Redes de Comunicação de Dados
A comunicação de dados entre dois dispositivos tem aplicação limitada. Quando estabelecemos comunicação entre mais de dois dispositivos construímos uma rede de comunicação de dados.
As redes de comunicação de dados podem ser classificadas conforme a distância de alcance que envolve tecnologias e mecanismos diferentes. Apresentamos, a seguir, a classificação de redes conforme a distância e um sumário dos diversos dispositivos de rede existentes.
LAN
Local Area Network - Rede local. Rede de computadores de âmbito local com distâncias da ordem de centenas de metros e utilizando protocolos LAN como Ethernet, Token-Ring ou FDDI
A LAN ou rede local é uma rede que conecta dispositivos próximos, com distâncias da ordem de dezenas a centenas de metros, tipicamente instaladas em prédios. Pelo fato da proximidade e por sofrer menos interferência (ruídos) do meio ambiente, existe possibilidade o uso de tecnologias distintas das redes WAN, redes de longa distância
Uma LAN apresenta velocidades significativamente maiores do que nas redes WAN aproveitando a menores distâncias. Como uma LAN está sob controle de uma única organização não há preocupação em bilhetagem ou controle do uso pois todos os usuários pertencem à organização e os equipamentos geralmente pertencem à ela.
Normalmente uma LAN apresenta um funcionamento baseado na difusão de dados (broadcast) contra o funcionamento comutado de uma rede WAN. Como o meio tem alta capacidade e os dispositivos pertencem à organização, esse modo de funcionamento é bastante eficiente e barato.
WAN
Wide Area Network - Rede que interliga computadores distribuídos em áreas geograficamente distantes.
Uma rede WAN ou rede de longa distância conecta dispositivos com distâncias grandes, d a ordem de dezenas ou centenas de quilometros. Pelo fato das grandes distâncias a velocidade é geralmente menor do que alcançadas nas redes locais LAN, pois nesse caso as interferências e ruídos são fatores limitantes. Os equipamentos são mais sofisticados e complexos, apresentando custos maiores.
MAN
Metropolitan Area Network - Rede que interliga computadores distribuídos em uma área metropolitana, tipicamente no âmbito de uma cidade.
A MAN é uma rede de âmbito metropolitano, com distâncias até dezenas de quilômetros. Como nessa distância as tecnologias de redes LAN não podem ser utilizadas torna-se necessário o uso de tecnologias de longa distância WAN. Por esse fato, a nomenclatura MAN tem sido substituída pela nomenclatura WAN pois são as tecnologias utilizadas nessas distâncias.
Dispositivos de rede
Os equipamentos de conectividade são todos os dispositivos que estabelecem a comunicação entre dois pontos. Eles são responsáveis por recuperar o sinal, detectar e corrigir erros de transmissão e encaminhar as mensagens para o destino correto. Apresentaremos a seguir um breve resumo de suas características de cada um.
Placa de rede
A placa de rede, também chamada NIC, é um acessório que possibilita um computador a se ligar em rede. Existem vários protocolos de rede e forma de conexão ao computador, possibilitando diferentes padrões e velocidades.
Repetidor
Dispositivo de rede de camada 1 do modelo OSI responsável por repetir as mensagens entre duas portas, pertencentes ao mesmo segmento de rede.
Os repetidores são equipamentos que permitem aumentar a distância entre dois dispositivos em uma rede local (LAN). O repetidor atua na camada Física do modelo OSI e consiste basicamente em amplificar e regenerar os sinais recebidos em uma porta para outra.
Hub
Repetidor com múltiplas portas. Dispositivo de rede de camada 1 do modelo OSI responsável por repetir as mensagens em todas as portas, pertencentes ao mesmo segmento de rede.
Um hub é um repetidor com múltiplas portas. Um sinal recebido em uma porta é repetido para todas as demais portas. Tipicamente o hub é o elemento central de uma topologia estrela. Assim como o repetidor, o hub atua na camada física do modelo OSI e pode dispor de portas de mídias diferentes (par trançado, coaxial e fibra ótica) porém a velocidade e os protocolos de enlace devem ser idênticos.
Bridge (ponte)
Dispositivo de rede de camada 2 do modelo OSI responsável por filtrar a passagem de mensagens entre dois segmentos de rede.
Uma bridge é um dispositivo que isola segmentos de redes locais. Ela manipula mensagens ao invés de repetir o sinal elétrico, como no caso do repetidor, por isso é um dispositivo da camada 2 do modelo OSI (Enlace).
Uma bridge dispõe de duas portas e suas funções são: filtrar as mensagens de acordo com o endereço de destino, repetindo para outra porta apenas as mensagens referentes a este segmento de rede e armazenar as mensagens se o segmento de destino estiver ocupado. Outra função é verificar o estado das mensagens e descartar se ela contém algum erro, possibilitando assim que uma mensagem com erro não precise viajar até o destinatário para ter o erro identificado.
Como atua na camada 2 uma bridge pode interligar redes com velocidades diferentes, por exemplo, Ethernet 10 MBPS e Fast-Ethernet 100 MBPS.
Switch (Comutador)
Dispositivo de rede de camada 2 do modelo OSI responsável por encaminhar mensagens para o segmento onde está o destinatário. Ele transmite mensagem apenas para dispositivos diretamente conectador.
Um switch é uma bridge com várias portas para interligar vários segmentos de rede. A função do swich é encaminhar a mensagem apenas para o segmento onde o destinatário se encontra.
Ao ligar um switch ele inicia o modo de aprendizado, colocando o endereço de origem de cada mensagem recebida em cada porta. Ao receber uma mensagem para este endereço de destino ele envia para a porta associada. Se o endereço de destino não for encontrado na tabela é realizado uma difusão (broadcast) em todas as portas do dispositivo para identificar a porta a ser utilizada.
Como os switchs são dispositivos simples que requerem altas velocidades ele geralmente é implementado somente com hardware.
Roteador (Router)
Dispositivo de rede de camada 3 do modelo OSI (Rede) responsável por encaminhar mensagens para o destinatário mesmo que ele não esteja conectado diretamente, tomando como referência uma tabela de rotas.
Enquanto um switch mantém uma tabela de endereços apenas dos equipamentos ligados em cada segmento de rede, o roteador é responsável por encaminhar as mensagens para o caminho certo, mesmo que o destinatário não se encontre nos segmentos de rede diretamente ligados a ele. Por isso um roteador é um dispositivo da camada 3 do modelo OSI.
Para decidir a rota, o roteador consulta uma tabela de roteamento que contém a informação de todos os destinos alcançáveis. Essas tabelas podem ser estáticas, configuradas pelo operador da rede, ou dinâmica, através dos protocolos RIP ou OSPF. Por essa razão os roteadores requerem maior poder computacional (CPU e memória) que os switchs, além de serem implementados basicamente em software.
Roteadores podem interligar protocolos e velocidades diferentes, como ligação de uma rede local (LAN) na velocidade da ordem de MBPS, com redes de longa distância (WAN) na velocidade da ordem de KBPS. Pela sua abrangência o roteador pode ser utilizado em redes locais, redes de longa distância e nos núcleos das redes dos operadores de telecomunicações.
Servidor de Terminais (Terminal Server)
O servidor de terminais é um dispositivo que possibilita a ligação de uma rede local com dispositivos de baixa velocidade via interface serial (RS-232) como terminais, impressoras, balanças, caixa registradores e modems.
Servidor de Acesso Remoto (RAS)
Equipamento de rede utilizado para estabelecer a interligação de dispositivos remotos (por exemplo, computadores com modem) com uma rede privada.
O RAS é um Servidor de Terminais mais sofisticado usado principalmente na interligação de uma rede local com a rede de telefonia pública. Como ele está ligado a uma rede pública é necessário dispor de funções de autenticação, verificação e contabilidade. Além disso ele pode se ligar a rede pública através de canais digitais E1 que possibilita um maior velocidade de acesso e facilitam o cabeamento.
Gateway
Um gateway atua em todas as camadas do modelo OSI e tem como objetivo permitir a comunicação entre redes com arquiteturas distintas. Alguns dos problemas dessa integração são tamanho máximo de pacotes, formas de endereçamento, técnicas de roteamento, controle de acesso, temporizações, etc. Um exemplo de gateway é interligação de redes TCP/IP com redes SNA, permitindo o acesso de mainframe através de emulação de terminal.
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