Equipamentos para
Redes
Para que uma rede
de computadores possa funcionar é necessário que existam,
além do cabeamento propriamente dito, dispositivos
de hardware e software cuja função é controlar a comunicação
entre os diversos componentes da rede.
Vários dispositivos
são usados em uma rede, cada um deles possuindo funções
específicas. Como exemplos de equipamentos dedicados
podemos citar as placas de rede, os hubs, switches,
bridges, routers, etc, que tem a finalidade de interpretar
os sinais digitais processados na rede e encaminhá-los
ao seu destino, obedecendo a um determinado padrão
e protocolo.
Essa interação entre
dispositivos permite o compartilhamento das informações
entre todos os usuários da rede
Figura
1 – Exemplo de equipamentos em uma rede de computadores
Sistema Operacional
de Rede
O
Sistema Operacional de Rede (NOS - Network Operating
System) consiste em uma família de programas que são
executados em computadores interligados através de
meios diversos e dispostos em rede.
A função principal
do Sistema Operacional de rede é a administração lógica
da mesma, ou seja, o controle de suas funcionalidades;
alguns Sistemas oferecem o recurso de compartilhamento
de arquivos, impressoras e outros dispositivos através
da rede.
Atualmente os modernos
sistemas operacionais disponibilizam outros recursos
como: segmentação da rede com possibilidade de configuração
de redes virtuais, controle de habilitação de portas,
proteção contra intrusos, interfaces gráficas mais
amigáveis, etc.
Estação de Trabalho
Formalmente, uma Estação
de Trabalho nada mais é do que um equipamento pelo
qual qualquer usuário poderá acessar os recursos disponíveis
na rede.
Todos os usuários
têm acesso a uma rede através de Estações de Trabalho
que são computadores equipados com pelo menos uma
placa adaptadora para interface com a rede (NIC –
Network Interface Card).
Figura
2 - Estação de Trabalho
Repetidores (Repeaters)
Os
repetidores são dispositivos de hardware utilizados
para a conexão de dois ou mais segmentos de uma rede
local. Eles recebem e amplificam o sinal proveniente
de um segmento de rede e repetem esse mesmo sinal
no outro segmento.
Alguns modelos disponíveis
no mercado possuem recursos de "auto-particionamento",
ou seja, ocorrendo uma falha dos segmentos da rede,
o dispositivo irá isolar o acesso à conexão defeituosa,
permitindo que a transmissão de dados aos segmentos
remanescentes não seja afetada.
Figura
3 - Modelo de repetidor
A limitação do
número de repetidores é obtida de acordo com o protocolo
utilizado (por exemplo, no protocolo Ethernet o número
máximo é de quatro). Um sistema pode conter vários
slots de cabos e repetidores, mas dois repetidores
não podem estar a mais de 2,5 km de distância, e nenhum
caminho pode atravessar mais de quatro repetidores.
Um repetidor atua
na camada física do modelo OSI, exercendo função de
regenerador de sinal entre dois segmentos de redes
locais. Eles são necessários para fornecer corrente
e para controlar cabos longos. Um repetidor permite
interconectar dois segmentos de redes locais de mesma
tecnologia e eventualmente, opera entre meios físicos
de tipos diferentes (10base2 e 10base5, por exemplo).
Como resultado é possível aumentar a extensão de uma
rede local, de forma que o conjunto de segmentos interconectados
se comporte como um único segmento.
Modem
O Modem é um dispositivo
conversor de sinais que faz a comunicação entre computadores
através de uma linha dedicada para esse fim. Seu nome
é a contração das palavras MOdulador e DEModulador,
pois essas são suas principais funções.
O Modem executa uma
transformação, por modulação (modem analógico) ou
por codificação (modem digital), dos sinais emitidos
pelo computador, gerando sinais analógicos adequados
à transmissão sobre uma linha telefônica, por exemplo.
No destino, um equipamento igual demodula (modem analógico)
ou decodifica (modem digital) a informação, entregando
o sinal digital restaurado ao equipamento terminal
a ele associado.
Figura
4 - Exemplo de placa fax-modem
Para conseguir estabelecer
uma conexão com uma linha telefônica, o programa de
comunicação envia um comando para o modem solicitando
essa conexão, utilizando uma linguagem padrão. O modem
do PC que solicitou essa linha (chamaremos de modem
local) disca os pulsos do número do telefone. O modem
faz o reconhecimento do comando e envia um sinal RDL
(Receive Data Line) ao PC na linha de Recepção de
dados. Quando o modem que esta do outro lado da conexão
(o modem remoto) responde a chamada, o modem local
envia um tom de comunicação avisando o modem remoto
que ele está sendo chamado por outro modem e o modem
remoto responde com um tom mais alto.
Roteadores (routers)
O Roteador é um equipamento
responsável pela interligação das redes locais entre
si e redes remotas em tempo integral. Em outras palavras,
permite que uma máquina de uma dada rede LAN comunique-se
com máquinas de outra rede LAN remota, como se as
redes LAN fossem uma só. Para isso, ele usa protocolos
de comunicação padrão como TCP/IP, SPX/IPX, Appletalk,
etc. Têm a função de decidir o melhor caminho para
os "pacotes" percorrerem até o seu destino
entre as várias LAN’s e dividem-nas logicamente, mantendo
a identidade de cada sub-rede.
Figura
5 - Exemplo de roteador
Na prática os roteadores
são utilizados para o direcionamento de "pacotes"
entre redes remotas, atuando como verdadeiros "filtros"
e "direcionadores" de informações. Recursos
como "compressão de dados" e "spanning
tree" (técnica que determina o percurso mais
adequado entre segmentos, podendo inclusive reconfigurar
a rede, em casos de problemas no cabo, ativando um
caminho alternativo), compensam inconvenientes como
velocidades de transmissão ao utilizarmos modems ou
linhas privadas como meio de transmissão de redes
remotas.
Os roteadores possuem
várias opções de interfaceamento com LAN’s e WAN's.
Por exemplo, podemos ter opções de interfaces LAN,
portas UTP, FDDI ou AUI, através dos quais poderá
ser realizada a conexão com a rede local. As interfaces
WAN's servem para realizarmos a conexão com dispositivos
de transmissão remota (modems), seguindo os padrões
de protocolos V-35, RS-449, RS-232 entre outros.
Figura
6 - Interligação de duas redes LAN
Devido às suas habilidades
sofisticadas de gerenciamento de redes, os roteadores
podem ser utilizados para conectar redes que utilizam
protocolos diferentes (de Ethernet para Token Ring,
por exemplo). Como o roteador examina o pacote de
dados inteiro, os erros não são passados para a LAN
seguinte.
Conforme mencionado,
este equipamento atua nas camadas 1,2 e 3 do modelo
ISO/OSI. Através de uma série de regras como: rotas
estáticas inseridas no roteador, rotas dinâmicas aprendidas
através de protocolos de roteamento usado entre roteadores
(RIP, OSPF, etc), o roteador consegue rotear pacotes
de dados recebidos por um determinado caminho.
Os roteadores são
capazes de interpretar informações complexas de endereçamento
e tomam decisões sobre como encaminhar os dados através
dos diversos links que interligam as redes podendo
incluir mais informações para que o pacote seja enviado
através da rede. Por exemplo, um roteador poderia
preparar um pacote Ethernet em um encapsulamento com
dados que contém informações de roteamento e de transmissão
para ser transmitido através de uma rede X.25. Quando
esse "envelope" de dados fosse recebido
na outra ponta, o roteador receptor retiraria os dados
X.25, e enviaria o pacote Ethernet no segmento de
rede local associado.
Os roteadores podem
selecionar caminhos redundantes entre segmentos de
rede local e podem conectar redes locais usando esquemas
de composição de pacotes e de acesso aos meios físicos
completamente diferentes. No entanto, por causa de
sua complexidade e funcionalidade, um roteador é mais
lento do que uma Bridge. Ele lê as informações contidas
em cada pacote, utiliza procedimentos de endereçamento
de rede para determinar o destino adequado e então
recompõe os dados em pacotes e os retransmite.
Os roteadores são
bem utilizados no meio Internet / Intranet e para
comunicação LAN-to-LAN (como, por exemplo, ligação
matriz-filial). No meio Internet / Intranet, o roteador
aparece na ligação do site do provedor (rede local
do provedor) ao link Internet, bem como na conexão
do provedor a sub-provedores via LP de dados (especializada),
LP de voz (não especializada) ou mesmo linha discada.
Matriz e filial pode usar a Internet para este fim,
usando algum artifício de proteção nas pontas para
evitar acesso público, o chamado software de firewall.
Na comunicação LAN-to-LAN,
a matriz pode ser conectada às filiais através do
roteador usando LP (dados ou voz) ou mesmo rede de
pacotes.
Figura
7 – Interligação de duas redes LAN e o provedor
Hub
Um
hub, concentrador ou Multiport Repeater, nada mais
é do que um repetidor que, promove um ponto de conexão
física entre os equipamentos de uma rede. São equipamentos
usados para conferir uma maior flexibilidade a LAN’s
Ethernet e são utilizados para conectar os equipamentos
que compõem esta LAN.
O Hub é basicamente
um pólo concentrador de fiação e cada equipamento
conectado a ele fica em um seguimento próprio. Por
isso, isoladamente um hub não pode ser considerado
como um equipamento de interconexão de redes, ao menos
que tenha sua função associada a outros equipamentos,
como repetidores. Os hubs mais comuns são os hubs
Ethernet 10BaseT (conectores RJ-45) e eventualmente
são parte integrante de bridges e roteadores.
Os Hub’s permitem
dois tipos de ligação entre si. Os termos mais conhecidos
para definir estes tipos de ligações são: cascateamento
e empilhamento:
Figura
8 - Computadores ligados por Hub
Com o uso do hub o
gerenciamento da rede é favorecido e a solução de
problemas facilitada, uma vez que o defeito fica isolado
no segmento da rede, bem como facilita a inserção
de novas estações em uma LAN.
Quando acontece de
ocorrer muitas colisões, o hub permite isolar automaticamente
qualquer porta (autopartição do segmento). Quando
a transmissão do primeiro pacote é satisfatória, o
hub faz uma reconfiguração automática do segmento.
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