 1. DISPOSITIVOS DE SOFTWARE E HARDWARE Nas redes de computares um conjunto de dispositivos de software e hardware, com funções específicas, são utilizados além do cabeamento propriamente dito. Esses dispositivos possuem a função de controlar a comunicação entre os diversos componentes da rede. Embora cada um deles tenha uma função bem definida podemos dizer que em conjunto eles interpretam os sinais digitais, que trafegam pela rede, e encaminham ao seu destino. A partir de agora entraremos no universo tecnológico responsável pelo sucesso das redes empresariais e sociais, compreenderemos as várias etapas envolvidas no processo da criação de redes estruturadas. 1.1. SISTEMA OPERACIONAL Alguns Sistemas Operacionais possuem em sua configuração um conjunto de ferramentas e protocolos que os tornam mais apropriados para o ambiente em rede, principalmente em uma rede cliente-servidor. Eles são chamados de Sistema Operacional de Rede (SOR), funcionam como uma extensão dos sistemas locais, complementando-os com um conjunto de funções básicas e de uso geral e sua principal finalidade é administração lógica da rede. Embutidos na sua programação existem os recursos mais almejados, como: Compartilhamento de arquivos, impressoras e outros dispositivos através da rede; Compartilhamento de programas; Segmentação com possibilidade de configuração de redes virtuais; Controle de portas; Gerenciamento de grupos e domínios na rede; Exemplos de SOR mais conhecidos: Unix, Solaris, Free BSD, Mac OS X, Novell Netware, Windows (NT, 2000, 2003 Server, 2008 Server). Você deve estar se perguntado: O que há de tão diferente nesses sistemas no que tange a comunicação? Para responder essa pergunta iremos analisar três recursos: Transparência, Arquitetura e Funções. 2
1.1.1. Transparência A transparência é um dos requisitos fundamentais dos Sistemas Operacionais de Rede. Nesse sentido, os SOR s devem atuar de forma que os usuários utilizem os recursos da rede como se estivessem operando localmente (PINHEIROS, 2008). Para que isso seja possível o SOR recebeu um módulo conhecido como redirecionador. Sua função é interceptar as chamadas feitas pelas aplicações do Sistema Operacional local (SOL), desviando aquelas que dizem respeito a recursos remotos para o módulo do SOR, responsável pelos serviços de comunicação que providenciam conexão ao dispositivo remoto. Figura 01: Sistema Operacional Local sem Redirecionador (1) e com Redirecionador (2). Fonte: Pinheiros, 2008 1.1.2. Arquitetura Consideramos a arquitetura do SO a forma como a comunicação ocorrerá do usuário para o sistema e do sistema para usuário. Em uma rede existem duas formas de comunicação, Cliente-servidor e ponto a ponto. Cliente-Servidor: Estações que disponibilizam acesso aos seus recursos para outros computadores possuem a entidade servidor. Esses detêm o controle do nível de acesso, cabendo a eles a liberação ou proibição de um determinado recurso. Hierarquicamente ocupam uma posição diferenciada. Ponto a Ponto: Nessa arquitetura todos os computadores possuem autonomia e independência e hierarquicamente são iguais. O compartilhamento não é centralizado devendo ser configurado individualmente. As figuras 02, 03 ilustram o funcionamento com os módulos de controle servidor (SORS) e módulo cliente (SORC). 3
Figura 02: Arquitetura Cliente-Servidor com servidor não dedicado Fonte: Pinheiros, 2008 Figura 03: Arquitetura de rede Ponto a Ponto Fonte: Pinheiros, 2008 1.1.3. Funções As funções são diferentes nos servidores e clientes, neste o SOR restringe-se a fornecer serviços de comunicação de pedidos e a entregar as respostas às aplicações. No servidor além das funções de comunicação um conjunto variado de serviços é executado, por exemplo: O controle de acesso aos recursos compartilhados, controle de acesso a estações de trabalho, horário de logon etc. 1.2. HARDWARE PARA REDE 4
O conjunto de meios físicos que, em conjunto com o sistema operacional, realiza a troca de dados em uma rede de computadores é conhecido como hardware de rede. Os mais populares e comentados ganharam destaque nesse estudo, contudo desde os mais simples aos mais complexos, tem sua finalidade e importância e precisam ser trabalhos conforme as normas vigentes. 1.2.1. Adaptadores de Rede Também chamado de placa de rede é um hardware responsável pela comunicação entre os computadores. A placa de rede permite aos computadores conversarem entre si, sua finalidade é controlar todo o tráfego de envio e recebimento de dados. Várias gerações de arquiteturas de placas já existiram as mais conhecidas foram a Token ring e Ethernet. A arquitetura Token consiste numa trama de três bytes, que circula numa topologia em anel em que as estações devem aguardar a sua recepção para transmitir. A transmissão dáse durante uma pequena janela de tempo, e apenas por quem detém o token, após a entrada do Ethernet ela foi descontinuada. O Ethernet é baseada na idéia de pontos da rede enviando mensagens, no que é essencialmente semelhante a um sistema de rádio, cativo entre um cabo comum ou canal.cada ponto tem uma chave de 48 bits globalmente única, conhecida como endereço MAC, para assegurar que todos os sistemas em uma ethernet tenham endereços distintos. Os padrões atuais do protocolo Ethernet são os seguintes: - 10 megabits/seg: 10Base-T Ethernet (IEEE 802.3) - 100 megabits/seg: Fast Ethernet (IEEE 802.3u) - 1 gigabits/seg: Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z) - 10 gigabits/seg: 10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae). Figura 04: Adaptador de rede Fast Ethernet Fonte: Google, 2012 1.2.2. Concentradores (HUBs) 5
Em uma rede LAN com mais de dois computadores interligados é necessário a inclusão de um dispositivo capaz de entregar os pacotes de dados aos destinatários. Dependendo das necessidades das empresas, este dispositivo pode ser um hub. Ele funciona como uma base central de uma rede, foi muito utilizado no começo das redes de computadores, trabalha na camada física do modelo Open Systems Interconnection (OSI1), ou seja, só consegue encaminhar bits. O número de portas do hub define a quantidade de micros que poderão ser interligados, caso a rede necessite de mais portas é possível interligar outros hubs formando um cascateamento graças a uma porta especial, disponível na maioria dos hubs, conhecida como uplink. Por não ser capaz de identificar os computadores em uma rede, ele envia os dados para todos gerando congestionamento e lentidão, indicado para locais que possui poucas estações de trabalho e não necessitem de máximo desempenho para o dia a dia. 1.2.3. Repetidores Equipamentos utilizados para interligação de redes idênticas, porque amplificam e regeneram eletricamente os sinais transmitidos no meio físico. Assim como o hub trabalham na camada física do modelo OSI, quando recebem os pacotes eles repetem nas demais redes sem realizar qualquer tipo de tratamento. Não é aconselhável o uso de muitos repetidores em uma rede LAN, pois degeneram o sinal no domínio digital e causam problemas de sincronização etre as interfaces. Podem ser utilizados tanto na LAN quanto na WLAN com o objetivo de amplificar o sinal. 1.2.4. Pontes (BRIDGES) Guardam e encaminham dados entre redes de mesma tecnologia, são capazes de interligar segmentos de redes diferentes desde que elas usem software baseado no mesmo protocolo de comunicação. HUB BRIDGES REPETIDOR Fonte: Google, 20012 1.2.5. Switch 1 Esta arquitetura é um modelo que divide as redes de computadores em sete camadas, de forma a se obter camadas de abstração. Cada protocolo implementa uma funcionalidade assinalada a uma determinada camada. 6
Possuem a mesma função dos hubs, todavia operam na camada de enlace do modelo OSI isto indica que houve uma evolução, ou seja, ele é mais inteligente. São capazes de indentificar o MAC dos adptadores, gerando canais dedicados exclusivos com cada um. Com o switch os dados podem ser recebidos e enviados, sem a inconveniencia das colisões constantes, isto o faz mais apropriado para redes maiores e que necessitam de mais agilidade. 1.2.6. Roteadores Dispositivos mais evoluídos estão no terceiro nível do modelo OSI (camada conhecida como redes), encaminham pacotes entre redes diferentes, eles lêem as informações contidas em uma mensagem e toma decisões como enviar os dados utilizando a rota mais apropriada. Os roteadores são necessários, principalemente em estruturas onde há necessidade de conectar redes distintas. Para interliga-las utilizam uma tabela de roteamento contendo informações como IP e MAC dos micros além de armazenarem informações sobre caminhos menos congestionados( melhor rota). São amplamente encontrados em ambientes de MAN e WAN. Os roteadores possuem várias opções de interfaceamento com LAN s e WAN's. Por exemplo, podemos ter opções de interfaces LAN, portas UTP, FDDI ou AUI, através dos quais poderá ser realizada a conexão com a rede local. As interfaces WAN's servem para realizarmos a conexão com dispositivos de transmissão remota (modems), seguindo os padrões de protocolos V-35, RS-449, RS-232 entre outros. (PINHEIROS, 2004) Figura 06: Interligação de duas redes LAN e provedor Fonte: Pinheiros, 2004 7