Material - Aulas 07 a 09

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Professor Léo Matos Informática para Concursos Noções de Redes – Aulas 07 a 09

Cabo direto e cabo cruzado Como vimos anteriormente os conectores vão nas extremidades do cabo de par trançado como objetivo de plugar nossos cabos em uma entrada ou porta de um dispositivo de rede (placas de redes, hubs e outros).

Cada fio do cabo de par trançado (oito cabos coloridos trançados em quatro pares) vai a um Slot dentro do conector RJ-45 (conector de cabo de rede). Veja abaixo:

A posição de cada fio é importante para o funcionamento da rede. Quando plugamos o conector RJ45 em uma porta de rede, os pinos do conector fazem contato com os pinos da porta de rede e se os fios não estiverem de acordo com os padrões mundiais a informação não conseguirá sair da origem e chegar ao destino. Os padrões mundiais são 568 A e 568 B. Veja abaixo:

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Padrão 568 A

Padrão 568 B

Veja nos padrões acima que existem similaridades entre as ordens dos fios. A ordem dos fios é basicamente a mesma exceto que os fios laranja e verde são trocados. De todos os fios do cabo de par trançado tendo uma visão deles já encaixados no conector, os que realmente têm relevância para que os dados saiam da origem e chegue ao destino são 1, 2, 3, 6. Os pinos 1 e 2 são utilizados para enviar dados e os pinos 3 e 6 para receber dados. A placa de rede de um computador envia os dados pelos pinos 1 e 2 e recebem os dados vindos de outro computador da rede pelos pinos 3 e 6. Cabo Cross Over (Cruzado) Quando queremos montar um cabo para interligar dois computadores diretamente, não precisamos utilizar dispositivos como hubs, é possível ligar uma máquina à outra usando um cabo do tipo "cross over" (cruzado ou invertido). Já que serão dois computadores interligados temos que pensar nas duas extremidades de comunicação, ou seja, como o cabo ficará no computador que envia e no que recebe. As placas de rede que tem como função enviar e receber os dados tem o mesmo padrão de funcionamento, os pinos para envio e recepção de dados são identicos, por isso é importante inverter os fios de uma das extremidades do cabo, para que os dados saiam de uma computador pelos pinos 1 e 2 e cheguem no outro computador pelos pinos 3 e 6, senão for invertido, os dados serão enviados pelos pinos 1 e 2 e chegarão pelos pinos 1 e 2 que não é o padrão para o recebimento. Veja abaixo o modo incorreto e correto para ligação de dois computadores.

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Modo incorreto

Modo correto O pino 1 de uma extremidade está ligado ao pino 3 da outra extremidade, e o pino 2 ligado ao pino 6 da outra. Cabo Straight (Direto) Por outro lado, quando três ou mais computadores devem ser interligados, um equipamento como o “hub” é importante. Neste caso, é necessário criar um cabo para cada computador quer será conectado ao hub. No entanto, o cabo tipo crossover não serve a esse propósito, devendo ser utilizado o cabo "direto" sem precisar inverter os cabos das extremidades.

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Em resumo, para ligar dois equipamentos que transmitem dados de forma igual, ou seja, computador para computador, hub para hub, usa-se cabo crossover. Para ligar equipamentos que transmitem os dados de forma diferente, ou seja, computador a hub usa-se cabo direto. A diferença entre eles é que o cabo crossover tem a disposição de seus fios de maneira diferente de uma ponta em relação à outra, enquanto que o cabo direto tem a disposição dos fios iguais em cada extremidade.

Redes sem fio Uma rede de computadores sem a necessidade do uso de cabeamentos chamamos de redes sem fio. O uso da tecnologia sem fio está na moda nos dias de hoje. Seu uso mais comum é em redes de computadores, servindo como meio de acesso à Internet através de locais remotos como um escritório, um bar, um aeroporto, um parque, ou até mesmo em casa, mas também está sendo utilizada para troca de informações por celulares, palmtops, notebooks e outros. As redes sem fio, assim como as tradicionais cabeadas, podem ser classificadas de acordo com sua extensão, tais como: - WWAN (alcance internacional sem fio) temos as redes via satélite; - WMAN (redes metropolitanas sem fio) temos as redes WiMAX; - WLAN – (redes locais sem fio) temos as redes Wi-fi; - WPAN – (redes pessoais sem fio) temos as tecnologias bluetooth. Wi-Fi (IEEE 802.11) As redes com arquitetura sem fio IEEE 802.11, não utilizamos qualquer tipo de cabo, os dados são transmitidos através de ondas eletromagnéticas como aprendemos anteriormente. As redes IEEE 802.11 são conhecidas como Wi-fi (Wireless Fidelity) e podem ser classificadas em: • IEEE 802.11 – Operam com taxas de 1 a 2 Mbps, na freqüência de 2.4 GHz. Trabalha em difusão “broadcast”, mas também utiliza mecanismo para detecção de colisões parecido com o CSMA/CD da Ethernet, chamado de CSMA/CA.

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• IEEE 802.11a – Operam com taxas de até 54 Mbps com freqüência de 5 Ghz. Não é tão utilizada no Brasil. • IEEE 802.11b – Operam com taxas de até 11 Mbps com freqüência de 2,4 Ghz. Foi a primeira destas tecnologias a possuir ampla aceitação de mercado. Atualmente, está caindo em desuso devido o sigilo da comunicação não ser a mais eficiente. . IEEE 802.11g – Taxas de até 54 Mbps com freqüência de 2,4 Ghz. É o padrão atual de mercado. . IEEE 802.11n – Taxas de até 300 Mbps. É um padrão também atual e que pode trabalhar nas frquências de 2,4 Ghz e 5 Ghz. Quando compramos um computador que tem placa de rede Wi-Fi naturalmente vem o tipo de padrão especificado, veja a imagem abaixo:

É importante lembrar que quando for comprar equipamentos para uma rede Wi-fi deve ser se todos os equipamentos estão dentro dos padrões que serão utilizados, ou seja, o concentrador tem que estar dentro dos mesmos padrões das placas de redes.

Bluetooth O Bluetooth é uma tecnologia de transmissão de dados via sinais de rádio de alta freqüência, entre dispositivos eletrônicos próximos, tecnologia muito utilizada por portáteis. A distância ideal é de 10 metros e a distância máxima é de 100 metros. Os transmissores são baratos e pequenos o suficiente para serem incluídos em praticamente qualquer tipo de dispositivo, começando por notebooks, celulares e micros de mão, passando depois para micros de mesa, mouses, teclados, joysticks e outros.

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Professor Léo Matos Informática para Concursos Noções de Redes – Aulas 07 a 09 WiMAX (IEEE 802.16) A WiMAX é também uma tecnologia de rede sem fio banda larga e com grande extensão, suficiente para cobrir uma área geográfica com tamanho equivalente a cidades. Algumas soluções já haviam sido tentadas com antenas Wi-fi (IEEE 802.11), colocadas e altas torres, o que acabou por permitir um alcance de uns poucos quilômetros. Todavia, questões como latência e velocidade, além do gerenciamento de grandes quantidades de dispositivos, acabaram por mostrá-las ineficaz nesses casos. Avalia-se que o WiMAX irá competir com outras soluções da banda larga, com ou sem fio, já existentes. Tais como ADSL, Internet por TV a cabo, a Rádio. Seja para atender áreas ainda não cobertas por estas tecnologias, seja para competir com elas. Existem algumas avaliações que consideram que irá competir ainda com GSM e CDMA, no que diz respeito a acesso banda larga para dispositivos móveis, concorrendo inclusive com dispositivos 3G. Empresas como Nextel e BrasilTelecom já manifestaram grande interesse nesta tecnologia, anunciando inclusive grandes investimentos para os próximos meses. Principais Equipamentos para redes Placas de Rede (Adaptadores de rede) São equipamentos para conectar computadores a uma rede. As placas de rede são conectadas nos slots (naturalmente PCI) de uma placa mãe como vimos no capítulo sobre Hardware.

Toda placa de rede vêm com um conjunto de regras (protocolos) que regulam como ocorrerá o envio e recebimento dos dados e também com um número de identificação que não pode ser alterado chamado de endereço MAC, ambos definidos pelo fabricante da placa. As placas podem ser do tipo Ethernet, Token Ring e Wi-Fi.

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Placa de rede Ethernet

Placa de rede Wi-Fi

Quanto à taxa de transmissão temos placas de Ethernet 10 Mbps (mega bits por segundo) / Fast Ethernet 100 Mbps / Giga Ethernet 1000 Mbps. Em uma rede de computadores é importante utilizar placas de velocidades iguais em todos os computadores, porque se em uma rede tem um computador com placa de rede de 100Mbps, e os outros computadores com placas de 10Mbps, toda a rede irá funcionar a 10Mbps. Endereço MAC (Endereço Físico) O endereço MAC é o endereço físico da placa de rede, gravado na memória ROM da placa mãe pelo fabricante, e não pode ser alterado. O endereço MAC é formado por 48 bits, representado em hexadecimal. 00:00:5E:00:01:03 Toda placa de rede tem gravado fisicamente um endereço MAC único. Não existem duas placas de rede com o mesmo endereço MAC e mais a frente iremos saber porque. HUB e Switch São equipamentos que servem para interconectar computadores, servindo como nó central (concentrador) de uma rede estrela. A extremidade de um cabo de rede vai plugado no computador (placa de rede) e a outra extremidade no Hub ou Switch. HUB O Hub é um equipamento burro, porque ele não consegue ler as informações que estão em um quadro (pacote) enviado ao destinatário, assim não reconhece para onde deve enviar estes dados. Simplesmente recebe e repete os dados para todas as suas portas efetuando um processo que chamamos de “Broadcast” ou “difusão. Se um computador “A” envia um sinal a um computador “B”, este sinal será enviado para todos os computadores desta rede, onde as placas de rede se encarregarão de analisar o 7

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Professor Léo Matos Informática para Concursos Noções de Redes – Aulas 07 a 09 “quadro” recebido e visualizar se o endereço MAC de destino é realmente da sua máquina, para saber se fica com o sinal ou o descarta. Uma das desvantagens em utilizar HUB em redes é que a rede fica bastante lenta quando vários computadores começam a enviar seus dados, e a repetição incessante do HUB para todas as portas gera um grande tráfego de dados e colisões que acontecem quando dois sinais se “chocam” criando um erro.

Existe o Hub passivo (não ligado na tomada), Hub Ativo (ligado na tomada e funciona como repetidor de sinal). Switch Ao contrário do Hub o Switch é um equipamento inteligente. O Switch evita colisões, pois ao invés de repetir o sinal em todas as portas como faz o HUB, ele lê os quadros e verifica qual o endereço MAC de destino, e envia somente para o dispositivo que realmente é o destinatário. O Switch tem várias portas na quais serão conectadas cada computador da rede, portanto deve ter um controle de quais computadores estão conectados e em quais portas. Para isso o Switch armazena em uma tabela o endereço MAC de cada computador da rede relacionando com a porta a qual está conectado. A tabela de endereços MAC será utilizada para que o Switch possa saber para qual porta enviar os dados sem ter que enviá-los para todas as portas como faz o HUB. Veja o exemplo abaixo: Um computador conectado na porta 1, envia dados para o computador de endereço MAC 00:00:5E:00:01:03, os dados chegam ao Switch que abre o quadro e verifica no seu cabeçalho o endereço MAC do computador que deverá receber os dados, logo depois confere na tabela em qual porta se encontra o computador com endereço MAC informado e envia os quadros para a porta onde está conectado o computador de destino.

Repetidor O Repetidor faz com que um sinal atenuado “sinal baixo”, fique fortalecido e consiga chegar ao seu destino. É bastante utilizado para se obter um maior alcance de comunicação, como por exemplo: em uma rede com cabos de par trançado é recomendo que cada pedaço de cabo tenho no máximo 100 metros, imagine se precisasse conectar um computador nessa rede e que estivesse a 150 metros, não é por causa de 50 metros que você vai escolher um cabo de fibra óptica, podemos utilizar um repetidor de sinal. 8

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É recomendado que tenha no máximo 3 repetidores na comunicação entre dois dispositivo de redes, por motivos de desempenho. Bridge ( Ponte ) É um dispositivo que permite ligar duas ou mais redes que usam arquiteturas com diferentes protocolos como por exemplo, ETHERNET com TOKEN RING, ETHERNET com Wi-fi. Uma rede Ethernet não trabalha com as mesmas regras de comunicação que a Token Ring vimos isso quando falamos das arquiteturas de redes, portanto não poderiam trocar informações. Fazendo uma analogia, podemos imaginar duas pessoas que falam idiomas diferentes não podem trocar informações, a não ser que tenha um interprete que faça a conversão das duas linguagens. Então imagine que dentro de um Campus de uma faculdade tivesse duas redes com arquituras diferentes, como interligá-las? A resposta é o bridge que servirá como o interprete entre essas duas redes.

Os Bridges também podem ser utilizados para interligar dois seguimentos de uma rede com arquiteturas iguais, sendo assim pode ser utilizado para filtrar quadros que tentem passar de um seguimento para outro, podendo autorizar ou bloquear. Isto permite reduzir o tráfego em cada uma das redes exatamente porque só haverá broadcast dentro do número de computadores daquele seguimento corrente e também aumenta o nível de confidencialidade. Ponto de Acesso (Access Point) O HUB e o Switch são utilizados em arquiteturas de redes Ethernet, ou seja, com cabeamento, já nas redes sem fio os equipamentos utilizados como concentrador “centralizador” é chamado de Ponto de Acesso ou Access Point.

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Endereços MAC x Endereços IP Um endereço MAC é designado a todo dispositivo conectado a uma rede Ethernet. Em nossos computadores temos como exemplo as placas de rede.

A parte inicial do endereço MAC é a informação sobre o fabricante. A segunda parte são números definidos pelo fabricante para identificação única de seus produtos. Através dos endereços MAC os computadores de uma rede Local podem se comunicar normalmente, pois a rede estará configurada para que todos os computadores da rede possam conhecer os endereços MAC do destinatário. O problema é que os endereços MAC não poderão ser utilizados para comunicação com outras redes distintas, já que essas redes foram configuradas para entender apenas os endereços MAC de suas próprias máquinas. Os endereços lógicos “IP” que serão utilizados para criar um sistema de endereços para que redes diferentes possam se comunicar umas com as outras. Um endereço IP é composto do “endereço de rede” e do “endereço do computador”, também conhecido com Host. Em uma rede de computadores o “endereço de rede” é igual para todos os computadores pertencentes aquela rede, o que muda de um computador para outro é o “endereço de host” que o diferenciará dos outros.

É bem parecido com número de telefone, que tem um código do país, código da área e área de chamada local e finalmente o número que diferencia o seu telefone do telefone do seu vizinho. Atualmente existem dois tipos de endereços IP, o IPV4 e o IPV6, nesse livro só será abordado com mais detalhes o IPV4 que é formado por 4 números que podem variar de 0 a 255 separados por pontos como podemos visualizar no exemplo acima. Se não estiver dentro desse padrão como, por exemplo, 10

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Professor Léo Matos Informática para Concursos Noções de Redes – Aulas 07 a 09 187.289.286.976 não será considerado um IP válido, porque mesmo tendo 4 números separados por pontos, três deles passam de 255. Roteador Enquanto a finalidade de um hub ou switch é interligar máquinas em uma rede, a do roteador é ligar duas ou mais redes. Para isso, lê o endereço de destino do pacote, determina a qual rede esse endereço pertence e verifica em uma tabela de roteamento por qual interface um pacote deverá ser enviado. Os roteadores não analisam os endereços MAC que estão sendo transmitidos, mas sim os endereços lógicos chamados de endereços IP, os roteadores são capazes de ler e analisar os pacotes IP contidos nos quadros transmitidos pela rede. O papel fundamental do roteador é escolher a melhor rota, ou seja, o caminho para o pacote chegar até seu destino. Em redes grandes pode haver mais de um caminho, e o roteador tomará a decisão de qual caminho percorrer de acordo com o melhor caminho (mais curto e menos congestionado) para dar um melhor desempenho.

Perceba na imagem acima que além da rota definida pela linha pontilhada onde os dados passarão pelo roteador 1,3,4 e depois chegarão ao Switch que entregará os pacotes ao Micro B, existe outra rota que pode ser utilizada também onde os dados passariam pelo roteador 1,2,4 e depois ao Switch que enviará para o Micro B. O roteador 1 é que decidirá qual a melhor rota para os pacotes seguirem. A grande diferença entre uma ponte e um roteador é que o endereçamento que a ponte utiliza é o endereçamento MAC das placas de rede, que é um endereçamento físico. O roteador utiliza na maioria dos casos um endereçamento lógico “endereço IP”. 11

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Professor Léo Matos Informática para Concursos Noções de Redes – Aulas 07 a 09 Os roteadores operam com os endereços lógicos “IP”, mas quando o pacote chega à rede de destino deve ser convertido em endereço MAC para que os pacotes cheguem à placa de rede do computador que irá recebê-los. Existem vantagens na utilização de endereços lógicos, mesmo que um roteador não conheça o endereço MAC da máquina de destino, ele envia o pacote para um outro roteador que tenha probabilidade de saber onde esse pacote deve ser entregue (roteador hierarquicamente superior). Esse processo continua até o pacote atingir a rede de destino, onde o pacote atingira a maquina de destino. Outra vantagem é que no caso da troca do endereço físico de uma maquina em uma rede, a troca da placa de rede defeituosa não fará com que o endereço lógico dessa maquina seja alterado. Nota: Roteador interliga redes diferentes e também pode ser utilizado interligar segmentos de uma mesma rede. Utiliza endereços IP. O Bridge liga somente segmentos de uma mesma rede utilizando endereços MAC. O HUB e o Switch são utilizados para interligar computadores formando uma única rede.

13. (CESPE INMETRO 2010) A técnica que faz com que um pacote seja enviado simultaneamente para múltiplas estações em uma rede de comunicação é denominada: a) b) c) d) e)

atenuação. multiplexação por divisão de frequência. multiplexação por divisão de amplitude. roteamento. broadcast.

14. (CESPE IJSN/ES 2010) Considere dois hosts A e B que estejam conectados a um switch. Nessa situação, se o host A enviar um frame em broadcast e o host B não receber esse frame, então é correto inferir que os hosts A e B pertencem a LANs diferentes.

15. (CESPE IJSN/ES 2010) O uso de roteador é obrigatório para a interconexão de uma rede sem fio no padrão IEEE 802.11 a uma rede Ethernet. 16. (CESPE BASA 2010) O CSMA/CA funciona de forma a evitar colisões em sistemas de rede sem fio. 17. (ESAF – SRF Auditor Fiscal da Receita Federal) Cabos de rede crossover têm seus pinos de transmissão e de recepção invertidos e são normalmente utilizados para conectar certos tipos de dispositivos de rede, 12

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Professor Léo Matos Informática para Concursos Noções de Redes – Aulas 07 a 09 como, por exemplo, hubs. Também podem ser utilizados para conectar diretamente os adaptadores de rede de duas máquinas.

18. (ESAF – SRF Auditor Fiscal da Receita Federal) As redes sem fio de longo alcance, isto é, distâncias superiores a 250 metros, utilizam a tecnologia bluetooth para garantir o transporte seguro entre seus componentes.

19. (FCC 2006 – Auditor Fiscal da Receita PB) Dispositivo físico que tem por função básica apenas interligar os computadores de uma rede local. Recebe dados vindos de um computador e os transmite às outras máquinas. Conhece-se também por concentrador: a) o parser. b) hub. c) o router. d) a bridge. e) o gateway. 20. (FCC 2006 – Auditor Fiscal da Receita PB) Dispositivo físico que tem por função básica apenas interligar os computadores de uma rede local. Recebe dados vindos de um computador e os transmite às outras máquinas. Conhece-se também por concentrador: b) hub. c) o router. d) a bridge. e) o gateway. 21. (ESAF Técnico da Receita Federal) Os switches são dispositivos semelhantes a hubs, mas não repetem o mesmo pacote para todas as portas. Cada pacote é dirigido para o dispositivo de destino, evitando colisões e excesso de tráfego. 22. (CESPE ANATEL 2009) Um switch envia de forma direta entre um dispositivo transmissor e um ou mais receptores, enquanto um hub distribui tal informação por todas as portas simultaneamente, o que pode gerar tráfego desnecessário na rede. 23. (CESPE 2009 – Min. Integração Nacional) O termo Wi-Fi é entendido como uma tecnologia de interconexão entre dispositivos sem fios na qual é usado o protocolo IEEE 802.11.

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Professor Léo Matos Informática para Concursos Noções de Redes – Aulas 07 a 09 24. (ESAF – SEFAZ 2007) Os ______________ são utilizados para dividir o tráfego entre os segmentos de uma mesma rede ou para interligar redes com diferentes protocolos na camada física. Escolha a opção que preenche corretamente a lacuna acima. a) Servidores IDS b) Servidores DNS c) Hubs d) Roteadores e) Conectores RJ45 25. (FCC 2006 – Auditor Fiscal da Receita PB) Dispositivo físico que tem por função básica apenas interligar os computadores de uma rede local. Recebe dados vindos de um computador e os transmite às outras máquinas. Conhece-se também por concentrador: a) o parser. b) hub. c) o router. d) a bridge. e) o gateway. 26. (CESPE IJSN/ES 2010) O uso de roteador é obrigatório para a interconexão de uma rede sem fio no padrão IEEE 802.11 a uma rede Ethernet. 27. (CESPE ANATEL 2007) Os roteadores tomam suas decisões de encaminhamento com base nos endereços físicos, enquanto as bridges se baseiam nos endereços lógicos. 28. (CESPE ANATEL 2007) Os roteadores tomam suas decisões de encaminhamento com base nos endereços físicos, enquanto as bridges se baseiam nos endereços lógicos.

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