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O que é uma rede de computadores

Uma rede de computadores é um sistema de comunicação de dados constituído através da interligação de computadores e outros dispositivos, com a finalidade de trocar informações e partilhar recursos.
O funcionamento de uma rede de computadores implica um determinado conjunto de meios físicos (hardware) e determinados componentes de software.

Ao nível dos Meios Físicos ou Hardware uma rede necessita de:

Computadores - periféricos (que se pretende utilizar, tais como: discos, impressoras, modems, etc.);
Meios físicos de transmissão - trata-se, normalmente, de cabos que interligam os computadores; no entanto, também são possíveis sistemas de comunicação sem fios, através de ondas propagadas no espaço;
Dispositivos de ligação dos computadores às redes: placas de interface de rede, modems e/ou outros dispositivos;

Ao nível de Software, uma rede de computadores normalmente implica:

Drivers de placas de rede - peças de software que complementam o sistema operativo do computador, no sentido de este poder comunicar com a placa ou interface de rede;
Protocolos de comunicação - normas convertidas em software que tornam possível tecnicamente a transmissão de dados entre os computadores envolvidos numa comunicação;
Sistemas operativos que interligam os módulos de software necessários para trabalho em rede;
Utilitários e programas de aplicação vocacionados para trabalho em rede.

Vantagens de utilizar uma rede de computadores

Partilha de recursos físicos da rede ou seja, hardware: Torna-se obviamente
mais barato partilhar impressoras, scanners, etc… do que comprar uma para cada
computador;
Partilha de software: através de uma rede é possível vários utilizadores acederem a
um mesmo programa localizado num dos computadores da rede. Basta imaginar um
supermercado cujas caixas registadoras estão ligadas em rede e com acesso a uma
única base de dados, com o seu sotck permanentemente actualizado;
Economia de Recursos: um equipamento sem disco rígido de pouco serve, pelo
menos aparentemente, pois se integrado numa rede, pode ser utilizado para aceder ao
disco rígido do servidor
Partilha de dados/informação
Comunicação
Gestão de Cópias de Segurança

Para que serve uma rede de computadores

Uma rede de computadores consiste de 2 ou mais computadores e outros dispositivos conectados entre si de modo a poderem compartilhar seus serviços, que podem ser: dados, impressoras, mensagens (e-mails), etc.
A Internet é um amplo sistema de comunicação que conecta muitas redes de computadores. Existem várias formas e recursos de vários equipamentos que podem ser interligados e compartilhados, mediante meios de acesso, protocolos e requisitos de segurança.

O que é necessário para uma rede de computadores funcionar

Uma rede de computadores consiste de 2 ou mais computadores e outros dispositivos conectados entre si de modo a poderem compartilhar seus serviços, que podem ser: dados, impressoras, mensagens (e-mails), etc. A Internet é um amplo sistema de comunicação que conecta muitas redes de computadores. Existem várias formas e recursos de vários equipamentos que podem ser interligados e compartilhados, mediante meios de acesso, protocolos e requisitos de segurança.

O que é um sinal digital?

É um sinal representado por uma onda discreta com apenas dois estados básicos (0 e 1) que carregam informação.

Modelação e desmodulação

Existem três tipos de modulação:
AM (Amplitude Modelada) - As ondas variam de amplitude, ou seja, de altura.

FM (Frequência Modelada) - As ondas variam de frequência, ou seja, o número de ondas por segundo.

PM (Modelação em fase) - As ondas variam de fase.

Taxas de transmissão

É a quantidade de Bits que o meio físico ou canal consegue transmitir por segundo, esta taxa pode ser expressa por bits por segundo, em bytes, kilobytes, megabytes ou gigabytes por segundo.

Largura da banda

É a diferença entre as frequências mais altas e mais baixas, que um canal de transmissão permite ao utilizador. As frequências são expressas em hertz (Hz), que quer dizer número de impulsos por segundo.

O que é um sinal analógico?

É um sinal representado sob a forma de uma onda contínua, que possui potencialmente infinitos estados distintos que carregam informação.

LAN

-Trata-se de um conjunto de computadores que pertencem a uma mesma organização e que estão ligados entre eles numa pequena área geográfica por uma rede, frequentemente através de uma mesma tecnologia (a mais usada é a Ethernet).

WAN

-É uma rede de computadores que abrange uma grande área geográfica, com frequência um país ou continente. Difere, assim, das PAN, das LAN e das MAN.

Peer-to-peer

É uma arquitectura de sistemas distribuídos caracterizada pela descentralização das funções na rede, onde cada Nodo realiza tanto funções de servidor quanto de cliente.

Cliente-servidor

É um modelo computacional que separa clientes e servidores, sendo interligados entre si geralmente utilizando-se uma rede de computadores. Cada instância de um cliente pode enviar requisições de dado para algum dos servidores conectados e esperar pela resposta.

Modelo OSI

OSI foi uma das primeiras organizações a definir formalmente uma forma comum de conectar computadores. A sua arquitectura é chamada OSI (Open Systems Interconnection), Camadas OSI ou Interconexão de
Sistemas Abertos.
Esta arquitectura é um modelo que divide as redes de computadores em sete camadas, de forma a se obter camadas de abstracção. Cada protocolo implementa uma funcionalidade assinalada a uma determinada camada.

Descrição das camadas

1 - Camada Física
2 - Camada de Enlace ou Ligação de Dados
3 - Camada de Rede
4 - Camada de Transporte
5 - Camada de Sessão
6 - Camada de Apresentação
7 - Camada de Aplicação

Tipos de cabos

Eléctricos

Um fio é um segmento fino, cilíndrico, flexível e alongado de um certo material de acordo com sua função:
Na eletrônica são usados fios distintos para tanto transportar energia elétrica quanto informação.
São feitos de metal, em geral cobre, revestido de plástico ou borracha isolante.
Os materiais condutores mais utilizados são; alumínio e cobre. O primeiro tem seu uso em aplicações mais especificas.
O mais utilizado é o cobre por ter a melhor relação custo benefício.

Ópticos

O cabo óptico é uma estrutura destinada a proteger e facilitar o manuseio das fibras ópticas. Existem 3 tipos de aplicações para os cabos ópticos:
- Internas: aplicados em Backbones, Campus Backbone ou em Redes Horizontais;
- Externas: em dutos, diretamente enterrados ou em instalações aéreas.
Existem também os cabos ópticos destinados apenas a execução de manobras ou ligações temporárias entre fibras ópticas e painéis de distribuição, chamados de Cordões Ópticos.

Pares Entrançados

Os cabos de pares entrançados consiste em um ou vários pares de fios de cobre; os dois fios de cada par são entrançados, ou seja, enrolados em torno um do outro, com o objectivo de criar à sua volta um campo electromagnético que reduz a possibilidade de interferências de sinais externos.

Pares Entrançados STP

O cabo brindado STP é muito pouco utilizado sendo basicamente necessários em ambientes com grande nível de interferência electromagnética. Deve-se dar preferência a sistemas com cabos de fibra óptica quando se deseja grandes distâncias ou velocidades de transmissão, podem ser encontrados com blindagem simples ou com blindagem par a par.

Pares Entrançados UTP

Este é sem duvida o cabo mais utilizado neste tipo de rede, o cabo UTP é de fácil manuseio, instalação e permite taxas de transmissão em até 100 Mbps com a utilização do cabo CAT 5 são usados normalmente tanto nas redes domesticas como nas grandes redes industriais e para distancias maiores que 150 metros hoje em dia é utilizados os cabos de fibra óptica que vem barateando os seus custos.

Categorias

Tipo e Uso

Categoria 1 Voz (Cabo Telefónico) São utilizados por equipamentos de telecomunicação e não devem ser usados para uma rede local
Categoria 2 Dados a 4 Mbps (LocalTalk)
Categoria 3 Transmissão de até 16 MHz. Dados a 10 Mbps (Ethernet)
Categoria 4 Transmissão de até 20 MHz. Dados a 20 Mbps (16 Mbps Token Ring)
Categoria 5 Transmissão de até 100 MHz. Dados a 100 Mbps (Fast Ethernet)

Cabos coaxias

O cabo coaxial é um tipo de cabo condutor usado para transmitir sinais. Este tipo de cabo é constituído por diversas camadas concêntricas de condutores e isolantes, daí o nome coaxial.

O cabo coaxial é constituído por um fio de cobre condutor revestido por um material isolante e rodeado duma blindagem. Este meio permite transmissões até frequências muito elevadas e isto para longas distâncias.

Vantagens dos cabos ópticos

Por que os sistemas de fibra óptica estão revolucionando as telecomunicações? Comparadas ao fio metálico convencional (de cobre), as fibras ópticas são:

mais baratas - muitos quilômetros de cabo óptico podem ser fabricados com custo menor que o comprimento equivalente de fio de cobre. Isso economiza o dinheiro de seu provedor (de TV a cabo ou Internet) e o seu também;

mais finas - as fibras ópticas podem ser estiradas com diâmetros menores do que um fio de cobre;

maior capacidade de transmissão - como as fibras ópticas são mais finas do que os fios de cobre, mais fibras do que fios de cobre podem ser colocadas juntas em um cabo de determinado diâmetro. Isso permite que mais linhas telefônicas passem pelo mesmo cabo ou que mais canais sejam transmitidos através do cabo para seu aparelho de TV a cabo;

menor degradação do sinal - a perda de sinal em uma fibra óptica é menor do que em um fio de cobre;

sinais luminosos - ao contrário do que ocorre com os sinais elétricos nos fios de cobre, os sinais luminosos não interferem com os de outras fibras ópticas contidas no mesmo cabo. Isso significa conversações ao telefone ou recepção de TV mais nítidas;

menor consumo de energia - como os sinais nas fibras ópticas se degradam menos, podem ser usados transmissores de menor potência em vez dos transmissores elétricos de alta voltagem necessários para os fios de cobre. Mais uma vez, isso economiza dinheiro para seu provedor e para você;

sinais digitais - as fibras ópticas são teoricamente adequadas para a transmissão de informação digital, o que é especialmente útil nas redes de computadores;

não inflamáveis - como não há eletricidade circulando através das fibras ópticas, elas não geram risco de incêndio;

leves - um cabo óptico pesa menos que um cabo de fios de cobre comparável. Os cabos de fibra óptica ocupam menos espaço no solo;

flexíveis - como as fibras ópticas são tão flexíveis e podem transmitir e receber luz, elas são usadas em muitas câmeras digitais flexíveis para as seguintes finalidades:
geração de imagens médicas - em broncoscópios, endoscópios, laparoscópios;
geração de imagens mecânicas - na inspeção mecânica de soldas em tubos e motores (em aviões, foguetes, ônibus espaciais, carros);
encanamentos - para inspecionar linhas de esgoto.

Transmissões wirelees

Vantagem destes tipos de transmissões:

  • Flexibilidade e Fiabilidade
  • Mobilidade
  • Rapidez e facilidade de instalação
  • Custos reduzidos de instalação e de alteração
  • Utilizadas para comunicações móveis

Desvantagem deste tipos de transmissões:

  • O preço do equipamento é mais elevado
  • As velocidades de transmissão são inferiores
  • Maior susceptibilidade de interferências electromagnéticas
  • Maior mobilidade

Relação aos cabos

Ondas de rádio são radiações eletromagnéticas com comprimento de onda maior e frequência menor do que a radiação infravermelha. São usadas para a comunicação em rádios amadores, radiodifusão (rádio e televisão), telefonia móvel.

As micro-ondas são ondas eletromagnéticas com comprimentos de onda maiores que os dos raios infravermelhos, mas menores que o comprimento de onda das ondas de rádio variando o comprimento de onda, consoante os autores, de 1 m (0,3 GHz de frequência) até 1,0 mm (300 GHz de frequência) - intervalo equivalente às faixas UHF, SHF e EHF.

Ondas satélite utilizados para telecomunicações ou transmissão de dados sob a forma digital encontram-se situados em órbitas geostacionárias, em torno do equador, a cerca de 30-40 Km da superfície terrestre. A comunicação com esses satélites implica antenas parabólicas, ou seja, dispositivos de transmissão e recepção capazes de efectuar: - os uplinks: as emissões da Terra para o satélite; - os downlinks: as recepções do satélite para a Terra. As ondas de satélite são utilizadas em comunicações intercontinentaisou abrangendo grandes distâncias geográficas e, normalmente, suportam uma largura de banda elevada (da ordem dos 500 MHz), embora estejam sujeitas a atrasos devido às grandes distâncias percorridas.

O que são e para que servem as placas de rede?

Uma placa de rede (também chamada adaptador de rede ou NIC) é um dispositivo de hardware responsável pela comunicação entre os computadores em uma rede.
A placa de rede é o hardware que permite aos computadores conversarem entre si através da rede. Sua função é controlar todo o envio e recebimento de dados através da rede. Cada arquitetura de rede exige um tipo específico de placa de rede; sendo as arquiteturas mais comuns a rede em anel Token Ring e a tipo Ethernet.

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Modem

É um dispositivo eletrónico que modula um sinal digital em uma onda analógica, pronta a ser transmitida pela linha telefônica, e que demodula o sinal analógico e o reconverte para o formato digital original.

Como funcionam

Quando o sinal é recebido, um outro modem reverte o processo (chamado demodulação). Ambos os modems devem estar trabalhando de acordo com os mesmos padrões, que especificam, entre outras coisas, a velocidade de transmissão.

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Repetidores

Repetidor é um equipamento utilizado para interligação de redes idênticas, pois eles amplificam e regeneram eletricamente os sinais transmitidos no meio físico.

Para que serve

Repetidores são utilizados para estender a transmissão de ondas de rádio, por exemplo, redes wireless, wimax e telefonia celular. ele tem como sua principal função aumentar uma conexão de rede .

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Hub

É o processo pelo qual se transmite ou difunde determinada informação, tendo como principal característica que a mesma informação está sendo enviada para muitos receptores ao mesmo tempo.

Como funcionam

  • 1ª Geração
  • Os primeiros hubs começaram por ser simples caixas, com circuitos eléctricos, onde se fazia a interligação dos cabos provenientes de cada computador ligado a rede, podendo actuar tambem como repetidores de sinal.
  • 2ª Geração
  • Passou a incluir a capacidade de interligar redes de diferentes padrões ou tecnologias de funcionamento.
  • 3ª Geração
  • Possiblita a interligação de praticamente qualquer tipos de redes locais, bem como proporciona a comutação de trafego entre computadores e sub-redes, de modo a permitir a criação de redes estruturadas.
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Topologias de rede

Anel
Na topologia em anel os dispositivos são conectados em série, formando um circuito fechado (anel).Os dados são transmitidos unidirecionalmente de nó em nó até atingir o seu destino.Uma mensagem enviada por uma estação passa por outras estações, através das retransmissões, até ser retirada pela estação destino ou pela estação fonte.Os sinais sofrem menos distorção e atenuação no enlace entre as estações, pois há um repetidor em cada estação. Há um atraso de um ou mais bits em cada estação para processamento de dados.
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Bus ou Barramento
Rede em barramento é uma topologia de rede em que todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados. Apesar de os dados não passarem por dentro de cada um dos nós, apenas uma máquina pode “escrever” no barramento num dado momento. Todas as outras “escutam” e recolhem para si os dados destinados a elas. Quando um computador estiver a transmitir um sinal, toda a rede fica ocupada e se outro computador tentar enviar outro sinal ao mesmo tempo, ocorre uma colisão e é preciso reiniciar a transmissão.
Essa topologia utiliza cabos coaxiais.Para cada barramento existe um único cabo, que vai de uma ponta a outra. O cabo é seccionado em cada local onde um computador será inserido na rede. Com o seccionamento do cabo formam-se duas pontas e cada uma delas recebe um conector BNC. No computador é colocado um "T" conectado à placa que junta as duas pontas.

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Estrela
A topologia em estrela utiliza cabos de par trançado e um concentrador como ponto central da rede. O concentrador se encarrega de retransmitir todos os dados para todas as estações, mas com a vantagem de tornar mais fácil a localização dos problemas, já que se um dos cabos, uma das portas do concentrador ou uma das placas de rede estiver com problemas, apenas o nó ligado ao componente defeituoso ficará fora da rede. Esta topologia se aplica apenas a pequenas redes, já que os concentradores costumam ter apenas oito ou dezesseis portas.
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Malha
Este tipo de topologia é feito através de uma ligação ponto a ponto entre cada para de computadores da rede, tendo a vantagem de permitir que cada computador disponha de uma linha previligiada de comunicação com qualquer outro dispositivo da rede. Como existe uma certa redundância de meios de comunicação entre os vários dispositivos de rede, mesmo que existam falhas em algumas conexões, é improvavel que essas falhas impossibilitem a comunicação entre qualquer dois computadores da rede. Contudo, este tipo de arquitectura pode revelar-se impraticavel se for muito grande o numero de computadores numa rede local.
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Origem da internet

A Internet surgiu nos Estados Unidos da América, no clima da guerra fria. O objectivo era desenvolver um sistema de troca de informações entre computadores de forma a que fosse sempre possível receber a informação, mesmo que um dos computadores da rede fosse desligado ou destruído, ou que uma das ligações entre computadores fosse interrompida. Os objectivos eram unicamente militares na época e durante um período de tempo esta forma de ligação entre computadores era exclusiva das forças militares americana. Assim, em 1969, a ARPA (Advanced Research Projects Agency) desenvolveu a ARPANET. Através deste sistema de troca de informações era possível fazer chegar à localização prevista as informações pretendidas num curto espaço de tempo e sem o risco desta troca de informações ser interrompida. Foi desenvolvido o estudo e desenvolvimento desta rede em que era feita a comutação de pacotes, ou seja, a informação é dividida em “pequenos pacotes” e enviada pela melhor via disponíveis, sendo reunida a informação no local de recepção, já que cada pacote contém informação que o permite fazer. Outro problema a resolver era que fosse possível visualizar a informação mesmo usando computadores diferentes, sistemas operativos, etc.

Para além da ligação entre computadores militares, foi criada uma rede entre quatro universidades americanas. A ARPANET permitia a ligação entre as redes das universidades e permitia a troca de informações entre estas universidades. Com isto foi possível desenvolver a Internet tal como a conhecemos hoje. Apesar disto o controlo desta rede manteve-se nas mãos do militares e à qual havia um acesso restrito.

No final dos anos 70 começaram a ser desenvolvidos protocolos que permitisse a comunicação entre computadores e redes independentemente do equipamento ou software utilizado. Em 1983 a ARPANET foi dividida em duas redes: MILNET e ARPANET. A primeira era exclusivamente de uso militar, ao passo que a segunda era dedicada à pesquisa e desenvolvimento. Isto permitiu um desenvolvimento cada vez maior da Internet, já que o seu acesso passou a ser mais fácil e a uma maior comunidade de utilizadores. Para além disto foram adoptados os protocolos TCP (Transmission Control Protocol) e IP (Internet Protocol), que também contribuíram em grande medida para este desenvolvimento. O IP permite a comunicação entre computadores e o TCP garante uma maior segurança na transmissão de dados, entre outras funcionalidades.

A partir desta altura a Internet não deixou de crescer em termos de utilizadores. Se bem que inicialmente a Internet era apenas destinada a fins académicos e educacionais, actualmente é uma forma cada vez mais utilizada para a comunicação entre utilizadores.

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