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Coordenação de Ensino - Duque de Caxias1
RedesRedes
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Coordenação de Ensino - Duque de Caxias
Aula 1 - IntroduçãoAula 1 - IntroduçãoNenhuma outra tecnologia evoluiu tanto como a Informática. Mesmo em menor escala, as redes permitem a pequenas e médias empresas maior agilidade e eficiência na troca de informações e compartilhamento de dados e recursos como por exemplo, impressoras e HDs.Não importa se vocês está conectando uma impressora a dois ou mais computadores, ou interligando dois sistemas via satélite, a realidade das redes vai estar cada vez mais ligada ao nosso cotidiano.
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Redes
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DefiniçãoDefinição
É uma ligação existente entre dois ou mais computadores permitindo a troca ou o compartilhamento de informações .
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Redes
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Utilização de uma redeUtilização de uma redePodemos resumir como facilidades disponíveis nas redes de comunicação as seguintes opções:
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o Acesso remotoo Cópia de arquivos remotos
(downloads)
o Teleconferência
o Compartilhamento de conexão
o Compartilhamento de arquivos
o Compartilhamento de periféricos
Redes
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Meios de TransmissõesMeios de Transmissões
As principais diferenças entre os diversos meios de transmissão são relacionados à largura de faixa, imunidade a ruído, custo, etc. Falaremos de cada um deles à seguir:
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Par TrançadoPar Trançado
Consiste de dois fios enrolados em espiral envolto em material plástico. Sua construção busca reduzir o ruído e manter constante as propriedades elétricas do meio através de todo o seu comprimento (evita a interferência). É o meio de transmissão mais comum usado nos sistemas telefônicos, que em consequência, existe uma grande quantidade de linhas de comunicação disponíveis a serem utilizadas em redes de comunicação de dados. Sua principal desvantagem é a susceptividade a interferências e ruídos a latas e médias frequências.
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Redes
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Cabo CoaxialCabo Coaxial
É composto por um condutor interno circundado por um condutor, tendo, entre os condutores um material isolante plástico. O condutor externo é uma trança tecida de cobre para servir de blindagem para o condutor interno evitando interferências elétricas. Este condutor é também circundado por uma outra camada isolante. É o principal meio utilizado no sistema de tv a cabo.
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Cabo de Fibra ÓpticaCabo de Fibra Óptica
O cabo consiste de uma fibra de vidro revestida com aço inox, por onde é realizada a transmissão da luz. Ao redor do filamento existe uma outra substância de baixo índice de refração, que faz com que os raios sejam refletidos internamente, minimizando assim, as perdas de transmissão. É mais leve e menor que o fio de cobre, podendo transmitir informações em velocidades muito superiores aos outros modos.
Redes
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Comparações entre os tipos de cabosComparações entre os tipos de cabos
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Via Rádio ou Wi-FiVia Rádio ou Wi-Fi
Transmissão através de microondas utiliza ondas de alta frequência de rádio para transporte de informação. Um sério problema neste tipo de transmissão é a facilidade de se interceptar transmissões o que fragiliza em muito o aspecto a segurança de informações. Em função disso, a utilização de criptografia de dados se faz muitas vezes necessária.
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Via SatéliteVia Satélite
Pode atingir áreas de alcance muito grande, podendo em conjunto com três satélites cobrir todo o planeta Terra. A principal vantagem é o grande volume de informações que podem ser transmitidas para todas as localidades do planeta com grande facilidade. Seu maior problema como a Wifi é a segurança de dados.
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Tipos de RedesTipos de Redes
Redes
Veremos a seguir uma breve descrição dos tipos de redes existentes:
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LAN
É uma rede de área local (Local Area Network) é uma rede local (prédio).
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MANRedes
Rede de área metropolitana, (Metropolitan Area Network) uma rede de comunicação que abrange uma cidade.
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WANRedes
Wide Area Network (Rede de área alargada ou Rede de longa distância) (rede mundial).
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Modos de TransmissãoRedes
Definem a maneira como a comunicação é realizada entre dois dispositivos de uma rede. Os dados podem ser encaminhados de diferentes maneiras em função do meio de transmissão utilizado: Simplex, Half-Duplex, Full-Duplex
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SimplexRedes
Permite que os dados sejam transmitidos em uma única direção. Ex: Rádio de pilha.
Transmissor Receptor
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Half-DuplexRedes
Permite que dados sejam transmitidos nas duas direções, porém nunca de maneira simultânea. Ex: Nextel.
Transmissor Receptor
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Full-DuplexRedes
Transmite dados nas duas direções simultaneamente. Ex: Telefone.
Transmissor Receptor
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Aula 2 – Equipamentos e Arquitetura de uma rede de computadores
Redes
Para criarmos uma rede necessitamos de equipamentos específicos, veremos a seguir uma breve descrição sobre cada um deles:
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HUBS
Redes
É um dispositivo que tem a função de interligar os computadores de uma rede local. Sua forma de trabalho é a mais simples se comparado ao switch e ao roteador: o hub recebe dados vindos de um PC e os transmite às outras máquinas. No momento em que isso ocorre, nenhum outro computador consegue enviar sinal. Sua liberação acontece após o sinal anterior ter sido completamente distribuído.
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SWITCH
Redes
É um aparelho muito semelhante ao hub, mas tem uma grande diferença: os dados vindos do computador de origem somente são repassados ao computador de destino. Isso porque os switchs criam uma espécie de canal de comunicação exclusiva entre a origem e o destino. Dessa forma, a rede não fica "presa" a um único computador no envio de informações. Isso aumenta o desempenho da rede já que a comunicação está sempre disponível, exceto quando dois ou mais computadores tentam enviar dados simultaneamente à mesma máquina. Essa característica também diminui a ocorrência de erros (colisões de pacotes, por exemplo).Assim como no hub, é possível ter várias portas em um switch e a quantidade varia da mesma forma.
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ROTEADORES Redes
É um equipamento utilizado em redes de maior porte. Ele é mais "inteligente" que o switch, pois além de poder fazer a mesma função deste, também tem a capacidade de escolher a melhor rota que um determinado pacote de dados deve seguir para chegar em seu destino. É como se a rede fosse uma cidade grande e o roteador escolhesse os caminhos mais curtos e menos congestionados. Daí o nome de roteador. Alguns dos serviços dos roteadores:
oControlar o congestionamento da rede;
o controlar o caminho que oferece o melhor desempenho;
o prover o roteamento dos pacotes, etc.
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Cabo Par Trançado Cabo Par Trançado (Rede Cabeada)(Rede Cabeada)
Redes
Para montar um cabo de par trançado tomaremos como base a tabela abaixo:
Ordem Norma EIA/TIA 568A Norma EIA/TIA 568B
1 BBVV – Branco com Verde BBLL – Branco com Laranja
2 VV – Verde LL – Laranja
3 BBLL – Branco com Laranja BBVV – Branco com Verde
4 A A – Azul A A – Azul
5 BBA A – Branco com Azul BBA A – Branco com Azul
6 LL – Laranja VV – Verde
7 BBMM– Branco com Marrom BBMM– Branco com Marrom
8 MM– Marrom MM– Marrom
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Cabo Par Trançado Cabo Par Trançado (Rede Cabeada)(Rede Cabeada)
Redes
Ordem correta para organizar os cabos desenrolados:
BBVV VV BBLL AA BBAA LL BBMM MM
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Conectores RJ-45Conectores RJ-45Redes
É um tipo de conector utilizado em redes com padrão Ethernet configurado fisicamente como estrela mas que logicamente funciona como uma rede com topologia de barramento.
Alicate de CrimpagemAlicate de Crimpagem
Utilizado para cortar os cabos e depois de organizados, encaixá-los no conector RJ-45 ou no RJ-11.
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Redes
Modelo OSIModelo OSIPara facilitar a interconexão de sistemas de computadores, a ISO desenvolveu um modelo de referência chamado OSI (Open System Interconnection), para que os fabricantes pudessem criar protocolos a partir desse modelo.O modelo de protocolos OSI é um modelo de sete camadas, divididas da seguinte forma:
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Redes
Camadas do Modelo OSI
1 Física
2 Enlace ou Link de Dados
3 Rede
4 Transporte
5 Sessão
6 Apresentação
7 Aplicação
1 – Física1 – FísicaPega os quadros enviados pela camada de Link de Dados e os converte em sinais compatíveis com o meio onde os dados deverão ser transmitidos. A camada física é quem especifica a maneira com que os quadros de bits serão enviados para a rede. A camada Física não inclui o meio onde os dados trafegam, isto é, o cabo de rede. Quem faz o seu papel é a placa de rede.A camada Física pega os dados que vem do meio (sinais elétricos, luz, etc.) converte em bits e repassa a camada de Link de dados que montará o pacote e verificará se ele foi recebido corretamente.
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Redes
2 – Enlace ou Link de Dados2 – Enlace ou Link de DadosPega os pacotes de dados vindos da camada de Rede e os transforma em quadros que serão trafegados pela rede, adicionando informações como endereço físico da placa de rede de origem e destino,dados de controle, dados em si, e os controle de erros.Esse pacote de dados é enviado para a camada Física, que converte esse quadro em sinais elétricos enviados pelo cabo da rede. 30
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Redes
3 – Rede3 – RedeÉ responsável pelo endereçamento dos pacotes, convertendo endereços lógicos em endereços físicos, de forma que os
pacotes consigam chegar corretamente ao destino. Essa camada também
determina a rota que os pacotes irão seguir para atingir o destino, baseada em fatores como condições de tráfego da rede e prioridades. Rotas são os caminhos seguidos pelos pacotes na
rede. 31
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4 – Transporte4 – TransporteÉ responsável por pegar os dados vindos da camada de Sessão dividi-los em pacotes que serão transmitidos pela rede. No receptor, esta camada é responsável por pegar os pacotes recebidos da camada de Rede e remontar o dado original para enviá-lo à camada de Sessão, isso inclui o controle de fluxo, correção de erros, confirmação de recebimento (acknowledge) informando o sucesso da transmissão.A camada de Transporte divide as camadas de nível de aplicação (de 5 a 7 — preocupadas com os dados contidos no pacote) das de nível físico (de 1 a 3 — preocupadas com a maneira que os dados serão transmitidos. A camada de Transporte faz a ligação entre esse dois grupos.
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Redes
5 – Sessão5 – Sessão
Permite que dois computadores diferentes estabeleçam uma sessão de
comunicação. Com esta camada os dados são marcados de forma que se houver uma falha na rede quando a
rede se tomar disponível novamente, a comunicação pode reiniciar de onde
parou.
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Redes
6 – Apresentação6 – Apresentação
Converte os dados recebidos pela camada de Aplicação em um formato a ser usado na
transmissão desse dado, ou seja, um formato entendido pelo protocolo. Ele funciona como um tradutor, se está
enviando traduz os dados da camada de Aplicação para acamada de Sessão, se está recebendo traduz os dados da camada de
Sessão para a Aplicação.
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Redes
7 – Aplicação7 – Aplicação
Faz a interface entre o protocolo de comunicação e o aplicativo que pediu ou que receberá a informação através da rede. Por exemplo, se você quiser
baixar o seu e-mail com seu aplicativo de e-mail, ele entrará em contato com a
Camada de Aplicação do protocolo de rede efetuando este pedido.
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Redes
Modelo TCP/IPModelo TCP/IPVem dos nomes dos protocolos mais
utilizados desta pilha, o IP (Internet Protocol) e o TCP
(Transmission Control Protocol). Mas a pilha TCP/IP possui ainda muitos outros protocolos, dos quais
veremos apenas os mais importantes, vários deles
necessários para que o TCP e o IP desempenhem corretamente as
suas funções.Visto superficialmente, o TCP/IP
possui 4 camadas, desde as aplicações de rede até o meio físico que carrega os sinais elétricos até o
seu destino: 36
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Redes
Camadas do Modelo TCP/IP
1 Enlace ou Link de Dados
2 Rede
3 Transporte
4 Aplicação
1 – Enlace ou Link de Dados1 – Enlace ou Link de Dados
Tem a função de fazer com que informações sejam transmitidas de um computador para outro em
uma mesma mídia de acesso compartilhado (também chamada de rede local) ou em uma
ligação ponto-a-ponto (ex: modem). Nada mais do que isso. A preocupação destes protocolos é permitir o uso do meio físico que conecta os
computadores na rede e fazer com que os bytes enviados por um computador cheguem a um outro
computador diretamente desde que haja uma conexão direta entre eles.
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Redes
2 – Rede2 – Redeo Internet Protocol (IP), é responsável por fazer
com que as informações enviadas por um computador cheguem a outros computadores
mesmo que eles estejam em redes fisicamente distintas, ou seja, não existe conexão direta entre
eles. Como o próprio nome (Inter-net) diz, o IP realiza a conexão entre redes. E é ele quem traz a capacidade da rede TCP/IP se "reconfigurar"
quando uma parte da rede está fora do ar, procurando um caminho (rota) alternativo para a
comunicação.
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Redes
3 – Transporte3 – TransporteMudam o objetivo, que era conectar dois
equipamentos, para conectar dois programas. Você pode ter em um mesmo computador vários
programas trabalhando com a rede simultaneamente, por exemplo um browser web e um leitor de e-mail. Da mesma forma, um mesmo computador pode estar rodando ao mesmo tempo
um servidor Web e um servidor POP3. Os protocolos de transporte (UDP e TCP) atribuem a
cada programa um número de porta, que é anexado a cada pacote de modo que o TCP/IP saiba
para qual programa entregar cada mensagem recebida pela rede.
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Redes
4 – Aplicação4 – AplicaçãoSão específicos para cada programa que faz uso da rede. Desta forma existe um protocolo para a conversação entre um
servidor web e um browser web (HTTP), um protocolo para a
conversação entre um cliente Telnet e um servidor (daemon) Telnet, e assim em diante. Cada aplicação de rede tem o seu próprio protocolo de comunicação, que utiliza os protocolos das camadas mais baixas para poder atingir o seu
destino. 40
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Redes
Aula 3 - Topologias, Backbone e Endereço IPAula 3 - Topologias, Backbone e Endereço IP
Muitas vezes para criarmos um projeto em uma rede devemos verificar
primeiro qual será o tipo de rede criada e qual a topologia que devemos
implementar, veremos a seguir os tipos de redes e topologias existentes:
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Redes
TopologiaTopologia
É a forma como se monta uma rede, quais equipamentos serão utilizados e toda a sua estrutura física. Veremos a
seguir cada uma dessas topologias:
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Redes
BarramentoBarramento
É a organização mais simples de uma rede. Com efeito, numa topologia em bus todos os computadores estão
ligados a uma mesma linha de transmissão através de cabo, geralmente coaxial. A palavra “bus” designa a linha física que liga as máquinas da rede. Esta topologia tem
por vantagens ser fácil de instalar e funcionar facilmente. Em contrapartida, é extremamente vulnerável já que se
uma das conexões for defeituosa, é o conjunto da rede que é afetado. 43
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Redes
Estrela
Os computadores da rede estão ligados a um sistema material central chamado hub. Trata-se de uma caixa que compreende
diversas junções às quais se podem conectar os cabos provenientes dos computadores. Este tem como papel assegurar a comunicação entre as diferentes junções. Contrariamente às redes construídas numa topologia em bus, as redes de acordo com uma topologia em estrela são muito menos vulneráveis porque pode-se facilmente
retirar uma das conexões que a desligam do hub sem, no entanto, paralisar o resto da rede.
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Redes
Anel(Ring)
Os computadores são situados num anel e comunicam cada um de sua vez. a realidade, os computadores de uma
rede em topologia anel não estão ligados em anel, mas ligados a um distribuidor (chamado MAU, Multistation
Acess Unit) que vai gerir a comunicação entre os computadores que a ele estão ligados, fixando para cada
um deles um tempo de palavra. 45
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Redes
Malha (Mesh)
Na topologia em malha existe uma ligação física direta entre cada um dos nós, isto é, todos comunicam com todos. Sua vantagem é a tolerância de falhas, pois a relação entre os computadores dependem mais deles do que da rede.
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Redes
Wireless (Sem fio)
As redes wireless estão a vulgarizar-se de dia para dia, sendo usadas tanto em redes empresariais como nas redes domésticas e ligações à
Internet. O exemplo mais simples de uma rede sem fios é a rede Ad-Hoc. Este tipo de rede é estabelecido quando dois ou mais dispositivos com
emissores e receptores wireless estão ao alcance um do outro. Os dispositivos enviam sinais de um para o outro e ambos reconhecem a
existência de outro dispositivo com o qual pode comunicar.Este tipo de rede é muito utilizado nas comunicações entre portáteis ou
PDAs e permitem a transferência de dados entre dispositivos com bastante facilidade. 47
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Redes
Híbrida
Numa topologia híbrida, o desenho final da rede resulta da combinação de duas ou mais topologias de rede. A combinação de duas ou mais
topologias de rede permite-nos beneficiar das vantagens de cada uma das topologias que integram esta topologia. Embora muito pouco usada em redes locais, uma variante da topologia em malha, a malha híbrida,
é usada na Internet e em algumas WANs. A topologia de malha híbrida pode ter múltiplas ligações entre várias localizações, mas isto é
feito por uma questão de redundância, além de que não é uma verdadeira malha porque não há ligação entre cada um e todos os nós,
somente em alguns por uma questão de backup. 48
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Redes
Hierárquica
A topologia Hierárquica ou em árvore é essencialmente uma série de barras interconectadas, semelhante a estrela só que contém um nó central.
Geralmente existe uma barra central onde outros ramos menores se conectam. A ligação entre barras é realizada através de derivadores e as conexões das
estações realizadas da mesma maneira que no sistema de barras padrão.Cada ramificação significa que o sinal deverá se propagar por dois caminhos
diferentes. A menos que estes caminhos sejam perfeitamente casados, os sinais terão velocidades de propagação diferentes e refletirão os sinais de diferentes
maneiras. Por este motivo, em geral, as redes hierárquicas trabalham com taxas de transmissão menores do que as redes de barra comuns.
Esta topologia é muito usada para supervisionar aplicações de tempo real, como algumas de automação industrial e automação bancária.
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Redes
Rede Ponto a PontoRede Ponto a Ponto
É uma rede onde os computadores estão conectados a um meio, sem que haja nenhum serviço centralizado em uma máquina. Ou seja, não
há a figura do servidor. São redes montadas para compartilhar dispositivos ou dados e não serviços.
Normalmente são redes simples de serem implementadas e de fácil manutenção.
Ela também é conhecida como peer to peer ou rede distribuída ou rede não hierárquica. 50
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Redes
VantagensVantagenso Rede mais simples que existe, possuindo
suporte a praticamente todos os sistemas operacionais;
o Indicada para redes pequenas, onde não existe grande preocupação com a segurança;
o Baixo custo e fácil implementação tanto a nível de hardware, quanto a nível de software;
o Compartilhamento dos recursos de forma simples, mas sem preocupação com segurança;
o Todos os computadores devem ser completos, ou seja, funcionarem independentemente da rede.
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Redes
DesvantagensDesvantagens
o Baixa segurança;o Ocorrerá problemas na rede, pois não pode
crescer de tamanho (máximo 10 PCs);o Alto custo;o Dependência; o Não existe micros servidores.
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Redes
Cliente/ServidorCliente/Servidor
São sistemas computacionais que fornecem serviços a redes de computadores. Serviço é a provisão de uma ou mais funções de interesse dos clientes. Os computadores que acessam esses
serviços são considerados clientes. As redes com esta arquitetura são designadas cliente-servidor. Embora o termo
servidor seja costumeiramente aplicado a computadores completos, eles tratam de softwares executados nestes
computadores ou em outros sistemas computacionais. Os tipos mais conhecidos são os servidores de arquivos, conteúdo web,
correio eletrônico, impressão, banco de dados, DNS, Proxy, imagens, FTP, DHCP e Diretórios. 53
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Redes
VantagensVantagens
Gerência Centralizada;Performance;Segurança.
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Redes
DesvantagensDesvantagens
oDifícil instalação;oDependência;oAlto Custo.
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Redes
Backbone (Espinha Dorsal)
É uma rede principal por onde passam os dados dos clientes da internet. No Brasil, as empresas Brasil Telecom, Telecom Italia,
Telefônica, Embratel, Global Crossing e a Rede Nacional de Ensino e Pesquisa (RNP) prestam esse serviço. Essa mesma rede também é
responsável pelo envio e recebimento de dados entre grandes cidades e até entre Brasil e outros países. Por ser a rede principal, o backbone
captura e transmite informações de várias redes menores que se conectam a ele. Quando o usuário envia um e-mail, por exemplo, essa
informação vai de sua rede local para o backbone e, então, é encaminhada até a rede de destino. O mesmo acontece quando o
internauta acessa informações de um site: elas têm de passar pelo backbone até chegarem à rede local do usuário. 56
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Tipos de Endereçamento IPTipos de Endereçamento IP
Geralmente podemos ter dois tipos de endereço IP (Protocolo de Identidade):
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Redes
IP Dinâmico: Utilizado quando não há a necessidade de configurarmos um PC em uma rede.IP Estático: Utilizado quando existe a necessidade fixarmos o IP de um PC em uma rede, para evitarmos conflito de endereçamento, ou para o envio de pacotes de dados.
Endereçamento IPEndereçamento IP
O protocolo TCP/IP foi desenvolvido com a intenção de permitir o roteamento de
pacotes, e graças a essa característica é possível fazer a interligação de diversas
redes (como é o caso da Internet). Qualquer dispositivo que deseja se comunicar com uma rede TCP/IP deve ter um endereço
único que é chamado de endereço IP.
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Redes
Formato de Endereço IPFormato de Endereço IP
É constituído de 4 bytes (32 bits) representados na forma decimal, e separados por ponto, no formato X.Y.Z.W. Assim o menor número do endereço IP possível é 0.0.0.0 e o maior é 255.255.255.255.
Como cada dispositivo de uma rede TCP/IP precisa ter um endereço IP único, para que o pacote de dados
consiga ser entregue corretamente, você terá que usar um endereço que não esteja sendo utilizado por
nenhum outro computador da rede.
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Redes
Classes de Endereço IPClasses de Endereço IP
Para facilitar a distribuição dos endereços
IP, foram especificadas cinco classes de endereços IP, como mostra a tabela:
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Redes
Classe End. Mais Alto
End. Mais Baixo
A 1.0.0.01.0.0.0 126.0.0.0126.0.0.0
B 128.1.0.0128.1.0.0 191.255.0.0191.255.0.0
C 192.0.1.0192.0.1.0 233.255.255.0
D 224.0.0.0224.0.0.0 239.255.255.255239.255.255.255
E 240.0.0.0240.0.0.0 255.255.255.254
Classe A - Classe A - Primeiro bit é 0 (zero)Primeiro bit é 0 (zero)
O primeiro número identifica a rede, os demais três números indicam a máquina. Cada endereço classe A
consegue endereçar até 16.777.216 máquinas
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Redes
Classe B -Classe B - Primeiros dois Primeiros dois bits são 10 (um, zero)bits são 10 (um, zero)
Os dois primeiros números identificam a rede, os dois demais identificam a
máquina. Esse tipo de endereço consegue endereçar até 65.536
maquinas em uma rede
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Redes
Classe C -Classe C - Primeiros três bits são 110 (um, Primeiros três bits são 110 (um, um, zeroum, zero
Os três primeiros números identificam a rede, o último indica a máquina.
Com isso consegue-se endereçar até 256 máquinas
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Redes
Classe D -Classe D - Primeiros três bits são 110 (um, Primeiros três bits são 110 (um, um, zeroum, zero
(endereço multicast): Primeiros quatro bits são: 1110 (um, um, um,
zero)
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Redes
Classe E -Classe E - Primeiros cinco bits são 11110 (um, um, um, um, zero)
(endereço especial reservado): Uso futuro; atualmente reservada a testes pela IETF sigla em inglês de (Internet
Engineering Task Force) é uma comunidade internacional ampla e aberta (técnicos, agências, fabricantes,
fornecedores, pesquisadores) preocupada com a evolução da arquitetura da Internet e seu perfeito funcionamento.
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Redes
Máscara de RedeAcompanha a classe do endereço IP: num endereço de
classe A, a máscara será 255.0.0.0, indicando que o primeiro octeto se refere à rede e os três últimos ao
host. Num endereço classe B, a máscara padrão será 255.255.0.0, onde os dois primeiros octetos referem-se à rede e os dois últimos ao host, e num endereço classe C, a máscara padrão será 255.255.255.0 onde apenas o
último octeto refere-se ao host.Os 32 bits das Máscaras de Subrede são divididos em duas partes: um primeiro bloco de 1s seguido por um bloco de 0s. Os 1s indicam a parte do endereço IP que pertence à rede e os 0s indicam a parte que pertence
ao host.66
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Redes
Máscara de Rede
Mostrar na prática como se configura a máscara de sub
rede.
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Redes