Teoria Genérica Redes - Ótica das Redes Domésticas

1 - O que é uma Rede?

Uma rede é um conjunto de equipamentos (computadores, impressoras, etc.) denominados de Hosts, os quais comunicam entre si através de equipamentos ativos (Router, por exemplo) e passivos (cablagem de redes, por exemplo), com o objetivo de partilha de dados (bits e só bits).

2 - Classificação das Redes

As redes classificam-se quanto à Arquitetura, Distância, Topologia e Meio de Transmissão

Quanto à distância (ou distribuição geográfica), as redes classificam-se da seguinte forma:

  • Locais (ou LAN - Local Area Network) - quando interligam um edifício (ou numa apartamento particular) ou edifícios adjacentes (neste caso denominam-se de campus, por exemplo um campus universitário);
  • Metropolitanas (MAN - Metropolitan Area Network), quando interligam várias LAN 's distantes entre si (uma cidade, por exemplo);
  • De área largada ou de longa distância (WAN - Wide Area Network) - quando interligam várias MAN. O exemplo mais conhecido de uma WAN, é a Internet. A Internet, é apenas e só uma rede, a qual interliga diversas LAN, MAN e WAN, ou seja, é a rede das redes. É uma rede pública, que NINGUÉM controla;
  • Existem subdivisões desta classificação, como as SAN (Storage Area Network), PAN (Personal Area Network), WMAN (Wireless Metropolitan Area Network), WWAN (Wireless Wide Area Network), RAN (Regional Area Network) e CAN (Campus Area Network).

Local Area Network, Metropolitan Area Network, Wide Area Network, LAN, MAN, WAN

Em relação à Arquitetura, esta pode ser lógica ou física:

  • Arquitetura Lógica - Define as propriedades da rede, nomeadamente os protocolos e as hierarquias;
  • Arquitetura Física - Define os meios de transmissão e a topologia.

iagramas Físico e Lógico de uma Rede

A Topologia é o padrão que define a forma como os equipamentos são ligados. As mais comuns são:

  • Ponto por Ponto (P2P ou Peer to Peer) - Liga dois equipamentos;
  • Barramento (Bus)- Os equipamentos são ligados num barramento físico;
  • Anel - Os equipamentos são ligado em série.
  • Estrela - Os equipamentos são ligados a um dispositivo (normalmente um hub ou switch). Esta é a mais comum em redes domésticas.
  • Existem ainda outras topologias, em Árvore, Híbridas, Daisy Chain (encadeamento), Centralização e Descentralização.

Topologia P2P, Bus, Estrela, Anel

Relativamente ao Meio de Transmissão, pode ser:

  • Com Fio (Wired) - meio de transmissão por cabo coaxial, cabo de par entrançado e fibra ótica. A tecnologia pode ser 10/100, Gigabit (10/100/1000), 10Gb, etc.
  • Sem Fio (Wireless) - por infravermelhos, micro ondas e rádio. A comunicação por rádio é a mais comum nos equipamentos domésticos sem fios, de que é o exemplo as tecnologias Wi-Fi e o Bluetooth;
  • Uma questão de conceito neste último caso - normalmente diz-se que determinado Router é "wireless" e o utilizador assume que este wireless é a tecnologia de comunicação, o que não é correto. Quando nos referimos a wireless, estamos a referir-nos a um meio de comunicação que é sem fios (infravermelhos, rádio, etc.). Quando nos referimos a Wi-Fi ou Bluetooth, referimo-nos a uma tecnologia utilizada pelo Wireless.

Rede com Fios e Rede Sem Fios

3 - O TCP-IP

O TCP-IP, tem um conjunto de protocolos que estão incorporado no Sistema Operativo. Este permite que os equipamentos com Sistemas Operativos diferentes, comuniquem entre si através de uma rede. A aplicação mais óbvia do referido é a Internet.

O TCP-IP é formado por dois protocolos:

  • TCP - Transmission Control Protocol - Protocolo que controla a transmissão;
  • IP - Internet Protocol - protocolo de rede (Internet).

Como o TCP-IP está integrado no Sistema Operativo, é uma Aplicação (Software de Sistema). Esta Aplicação foi desenvolvida de acordo com um determinado modelo. O modelo TCP-IP, está dividido em quatro camadas (módulos na Aplicação), em que cada qual tem uma determinada função.

Modelo TCP-IP

4 - O Endereço IP

Para que um dispositivo seja identificado na rede, necessita de um endereço, o qual é único e exclusivo para cada um. O endereço IP é composto por uma sequencia de 12 números decimais, em grupos de 3 separados com um ponto. Por exemplo:

  • Exemplo de endereço IP -192.168.124.101 - Neste caso, trata-se de um endereço Classe C em que os nove primeiros números identificam a rede e os três últimos identificam o host.

Existem cinco classes de endereços IP, as quais permitem, ou mais hosts ou mais redes:

Classes de Endereços IP

A classe de endereços mais utilizada em redes domésticas é a Classe C com o endereço 192.168.xxx.xxx, que por convenção define que é um endereço de uma rede privada.

Uma nota: A sua rede interna vai ter uma determinada gama de IP's, normalmente da Classe C, entre 192.168.0.1 a 192.168.254.254 Quando se liga à Internet, o seu ISP vai atribuir-lhe um IP à sua ligação. Será este o IP que o identifica na Rede Internet. Ou seja, o seu computador vai ter o endereço IP da sua LAN (IP Privado) e na Internet terá um endereço de IP Público.

5 - Pacotes (Trama ou Datagrama)

A transmissão de dados através da rede, efetuada por comutação de pacotes.

Por exemplo, quando envia um e-Mail, este é fragmentado em pequenos pacotes, os quais vão seguir por caminhos diferentes. Um pacote pode ir aos USA, outro à China, ou seja, os pacotes não vão seguir o caminho mais curto, mas sim o menos congestionado. Ao chegarem ao destinatário, os pacotes reunem-se para voltar a formar a mensagem.

6 - Equipamentos de Rede

Os equipamentos de rede podem ser ativos ou passivos. Os Equipamentos passivos são constituídos por cablagens, que podem ser de cabo coaxial, cabo de par entraçado ou fibra ótica. Os equipamentos ativos são constituídos pelo Hardware de rede (Router, switch, etc.).

6.1 - Equipamentos Ativos
  • Router - Liga uma rede interna a uma rede externa :
  • Switch - Liga uma rede interna;
  • Bridge - Liga dois segmentos de rede, unindo dois domínios;
  • Outros - Gateway, Firewall, Repetidor, etc.

Router e Switch

Focando a nossa atenção no Router para redes domésticas, este componente tem integrados diversos componentes e funções, antigamente inacessíveis ao utilizador comum, os quais terão ais ou menos funcionalidades consoante o preço.

Os Routers para redes domésticas têm integrados:

  • Router - Liga a rede interna à externa - tem uma porta dedicada para ligação à Internet;
  • Switch - Normalmente têm 4 portas para ligar uma rede interna;
  • Bridge - Liga os dois segmentos;
  • DHCP - Servidor de domínios, que permite a atribuição automática de IP's, aos equipamentos ligados à LAN. Permite igualmente atribuir IP específicos;
  • Firewall - Aplica políticas de segurança na rede;
  • Portas RJ45 Gigabit - permite ligações de rede a 1 Gbps (giga bit por segundo);
  • Wi-Fi - Rede sem Fios Normas A/B/G/N até 300 Mbps e AC (Wfi-Fi Gigabit) nos Router mais recentes (e mais caros);
  • Segurança Wi-Fi - WPA2-PSK (muito dificilmente violável);
  • Segurança adicional por MAC Adress de placas ou equipamentos;
  • Ligação por VPN - alguns permitem a criação de redes privadas virtuais, que permitem a ligação encriptada entre duas redes;
  • Servidor FTP - permite o acesso a pastas partilhadas para transferência de ficheiros;
  • Porta USB para ligação de Impressora ou Disco Externo, para partilha.

Como se pode verificar, o equipamento que denominamos de "Router" têm integradas funcionalidades que vão muito além do encaminhamento de pacotes.

6.2 - Equipamentos Passivos

Os equipamentos passivos, referem-se principalmente às cablagens. Os cabos de rede podem ser em cobre ou em fibra ótica. Dividem-se da seguinte forma:

  • Coaxial - Constituído por um fio de cobre condutor revestido por um material isolante e com blindagem. É bastante eficaz para transmissões com frequências elevadas, mas não é tão eficaz nas velocidades de transferência de dados. Em termos de rede de dados, permite velocidades de 10 Mbps e distâncias até 500 metros;
  • Par Entrançado - Formado por 4 pares de fios (total de 8 fios) trançados para a par. Podem ser de 2 tipos: UTP que não é blindado e o STP que é blindado. Existem 4 categorias principais deste cabo:
    • Cat-3 - frequência de 16 MHz e velocidade até 10 Mbps;
    • Cat-5 - frequência de 100 MHz e velocidade até 100 Mbps;
    • Cat-5e - frequência de 125 MHz e velocidade até 1 Gbps (Giga bit por segundo);
    • Cat-6 - frequência de 250 MHz e velocidade até 1 Gbps;
    • Cat-6a - frequência de 500 MHz e velocidade até 10 Gbps;
    • A distância é de 100 metros, exceto na categoria 6a, em que para 10 Gbps a distância é de 55 metros
  • Fibra Ótica - Caracteriza-se por ter um núcleo de fibra de vidro ou acrílico e transmitir pulsos de luz, ao invés de sinais elétricos dos cabos anteriores. A fibra ótica só transmite numa direção, pelo que os cabos são aos pares (um para enviar e outro para receber). Existem dois tipos de fibra ótica:
    • Multimodo - núcleo mais grosso, logo com menor desempenho, pois a luz reflete nas paredes do núcleo. Distância até 2 Km;
    • Monomodo - núcleo mais fino, logo com maior desempenho. Distância até 3 Km;
    • De acordo com testes laboratoriais, a velocidade pode chegar até 200 Gbps.

Cabos de Rede, Coaxial, Par Entrançado, Fibra ótica

 

 

Autor: José JR Crispim
Publicado em: Junho de 2013

Nota: se verificar alguma incorreção no presente artigo ou pretender acrescentar algo mais, pode enviar-me um e-Mail. Publicarei a correção e colocarei o autor da mesma.

Fechar Janela