[1336]redes Computadores Ii 2007b 125s6

[email protected]

.

American National Standards Institute: . 50

Redes de Computadores II

Electronic Industries Association: .

Embratel: .

Institute of Electrical and Electronics Engineers: .

International Telecommunication Union: .

International Telecommunication Union -Telecommunication Standardization Sector: .

International Organization for Standardization: .

Internet Engineering Task Force: .

Internet Research Task Force: .

Internet Society: .

Satélites: .

Telecommunications Industries Association: .

Unidade 1

51

UNIDADE 2

Sistemas de comunicação móvel Objetivos de aprendizagem

Conhecer os principais sistemas de comunicação móvel.

Saber caracterizar tecnicamente esses sistemas.

Seções de estudo Seção 1 Sistema celular analógico. Seção 2 Sistema celular digital.

2

Universidade do Sul de Santa Catarina

Para início de conversa No início tivemos o telégrafo, depois o telefone, ambos com uma característica comum: estavam associados a um meio “guiado” e alcançavam somente até onde o fio metálico chegava. Com a chegada do rádio a dependência em relação a esse meio “guiado” começou a diminuir. Com o aperfeiçoamento dessa tecnologia e sua associação à telefonia, amos a ter inicialmente o telefone sem fio e, mais tarde, o telefone celular, hoje tão difundido entre a população. A partir de outra iniciativa veio o computador. Aos poucos diminuiu de tamanho, foi se popularizando e chegou a nossas residências. Com o advento das redes (especialmente da internet) o computador evoluiu, deixando o mundo bem menor. Temos hoje computadores de mão (PDA – Personal Digital Assistent ou ainda conhecidos por handheld) pequenos e muito poderosos que podem nos acompanhar por toda parte. Hoje, onde quer que se trabalhe com o notebook (eventualmente na sala de costuras da sogra, lá na Barreirinha em Curitiba...) queremos sinal da grande rede. Se não temos nenhum ponto de o wireless, o único telefone é muito disputado e sem ponto de conexão próximo, sobrou para o celular. Aí então veio a necessidade de entender melhor uma outra salada de letrinhas (TDMA, CDMA ou GSM? WAP, SMS ou MMS? GPRS?) justamente para fazer funcionar esse sistema de comunicações que tanto nos acompanha no dia-a-dia e gradativamente converge para recursos de processamento de dados, especialmente em relação ao o à internet.

PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) são aparelhos do tamanho de cartões de crédito, removíveis, que podem ser inseridos em PCs e aparelhos de comunicação sem fios para fornecer funções complementares específicas.

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Se já existe operadora de telefonia celular oferecendo cartão PCMCIA para que seu notebook tenha o à internet diretamente via sistema de telefonia celular. Vamos em frente então conhecer os principais sistemas de comunicação móvel adotados no Brasil. O sistema de telefonia celular foi assunto abordado em Redes de Computadores I, mas antes de estudar especificamente as redes de dados nesse sistema, você vai conhecer mais algumas características.


Os sistemas móveis foram concebidos no final dos anos 40 como sistemas de rádio para despacho de viaturas (bombeiros, polícias e ambulâncias), nos quais um centro de operação de radiocomunicação cobre a região pretendida num raio de alguns quilômetros com um ou mais canais modulados em diferentes freqüências sintonizados pelos rádios portáteis instalados nos veículos (ou viaturas). Os sistemas de telefonia celular chegaram depois e podem ser divididos de acordo com seus recursos em gerações tecnológicas:

1G – sistemas analógicos como o AMPS;

2G. Sistemas digitais como o GSM, CDMA (IS-95) ou TDMA (IS-136);

2,5G – sistemas celulares que oferecem serviços de dados por pacotes e sem necessidade de estabelecimento de uma conexão (permanente) a largura de banda digital de até 144 kbps, são um o intermediário na evolução para 3G. Os principais sistemas são o GPRS e extensões do CDMA;

3G – sistemas celulares que oferecem serviços de dados por pacotes e taxas de até dois Mbps. Os principais sistemas são o WCDMA e o CDMA 1xEV.

Saiba mais Consulte o significado das siglas vistas nos tópicos anteriores! AMPS - Advanced Mobile Phone System. GSM - Global System for Mobile Communication. CDMA - Code Division Multiple Access. IS (Interin Standard) – padrão intermediário proposto pelo ANSI. TDMA - Time Division Multiple Access. GPRS - General Packet Radio Service. WCDMA – Wideband Code Division Multiple Access.

Unidade 2

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Seção 1 – Sistema celular analógico Os sistemas de telefonia celular mais modernos evoluíram a partir do sistema AMPS (Advanced Mobile Phone System), que foi desenvolvido na década de 70 nos Estados Unidos. A partir dos anos 80 tornou-se o mais bem-sucedido sistema de telefonia móvel celular analógico, sendo padronizado por meio da EIA-553. Outros sistemas também foram desenvolvidos, mas utilizados em menor escala, como o NTT (Japão), TACS (Inglaterra), o NMT (Escandinávia) e C-40 (Alemanha).

Saiba mais Telefonia celular O sistema foi denominado “celular” por ser baseado em diversas áreas adjacentes denominadas de “células”, cada qual coberta por um sistema de radiocomunicação de tal maneira que sua cobertura é limitada a alguns quilômetros e não há interferência significativa entre elas.

Os engenheiros descobriram que com a redução da potência transmitida entre as estações de rádio (ERB – Estação Rádio Base) e terminal móvel ou telefone celular consegue-se expandir o número de canais simultâneos, dessa forma aumentando o reaproveitamento de freqüência com o uso de pequenas células na cobertura.

FIGURA 2.1 - CÉLULAS ADJACENTES DE COBERTURA

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Conforme você viu anteriormente, as estações de rádio fi xas que operam nas células são chamadas Estações Rádio Base (ERBs).

Você pode estar se perguntando: e como são reconhecidas as ERBs?

Você já observou aquelas torres estrategicamente distribuídas na região, com uma antena lá no alto e com uma pequena construção em baixo? São justamente as Estações Rádio Base. A antena é omnidirecional para irradiar o sinal em todas as direções, com maior alcance possível e provendo uma cobertura com um padrão circular uniforme na célula com diâmetro médio variando entre 500 metros e 10 km. Na pequena edificação construída na base da antena fica o equipamento de radio transmissão e o nobreak para reserva emergencial de energia em caso de falta de fornecimento pela distribuidora pública.

Cada uma das ERB’s tem um conjunto de canais de rádio que transporta as comunicações de voz, alocando um canal de rádio para cada um dos dois sentidos de comunicação, um para falar e outro para ouvir (é, portanto, uma transmissão half duplex).

Quando a chamada de um terminal celular (telefone) alcança uma ERB, ela é retransmitida para a Central de Comutação e Controle (CCC) do sistema celular, que também é interligada à rede de telefonia fi xa. Em uma mesma área de concessão, há tipicamente uma CCC para cada prestador de serviço de rede. É função da Central de Comutação e Controle:

comutar as chamadas encaminhadas de/para os terminais móveis;

validar a operação de terminais no sistema;

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encaminhar chamadas para outras operadoras;

controlar todas as ERBs interligadas a ela por meio de enlaces implementados com rádio em microondas ou fibra ótica;

controlar a tarifação.

Cada célula tem disponíveis para si diversos canais que permitem prover serviços de voz para vários usuários simultaneamente.

FDMA (Frequency Division Multiple Access) é uma técnica na qual a separação dos canais de voz que operam simultaneamente na banda é feita por freqüências.

FCC (Federal Communications Commission) é uma agência do governo dos EUA que supervisiona, licencia e controla os padrões de transmissão eletrônica e eletromagnética.

O sistema celular analógico implantado no Brasil (padrão AMPS) inicialmente utilizava exclusivamente o esquema de compartilhamento de canais da banda denominado o Multiplexado por Divisão de Freqüência ou FDMA. Cada canal deve ser modulado em uma portadora distinta. Nesse sistema o espectro total disponível é subdividido em canais de 30 kHz de largura, cada um comportando um canal de comunicação de voz em um único sentido, lembrando que na telefonia fi xa cada canal de voz analógico ocupa uma faixa de quatro kHz em cada um dos sentidos da comunicação. Originalmente a FCC (no Brasil foi a Anatel) reservou 50 MHz na banda dos 800 MHz para a telefonia celular, dividindoa em duas bandas, denominadas de bandas “A” e “B”. Essa determinação, também adotada no Brasil, tem como finalidade permitir que duas empresas provedoras de serviço celular possam operar dentro da mesma área de cobertura usando a mesma banda AMPS. São alocadas subfaixas de freqüência distintas para ambos os provedores, em blocos distintos e denominados sistemas banda A e banda B. A banda completa pode ar 416 circuitos de voz (com canais de ida e volta) divididos em duas bandas. Na primeira, que vai de 824 MHz a 849 MHz, existem 416 canais de voz de 30 kHz, que são usados para a comunicação da direção do telefone para a ERB. Há uma banda de guarda (ou faixa reservada) de 20 MHz e então uma segunda faixa que inicia em 869 MHz e vai até os 894 MHz. Nessa segunda faixa, outros 416 canais de voz idênticos am a comunicação de voz na

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direção da ERB para o telefone. Essa distribuição de freqüência pode ser visualizada na Figura 2.2 a seguir.

FIGURA 2.2 - UTILIZAÇÃO DAS FREQÜÊNCIAS EM AMPS

A determinação de que cada subfaixa tenha 30 kHz acaba limitando a largura de banda digital de 9,6 a 12 kbps, velocidade insuficiente para a maioria das aplicações em internet.

O canal de voz no sentido da Estação Rádio Base para o telefone celular é chamado FVC (Forward Voice Channel) e no sentido inverso (do telefone para a ERB) é denominado RVC (Reverse Voice Channel).

Como os terminais ou telefones celulares são móveis, a movimentação ou deslocamento pode ocasionar a saída da área de cobertura de uma célula para outra, ocasionando a transferência dos canais de comunicação de uma ERB para uma segunda ERB. Essa mudança automática de controle de interação ocorre sem perda do sinal de comunicação (a conversação eventualmente em curso não é interrompida) e é chamada de “handoff ” ou “handover”. No sistema, na hora da habilitação do aparelho celular, todos os s têm que escolher uma área que será considerada como “home” desse . Os dados referentes a cada são mantidos em um banco de dados específico localizado na área de home e chamado de HLR (Home Location ). Qualquer chamada fora dessa área de uso local provida pela operadora de serviço celular, pela mesma companhia ou por empresa concorrente, será considerada “roaming”.

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Em outras palavras, roaming é o processo de transferência automática das ligações quando o telefone está fora de sua área home ou entre sistemas de redes celulares de diferentes operadoras (desde que adotem o mesmo padrão) e a validação automática dos terminais em trânsito.

Ou seja, saindo com um celular de Florianópolis, ele vai funcionar automaticamente em São Paulo, em roaming, por acordo entre operadoras de mesmo padrão AMPS.

O banco de dados específico com informações de s visitantes (em roaming) é chamado de VLR (Visitor Location ).

O funcionamento de todo o sistema celular pode ser observado na figura a seguir:

FIGURA 2.3 - ARQUITETURA BÁSICA DO SISTEMA DE TELEFONIA CELULAR

Com a digitalização das redes públicas celulares, surgem diferentes esquemas digitais para o compartilhamento dos canais de rádio transmissão, conforme você verá na seqüência. Como os 60


sistemas são incompatíveis entre si (CDMA e TDMA), os canais de rádio AMPS (analógicos) são usados como meio de roaming entre sistemas com tecnologias digitais diferentes. Antes de iniciar o seu estudo dos sistemas celulares digitais, veja no quadro a seguir uma comparação das principais características de diversos padrões de interfaces celulares. QUADRO 2.1 - COMPARATIVO DE PADRÕES DE RÁDIO TRANSMISSÃO

Sistema

AMPS

DAMPS

CDMA one GSM 900

GSM 1900

Padrão.

EIA/TIA533

IS-136

IS-95

Tecnologia.

FDMA

TDMA

CDMA

TDMA

TDMA

Sinal.

Analógico

Digital

Digital

Digital

Digital

canal de RF (kHz).

30

30

1230

200

200

FVC (MHz).

824-849

824-849

824-849

880-915

1710-1785

RVC (MHz).

869-894

869-894

869-894

925-960

1805-1880

Entre bandas (MHz).

20

20

20

10

20

Canais por portadora.

1

3

52-62

8

8

Canais de voz em cada uma de 7 células.

54

162

351-486

200

200

Capacidade de canais x AMPS.

1x

3x

9x

8x

8x

Seção 2 – Sistema celular digital O sistema analógico está ao número de s que esse pode ar. Cada faixa de freqüência de 30 kHz é capaz de ar uma única chamada móvel por vez, o que limita muito o seu crescimento e conseqüente popularização. Os sistemas celulares digitais permitem o compartilhamento das freqüências por diversos usuários simultaneamente.

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As duas tecnologias digitais de rádio transmissão mais utilizadas pelos provedores de rede celular dessa segunda geração são:

TDMA/FDMA (Time Division Multiple Access/ Frequency Division Multiple Access) – divide a faixa de freqüência disponível em 30 kHz e cada uma delas a três canais de voz com o TDMA IS54. Existe uma segunda versão de sistema TDMA, denominada IS-136, mais moderna. É utilizada nos sistemas GSM;

CDMA/FDMA (Code Division Multiple Access/ Frequency Division Multiple Access) – o múltiplo por divisão de código ou sistema celular digital IS-95. A faixa de freqüência disponível é dividida em bandas de 1,23 MHz de largura (FDMA). Cada uma dessas bandas a, teoricamente, 64 canais CDMA para sinalização e voz.

Em termos de sinalização entre CCCs e entre CCC e Central Pública Telefônica, as redes no padrão digital (TDMA, CDMA e GSM) utilizam um esquema de sinalização por canal comum, fora da banda, do tipo SS7. SS7 (Signaling System number 7) é um sistema de sinalização número 7, um tipo de sinalização em canal comum (CCS – Common Channel Signaling), usado nas redes telefônicas para separar as informações de sinalização dos dados do usuário.

TDMA (Time Division Multiple Access) A tecnologia de o compartilhado TDMA é usada na comunicação de telefones celulares digitais para dividir cada canal celular em três ou mais intervalos de tempo.

O TDMA é usado pelo DAMPS (Digital Advanced Mobile Phone System), pelo GSM (Global System for Mobile Communication) e pelo PDC (Personal Digital Celular). Trata-se da evolução do sistema AMPS para o mundo digital.

O sistema de controle de ocupação TDMA foi primeiramente especificado em 1988 como um padrão no documento EIA/TIA IS-54 que não é completamente digital, pois o canal de controle

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é separado dos canais formados pelos intervalos de tempo do compartilhamento TDMA. O padrão IS-136 é uma versão mais nova e é completamente digital, o seu canal de sinalização e controle foi incluído no esquema de intervalos de tempo. Esse é o atual padrão dos EUA e do Brasil para TDMA.

O TDMA é uma tecnologia que permite múltiplas transmissões simultâneas em uma freqüência de rádio, proporcionando assim a possibilidade de aumentar o número de s usando o mesmo espectro de freqüência disponível no sistema analógico AMPS.

São possíveis até três conversações utilizando a mesma banda de 30 kHz de um canal de voz do AMPS. Cada conversação tem uma taxa bruta de 16,2 kbps e permite a implantação de serviços de mensagens curtas (SMS – Short Message Service). No Brasil e nos EUA, os telefones celulares TDMA devem ser também AMPS compatíveis, de forma que o mesmo telefone possa ser usado no sistema AMPS e nas redes exclusivas TDMA, isso é conhecido como modo dual (analógico e digital). Os sistemas AMPS oferecem um número limitado de serviços além de voz, já o TDMA (IS-136) permite oferecer dezenas de serviços suplementares, tais como: identificação do número chamador, chamada em espera, siga-me e conferência.

A transmissão digital do TDMA e de outros sistemas de segunda geração, como o GSM e o CDMA (IS-95), permite uma considerável economia de energia em relação ao AMPS, pois não precisa estar transmitindo de forma contínua. Essa característica, aliada à evolução da tecnologia de baterias dos terminais móveis, possibilitou um grande incremento no tempo de operação dos terminais sem necessidade de recarga. As operadoras que adotavam o AMPS migraram para o TDMA (IS-136) ou CDMA (IS-95) ao redor dos anos de 1997 e 1998. As operadoras que adotam o TDMA (IS-136) não têm à sua

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disposição uma transição suave para a terceira geração (3G) de sistemas celulares que possibilita o oferecimento de transferência de dados em altas velocidades. Deverão, portando, escolher um dos dois caminhos disponíveis: GSM/GPRS ou CDMA 2000.

CDMA (Code Division Multiple Access) O CDMA espalha as transmissões sobre o espectro de freqüências disponível, método originalmente denominado como tecnologia de espalhamento do sinal modulado no espectro de freqüências (spread spectrum). Consiste basicamente em combinar o sinal com a informação – com um código de freqüência bem superior –, como resultado ocorre um espalhamento da informação em uma banda muito maior que o espectro. A principal vantagem desse método é que a quantidade de energia por banda torna-se pequena, garantindo uma maior imunidade a interferências.

Deve-se observar que essa diferença na concentração de energia permite uma fácil diferenciação e, conseqüentemente a separação entre sinais espalhados (codificados) e não-espalhados, mesmo que utilizem uma única portadora ao mesmo tempo. No sistema CDMA, são então enviadas várias transmissões sobre uma mesma faixa de freqüências sem multiplexação em tempo. Assim um código digital único é gerado a partir de cada canal de voz a ser transmitido. Os telefones celulares recebem todos os sinais sobrepostos em tempo e em freqüência, mas usam microprocessadores para decodificar individualmente o código correspondente a cada canal de voz transmitido, recuperando o sinal original de voz. Todos os demais códigos relativos aos outros canais de transmissão são ignorados pelo processador sintonizado num código específico. Esse procedimento pode ser observado na Figura 2.4 a seguir.

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FIGURA 2.4 - CARREGAMENTO DE UM CANAL DE RF CDMA

Para que cada código possa ser recuperado individualmente, deve ser usado um sofisticado controle de potência irradiada pelos telefones celulares, de modo que o nível de potência recebida pela ERB, a partir de cada terminal celular, seja sempre o mesmo, independente da distância entre o terminal e a estação de rádio. Quanto mais usuários utilizam o canal, maior o ruído, aumentando a interferência até chegar a um limiar quando não é mais possível decodificar os canais. O controle de potência dos celulares leva também à expansão e à contração do raio de uma célula CDMA conforme o seu tráfego.

Uma outra vantagem do CDMA é a possibilidade de realização de “soft-hand-off ”. Esse recurso permite que o telefone celular CDMA mantenha a comunicação com mais de uma célula simultaneamente, o que melhora a qualidade da comunicação nas regiões onde o enlace é mais frágil (fronteira entre células).

A arquitetura de funcionamento do CDMA é bastante similar à do TDMA e AMPS, sendo que surge a figura do BSC (Base Station Controller) que controla um grupo de ERBs. Em alguns sistemas CDMA as funções do BSC são implementadas na própria CCC.

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FIGURA 2.5 - ARQUITETURA BÁSICA DO SISTEMA CDMA DE TELEFONIA CELULAR

Apenas lembrando que, tal como os telefones celulares TDMA, os celulares CDMA devem ser também AMPS compatíveis (modo dual analógico e digital), de forma que o mesmo telefone possa ser usado no sistema AMPS e nas redes exclusivas CDMA. Em função desse conjunto de características, a taxa de transmissão de dados ou largura de banda desse sistema atinge 144 kbps.

GSM (Global System for Mobile Communications) O grupo GSM foi criado na Europa em 1989 e o sistema GSM apresentado comercialmente em 1992, operando inicialmente na faixa de 835-960 MHz para recepção e 890-915 MHz para transmissão. A idéia básica do grupo era oferecer uma arquitetura aberta que permitisse a combinação de equipamentos de diferentes fabricantes, reduzindo os custos de aquisição e manutenção dos sistemas. Essa primeira geração foi denominada GSM-900. Já em 1991 as especificações DCS-1800 foram finalizadas e em 1995 as primeiras redes do tipo PCS-1900 foram lançadas nos EUA com tecnologia GSM.

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O GSM é um padrão que define a rede inteira e não somente o método de o à banda. É totalmente digital e largamente usado em toda a Europa e outras partes do mundo, inclusive nos EUA onde ocorreram diversos problemas, pois lá existem diversos tipos de rede e padrões concorrendo. O Brasil adota o padrão DCS1800. Em princípio o sistema GSM pode ser implementado em qualquer faixa de freqüência. Os terminais móveis podem incorporar uma ou mais faixas de freqüência apresentadas no Quadro 2.2 a seguir. QUADRO 2.2 - FAIXAS DE FREQÜÊNCIA ADAS PELO GSM

GSM400 450,4 - 487,6 MHz. 460,4 – 467,6 MHz ou 478,8 – 486 MHz. 488,8 – 496 MHz. DCS1800 1710 – 1785 MHz. 1805 – 1880 MHz. GSM900 880 – 915 MHz. 925 – 960 MHz. PCS1900 1850 – 1910 MHz. 1930 – 1990 MHz.

A tecnologia de faixa dual habilita uma operadora de rede com espectro ocupado em ambas as faixas GSM, de 900 MHz a 1800 MHz, a ar o uso de terminais móveis que possam operar em ambas as faixas de freqüência. O sistema a “handover” sem cortes entre essas faixas. A trifaixa é uma outra facilidade implementada nos terminais móveis que permite operar em três faixas de freqüência diferentes, pois atualmente os sistemas GSM espalhados pelo mundo operam em diversas faixas (900 MHz, 1800 MHz e 1900

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MHz para o GSM americano ou PCS – Personal Communications System).

Dessa forma o uso da trifaixa é um o importante para viabilizar o roaming mundial baseado no GSM.

Lembre-se que, ao contrário dos sistemas TDMA e CDMA que devem ser também AMPS compatíveis, o GSM não apresenta essa característica de modo dual em relação ao sistema (analógico e digital). Pode funcionar em modo dual em relação às freqüências de operação. Na Figura 2.6 a seguir é apresentada a arquitetura básica GSM, as diferenças em relação às outras arquiteturas também podem ser observadas.

FIGURA 2.6 - ARQUITETURA BÁSICA DO S ISTEMA GSM DE TELEFONIA CELULAR

Grande parte dos componentes apresentados nessa arquitetura é conhecida, pois esses desempenham papel idêntico nas outras arquiteturas vistas. 68


As estações móveis ou telefones celulares (MS - Mobile Station) são os terminais utilizados pelo quando carregado com um cartão inteligente conhecido como SIM Card (Subscriber Identity Module).

O SIM Card é um cartão ou microchip com memória que é inserido nos telefones GSM e traz informações do usuário como agenda telefônica e endereços. Nessa memória também é possível armazenar jogos, aplicações bancárias, etc. Na eventual troca de aparelho, o SIM Card permite que o usuário simplesmente retire o cartão de um terminal e o conecte em outro, podendo fazer ligações normalmente com sua agenda eletrônica completa, sem necessidade de solicitar ao operador que habilite o novo terminal. Sem o SIM Card a estação móvel não está associada a um usuário e não pode fazer nem receber chamadas. O SIM Card armazena entre outras informações um número de 15 dígitos que identifica unicamente uma dada estação móvel denominado IMSI ou Identidade Internacional do Móvel (International Mobile Subscriber Identity). Já o terminal móvel é caracterizado por um número também com 15 dígitos, atribuído pelo fabricante, denominado IMEI ou Identidade Internacional do Equipamento Móvel (International Mobile Station Equipment Identity). Veja a seguir alguns conceitos importantes:

Base Station System (BSS) – é o sistema encarregado da comunicação com as estações móveis em uma determinada área. É formado por vários Base Transceiver Station (BTS), ou ERBs, que constituem uma célula, e um Base Station Controller (BSC), que controla essas BTSs;

Mobile-Services Switching Center (MSC) – é a central responsável pelas funções de comutação e sinalização para as estações móveis localizadas em uma área geográfica designada como a área do MSC. A diferença principal entre um MSC e uma central de comutação fi xa é que a MSC tem que levar em consideração a

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mobilidade dos s (locais ou visitantes), inclusive o handover da comunicação quando esses s se movem de uma célula para outra;

HLR (Home Location ) e VLR (Visitor Location ) – bases de dados que desempenham o mesmo papel que as outras arquiteturas;

Authentication Center (AuC) ou Centro de Autenticação – é responsável pela autenticação dos s no uso do sistema. Está associado a um HLR e armazena uma chave de identidade para cada móvel registrado naquele HLR possibilitando a autenticação do IMSI do . É também responsável por gerar a chave para criptografar a comunicação entre MS e BTS;

Equipment Identity (EIR) ou Registro de Identidade do Equipamento – é a base de dados que armazena os IMEIs dos terminais móveis de um sistema GSM;

Operational and Maintenance Center (OMC) ou Centro de Operação e Manutenção – é a entidade funcional pela qual a operadora monitora e controla o sistema.

Você viu até aqui os principais sistemas de comunicação móvel ou celular. Voltaremos a este assunto mais adiante quando veremos os serviços de comunicação de dados que estão disponíveis para os mesmos.

GPRS (General Packet Radio Service) Trata-se de uma evolução das redes GSM existentes que introduzem transmissão de dados de pacotes, permitindo que os terminais móveis operem em modo sempre “conectado”. Essa estrutura de comunicação permite que os usuários possam sempre receber e-mail, manter-se ando aplicações pela internet e outros serviços.

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O GPRS é considerado um meio de caminho do GSM até a terceira geração de redes de serviços móveis que usará comutação de pacotes em conexão virtual permanente junto com as conexões de circuito. Ele representa a primeira implementação de comutação de pacotes dentro da rede GSM.

As principais características do GPRS são:

largura de banda digital máxima de 26 a 40 kbps, podendo chegar a 144 kbps;

conexão de dados sem necessidade de se estabelecer um circuito telefônico, o que permite a cobrança por utilização e não por tempo de conexão e faz com que o serviço esteja sempre disponível para o usuário (always on);

implantação implica em pequenas modificações na infraestrutura instalada, o que facilita a sua adoção pelos operadores de GSM;

padronizado para transporte de dados definidos pelos protocolos IP e X.25.

A estrutura GPRS é implementada acrescendo nós de pacotes à rede GSM por meio de “gateways” que permitem a conexão dos roteadores GPRS com os comutadores CCC/GSM.

Unidade 2

Dispositivo que conecta redes que normalmente não se comunicam, permitindo a transferência de informações de uma para outra.

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Síntese Nesta unidade você estudou as redes de comunicação móvel, como surgiram e que o nome “celular” deve-se às células adjacentes de cobertura de cada Estação Rádio Base do sistema. Você viu que o primeiro sistema a surgir foi o analógico, o AMPS (Advanced Mobile Phone System), pioneiro no Brasil. Sua sistemática é base para o funcionamento dos demais sistemas. Sua grande limitação em relação à comunicação de dados é a baixa velocidade na transferência de informações (de 9,6 a 12 kbps) e ao limitado número de usuários simultâneos. Esse é um sistema de telefonia celular de primeira geração (1G). Na seqüência surgiram os sistema digitais, de segunda geração (2G), com destaque para o CDMA (Code Division Multiple Access) e TDMA (Time Division Multiple Access). Ambos usam o sistema analógico AMPS para roaming entre operadoras. O sistema TDMA adotado no Brasil é o IS-136 também conhecido como DAMPS (Digital Advanced Mobile Phone System) e tanto o canal de controle como os de voz são digitais. O outro sistema de telefonia celular digital de segunda geração adotado no Brasil foi o CDMA (IS-95), que permite uma largura de banda digital atingindo 144 kbps. O mais novo sistema celular considerado de geração 2.5G e adotado no Brasil é o GSM (Global System for Mobile Communications), no padrão DSC1800. Esse sistema antecipa um conjunto de melhorias previsto para a próxima geração (3G).

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Atividades de auto-avaliação 1. Qual o padrão de sistema de comunicações móveis que ficou conhecido popularmente como celular?

2. Qual a função de uma Estação Rádio Base no sistema celular?

3. Explique como o sistema TDMA permite compartilhar cada canal de rádio entre diversos usuários do sistema.

4. Como é feito o compartilhamento dos canais de rádio do sistema CDMA?

Unidade 2

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5. Explique as funções das bases de dados HLR e VLR no sistema celular.

6. Associe as diferentes tecnologias às gerações de sistemas de telefonia celular. a) 1G.

( ) 1 – WCDMA.

b) 2G.

( ) 2 – GSM.

c) 2,5G.

( ) 3 – AMPS.

d) 3G.

( ) 4 – TDMA.

Saiba mais Para obter mais informações sobre os conteúdos abordados nesta unidade, visite: Agência Nacional de Telecomunicações: .

Wireless Resource Center: http://www.palowireless.com/.

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UNIDADE 3

Modelo T/IP Objetivos de aprendizagem

Compreender as características do Modelo de referência OSI e suas sete camadas.

Conhecer o modelo T/IP com suas quatro camadas.

Ter subsídios para comparar os dois modelos apresentados.

Apresentar os principais protocolos que compõem a “família” T/IP.

Seções de estudo Seção 1 Conceitos importantes. Seção 2 Modelo de Referência OSI. Seção 3 Arquitetura T/IP.

3


Para início de conversa Durante as últimas décadas, houve um grande aumento na quantidade e no tamanho das redes de computadores. Muitas redes de abrangência local acabam sendo interligadas com a grande rede mundial, a Internet. Não faz tanto tempo assim que várias redes foram criadas por implementações diferentes de hardware e de software. Como resultado, muitas eram incompatíveis com outras redes, e a comunicação entre essas redes com diferentes especificações tornou-se difícil ou impossível. Para tratar desse problema, a International Organization for Standardization (ISO) realizou uma pesquisa sobre vários esquemas de rede. A ISO reconheceu a necessidade da criação de um modelo de referência para ajudar os desenvolvedores a implementar redes que poderiam comunicar-se e trabalhar juntas (interoperabilidade). Assim, a ISO lançou em 1984, o modelo de referência OSI que ajudaria os fabricantes a criar redes compatíveis e operar junto com outras redes. Este modelo de referência, fundamental para o estudo das redes de computadores, se propõe a:

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decompor as comunicações de rede em partes menores e mais simples;

padronizar os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o e por parte de vários fabricantes;

possibilitar a comunicação entre tipos diferentes de hardware e de software de rede;

evitar que as modificações em uma camada afetem as outras, possibilitando maior rapidez no seu desenvolvimento (engenharia modular);


decompor as comunicações de rede em partes menores, facilitando sua aprendizagem e compreensão.

Fazendo analogia com uma rede hidráulica (Consulte a Unidade 1), a aplicação de um modelo de referência permite ao engenheiro trabalhar no desenvolvimento de uma nova bomba de água, sem uma maior preocupação com outras características do sistema, como: tipo de cano, fabricante do cano, pressão que ele agüenta, etc. O projetista vai trabalhar especificamente na bomba e sabe que, mantendo as interfaces com o sistema dentro do padrão (o líquido é água, a bitola do cano é 25mm soldável, etc.), ela vai funcionar adequadamente quando colocada no sistema. O processo de decompor comunicações complexas em etapas menores pode ser comparado também ao processo de montagem de um automóvel. Se tomado como um todo, o processo de projetar, industrializar e montar um automóvel em suas diferentes partes é altamente complexo. É muito improvável que uma só pessoa saiba, partindo do zero, como executar todas as tarefas necessárias para construir um carro. Por isso, os engenheiros mecânicos projetam o carro, os engenheiros industriais projetam os moldes para as peças, os engenheiros de produção cuidam do processo de fabricação e os técnicos de montagem específicos montam cada parte do carro. Podemos dizer que o processo produtivo de um carro, tal como o modelo OSI, pode ser decomposto em camadas justamente para facilitar o seu entendimento, estudo e aperfeiçoamento. O modelo de referência OSI já foi visto anteriormente na disciplina de Redes I; vamos agora estudar mais a fundo esse modelo, conhecer o modelo T/IP e confrontá-los.

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Seção 1 – Conceitos importantes À medida que você estuda o modelo de referência OSI, alguns conceitos importantes são utilizados; assim sendo você vai estudá-los agora, antes de iniciarmos com as camadas do modelo.

Protocolos Em sentido , “protocolo” significa a padronização de leis e procedimentos que são dispostos à execução de uma determinada tarefa. Nas relações internacionais entre os países, existe um conjunto de protocolos a serem seguidos para que a comunicação ocorra sem problemas.

Na comunicação de dados e na interligação em rede, protocolo é um padrão que especifica o formato de dados e as regras a serem seguidas. Sem protocolos, uma rede não funciona.

Os protocolos controlam todos os aspectos de comunicação de dados, que incluem os seguintes aspectos:

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como é construída a rede física;

como os computadores são conectados à rede;

como são formatados os dados para serem transmitidos;

como são enviados os dados;

como lidar com erros que eventualmente possam surgir;

como, especificamente, um programa deve preparar os dados para serem enviados para o estágio seguinte do processo de comunicação.


Cliente/Servidor Outro conceito bastante importante no ambiente de redes é o de cliente/servidor. Trata-se de um modelo muito comum e é usado praticamente em todos os processos distribuídos em que a aplicação servidora (que aguarda a conexão em uma estação chamada de servidora) aguarda mensagens, executa serviços e retorna resultados. A aplicação cliente, pelo contrário, é a que estabelece a ligação, envia mensagens para o servidor e aguarda mensagens de resposta. É um conceito muito utilizado no ambiente de redes, especialmente no ambiente internet.

Encapsulamento À medida que usamos um browser para navegar na internet via web (por exemplo), acontece uma comunicação cliente/ servidor. Ao informar uma determinada URL, um conjunto de informações é transmitido a determinado servidor, a partir da estação cliente. As informações que trafegam são comumente chamadas de “dados”. À medida que estes “dados” am de uma camada do modelo OSI para a subseqüente, eles são divididos em pedaços menores, recebem um cabeçalho e am a ser chamados de “segmentos”. Os “segmentos” recebem um novo cabeçalho e am a ser chamados de “pacotes”. Por sua vez, os “pacotes” também recebem um cabeçalho e um trailer (ao final do mesmo) e são chamados de “quadros” ou “frames”. Por fim os “quadros” são enviados à Camada Física, que os transforma em “bits” e envia pelo meio físico sob forma de energia eletromagnética.

Browser ou nagevador é um programa para pesquisar e receber informações da World Wide Web (internet). Os browsers variam em complexidades desde os simples, baseados em texto, até os gráficos e sofisticados (Internet Explorer, Netscape, Mozilla Thunderbird, Opera, etc.).

URL (Universal Resource Locator) é o endereço de um recurso disponível em uma rede; seja a Internet, seja uma rede corporativa, uma intranet. Um exemplo de URL internet é .

Esse procedimento é comumente chamado de encapsulamento de dados e pode ser observado na figura 3.1 a seguir.

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FIGURA 3.1 – ENCAPSULAMENTO DE DADOS

É aqui que surge a PDU (Protocol Data Unit), ou unidade de dados do protocolo, que representa os diferentes tipos de encapsulamento que ocorrem na camada OSI. Na Camada de Transporte a PDU é “segmento”, na Camada de Rede a PDU é o “pacote”, na Camada de Enlace de Dados a PDU é o “quadro”, enquanto na camada física a PDU é o “bit”.

Para melhor compreensão do processo de encapsulamento veja a analogia com a brincadeira das bonecas russas Babuska:

FIGURA 3.2 – BONECAS RUSSAS BABUSKA

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As bonecas são ocas, de modo que a pequenina é guardada dentro da imediatamente maior e, assim, sucessivamente, até que todas as bonecas estejam guardadas dentro da boneca grande. A boneca pequenina é equivalente à informação original (“dados”) imediatamente após ter sido dividida em “segmentos”. Ao ser colocada dentro da segunda boneca, equivale a ter crescido pelo acréscimo do respectivo cabeçalho do “segmento”. O procedimento de colocar a segunda boneca (com a primeira em seu interior) no interior da terceira boneca equivale a acrescentar o cabeçalho referente ao “pacote”. Colocar a terceira boneca (com a segunda e também a primeira em seu interior) dentro da quarta boneca é processo equivalente a acrescentar o cabeçalho e o trailer referente ao “quadro”. O processo de colocar as quatro bonecas menores dentro da boneca maior equivale a transformar o “quadro” em bits. Os “dados” (boneca pequenina) que foram “segmentados” receberam acréscimo de informações de controle, cresceram e ficaram equivalentes à boneca grande, mas a informação original está mantida lá dentro. Sob outra ótica, muito do que compõe um “quadro” de dados são informações de controle do protocolo usado.

Seção 2 – Modelo de referência OSI O modelo de referência OSI (RM-OSI – Reference Model for Open Systems Interconnection) foi lançado em 1984 e foi o esquema descritivo criado para oferecer aos fabricantes de equipamentos para redes um conjunto de padrões, que garantiram maior compatibilidade e interoperabilidade entre os vários tipos de tecnologias de rede, criados por várias empresas de todo o mundo. Em função dessa interoperabilidade entre as redes, a informação sai de uma origem, eventualmente a por diversos servidores (Unix, Linux, Microsoft, Macintosh, Netware, etc.), pode ar por diferentes tipos de redes (Ethernet, Token Ring, FDDI, Appletalk, ISDN, Frame-Relay, PPP, ATM, etc) e chega ao

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destino em uma máquina cliente que pode ter, e geralmente tem, sistema operacional diferente do servidor de origem. No modelo de referência OSI, existem sete camadas, e cada uma ilustra uma função particular da rede. Essa sep aração das funções da rede é chamada divisão em camadas. As camadas do modelo podem ser observadas na figura 3.3 a seguir.

FIGURA 3.3 – AS SETE CAMADAS DO MODELO OSI.

O modelo de referência OSI permite que você visualize as funções de rede, à medida que acontecem e em sua respectiva camada de operação. É, antes de tudo, uma estrutura que você pode usar para entender como as informações trafegam mediante uma rede. Além disso, você pode usar o modelo de referência OSI para visualizar como as informações trafegam, desde os programas aplicativos de origem (por exemplo, planilhas, documentos, etc.) – por um meio de rede (como cabos, rádios, etc.) –, até outros programas aplicativos localizados em um outro computador de uma rede, mesmo se o remetente e o destinatário tiverem tipos diferentes de meios de rede. Para facilitar o entendimento, a transmissão da informação (comunicação) é estudada como se ocorresse sempre ponto a ponto. É importante lembrar que a informação percorre as sete camadas, tanto na origem quanto no destino, conforme apresentado na figura 3.4 a seguir. Na origem, a informação é ada do

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servidor para a Camada de Aplicação, desta para a Camada de Apresentação, que a para a Camada de Sessão, que encaminha para a Camada de Transporte, que envia para a Camada de Rede, que rea para a Camada de Enlace, que rea para a Camada Física que, finalmente, traduz a informação em bit e coloca no meio físico em questão. No destino, a informação percorre caminho inverso, seguindo da Camada Física até a Camada de Aplicação e, depois, atingindo o usuário.

FIGURA 3.4 – COMUNICAÇÃO ENTRE ORIGEM E DESTINO

Outra característica do modelo em camadas da OSI é que a comunicação sempre ocorre entre duas camadas equivalentes ou pares.

A Camada de Aplicação do servidor (servidor web Apache, por exemplo) vai “conversar” ou trocar dados com a respectiva Camada de Aplicação do cliente (browser ou navegador Mozilla). Esta conversação entre camadas pares é ilustrada na figura 3.5 a seguir.

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FIGURA 3.5 – COMUNICAÇÃO ENTRE CAMADAS EQUIVALENTES

Para que possa ocorrer a comunicação entre as camadas e o desenvolvimento de um produto específico, em uma determinada camada sem a preocupação com as demais camadas, é fundamental que seja seguida a padronização das interfaces de cada camada. Ou seja, não importa o que aconteça dentro da Camada de Rede (por exemplo), desde que ela receba os dados de acordo com o padrão estabelecido para a interface com a Camada de Transporte e ree os dados para a Camada de Enlace, observando o padrão para aquela interface. Isso pode ser observado na figura 3.6 a seguir.

FIGURA 3.6 – PADRONIZAÇÃO DE INTERFACE E DE TROCA DE INFORMAÇÃO

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Você viu como funciona o modelo de referência OSI em camadas; analise, agora, cada uma das camadas separadamente.

Camada de aplicação A camada de aplicação é a que está mais próxima do usuário final, quando ocorre a interação com aplicativos de software, por exemplo, enviando e recebendo mensagens de correio eletrônico por uma rede. A camada de aplicação trabalha com os “dados” de aplicativos.

FIGURA 3.7 – CAMADA DE APLICAÇÃO

Ela interage com a camada de apresentação, não fornecendo serviços a nenhuma outra camada do modelo OSI. Trata-se de um exemplo típico de aplicação cliente/servidor.

Na origem ou cliente, existe uma determinada aplicação ativa, que, para o nosso exemplo, pode ser um cliente de correio eletrônico (Mozilla Thunderbird, por exemplo). No momento que o usuário envia um e-mail, informando o endereço do destinatário, o assunto, escreve sua mensagem e pressiona o <Enter>, o Thunderbird (cliente) rea estas informações à camada seguinte do modelo OSI e, assim, sucessivamente, até atingir a Camada Física. Na camada física, a informação é transformada em energia e segue até o destino pelo meio físico específico. No destino, esta energia é recebida na Camada Física,

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ada sucessivamente para as camadas superiores, até chegar à Camada de Aplicação onde um servidor de correio eletrônico (Postfix, por exemplo) vai armazenar esta mensagem recebida até que o usuário destinatário a leia. Existem muitos serviços que estão tipicamente associados à camada de aplicação do modelo OSI. Dentre os principais podem ser citados:

DNS (Domain Name System) – serviço de nomes da Internet. É um sistema de gerenciamento de nomes hierárquico e distribuído operando segundo duas definições: a primeira é examinar e atualizar seu banco de dados e a segunda é traduzir nomes de servidores em endereços de rede;

HTTP (HyperText Transfer Protocol) – protocolo de transferência de informações na web. É um protocolo utilizado para transferência de dados de hipermídia (imagens,sons e textos) na World Wide Web;

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – protocolo de transferência de mensagens de e-mail. É o padrão de fato para envio de e-mail por meio da Internet;

FTP (File Transfer Protocol) – protocolo de transferência de arquivos. É uma forma bastante rápida e versátil de transferir arquivos na internet;

POP3 (Post Office Protocol) – protocolo para recuperação de mensagens de e-mail. É um protocolo utilizado no o remoto a uma caixa de correio eletrônico. Permite que todas as mensagens contidas numa caixa de correio eletrônico possam ser transferidas seqüencialmente do servidor para um computador local. Aí, o utilizador pode ler as mensagens recebidas, apagá-las, responder-lhes, armazená-las, etc.

Esses serviços serão vistos com mais detalhes mais adiante, neste curso, especialmente quando veremos a camada de aplicação do padrão T/IP.

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Camada de apresentação A camada de apresentação também trabalha com “dados” e é responsável por apresentar os dados de uma forma que o dispositivo receptor, ou destino, possa entender. Executa três funções principais, a saber: formatação de dados (apresentação); criptografia de dados e compactação de dados.

FIGURA 3.8 – CAMADA DE APRESENTAÇÃO

Na origem, após receber os dados da camada de aplicação, a camada de apresentação executa uma ou todas as suas funções nos dados antes de enviá-los para a camada de sessão. No destino, a camada de apresentação recebe os dados da camada de sessão e executa as funções necessárias antes de á-los para a camada de aplicação. Para entender como a formatação de dados funciona, imagine dois sistemas diferentes. O primeiro sistema usa o Extended Binary Coded Decimal Interchange Code (EBCDIC) para representar os caracteres exibidos. O segundo sistema usa o American Standard Code for Information Interchange (ASCII) para a mesma função. A Camada de Apresentação fornece a conversão entre esses dois diferentes tipos de códigos: tanto a codificação ASCII como a EBCDIC são usadas para identificar o formato do texto. Os arquivos de texto ASCII contêm dados de caracteres simples e não têm comandos de formatação sofisticados, como negrito e sublinhado.

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EBCDIC (Extended binary coded decimal interchange code) – conjuntos de caracteres codificados desenvolvidos pela IBM, consistindo em caracteres codificados de 8 bits. Esse código de caracteres é usado pelos sistemas IBM antigos e por máquinas de telex.

ASC-II (American Standard Code for Information Interchange) – Código de 8 bits para representação de caracteres (7 bits mais paridade).

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O Bloco de notas do Windows é um exemplo de um aplicativo que usa e cria arquivos de texto e que normalmente têm a extensão *.txt.

O EBCDIC é muito parecido com o ASCII nesse aspecto, porque também não usa nenhuma formatação sofisticada. A principal diferença entre os dois é que o EBCDIC é usado principalmente em mainframes, e o ASCII é usado em computadores pessoais. Outro formato de arquivo comum é o formato binário. Os arquivos binários contêm dados especiais codificados que somente podem ser lidos por aplicativos de software específicos. Alguns programas, como o FTP, usam o tipo de arquivo binário para transferir arquivos. Os padrões dessa camada também determinam como as imagens são apresentadas. Alguns desses padrões são:

PICT – um formato de figura usado para transferir figuras do tipo QuickDraw entre os programas no sistema operacional MAC;

TIFF (Tagged Image File Format) – um formato de imagens de alta resolução, mapeadas por bits;

JPEG (t Photographic Experts Group) – um formato de figuras usado mais freqüentemente para compactar imagens imóveis de fotografias e figuras complexas;

GIF (Graphics Interchange Format) – um formato gráfico de mapa de bits para imagens de até 256 cores.

A internet usa principalmente dois formatos de arquivos binários para exibir imagens: GIF e JPEG.

Qualquer computador, munido com um leitor dos formatos de arquivo GIF e JPEG, pode visualizar o conteúdo desses tipos de arquivos, não importa o seu tipo. Os leitores são programas

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de software projetados para exibir uma imagem de um tipo de arquivo em particular. Alguns programas podem ler vários tipos de imagens, assim como converter arquivos de um tipo em outro. Os navegadores da web têm a capacidade de exibir arquivos de figuras nesses dois formatos sem qualquer software adicional.

O formato de arquivo multimídia é outro tipo de arquivo binário, que armazena sons, música e vídeo.

Os arquivos de sons operam geralmente de uma destas duas formas: eles podem ser completamente descarregados primeiro e, depois, executados, ou podem ser descarregados enquanto estiverem sendo executados (método conhecido como fluxo contínuo de áudio, ou simplesmente streaming). O Windows usa o formato WAV, para som, e o formato AVI, para arquivos de animação. Alguns dos formatos de vídeo mais comuns são MPEG, MPEG2 e Macintosh QuickTime. Um outro tipo de formato de arquivo é a linguagem de marcação. Esse formato atua como um conjunto de diretrizes que instruem o navegador da web como exibir e gerenciar documentos. A linguagem de marcação de hipertexto (HTML) é a linguagem da internet. As diretrizes HTML instruem um navegador a exibir texto ou um hiperlink para outro URL. A HTML não é uma linguagem de programação, mas é um conjunto de diretrizes para a exibição de uma página. Essa camada tem ainda a responsabilidade pela criptografia de dados, que protege as informações durante a transmissão. As transações financeiras (por exemplo, as informações de cartões de crédito) usam a criptografia para proteger informações sigilosas quando são adas pela internet. Uma chave de criptografia é usada para cifrar os dados na origem e, depois, decifrar os dados no destino. A camada de apresentação também é responsável pela compactação dos arquivos. A compactação funciona usando-se algoritmos (fórmulas matemáticas complexas) para encolher o tamanho dos arquivos. O algoritmo procura, em cada arquivo, os padrões de bits repetidos e, depois, os substitui por um token.

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HTML (HyperText Markup Language) é uma linguagem de formatação de documento de hipertexto simples que usa tags ou marcadores para indicar como uma parte dada de um documento deveria ser interpretada ao se visualizar um aplicativo, como um navegador ou browser da WWW.

Criptografia – Ciência e arte de escrever mensagens em forma cifrada ou em código. É parte de um campo de estudos que trata das comunicações secretas. É usada, entre outras finalidades, para: autenticar a identidade de usuários; autenticar transações bancárias; proteger a integridade de transferências eletrônicas de fundos, e proteger o sigilo de comunicações pessoais e comerciais.

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Um token é um padrão de bits muito mais curto que representa o padrão longo. Uma analogia simples seria o nome Bete (o apelido), o token, para se referir a qualquer pessoa que se chame Elizabeth.

Camada de sessão É de responsabilidade da camada de sessão estabelecer, gerenciar e encerrar sessões entre aplicativos. Isso inclui iniciar, encerrar e ressincronizar dois computadores que estão tendo uma “sessão de comunicação”. Essa camada interage (ou tem interface) com as camadas de Apresentação e de Transporte, e coordenará os aplicativos enquanto eles interagirem entre dois computadores (origem e destino). Trabalha, portanto, com o controle de comunicação de “dados”.

FIGURA 3.9 – CAMADA DE SESSÃO

Além da regulamentação básica das sessões, a Camada de Sessão oferece recursos para a transferência eficiente de dados, classe de serviço e relatórios de exceção de problemas das camadas de Sessão, de Apresentação e de Aplicação. As comunicações de dados trafegam em redes comutadas por pacotes, diferentemente de ligações telefônicas, que trafegam em redes comutadas por circuitos.

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A comunicação entre dois computadores envolve muitas outras “conversas”, garantindo, assim, que dois computadores possam se comunicar com eficiência. Uma exigência dessas “conversas” é que cada computador execute duas funções: solicitar serviço, como um cliente, e responder com o serviço, como um servidor. A determinação da função que eles vão executar em um momento específico é chamada de controle de diálogo e consiste basicamente em garantir o controle da conversação a quem deve transmitir em cada momento. A Camada de Sessão tem vários protocolos importantes, como por exemplo:

NFS (Network File System) é um conjunto de protocolos para sistema de arquivos distribuídos, desenvolvido pela Sun Microsystems, que permite o o de arquivo remoto pela rede;

SQL (Structured Query Language) é uma linguagem de pesquisa declarativa para banco de dados relacional;

RPC (Remote-Procedure Call), fundamento tecnológico da computação cliente/servidor, consiste em procedimentos criados ou especificados pelos clientes e executados nos servidores, com os resultados retornados pela rede para os clientes;

Sistema X-Windows é um sistema de janelas e gráficos distribuído, transparente para a rede, independente de dispositivos e multitarefa, desenvolvido originalmente por MIT para a comunicação entre terminais X e estações de trabalho UNIX;

AppleTalk Session Protocol (ASP) e Digital Network Architecture Session Control Protocol (DNA S). O DNA (Digital Network Architecture) é uma arquitetura de rede desenvolvida pela Digital Equipment Corporation. Os produtos que incorporam o DNA (incluindo os protocolos de comunicações) são coletivamente conhecidos como DECnet.

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Camada de transporte QoS (Quality of Service) é um parâmetro que garante uma compatibilidade da rede em função dos serviços (transmissão de voz, dados e imagens) que estão sendo utilizados.

O termo “qualidade de serviço”, ou QOS, é freqüentemente usado para descrever a finalidade dessa camada. As suas responsabilidades principais são transportar e regular o fluxo de informações da origem até o destino, de forma confiável e precisa. O controle ponto a ponto, fornecido pelas janelas móveis, e a confiabilidade nos números de seqüência e nas confirmações são suas funções principais (conforme já foi visto em Redes de Computadores I).

FIGURA 3.10 – CAMADA DE TRANSPORTE

Para entender a confiabilidade e o controle de fluxo, imagine um aluno que estuda um idioma estrangeiro durante um ano. Agora, imagine que ele visita o país onde o idioma é falado. Na conversação, ele poderá pedir que todos repitam as palavras (para fins de confiabilidade) e que falem mais pausadamente para que ele possa entender as palavras (controle de fluxo). Assim ocorre também nas redes de computadores; se a informação recebida não estiver correta, é solicitada uma retransmissão (confiabilidade); se a transmissão estiver mais rápida que a recepção é solicitada uma redução de velocidade (controle de fluxo) para manter a comunicação eficiente.

A Camada de Transporte interage com a Camada de Sessão, recebendo “dados”, dividindo-os em partes menores para ar para a Camada de Rede sob o formato de “segmentos”. No destino, a Camada de Transporte recebe estes “segmentos” de sua 92


Camada de Rede, organiza-os adequadamente para recompor o formato original, e rea os “dados” para a sua Camada de Sessão. Enquanto as camadas de Aplicação, de Apresentação e de Sessão estão relacionadas a problemas de aplicativos, as quatro camadas inferiores estão relacionadas a problemas de transporte de dados.

A Camada de Transporte fornece um serviço de transporte de dados que isola as camadas superiores de detalhes de implementação de transporte. Fornecendo serviços de comunicação, essa camada estabelece, mantém e termina corretamente circuitos virtuais. Fornecendo serviço confiável, são usados o controle do fluxo de informações e a detecção e recuperação de erros de transporte.

Camada de rede A Camada de rede é uma camada complexa que fornece conectividade e seleção de caminhos entre dois sistemas computadores que podem estar localizados em redes geograficamente separadas.

FIGURA 3.11 – CAMADA DE REDE

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A Camada de Rede interage com a Camada de Transporte, recebendo “segmentos”, acrescentando a eles um cabeçalho e um trailer, específicos desta camada, e rea para a Camada de Enlace sob o formato de “pacotes”. No destino, a Camada de Rede recebe estes “pacotes” de sua Camada de Enlace, analisa o cabeçalho e o trailer, e rea os “segmentos” obtidos para a sua Camada de Transporte. O esquema de endereçamento da Camada de Rede é usado pelos dispositivos para determinar o destino dos dados à medida que eles se movem pelas redes. Os protocolos que não têm a Camada de Rede poderão ser usados apenas em pequenas redes internas. Esses protocolos normalmente usam apenas um nome (ou seja, endereço MAC) para identificar o computador em uma rede. O problema dessa abordagem é que, à medida que a rede cresce em tamanho, torna-se cada vez mais difícil organizar todos os nomes, como, por exemplo, certificar-se de que dois computadores não estão usando o mesmo nome. É exemplo desse tipo de protocolo mais simples o NetBIOS. NetBIOS (Network Basic Input/ Output System) – API (Application Programming Interface) usada por aplicativos em uma LAN da IBM para requisitar serviços de processos de rede do nível mais baixo. Esses serviços podem incluir estabelecimento e terminação de sessão e transferência de informações.

Os protocolos que am a Camada de Rede usam um esquema de endereçamento hierárquico que permite endereços exclusivos atravessarem os limites das redes (internetwork), tendo um método para encontrar um caminho para os dados trafegarem entre as redes, encontrando o destino de modo eficiente. A rede de telefone é um exemplo do uso de endereçamento hierárquico. O sistema telefônico usa um código de área que designa uma área geográfica para a primeira parada das chamadas. Os quatro dígitos seguintes representam uma outra regionalização, enquanto os dígitos finais individualizam o telefone de destino individual. Por exemplo: número de telefone (48) 3621– 6000 (48) – código de área da região litorânea de Santa Catarina 3621 – identifica uma área na região de Tubarão 6000 – individualiza o ramal principal da Unisul

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O esquema de endereçamento de rede deve permitir basicamente a identificação da rede e a individualização da estação, para funcionar nessa camada e permitir o tráfego de dados entre redes. Uma outra característica dessa camada é o uso de portas para permitir a existência simultânea de diferentes serviços entre um mesmo conjunto origem/destino.

Camada de enlace A camada de enlace fornece trânsito confiável de dados mediante um link físico. Fazendo isso, a Camada de Enlace trata do endereçamento físico (em oposição ao endereçamento lógico), da topologia de rede, do o à rede, da notificação de erro, da entrega ordenada de quadros e do controle de fluxo.

É um ponto de conexão. A comunicação numa rede IP se dá por meio de portas. Existem ao todo 65536 portas disponíveis para conexão em cada endereço IP. Algumas portas são de uso conhecido; por exemplo, a porta 80 é usada para o à web.

FIGURA 3.12 – CAMADA DE ENLACE

A Camada de Enlace vai interagir com a Camada de Rede; recebendo “pacotes”, acrescenta a eles um cabeçalho próprio e um trailer e os rea para a Camada Física sob o formato de “quadros”. No destino, a Camada de Enlace equivalente recebe estes “quadros” da Camada Física, analisa e retira o cabeçalho e o trailer, e rea os “pacotes” obtidos para a sua Camada de Rede.

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A Camada de Enlace tem quatro conceitos principais:

A mais alta das duas subcamadas de enlace de dados definida pelo IEEE e a o controle de erros, o controle de fluxo, o enquadramento e o endereçamento da subcamada MAC. O protocolo mais predominante é o IEEE 802.2, que inclui as variantes sem conexão e as orientadas à conexão. MAC (Media Access Control) é a mais baixa de duas subcamadas da camada de enlace definida pela IEEE e lida com o o a meios compartilhados.

comunica-se com as camadas de nível superior por meio do Controle Lógico de Enlace (LLC – Logical Link Control);

usa uma convenção de endereçamento simples, sem hierarquia;

enquadramento (quadros) para organizar ou agrupar os dados;

Controle de o ao Meio (MAC) para escolher que computador transmitirá os dados binários, em um grupo em que todos os computadores estejam tentando transmitir ao mesmo tempo.

Todos os computadores têm uma forma exclusiva de se identificarem. Cada computador esteja ou não conectado a uma rede, tem um endereço físico. Não podemos encontrar dois endereços físicos iguais.

O endereço físico está localizada na placa de rede e é chamado de endereço de Controle de o ao Meio (ou endereço MAC).

Antes de sair da fábrica, o fabricante do hardware atribui um endereço físico a cada placa de rede. Esse endereço é programado em um chip na placa de rede. Como o endereço MAC está localizado na placa de rede, se a placa de rede fosse trocada em um computador, o endereço físico da estação mudaria para o novo endereço MAC. Na unidade 7 vamos tratar de endereçamento, físico e lógico, com mais detalhes.

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Camada física A função desta camada é transmitir fisicamente a informação, definindo as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e de procedimentos, para ativar, manter e desativar o link físico entre os pontos de origem e destino da comunicação.

FIGURA 3.13 – CAMADA FÍSICA

Na primeira unidade desta disciplina você estudou os meios físicos de condução da informação sob forma de energia, sejam eles guiados (fio metálico trançado – UTP, fibra ótica, etc.), ou não-guiados (wireless). É esta a camada responsável por receber da Camada de Enlace os “quadros” contendo informação e transforma-los em bits, colocando-os no meio físico escolhido. No destino, a Camada Física vai receber a informação em forma de bits e rear os mesmos, sob forma de “quadros”, para a Camada de Enlace. Visto a Camada Física, a figura 3.14 vai apresentar, de forma resumida, camada a camada, o funcionamento do processo de encapsulamento do modelo.

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FIGURA 3.14 – PROCESSO DE ENCAPSULAMENTO NAS CAMADAS OSI

Seção 3 – Arquitetura T/IP Embora o modelo de referência OSI seja universalmente reconhecido, o padrão de fato, técnico e histórico da internet é o Transmission Control Protocol/Internet Protocol (T/IP). A arquitetura T/IP torna possível a comunicação de dados entre dois computadores quaisquer, em qualquer parte do mundo, praticamente à velocidade da luz.

Mas como surgiu esse modelo? Qual sua origem?

DoD (Department of Defense) é uma organização do governo dos Estados Unidos responsável pela defesa nacional. O DoD tem financiado freqüentemente o desenvolvimento de protocolos de comunicação.

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O Departamento de Defesa dos Estados Unidos (DoD) necessitava de uma rede que pudesse sobreviver a qualquer condição, mesmo a uma guerra nuclear. Ou seja, imagine um mundo em guerra em que a comunicação corre o risco de ser interrompida, especialmente a comunicação de dados. Uma vez que os equipamentos de origem e destino estivessem


funcionando, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos necessitava que a conexão entre elas ocorresse, mesmo que algumas máquinas ou interligações intermediárias estivessem fora de operação. Foi esse complexo problema de projeto que levou à criação do modelo T/IP e que se tornou, desde então, o padrão no qual a Internet se desenvolveu.

Enquanto o modelo OSI é um modelo de referência, voltado para análise, estudo e desenvolvimento, o modelo T/IP é um padrão de fato, efetivamente implantado, sobre o qual a Internet funciona. Mais que um modelo é uma arquitetura de protocolos.

Para que um protocolo possa se tornar um padrão do conjunto de protocolos do T/IP Internet Protocol Suíte, deve ar por um processo conhecido como RFC (Request for Comments). No mecanismo de RFC, cada proposta de protocolo é apresentada em um documento com o esclarecimento detalhado de toda a idéia básica do protocolo e recebe um número de identificação. O documento é comentado pela comunidade e, após ter ado por testes durante quatro meses em dois ambientes computacionais independentes, pode ser aceito como padrão no IETF (Internet Engineering Task Force).

Se formos fazer uma analogia do sistema de comunicação de dados por pacotes do T/IP (comutação de pacotes), a melhor opção é o sistema postal. O sistema telefônico necessita estabelecer uma conexão entre a origem e o destino (conexão) para que a comunicação aconteça (comutação de circuitos). No sistema postal a informação é colocada em envelopes, ou “pacotes”, e segue até o destino. Tal como o sistema postal, podem ocorrer perdas de pacotes, mas a confiabilidade da entrega no sistema é muito grande.

O modelo T/IP tem quatro camadas: a Camada de Aplicação, a Camada de Transporte, a Camada de Internet e a Camada de o à Rede, conforme se observa na figura 3.15.

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Importante: apesar de algumas camadas do modelo T/IP terem o mesmo nome das camadas do modelo OSI, deve-se ter cuidado de não confundir as mesmas.

FIGURA 3.15 – MODELO T/IP

Camada de aplicação Os projetistas do T/IP, ao observarem que as camadas de Apresentação e de Sessão do modelo OSI são pouco usadas na maioria das aplicações, decidiram que a Camada de Aplicação desse modelo deveria incluir os detalhes das mesmas, tratando de protocolos de alto nível, como: questões de representação, codificação e controle de diálogo. O T/IP combina todas as questões relacionadas a aplicações em uma camada e garante que esses dados estejam empacotados corretamente para a próxima camada. Nesta camada temos um conjunto de protocolos que solicitam à Camada de Transporte serviços orientados à conexão e não-orientados à conexão. Os serviços orientados à conexão têm no T (Transmission Control Protocol) o e à aplicação de maneira confiável, e podemos citar:

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FTP (File Transfer Protocol) – é uma forma bastante rápida e versátil de transferir arquivos na internet. É um Protocolo para Transferência de Arquivos que opera normalmente nas portas 20 e 21 e é definido na RFC 959.

HTTP (HyperText Transfer Protocol) – é um protocolo utilizado para transferência de dados de hipermídia (imagens, sons e textos) na World Wide Web. Funciona normalmente na porta 80.


SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – é o protocolo para troca eletrônica de mensagens (e-mail) entre computadores através da internet. Trabalha normalmente na porta 25 e é padronizado pelas RFCs 821 e 822.

Telnet – protocolo que provê a facilidade de emulação de terminais entre diferentes sistemas remotos.

RPC (Remote-Procedure Call) – fundamento tecnológico da computação cliente/servidor. São chamadas de procedimentos remotos, criadas ou especificadas pelos clientes e executadas nos servidores, com os resultados retornados pela rede para os clientes. Este protocolo pode solicitar serviços ao T (orientado à conexão) ou ao UDP (não orientado à conexão).

DNS (Domain Name System) – é um sistema de gerenciamento de nomes hierárquico e distribuído operando segundo duas definições: a primeira é examinar e atualizar seu banco de dados e a segunda é traduzir nomes de servidores em endereços de rede. O DNS utiliza o protocolo T (porta 53) para requerer uma transferência confiável de uma grande quantidade de informações para sua tabela entre servidores DNS. Opera também com o protocolo UDP.

Os serviços não-orientados à conexão têm no UDP ( Datagram Protocol) o e à aplicação e podemos citar como principais:

DNS (Domain Name System) – conforme citado acima, é um sistema de gerenciamento e resolução de nomes e que utiliza o protocolo UDP (também na porta 53) na consulta de um cliente (máquina local). Opera também com o protocolo T.

SNMP (Simple Network Management Protocol) – é um protocolo de gerência de redes. Em função da importância deste aspecto foi apresentado um modelo que possui quatro componentes de gerenciamento: os nós gerenciados, as estações de gerenciamento, as informações de gerenciamento (MIB – Management Information Base) e o protocolo de gerenciamento.

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O SNMP fornece um meio de monitorar e controlar dispositivos de rede e alterar configurações, coleção de estatísticas, desempenho e segurança.

BOOTP (Bootstrap Protocol) – protocolo usado por um nó de rede para determinar o endereço IP de suas interfaces Ethernet, para afetar a inicialização de rede. É descrito na RFC-951.

DH (Dynamic Host Configuration Protocol) – tem por função a atribuição automática de informações (entre as quais o endereço IP) ao cliente. É uma extensão do BOOTP.

RPC (Remote-Procedure Call) – conforme visto anteriormente, este protocolo pode solicitar serviços ao T (orientado à conexão) ou ao UDP (não orientado à conexão).

NFS (Network File System) – um conjunto de protocolos para sistema de arquivos distribuídos desenvolvido pela Sun Microsystems que permite o o de arquivo remoto pela rede.

Na analogia com o sistema postal, é nesta camada que a informação é preparada para ser enviada, a carta é escrita ou, ainda, o conteúdo do pacote é definido. A camada de aplicação define se o nosso pacote vai ter conteúdo web, e-mail, ftp, etc.

Camada de transporte A finalidade da Camada de Transporte é permitir que a comunicação seja mantida entre a origem e o destino. Significa que segmentos da Camada de Transporte trafegam entre dois hosts ou estações para confirmar que a conexão existe, logicamente, durante um certo período – isso é conhecido como comutação de pacotes.

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Um Host é um computador ou estação de trabalho em uma rede. Semelhante ao componente nó, exceto que host usualmente implica um sistema de computador, enquanto que nó geralmente se aplica a um sistema em rede, inclusive com servidores de o e roteadores.

Essa camada recebe os dados da Camada de Aplicação e os divide em segmentos para, então, rear à Camada de Internet. Outra característica da camada de transporte é a existência de números de porta, facilidade esta que permite a um único endereço IP oferecer diferentes serviços Internet. Para tal, dois protocolos são definidos: o Transmission Control Protocol (T) e o Datagram Protocol (UDP). Estes dois protocolos já foram vistos, inclusive com o formato de seu datagrama e o conceito de portas, na disciplina Redes de Computadores I.

Datagrama é um agrupamento lógico de informações enviado como unidade da camada de rede sobre um meio de transmissão, sem primeiro estabelecer um circuito virtual. Os datagramas IP são as principais unidades de informação na internet. Os termos quadro, mensagem, pacote e segmento também são usados para descrever agrupamentos lógicos de informações, em várias camadas do modelo de referência OSI e em vários círculos de tecnologia.

“Orientado para conexões” não significa que existe um circuito entre os computadores que se comunicam (o que poderia ser confundido com comutação de circuitos), o caminho estabelecido é virtual.

Transmission Control Protocol (T) é um protocolo orientado para conexões; é confiável e permite a entrega dos pacotes sem erros na informação. Mantém um diálogo entre a origem e o destino, cuidando do controle de fluxo para evitar que um transmissor rápido sobrecarregue um receptor lento com um volume maior de informações do que ele pode processar. Os procedimentos de janelamento e handshake triplo também já foram estudados anteriormente em Redes I, e não voltaremos mais a eles.

Janelamento é um processo que determina o número de octetos que o receptor deseja receber.

Datagram Protocol (UDP) – trata-se de um protocolo sem conexão e não-confiável, destinado a aplicações que não requerem controle de fluxo nem Unidade 3

Handshake é uma seqüência de mensagens trocadas entre dois ou mais dispositivos de rede para assegurar a sincronização da transmissão.

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manutenção da seqüência de mensagens enviadas e que fornecem seus próprios recursos para tal. Possui ampla utilização em consultas e aplicações, nas quais a velocidade de entrega das informações é mais importante do que a entrega precisa (VoIP, por exemplo). VoIP (Voice over IP) é a tecnologia que permite a transmissão de voz por meio da infra-estrutura da Internet (protocolo IP).

Como fica a analogia com o serviço postal?

Nessa camada a informação é empacotada (colocada dentro de um envelope ou de um pacote). Caso seja necessário garantia que a informação chegue ao destino, é possível mandar nosso pacote de modo “registrado” (usando o T que é “orientado” a conexão). Se for um pacote com informação menos crítica, podemos usar o envio normal (ou UDP).

Camada de Internet A finalidade da Camada de Internet é enviar pacotes da origem de qualquer rede na internetwork e fazê-los chegar ao destino, independentemente do caminho e das redes que percorram para chegar lá. O protocolo específico que governa essa camada é chamado Internet Protocol (IP). A determinação do melhor caminho que o pacote deve seguir até o destino é chamada de roteamento (você verá mais sobre roteamento nas próximas unidades), e a conseqüente comutação dos pacotes acontece nesta camada. A Camada de Internet recebe os segmentos da Camada de Transporte, os encapsula em pacotes e os rea à Camada de o à Rede.

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Voltando para o sistema postal. Quando você envia uma carta, você não sabe como ela vai chegar ao seu destino (existem várias rotas ou caminhos possíveis), mas o que realmente importa é que ela chegue lá. A Camada Internet é a responsável pela escolha do melhor caminho para o nosso pacote chegar ao destino. Se o nosso pacote no sistema postal sai de Florianópolis com destino a Curitiba e acontece um acidente interrompendo o trajeto na BR376, essa camada deve encontrar um caminho alternativo (desviando o trajeto por ville – Rio Negro – Curitiba, por exemplo) para que o pacote efetivamente alcance o destino (Curitiba).

Para que o encaminhamento de pacotes possa ocorrer, é fundamental também o endereçamento correto (também responsabilidade dessa camada). Esse endereçamento é hierárquico e vai permitir, primeiro, a localização da rede de destino; alcançada esta rede, a entrega ao host de destino (que possui endereço único na rede) acontece facilmente.

No sistema postal usado na analogia, um determinado endereço (César Waintuch, rua Teodoro Makiolka, nº 4.510, CEP 82710-000 – Barreirinha – Curitiba – Paraná – Brasil) é único e também hierárquico. No Brasil, existe apenas um estado chamado Paraná, que possui apenas uma cidade chamada Curitiba, que possui apenas um bairro chamado Barreirinha, com apenas uma rua de nome Teodoro Makiolka, que possui apenas uma casa com o número 4.510, onde mora apenas um Sr. César Waintuch.

Tal como o sistema postal, cada pacote tem, além do endereço de destino, o endereço de origem (remetente) para que possa ser enviada uma resposta ou mesmo ocorrer alguma notificação em caso de problemas. Estes endereços IP (origem e destino) fazem parte do datagrama IP, já apresentado em Redes de Computadores I, na unidade 4. Vale um esclarecimento adicional sobre o IP: ele é considerado um protocolo não-confiável, ou seja, trata-se de um protocolo que não realiza a verificação e correção de erros. Essa função é

Unidade 3

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realizada pelos protocolos de camadas superiores, as camadas de Transporte ou de Aplicação.

Camada de o à Rede O significado do nome dessa camada é muito amplo e um pouco confuso, e alguns autores a referenciam como Camada HostRede. É a camada que se relaciona a tudo aquilo que um pacote IP necessita para realmente estabelecer uma ligação física e, depois, estabelecer outro ligação física no ponto de destino. Isso inclui detalhes de tecnologia de LAN e WAN e todos os detalhes abordados na Camada Física e na de Enlace do OSI. A Camada de o à Rede define os procedimentos para estabelecer uma interface com o hardware de rede e para ar o meio de transmissão, de modo que drivers de aplicativos de placas de modem e de outros dispositivos nela operem. Devido a uma complexa interação entre as especificações de hardware, software e meios de transmissão, há muitos protocolos em operação nesta camada. Isso pode causar confusão para os usuários. A maioria dos protocolos reconhecíveis opera nas camadas de transporte e de Internet do modelo T/IP. As funções da camada de o à rede incluem o mapeamento de endereços IP para endereços físicos de hardware (endereços MAC) e o encapsulamento de pacotes IP em quadros. Com base no tipo de hardware e na interface de rede, a camada de o à rede define a conexão com os meios físicos da rede. Um bom exemplo de configuração da camada de o à rede é a de um sistema Windows usando uma placa de rede. Em função da funcionalidade PnP (Plug and Play), a placa de rede é detectada automaticamente pelo sistema operacional, e os drivers adequados acabam sendo instalados (se tudo der certo não é?).

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A figura 3.16 apresenta a equivalência entre as camadas do modelo OSI e do modelo T/IP, reforçando que, enquanto o primeiro é um modelo de referência, o T/IP é um padrão de fato.

FIGURA 3.16 – COMPARAÇÃO DOS MODELOS OSI E T/IP

É importante, ainda, reforçar que, enquanto o modelo OSI é uma referência para o estudo das redes e seu funcionamento, o modelo T/IP é o padrão de fato. Ao longo deste livro as referências sempre serão feitas em relação ao modelo de referência OSI

Síntese O modelo de referência OSI se apresenta em sete camadas: Aplicação, Apresentação, Sessão, Transporte, Rede, Enlace de Dados e Física. A Camada de Aplicação é a camada OSI mais próxima do usuário; ela fornece serviços de rede aos aplicativos do usuário (programas de planilhas, os programas de processamento de texto e os programas de terminal bancário, por exemplo). Para definir em poucas palavras esta camada, pense em navegadores.

Unidade 3

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A Camada de Apresentação realiza a conversão de vários formatos de dados usando um formato comum. Se você quiser pensar nesta camada com o mínimo de palavras, pense em um formato de dados comum. A Camada de Sessão, como está implícito no nome, estabelece, gerencia e termina sessões entre dois hosts que se comunicam. Para definir em poucas palavras a camada de sessão, pense em diálogos e conversações. A Camada de Transporte segmenta os dados do sistema host que está enviando e monta os dados novamente em uma seqüência de dados, no sistema host que está recebendo. A Camada de Rede é uma camada complexa que fornece conectividade e seleção de caminhos entre dois sistemas hosts que podem estar localizados em redes geograficamente separadas. Se você desejar lembrar desta camada com o menor número de palavras possível, pense em seleção de caminhos, roteamento e endereçamento. A Camada de Enlace fornece trânsito confiável de dados por meio de um link físico. Se você desejar se lembrar da Camada de Enlace com o mínimo de palavras possível, pense em quadros e controle de o ao meio. A Camada Física define as especificações elétricas, mecânicas, funcionais e de procedimentos para ativar, manter e desativar o link físico entre sistemas finais. Para definir em poucas palavras a Camada Física pense em sinais e meios. O modelo T/IP é dividido em apenas quatro camadas: Aplicação, Transporte, Internet e o ao Meio. A Camada de Aplicação corresponde às camadas de Aplicação, Apresentação e Sessão do modelo OSI e é onde atua um grande conjunto de protocolos: FTP, HTTP, SMTP, telnet, RPC, DNS, SNMP, BOOTP, DH, NFS, etc.

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A Camada de Transporte equivale à camada de mesmo nome do modelo OSI e apresenta o protocolo T (orientado à conexão e confiável) e o UDP (mais simples e rápido na entrega dos pacotes, porém não confiável). A Camada de Internet equivale à Camada de Rede do modelo OSI e apresenta o protocolo IP. Nesta camada ocorre o endereçamento e a escolha do melhor caminho para os pacotes chegarem ao destino. A camada de o ao Meio engloba as camadas de Enlace de Dados e Física do modelo OSI e apresenta a forma como o software vai se relacionar com o hardware de rede.

Atividades de auto-avaliação 1. Qual das camadas do modelo OSI fornece conectividade e seleção de caminhos entre dois sistemas em que ocorre roteamento de pacotes? ( ) Física

( ) Enlace

( ) Rede

( ) Transporte

( ) Aplicação

2. Qual das camadas do modelo OSI é responsável pela comunicação entre dois pontos, garantindo a entrega dos pacotes? ( ) Física

( ) Enlace

( ) Rede

( ) Transporte

( ) Aplicação

Unidade 3

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3. Descreva 5 (cinco) protocolos da Camada de Aplicação do modelo T/ IP que usam o UDP como protocolo básico:

4. Quais são os dois protocolos da Camada de Transporte do T/IP? Apresente as principais diferenças entre eles.

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5. No processo de encapsulamento de dados, qual o nome da unidade de dados na Camada de Transporte? ( ) Dados

( ) Quadro

( ) Pacote

( ) Segmento

( ) Bits

6. Descreva a Camada de Apresentação do modelo de referência OSI:

7. Quais as principais diferenças entre o modelo de referência OSI e o T/IP?

Unidade 3

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Saiba mais Para obter mais informações sobre os conteúdos abordados nesta unidade, visite:

Padrões e links interessantes sobre redes de computadores

Internet Engineering Task Force

Informações abrangentes sobre Internet e seus principais protocolos

Diferentes Protocolos de Rede

WWW Consortium

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UNIDADE 4

Dispositivos de redes LAN Objetivos de aprendizagem

Caracterizar as redes e seus componentes físicos.

Apresentar suas funções e sua aplicação visando à otimização do uso de seus recursos.

Seções de estudo Seção 1 Terminologia de rede. Seção 2 Topologias LAN. Seção 3 Principais dispositivos de rede.

4


Para início de conversa

Acrônimo é o agrupamento das iniciais de várias palavras, como o caso de GNR para Guarda Nacional Republicana, formando uma abreviação geralmente pronunciável.

Até este momento você viu que, na área de redes, existe um vocabulário próprio. São palavras específicas, acrônimos ou siglas, com um significado todo próprio. Razão essa que motivou inclusive a inclusão de um glossário específico ao final do livro. Nesta unidade você verá a terminologia empregada nas redes de computadores e suas diferentes classificações (segundo sua abrangência geográfica, sua topologia e mesmo segundo sua tecnologia). Observe que o processo de classificação é relativamente subjetivo, não existem limites muito bem definidos para o enquadramento das redes, especialmente em relação à sua abrangência geográfica. O bom senso ajudará bastante neste estudo. Em função de sua maciça participação no mercado, a tecnologia Ethernet e suas variantes mais recentes e rápidas (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet) receberão especial atenção, sobretudo por ocasião do estudo dos principais dispositivos de rede. É importante você ter a clareza de que esse assunto não se esgota aqui. A busca de informação adicional facilitará o seu processo de aprendizagem.

Seção 1 – Terminologia de rede Em Redes de Computadores I, especificamente na Unidade 5, você viu os principais tipos de rede, segundo a sua abrangência geográfica. Veja novamente estes tipos:

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LAN (Local Area Network) – são aquelas redes com área de abrangência geográfica limitada (geralmente até 1.000 m) e que operam com uma largura de banda mais alta.


MAN (Metropolitan Area Network) – são as redes de abrangência maior, normalmente cobrindo a área de uma cidade (com suas distâncias intermediárias entre uma LAN e uma WAN).

WAN (Wide Area Network) – são aquelas de maior abrangência geográfica, que interligam pontos entre cidades ou mesmo entre países. Em função da maior distância entre os pontos, a largura de banda acaba sendo menor, principalmente devido ao custo da informação trafegada.

Em função de gradativa popularização das redes de computadores, devemos ainda acrescentar a essa relação de tipologia as redes tipo PAN (Personal Area Network), compostas de dispositivos que se comunicam em curtas distâncias (até 10 m) e geralmente baseadas em bluetooth ou infravermelho.

O que é bluetooth? É uma tecnologia de transmissão de dados que permite a criação de PAN (Personal Area Networks), facilitando aos usuários a transmissão de dados a uma velocidade de 1Mbps, a uma distância de até 10 metros na freqüência de 2,4 GHz. A tecnologia pode ser implantada em eletroeletrônicos, celulares, smartphones e outros dispositivos móveis.

Um exemplo possível de aplicação da tecnologia bluetooth está presente nos celulares. Você se lembra de um comercial de TV no qual o protagonista ao entrar no carro consegue continuar falando com sua namorada pelo seu celular? Ele larga o telefone sobre um dos bancos e consegue conversar, pois utiliza recursos do carro que se comunicam com o aparelho celular via bluetooth. As redes PAN são, muito freqüentemente, chamadas de WPAN (Wireless Personal Area Network) e são padronizadas pelo grupo de trabalho 802.15 do IEEE. Outra modalidade de rede que vem crescendo em importância é a do tipo SAN (Storage Area Network). Trata-se de uma rede de propósito especial de alta velocidade que conecta diferentes Unidade 4

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dispositivos de armazenamento de dados a servidores. As redes SAN podem oferecer recursos de armazenamento para backup e arquivamento para localidades múltiplas e remotas. Temos ainda as WLAN (Wireless Local Area Network), redes locais sem fio que utilizam sinais de rádio ou infravermelho para enviar os pacotes de dados por meio do ar. Talvez seja o tipo que esteja se popularizando mais rapidamente, principalmente pela proliferação de serviços oferecidos usando essa tecnologia. Aeroportos, cafés, restaurantes e hotéis comumente já oferecem serviços de hot-spots, ou seja, são pontos de o público que distribuem o sinal wireless. Em função de sua importância em relação ao nosso tema, voltaremos a este assunto em uma unidade específica. As WLAN são normatizadas pelo grupo 802.11 do IEEE. Existem ainda as WMAN (Wireless Metropolitan Area Network), que também são um tipo de rede sem fio que utilizam os sinais de rádio para a sua comunicação. Diferenciam-se das WLANs por sua maior área de abrangência e por não serem tão sensíveis a obstáculos no seu caminho. São normatizadas pelo comitê 802.16 do IEEE.

Quando as redes locais aumentam de tamanho e necessitase de segurança e melhor desempenho, é possível usar as VLAN (Virtual Local Area Networks). Em uma única infraestrutura física de rede podem-se implementar redes locais independentes, agrupando usuários com interesse em comum, mas geograficamente dispersos. Pela VLAN (recurso disponível em alguns dispositivos de rede), pode-se “segmentar” a rede de modo que todos os usuários do setor contábil fiquem em determinada VLAN, com

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endereçamento de rede específico, enquanto que os usuários do setor istrativo ficam, em outra VLAN, com endereçamento IP de outra rede. Desse modo, além de aumentar a quantidade de domínios de colisão (veremos logo adiante), o fato de os usuários de uma rede não “enxergarem” os usuários da outra rede aumenta a segurança da rede local.

As redes SAN, WLAN, WMAN e VLAN se apresentam de modo diferente das demais apresentadas até agora, pois não estão relacionadas com a área de abrangência da rede, mas sim com uma aplicação um pouco diferenciada do conceito básico de rede de computadores.

— É importante agora a distinção entre os termos “internet” e “Internet”. Você pode estar se perguntado: “mas não é a mesma coisa?” Não, não é não. Acompanhe o conteúdo a seguir! Quando a palavra “internet” (com o “i” minúsculo) é mencionada, está em questão a referência à idéia da interligação de redes (inter + net/rede), enquanto o termo “Internet” (com o “I” maiúsculo) refere-se especificamente à grande rede mundial, que justamente conecta as diferentes redes locais existentes. Ficou claro?

Por exemplo, quando a rede acadêmica (destinada ao uso pelos alunos) está interligada com a rede corporativa (destinada ao uso istrativo), temos uma “internet”. Quando essas duas redes estão interligadas à rede mundial de computadores, temos uma interligação à “Internet”.

Com o surgimento da Internet surgiu também a intranet, que é basicamente uma rede interna de informações nas empresas, nos moldes da Internet e que precisa distribuir informações de forma restrita aos usuários internos autorizados. Depois veio ainda a extranet, que é parte de uma intranet e que oferece livre o para os clientes autorizados, empresas associadas, etc. Ao contrário

Unidade 4

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do que uma internet oferece, os dados contidos na extranet destinam-se a um público bem específico, geralmente externo à organização. Ao se falar em Internet, intranet e extranet, deve-se mencionar igualmente a VPN (Virtual Private Network). Trata-se de uma rede particular que é construída dentro de uma infra-estrutura de rede pública, como a Internet global, para uso exclusivo de certos usuários de uma determinada empresa, para que se conectem a ela de qualquer parte do mundo. Ao usar uma VPN, um cliente remoto pode ar a rede da matriz da empresa por meio da Internet, criando um túnel seguro entre o PC do usuário e a rede na matriz. As VPNs mantêm as mesmas diretivas de segurança e gerenciamento de uma rede particular. Apresentam o método mais econômico e seguro no estabelecimento de uma conexão ponto a ponto entre usuários remotos e uma rede.

Seção 2 – Topologias LAN Conforme você viu em Redes de Computadores I, as redes LAN, de acordo com a tecnologia empregada, também podem ser classificadas segundo sua topologia física. Veja, a seguir, os possíveis tipos de topologia.

É uma rede local de agem por token desenvolvida pela IBM que também lhe dá e. A Token Ring opera a 4 ou 16 Mbps sobre uma topologia em anel. É padronizada pelo grupo IEEE 802.5 da IEEE.

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Topologia em anel Um cabo conecta o primeiro computador ao segundo, outro cabo conecta esse ao terceiro e assim por diante, até que o último computador se conecte ao primeiro fechando o anel, conforme pode ser observado na Figura 4.1. As redes Token-ring empregam essa topologia, que não é comercialmente muito adotada nos dias atuais.


FIGURA 4.1 – TOPOLOGIA EM ANEL

É dita determinística, pois a informação é sistematicamente ada de computador a computador dentro do anel até chegar ao computador destino.

Topologia em barramento Consiste basicamente de um cabo longo ao qual os computadores se conectam, conforme apresentado na Figura 4.2. O que um computador transmite é recebido por todos os demais. Trata-se de topologia não-determinística.

FIGURA 4.2 – TOPOLOGIA EM BARRAMENTO

Unidade 4

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Topologia em estrela Nessa topologia todos os computadores estão ligados a um nó central, conforme observado na Figura 4.3. Tal como na topologia de barramento, trata-se de topologia nãodeterminística.

FIGURA 4.3 – TOPOLOGIA EM ESTRELA

Topologia em estrela estendida Uma variante da topologia em estrela é a topologia em estrela estendida (não-determinística) que, em vez de conectar todos os computadores a um único nó central, conecta os computadores a nós interligados a um nó central, conforme se observa na figura a seguir.

FIGURA 4.4 – TOPOLOGIA EM ESTRELA ESTENDIDA

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Topologia hierárquica Uma topologia variante da estrela estendida é topologia hierárquica, na qual existe uma hierarquia entre os nós de interligação dos computadores, conforme se observa na Figura 4.5. Não é uma topologia comumente empregada no diaa-dia das redes e trata-se mais uma vez de topologia nãodeterminística.

FIGURA 4.5 –TOPOLOGIA HIERÁRQUICA

Topologia em malha Adicionalmente temos essa topologia, que é usada nos locais em que se necessita de uma grande confiabilidade na interligação dos nós da rede, que estão interligados a todos os demais da rede, conforme se observa na Figura 4.6. Face à quantidade de interligações necessárias, não é muito comumente empregada e trata-se também de uma topologia não-determinística.

FIGURA 4.6 – TOPOLOGIA EM MALHA

Com uma participação de mercado estimada em mais de 80%, a Ethernet (e suas variantes mais novas e velozes, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet) é atualmente o padrão

Unidade 4

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número 1 no mercado mundial de redes de comunicação, especialmente as LANs. Por esse motivo será objeto de estudo mais específico no decorrer desta disciplina. A Ethernet pode usar as topologias não-determinísticas em barramento e em estrela, conforme apresentado nas figuras a seguir. Observe que, na Figura 4.7, é representada a topologia física em barramento e, na Figura 4.8, é representada uma topologia física em estrela.

FIGURA 4.8 – BARRAMENTO COM CABO UTP EM ESTRELA

FIGURA 4.8 – BARRAMENTO COM CABO UTP EM ESTRELA

A topologia em barramento com cabo coaxial fino é apresentada mais para fins de fi xação do conceito, pois sua utilização vem diminuindo cada vez mais, seja pelos problemas apresentados, seja pela baixa largura de banda apresentada (10 Mbps).

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— Lembre-se de que você já viu esse assunto na Unidade 1 deste livro didático. Isso aconteceu quando você estudou os meios físicos. Agora, você é convidado a se lembrar das topologias física e lógica, que já foram estudadas na disciplina de Redes de Computadores I, na Unidade 6. Vamos prosseguir, então?

Seção 3 – Principais dispositivos de rede Esta seção tratará dos dispositivos de rede. Inicialmente, preste atenção à sua definição: Dispositivos de usuário são todos aqueles próprios para que o usuário final possa tratar e armazenar informações eletronicamente. Podemos citar os computadores de uso pessoal (PC, MAC, notebooks), servidores de arquivos, impressoras de rede, scanners, etc. Quando esses dispositivos de usuário são conectados à rede, muitas vezes são referenciados por hosts (ou estação) e am a ser também dispositivos de rede. Todos os equipamentos que se conectam a uma determinada rede, ou mesmo segmento de rede, são conhecidos como dispositivos de rede. Existem também os dispositivos de rede cuja utilização para o usuário final é, muitas vezes, transparente. O dispositivo está sendo utilizado, e o usuário nem sabe que ele está lá, mantendo a rede operacional, sendo que podemos citar os hubs, switches, repetidores, roteadores, etc.

Cada dispositivo de rede transporta um identificador exclusivo, denominado endereço de Controle de o ao Meio ou endereço MAC (Media Access Control).

Esse endereço é usado para controlar as comunicações de dados do host na rede.

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Conforme você viu anteriormente, em função do predomínio da Ethernet sobre as demais tecnologias, vamos dar ênfase a dispositivos relacionados a essa tecnologia.

Placa de rede

No intuito de serem mais flexíveis e expansíveis, os computadores, em sua maioria, dispõem de espaços livres – SLOT – para a instalação de cartões de dispositivos órios (MODEM DE COMUNICAÇÕES, FAX, PLACA DE vídeo, placa de som, etc).

Os hosts ou estações são fisicamente conectados aos meios de rede usando uma placa de rede (NIC – Network Interface Card), também conhecida como adaptador de rede. Trata-se de uma placa de circuito impresso que cabe no slot de expansão de um barramento em uma placa-mãe do computador, conforme pode ser observado na figura a seguir.

FIGURA 4.9 – PLACA DE REDE PCI

As placas de rede dos computadores laptop ou notebook geralmente são do tamanho de uma placa PCMCIA, conforme se observa na figura a seguir.

FIGURA 4.10 – PLACA DE REDE PCMCIA

Em função do aumento da demanda por conexão desses equipamentos (microcomputadores e notebooks) em rede, esse dispositivo atualmente já vem integrado à placa-mãe dos 124


mesmos. Externamente observa-se apenas o conector para o cabo UTP RJ-45.

FIGURA 4.11 – PLACA-MÃE ATUAL

Modem Equipamento que tem como objetivo enviar dados entre dois pontos, por intermédio de uma linha telefônica. Os dados que são recebidos no modem por meio de uma porta serial sofrem uma MODulação (conversão do sinal digital para analógico) e, no destino, DEModulados, é recuperada a informação original. Não é propriamente um dispositivo de rede, mas em muitas situações é o equipamento responsável pela conexão a uma rede por o discado, ou mesmo por o dedicado.

Servidor de impressão As impressoras, quando colocadas diretamente em uma rede (não escravas de um microcomputador, mas sim ligadas a ele), utilizam um dispositivo chamado servidor de impressão (ou print server). Esse dispositivo pode ser interno, geralmente por meio de uma placa de expansão, ou externo, conforme se observa na figura a seguir.

FIGURA 4.12 – PRINT SERVER

Unidade 4

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O servidor de impressão possui, em sua estrutura, uma parte que realiza as funções da placa de rede (para fornecer conexão à rede) e outra parte, que fornece recursos para controlar os trabalhos de impressão submetidos à impressora conectada à rede por meio desse dispositivo. Os dispositivos de rede proporcionam transporte para os dados que precisam ser transferidos entre os dispositivos de usuáriofinal. Proporcionam extensão de conexões de cabos, concentração de conexões, conversão de formatos de dados e gerenciamento de transferência de dados.

Repetidor É um dispositivo de rede usado para regenerar um sinal para que ele possa trafegar em segmentos adicionais de cabo, a fim de aumentar o alcance ou acoplar outros dispositivos ao segmento.

Saiba mais sobre o termo “repetidor” O termo “repetidor” tem sua origem nos primeiros tempos das comunicações a longa distância e descreve a situação na qual uma pessoa, em uma colina, repetia a mensagem que acabara de receber de uma pessoa da colina anterior. O processo se repetia até que essa mensagem chegasse ao seu destino. As comunicações por telégrafo, telefone, microondas e ópticas usam repetidores para fortalecer os sinais enviados a longas distâncias.

Os repetidores regeneram os sinais analógicos e digitais que foram distorcidos ou atenuados por perdas na transmissão, devido à atenuação. Um repetidor não realiza decisões inteligentes sobre o encaminhamento de pacotes, como um roteador ou uma bridge.

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Inicialmente foi muito usado nas redes em barramento com cabo coaxial, especialmente para aumentar a área coberta pela rede; hoje é bastante utilizado em ligações por fibra ótica para aumentar o alcance do sinal luminoso trafegado.

Hub Os hubs concentram conexões. Em outras palavras, juntam um grupo de hosts e permitem que a rede os veja como uma única unidade. Isso é feito ivamente, sem qualquer outro efeito na transmissão dos dados. Os hubs ativos não só concentram hosts ou estações, como também regeneram sinais. São muitas vezes chamados de repetidores multiportas. A Figura 4.13 apresenta visualmente um equipamento desse tipo.

FIGURA 4.13 – HUB

O hub da figura possui as portas de conexão RJ45 na sua parte traseira e, fisicamente, é idêntico a um switch. Apesar de concentrar todas as conexões em um único ponto, como a topologia estrela apresenta, por repetir o sinal em todas as portas proporciona o mesmo comportamento lógico de uma topologia em barramento. Esse fato apresenta o inconveniente de suscitar o efeito da colisão de pacotes. Na Ethernet, quando duas estações transmitem simultaneamente, os quadros acabam se encontrando no barramento, e esse impacto ou “colisão” acaba causando perda desses quadros e, conseqüente, necessidade de retransmissão do mesmo.

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Esse processo de retransmissão degrada o desempenho da rede. Cabe observar que, quanto mais dispositivos estiverem conectados aos hubs, maior a probabilidade de colisões, em função da disputa pelo meio físico para transmitir. Vamos ver as colisões com mais detalhes na próxima unidade. Como conseqüência dessa característica e da significativa diminuição dos preços dos switch, atualmente os hubs estão sendo substituídos por switches, com enormes vantagens para a rede local.

Bridge Também conhecida como ponte, como o próprio nome indica, é um dispositivo que proporciona conexão entre dois segmentos de uma rede. Às vezes é necessário dividir uma rede local grande em segmentos menores e mais fáceis de serem gerenciados. Isso diminui o tráfego em uma única rede local e pode estender a área geográfica para além do que uma única rede local pode ar.

A função da bridge é tomar decisões inteligentes sobre rear ou não os sinais para o próximo segmento de uma rede.

As bridges operam na camada de enlace (camada 2) do modelo de referência OSI e não só fazem conexões entre redes locais, como também verificam os dados para determinar se eles devem ou não cruzar a bridge. Isso faz com que cada parte da rede seja mais eficiente em função da redução do número de colisões. Em geral, uma bridge filtra, encaminha ou inunda um quadro entrante, com base no endereço MAC de destino desse quadro.

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Switch Switch ou comutador é, muitas vezes, descrito como uma bridge multiporta. Trata-se de um dispositivo de rede que envia informações com base no endereço de destino de cada quadro (endereço MAC) e que opera, a exemplo da bridge, na camada de enlace de dados do modelo OSI. O switch pode ver visualizado na Figura 4.14.

FIGURA 4.14 – SWITCH OU COMUTADOR

Tal como as bridges, os switches “aprendem” certas informações sobre os pacotes de dados que são recebidos de vários computadores na rede. Os comutadores usam essas informações para montar tabelas de encaminhamento, que são usadas para determinar o destino dos dados que estão sendo enviados por um computador a outro dentro da rede.

Eles não só podem determinar se os dados devem ou não permanecer em uma rede local, como também podem transferir os dados somente para a conexão que necessita daqueles dados.

Essa característica permite justamente separar a rede em diferentes segmentos, também chamados de domínios de colisão. Desse modo, a probabilidade de acontecerem colisões na transmissão é minimizada, e o uso da rede é otimizado. Portanto, o switch é um dispositivo que divide a rede em domínios de colisão. Nesses equipamentos é realizada a implementação das VLANs ou LANs virtuais, agrupam-se usuários por áreas de interesse e, mesmo que geograficamente distantes, pertencem à mesma VLAN, que está separada da VLAN de outro grupo de interesse. Unidade 4

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Roteadores Esses dispositivos possuem todas as capacidades apresentadas anteriormente, podem regenerar sinais, concentrar conexões múltiplas, converter formatos dos dados transmitidos e gerenciar as transferências de dados. Os roteadores são responsáveis pelo roteamento de pacotes de dados, desde a origem até o destino dentro da rede local, e pelo fornecimento de conectividade à WAN, o que permite conectar redes locais que estão separadas por longas distâncias.

FIGURA 4.15 – ROTEADORES

Não se preocupe neste momento com a questão do endereçamento, pois será abordado adiante, na Unidade 7.

Enquanto o switch comuta os pacotes com base no endereço da camada de enlace (camada 2), o roteador comuta os pacotes com base no endereço da camada de rede (camada 3). Além disso, é função dele a escolha do melhor caminho para a entrega dos pacotes. Quando da implementação de VLAN, necessitamos também do roteador (ou outro equipamento que execute essa tarefa) para permitir que o tráfego comum entre as diferentes VLAN aconteça normalmente.

Nuvem Não é propriamente um dispositivo de rede, mas é aqui apresentada por ser amplamente usada para representar uma determinada situação não conhecida.

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Para seu melhor entendimento, pense no seguinte: quando você está em sua estação de trabalho (seu computador pessoal, por exemplo) e a os servidores que armazenam o conteúdo didático da UnisulVirtual, você está usando a internet.

Surge o seguinte questionamento: por quais dispositivos de rede os pacotes de dados trafegam? Por quantos dispositivos eles am? Qual a forma de interligação desses dispositivos desconhecidos?

Para representar justamente essa situação desconhecida é utilizada a figura da nuvem, conforme se observa a seguir.

FIGURA 4.16 – NUVEM REPRESENTANDO A INTERNET

Agora que você já conhece os principais dispositivos de rede e suas características, está pronto para prosseguir e compreender melhor as redes de computadores. Na próxima unidade será visto com mais detalhes o funcionamento das redes Ethernet.

Unidade 4

131


Síntese Você viu, nesta unidade, que existem diferentes tipos de redes que podem ser classificadas de acordo com a abrangência geográfica. As LANs, ou redes locais, de menor área de cobertura, geralmente atendem um prédio ou conjunto de edificações próximas. As MANs, ou redes metropolitanas, cobrem uma área equivalente a uma cidade, enquanto que as WANs são responsáveis pelas ligações de maior distância, interligando cidades, Estados, países e até mesmo continentes. O menor tipo de rede é a PAN (Personal Area Network), com área de cobertura restrita a alguns metros, mas, em função principalmente do bluetooth, tende a crescer muito a sua utilização. A rede especialmente desenvolvida para oferecer a capacidade de armazenamento de dados em rede, não associados fisicamente a um servidor específico, é a rede SAN (Storage Area Network). Depois temos ainda as WLAN, redes locais sem fio, e as WMAN, redes metropolitanas sem fio. As VLAN, redes locais virtuais, são muito importantes para melhorar o desempenho e a segurança em redes de maior porte. As principais topologias de rede são barramento, estrela, estrela estendida, hierárquica, anel e completamente conectada. Os principais dispositivos de redes são as placas de redes ou NIC (PCI, PCMCIA ou onboard), modems, repetidores, hubs, bridges, switch ou comutadores e roteadores. Na próxima unidade vamos agregar aos conceitos vistos até o momento, características da tecnologia Ethernet e ar a compreender bem melhor o funcionamento das redes locais.

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Atividades de auto-avaliação 1. Apresente um conceito para o termo extranet.

2. Associe o tipo de rede com suas respectivas características. A – LAN (Local Area Network). B – MAN (Metropolitan Area Network). C – WAN (Wide Area Network). D – PAN (Personal Area Network). E – SAN (Storage Area Network). Características 1) ( ) Redes de pequena área de abrangência e geralmente baseadas em wireless. 2) ( ) Redes com área de abrangência que ultraa as distâncias entre os municípios. 3) ( ) Redes que atendem uma determinada localidade cujos pontos interligados são próximos. 4) ( ) Redes que fornecem armazenamento de dados para determinado conjunto de servidores. 5) ( ) Redes que interligam prédios espalhados pela cidade.

Unidade 4

133


3. Qual a função de um switch ou comutador em uma rede?

4. Cite cinco topologias de rede, descrevendo-as brevemente.

134



Animação do funcionamento de um roteador: .

Comitê do IEEE para redes LAN e WAM: .

Comitê do IEEE para redes WLAN: .

Comitê do IEEE para redes WPAN: .

Comitê do IEEE para redes WMAN: .

Comitê do IEEE para redes Ethernet: .

Comitê do IEEE para redes Token Ring: .

Grande variedade de informações sobre intranet: .

Storage Network Industry Association: .

Unidade 4

135

UNIDADE 5

Tecnologia Ethernet Objetivos de aprendizagem

Apresentar as principais características das redes Ethernet.

Verificar o funcionamento desta tecnologia de modo a otimizar sua utilização.

Seções de estudo Seção 1 Tecnologias Ethernet. Seção 2 CSMA/CD. Seção 3 Domínios de Colisão. Seção 4 Comutação Ethernet. Seção 5 Autonegociação de dispositivos de rede.

5


Para início de conversa Os tipos mais conhecidos de rede local são Token Ring, FDDI e Ethernet. As tecnologias específicas adotadas em cada uma delas são as seguintes:

Ethernet: possui topologia lógica em barramento (o fluxo de informações acontece em um barramento único e comum a todas as estações), e a topologia física mais usada é em estrela ou estrela estendida (o cabeamento se apresenta como uma estrela, saindo os fios de um ponto concentrador até as diferentes estações).

Token Ring: apresenta topologia lógica em anel (o fluxo das informações ocorre em um anel, em que o controle de o ao meio acontece mediante o envio de pacotes específicos de sinalização – chamados “token” –, de estação para estação) e uma topologia física em estrela.

FDDI: sua topologia lógica também é em anel, tal como no Token Ring. Sua topologia física é em anel duplo (o cabeamento também se apresenta desta forma).

Você já viu que a tecnologia Ethernet predomina com uma maciça participação no mercado de redes locais. Este predomínio de utilização faz com que a maior parte do tráfego Internet origine-se e termine em conexões Ethernet e, em função desta importância, vamos dedicar esta unidade a essa tecnologia. Sua velocidade de operação foi sendo gradativamente ampliada, acompanhando a demanda das aplicações por maior largura de banda. Aumentou de 10 Mbps para 100 Mbps (Fast Ethernet), depois para 1000 Mbps (Gigabit Ethernet) e está atualmente em 10 Gbps (10 Gigabit Ethernet). Essa evolução aconteceu em menos de uma década, mantendo a mesma estrutura de quadros em todas essas velocidades. PDU (Protocol Data Unit) – Unidade de Dados do Protocolo representa os diferentes tipos de encapsulamento que ocorrem na camada OSI.

138

— Você lembra que enquadramento é o processo de encapsulamento da camada 2 (Camada de Enlace de Dados) e que quadro é a unidade de dados de protocolo (PDU) dessa camada, certo?


O grande sucesso da tecnologia Ethernet deve-se à:

simplicidade e facilidade de manutenção;

capacidade de introdução de novas tecnologias;

grande confiabilidade;

instalação e atualização (aumento de velocidade e recursos) econômicas.

O padrão original tem sido sucessivamente atualizado com o objetivo de acomodar novos meios físicos e taxas cada vez mais altas de transmissão. Esse processo de aperfeiçoamento proporciona padrões para as tecnologias emergentes e mantém compatibilidade entre as variações da Ethernet, ou seja, uma infraestrutura de rede instalada sobre o padrão ITU 568-B, categoria 5e, trabalha tranqüilamente com as velocidades de 10, 100 e 1000 Mbps. Com o advento da Gigabit Ethernet, uma tecnologia originalmente desenvolvida para redes locais, ou a se estender como uma séria alternativa para uma MAN (Redes Metropolitanas), e mesmo para WANs (Redes de longa distância).

Seção 1 – Tecnologias ethernet A idéia original da Ethernet surgiu quando dois ou mais hosts, ou estações, ao usarem o mesmo meio físico, apresentaram problemas, e era necessário evitar que os sinais das estações interferissem entre si. Esse problema de o de vários usuários a um meio físico compartilhado foi estudado no início dos anos setenta, na Universidade do Hawai, onde foi desenvolvido um sistema denominado Alohanet para permitir o o estruturado de várias estações ou hosts nas Ilhas do Havaí, a uma faixa de radiofreqüência compartilhada.

Unidade 5

139


Esse trabalho veio a formar a base para o método de o Ethernet conhecido como CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access witch Collision Detection). Em junho de 1976, nos Estados Unidos, foi apresentada na Conferência Nacional de Computação a idéia inicial da Ethernet, conforme se observa no seu desenho original, apresentado na figura 5.1, a seguir.

Figura 5.1 – Desenho de Robert Metcalfe

Foi há mais de 30 anos que Robert Metcalfe e seus colegas da Xerox apresentaram o projeto dessa primeira rede local. O padrão Ethernet inicial foi depois publicado, em 1980, e liderado por Digital Equipment Company, Intel e Xerox. Por esse motivo o padrão é também conhecido como Ethernet DIX. Para que fosse um padrão compartilhado e público, beneficiando a todos, foi então lançado como padrão aberto. Transmitia até 10 Mbps através de cabo coaxial grosso e atingia uma distância de até 2 quilômetros. No IEEE, em meados de 1980, o comitê 802 de padronização de Redes Locais e Metropolitanas, procurou assegurar que os padrões fossem compatíveis com o modelo da ISO/OSI. Para tal, o padrão IEEE 802.3 teria que satisfazer algumas necessidades do modelo OSI, de modo que foram feitas algumas pequenas modificações em relação ao padrão Ethernet original (DIX).

140


Figura 5.2 – Comparação do Formato dos quadros Ethernet DIX

As diferenças entre os dois padrões são tão insignificantes que qualquer placa de rede Ethernet (NIC) pode transmitir e receber quadros tanto Ethernet como 802.3. Essencialmente, Ethernet (padrão original DIX) e IEEE 802.3 (ou Ethernet II) são padrões idênticos, conforme pode ser observado na figura 5.2, que apresenta o formato de quadro desses dois padrões de modo comparativo. No início dos anos 80, uma largura de banda de 10 Mbps era mais do que suficiente para a capacidade de tratamento de informações dos computadores pessoais (PC). Na década de 90 esses equipamentos tiveram sua velocidade de processamento ampliada, o tamanho dos arquivos manuseados aumentou, e essa largura de banda ou a ser insuficiente em alguns casos. Em 1995 o IEEE anunciou o padrão Fast Ethernet (100 Mbps), em 1998, o padrão Gigabit Ethernet (1000 Mbps) e, em 2002, foi a vez do padrão 10 Gigabit Ethernet (10 Gbps). Lembre-se de que todos são essencialmente compatíveis com o padrão Ethernet original e, na Camada de Enlace de Dados do modelo OSI, a estrutura do quadro é praticamente a mesma para todas as velocidades da Ethernet. Na Camada Física do referido modelo, todas as versões de Ethernet apresentam diferenças entre si, com um conjunto de regras de projeto distinto para cada velocidade.

Unidade 5

PC (Personal Computer) – O primeiro PC foi lançado pela IBM em 81. Depois vieram os XTs, 286s, 386s, até chegar aos dias de hoje. Originalmente, PC poderia ser usado em relação a qualquer computador doméstico, mas o mais comum é o uso em relação aos computadores derivados da arquitetura da IBM. Os Macintoshs, também são computadores pessoais, mas os aficcionados os chamam de Macs.

141


Para identificar os diferentes tipos de Ethernet, seu nome é composto por 3 (três) partes:

A primeira parte indica a velocidade da tecnologia em questão ou largura de banda (pode ser 10, 100, 1000 ou 10 G).

A segunda parte do nome indica o tipo de sinalização, que pode ser:

Base (baseband), quando utiliza toda a largura de banda e coloca o sinal diretamente no meio. É o tipo de sinalização de maior utilização.

Broad (broadband), quando utiliza sinalização em banda larga, com um sinal analógico sendo modulado pelo sinal de dados.

A terceira parte do nome indica o meio utilizado, e podemos citar alguns dos principais: 2 – Cabo coaxial fino 5 – Cabo coaxial grosso T – Cabo UTP Tx – Cabo UTP full duplex F – Fibra ótica

FL – Fibra ótica Fx – Fibra ótica LX – Fibra ótica SX – Fibra ótica.

Com a combinação dessas três partes, você terá condições de identificar, a partir do nome em questão, um conjunto de tecnologia; observe o quadro 5.1, a seguir, com os principais exemplos:

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Quadro 5.1 – Principais Tecnologias Ethernet e suas características

Nome da Padrão Tecnologia IEEE

Distância máxima (m)

Descrição

10Base-2

802.3

10 Mbps sobre cabo coaxial fino

185

10Base-5

802.3

10 Mbps sobre cabo coaxial grosso

500

10Base-T

802.3

10 Mbps sobre cabo metálico não trançado (UTP)

100

10Base-FL

802.3

10 Mbps sobre Fibra ótica

100Base-TX

802.3u

100 Mbps sobre cabo metálico não trançado (UTP)

100

100Base-FX

802.3u

100 Mbps sobre Fibra ótica

412

1000Base-T

802.3ab

1 Gbps sobre cabo metálico não trançado (UTP)

100

1000Base-SX

802.3z

1 Gbps sobre Fibra ótica

270

1000Base-LX

802.3z


600

10GBase-SR

802.3ae


10000

10GBase-ER

802.3ae


40000

2000

Conforme se observa no quadro, cada vez que o comitê 802.3 apresenta um novo suplemento para a tecnologia Ethernet, ele recebe uma ou duas letras no nome da norma, para diferenciar do padrão 802.3 original (802.3z, 802.3ae, 802.3u, etc).

Ethernet As tecnologias Ethernet com velocidade até 10 Mbps (principalmente 10Base-2, 10Base-5 e 10Base-T) já são consideradas “legadas” ou antigas. Hoje, se você for montar uma rede utilizando-se dessas tecnologias, vai encontrar dificuldades, inclusive em encontrar os necessários dispositivos de rede para elas.

Unidade 5

143


Existem quatro características básicas que são comuns entre as Ethernet legadas:

Assíncrono – termo que descreve sinais digitais transmitidos sem que haja a necessidade de um sincronismo (clocking) preciso. Tais sinais geralmente têm diferentes relações de freqüências e de fase. As transmissões assíncronas usualmente encapsulam caracteres individuais em bits de controle (denominados start e stop bits), que designam o início e fim de cada caractere.

Half-Duplex – Capacidade de transmitir dados, em apenas uma direção de cada vez, entre uma estação emissora e uma estação receptora.

Full-Duplex – Capacidade de transmissão simultânea de dados entre uma estação emissora e uma estação receptora.

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forma de temporização (assíncrona);

formato de quadros;

processo de transmissão;

regras básicas de projeto.

A intenção, nesta disciplina, não é de aprofundar os detalhes técnicos da tecnologia. Procure deixar isso para os especialistas da área; porém, se alguém quiser estudar mais, são apresentadas, ao final da unidade, algumas sugestões de links interessantes sobre o assunto. Os padrões baseados em Ethernet são basicamente assíncronos e half-duplex. Mais tarde, em função de sua grande utilização, foi incorporada a funcionalidade full-duplex ao padrão 10Base-T. O pioneiro padrão Ethernet 10Base-5, de 1980, transmitia 10 Mbps através de um único barramento de cabo coaxial grosso; foi o primeiro meio físico usado e fazia parte do padrão 802.3 original. O cabo é grande, pesado e de difícil instalação; no entanto, os limites de distância foram favoráveis, e isso prolongou a sua utilização em certas aplicações. Nos dias de hoje dificilmente será encontrado. O padrão 10Base-2 foi apresentado em 1985, e sua instalação era mais fácil porque o cabo era menor, mais leve e mais flexível. Como o padrão anterior, atualmente não é recomendado para novas instalações. Os computadores nessa rede eram ligados um ao outro por uma série de lances de cabos coaxiais contínuos. Esses lances de cabo eram ligados por conectores BNC a um conector em formato de T na placa de rede, conforme apresentado na figura 5.3, a seguir.


Figura 5.3 – Conector “T” de cabo coaxial

O padrão 10Base-T foi introduzido em 1990. Era baseado em cabos de cobre de par trançado, não blindado (UTP), cuja instalação era mais barata e mais fácil que a do cabo coaxial. O cabo era plugado a um dispositivo central de conexão que continha o barramento compartilhado (topologia lógica). Esse dispositivo era geralmente um hub e se localizava no centro de uma topologia física em estrela. As distâncias que os cabos podiam ter até o hub (100 metros, no máximo) e a maneira pela qual o UTP era instalado levavam cada vez mais à utilização da topologia em estrela estendida. Foi entre meados e fins dos anos 90 que o padrão responsável pela grande popularidade da Ethernet ou a dominar a tecnologia de redes locais. É nesse padrão que se aplica a norma EIA/TIA-568-A, que vai especificar a ordem adotada para os fios na confecção dos conectores RJ45, conforme vimos na primeira unidade deste livro. O cabo coaxial Ethernet original usava transmissão half-duplex, e apenas um dispositivo podia transmitir de cada vez, enquanto os demais dispositivos recebiam as informações transmitidas. O padrão 10base-T, também foi implementado: inicialmente, como half-duple; posteriormente, incorporando à comunicação full-duplex, ou seja, podia transmitir e receber informações simultaneamente. Essa característica acabou dobrando a velocidade de comunicação para 20 Mbps (10 Mbps na transmissão e mais 10 Mbps na recepção).

Unidade 5

145


FastEthernet A Fast Ethernet ou Ethernet de 100Mbps, como também é conhecida, é baseada em dois padrões, que se destacam: a 100Base-TX, que utiliza um meio físico de cabo de cobre UTP e a 100Base-FX, que utiliza um meio físico de fibra ótica.

Estes dois padrões apresentam três características em comum: parâmetros de temporização (são síncronos), formato de quadros e partes do processo de transmissão. O formato de quadro de 100Mbps é o mesmo do quadro de 10Mbps, conforme foi visto na Figura 5.2. A distância máxima permitida sobre cabo UTP também é de 100 metros. Devido ao aumento de 10 vezes na velocidade de comunicação (em relação a Ethernet), deve-se ter um cuidado adicional, pois os bits enviados diminuem sua duração e ocorrem mais freqüentemente, e esses sinais de freqüência mais alta são mais sensíveis a ruídos. A partir de 1995, o padrão 100Base-TX se tornou sucesso comercial e dominou o mercado. A norma EIA/TIA-568-A, que especifica a ordem adotada para os fios na confecção dos conectores RJ45, também se aplica a esse padrão. A partir de 1997, a Fast Ethernet também foi expandida para a capacidade de incluir full-duplex em cabo par trançado, permitindo que mais de um PC em uma rede pudesse transmitir ao mesmo tempo. Novamente essa característica acabou dobrando a velocidade de comunicação para 200 Mbps. Pouco a pouco os switches full-duplex substituíram os primeiros hubs half-duplex, com grandes vantagens para a rede local.

Backbone é a parte central de uma rede que age como caminho principal para o tráfego de dados; em função de sua maior largura de banda geralmente acaba alimentando outras redes.

146

A versão para meio físico em fibra ótica veio em seguida (100Base-Fx), voltada para aplicações de backbone, conexões entre andares/edifícios e onde o cobre é menos desejável (ambientes com muito ruído). Porém sua adoção não foi maciça, pois logo foram introduzidos os padrões Gigabit Ethernet em cobre e fibra. Os caminhos separados de Transmissão (TX) e Recepção (RX), na fibra óptica 100Base-FX, permitem uma transmissão a 200 Mbps.


Gigabit Ethernet Com o processo gradativo de crescimento no uso da tecnologia Fast Ethernet para aumentar a largura de banda das estações de trabalho, começaram a aparecer gargalos nos troncos da rede (backbone). O padrão 1000Base-T (IEEE 802.3ab) foi desenvolvido para proporcionar largura de banda adicional, para ajudar a aliviar tais gargalos. Estes padrões Gigabit são agora a tecnologia dominante para as instalações de backbone, conexões cruzadas de alta velocidade e necessidades de infra-estrutura geral, proporcionando mais throughput para a nossa rede. Um dos atributos mais importantes do padrão 1000Base-T é que seja mutuamente operável com 10Base-T e 100Base-TX. De acordo com a norma EIA/TIA-568-A, o cabo Cat 5e pode transportar com confiabilidade até 125 Mbps de tráfego; deste modo, conseguir 1000 Mbps (Gigabit) de largura de banda era o problema a ser resolvido. A primeira etapa para viabilizar o 1000BASE-T foi usar todos os quatro pares de fios, em vez dos dois pares tradicionais de fios usados para 10Base-T e 100BaseTX . Isso é feito usando-se circuitos complexos para permitir transmissões full-duplex no mesmo par de fios, obtendo, assim, 250 Mbps por par e, conseqüentemente, 1000 Mbps com os quatro pares de fios. Os padrões para Ethernet 1000Mbps ou Gigabit Ethernet representam transmissões, usando meios físicos tanto de fibra ótica como de cobre, a transmissão é síncrona, e usam os mesmos parâmetros de temporização, sempre observando o mesmo formato de quadro, apresentado anteriormente na figura 5.2. O padrão 1000Base-X (IEEE 802.3z) especifica 1 Gbps full-duplex sobre fibra óptica. O padrão 1000Base-T utiliza o cabo de par trançado. As diferenças entre o padrão Ethernet, Fast Ethernet e Gigabit Ethernet ocorre na camada física. Essa transmissão de alta velocidade exige freqüências próximas aos limites de largura de banda dos meios de cobre, o que faz com que os bits se tornem mais sensíveis ao ruído. A distância máxima ada pelo padrão sobre par metálico continua em 100 metros.

Unidade 5

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Por trabalhar em freqüências mais elevadas, sua sensibilidade também é maior, e um problema de cabeamento, ou mesmo ruído externo, poderia afetar a comunicação em um cabo normalmente compatível, mesmo com distâncias de acordo com as especificações. No caso da fibra ótica, as limitações de distância dos links fullduplex são apenas definidas pelo meio físico e pela tecnologia empregada, apresentando ampla gama de opções.

10 Gigabit Ethernet A Ethernet 10-Gbps ou 10 Gigabit Ethernet (em algumas situações é referenciado como 10GbE) foi padronizada (IEEE 802.3ae) em junho de 2002. Trata-se de um protocolo fullduplex que usa atualmente fibra ótica como meio de transmissão e cuja distância máxima de transmissão depende da tecnologia empregada. Essa tecnologia está evoluindo não só para redes locais, mas também para MANs e WANs, e existem estudos para que a mesma funcione também sobre cabeamento metálico.

SONET (Synchronous Optical NETwork) – Especificação de rede síncrona de alta velocidade (até 2.5 Gbps) desenvolvida pela Bellcore e planejada para funcionar com fibra ótica. Aprovada como padrão internacional em 1988. SDH (Synchronous Digital Hierarchy) – Padrão europeu que define uma série de padrões de taxas e formatos, que são transmitidos com o uso de sinais óticos por meio de fibra. O SDH é semelhante ao SONET.

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Com isso, alguns conceitos acabam sendo mudados. A Ethernet é considerada tipicamente uma tecnologia para redes locais, porém com o aumento da distância máxima sobre fibra ótica e compatibilidade com redes tipicamente WAN (SONET e SDH), pode ser muito bem considerada como uma tecnologia viável para MAN e WAN. Mantendo o formato de quadros e outras especificações Ethernet da Camada 2 sempre compatíveis com padrões anteriores (sem conversão de quadros ou protocolos), 10GbE pode fornecer o aumento necessário na largura de banda para que seja mutuamente operável com a infra-estrutura das redes já existentes. Assim, torna-se possível a criação de redes Ethernet flexíveis, eficientes, confiáveis e de custo relativamente baixo do começo ao fim.


Nessa largura de banda um conjunto de implementações está sendo considerado com vistas à padronização:

10GBase-SR: a curtas distâncias, entre 26 e 82 m, funcionando sobre fibras multimodo já instaladas;

10GBase-LX4: a distâncias de 240 a 300m através das fibras multimodo já instaladas, e 10km sobre fibras monomodo;

10GBase-LR e 10GBase-ER: a de 10 a 40km através de fibra monomodo.

Seção 2 – CSMA/CD — Você estudou que a Ethernet é uma tecnologia de broadcast de meios físicos compartilhados, que foi concebida para trabalhar com uma técnica de o ao meio conhecida por CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access witch Collision Detection), certo? Nesse método de o (CSMA/CD), uma estação de trabalho que deseja transmitir informações deve, antes de tudo, “escutar” o meio para verificar se eventualmente outra transmissão está ocorrendo (monitorar a portadora), ou seja, deve verificar, antes, se os meios da rede estão ocupados. Se a estação determinar que a rede está ocupada (com portadora), ela vai aguardar um tempo aleatório, antes de tentar novamente verificar o meio, com vistas à transmissão. Se o meio estiver ocioso (sem sinal de portadora), a estação vai começar a transmitir. Porém a estação continua periodicamente verificando o meio para garantir que nenhuma outra estação esteja eventualmente transmitindo simultaneamente. Depois de completar a transmissão dos dados, o dispositivo volta a ficar apenas em modo de escuta.

Unidade 5

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Uma das condições de erro mais comum em redes Ethernet é a colisão. A colisão ocorre justamente quando duas estações transmitem informações simultaneamente na rede. Os dispositivos de rede observam a ocorrência de uma colisão quando, pela mistura de duas transmissões, percebem aumento da amplitude do sinal nos meios físicos da rede.

Quando uma colisão é detectada, as estações envolvidas vão aguardar um tempo aleatório (distinto para cada uma), antes de tentarem transmitir novamente. O algoritmo que determina o tempo aleatório que cada estação envolvida na colisão vai esperar, antes de transmitir novamente, é conhecido como “algoritmo de Backoff ”. Este procedimento CSMA/CD pode ser visualizado na figura 5.4, a seguir.

Figura 5.4 – Funcionamento CSMA/CD

A vantagem do CSMA/CD é a sua simplicidade, pois sua lógica de funcionamento é fácil de se implementar, com pouca chance de algo sair errado quando da execução do mesmo. As colisões, em sua essência, também representam a forma adotada para resolver a disputa pelo o à rede. É uma forma simples e econômica das estações de trabalho decidirem a disputa

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pelos recursos da rede. Quando essa disputa se torna excessiva, as colisões decorrentes podem se tornar uma dificuldade significativa para uma operação eficiente da rede local. Sempre que ocorre uma colisão, é necessário aguardar um determinado tempo e retransmitir o quadro que colidiu. Sendo assim, você pode observar que um volume muito grande de colisões é indesejável, pois diminui a eficiência da transmissão, tanto pela necessidade de retransmissão como pelo tempo que deve ser aguardado antes de iniciar a retransmissão, resultando em perda de largura de banda. À medida que o número de estações de uma rede Ethernet cresce, aumenta também a probabilidade de ocorrerem colisões. Em função da preocupação de otimizar a rede, minimizando as colisões, devem ser adotadas medidas apropriadas.

Seção 3 – Domínios de colisão Para que a comunicação aconteça entre duas estações Ethernet usando cabeamento UTP, é necessário que elas estejam interligadas diretamente por um cabo cruzado (conforme você estudou na unidade 1), ou então que entre elas exista um repetidor. Se o sinal recebido estiver degradado pela atenuação ou pelo ruído, o repetidor tentará regenerar os sinais aos níveis considerados normais para o meio. O repetidor é o dispositivo de rede responsável pelo encaminhamento de todo o tráfego a todas as outras portas, buscando alcançar o destinatário da informação. O tráfego recebido por um repetidor não é enviado apenas para a porta de origem. Na unidade anterior vimos que o Hub é, na realidade, um repetidor de múltiplas portas, retransmitindo em todas as suas portas o sinal recebido de uma determinada estação. Desse modo, todas as estações conectadas a este hub estão no mesmo barramento, compartilhando o mesmo meio de o e sujeitas ao problema das colisões quando do o a este meio. Unidade 5

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Um domínio de colisão é, portanto, um conjunto de estações em um determinado segmento de rede e onde podem acontecer as colisões entre sinais que estão buscando o uso desse meio compartilhado. Quaisquer problemas originados em uma parte do segmento geralmente afetam todo o domínio de colisão.

As estações que são separadas por repetidores ou hubs estão dentro de um mesmo domínio de colisão, os hubs apenas estendem o tamanho desse domínio, permitindo aumentar o número de estações conectadas e a distância entre as estações. O desempenho será melhorado se as estações forem separadas por poucos repetidores. As estações que pertencem a segmentos de rede separados por bridges, switch ou roteadores estão em domínios de colisão diferentes.

— Você sabe por que com o hub esse domínio é apenas ampliado (efeito indesejável), e com o switch as redes são segmentadas em domínios de colisão? Na próxima seção você irá estudar como funciona justamente a Comutação Ethernet, que explica como ocorre esta segmentação. Você verá ainda que os switches são considerados bridges multiportas.

— Mas de que forma os switch fazem isto? Siga em frente e veja como funciona a comutação Ethernet.

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Seção 4 – Comutação ethernet Para permitir a entrega das informações na Ethernet, existe um sistema de endereçamento que possibilita a identificação de computadores e interfaces de maneira exclusiva. A Ethernet usa endereços MAC, com 48 bits de comprimento, o que você verá com mais detalhes na unidade 7. Por enquanto, basta você saber que todos os dispositivos de rede conectados a Ethernet têm as suas interfaces endereçadas (estações de trabalho, impressoras, roteadores, switches, etc). Uma placa de rede usa justamente esse endereço para avaliar se a mensagem se destina a ela ou não. No encapsulamento de dados, ao preparar-se o quadro (PDU da Camada de Enlace de Dados) a ser enviado, serão usados os endereços de origem e destino. A figura 5.5 apresenta os campos do quadro Ethernet 802.3, onde se podem observar os campos de “Endereço de destino” e “Endereço de origem”, ambos com 6 bytes (48 bits do endereço MAC).

Figura 5.5 – Quadro Ethernet 802.3

No campo “Endereço de destino” será colocado o endereço da estação para a qual se deseja enviar a informação, enquanto no campo de “Endereço de origem” vai o endereço da estação que está enviando a mensagem. Tal como acontece com uma carta no sistema postal, o endereço de destino é o nosso destinatário, enquanto o endereço de origem é o nosso remetente e é usado pelo destino quando vai, eventualmente, enviar uma resposta.

Unidade 5

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Desse modo, uma estação, ao receber um quadro 802.3 Ethernet, vai verificar o campo referente ao endereço de destino com seu próprio endereço MAC. Se não houver correspondência, a placa de rede descartará o quadro de dados. Caso os endereços sejam iguais, significa que o quadro é destinado àquela estação. Nessa situação a placa de rede pega o quadro e o rea adiante pelas camadas OSI (na estação). Em uma rede Ethernet, todos os nós precisam examinar o cabeçalho MAC, mesmo que os nós de comunicação estejam lado a lado.

— Na unidade anterior você estudou que, quando o hub recebe um pacote, rea-o a suas portas, e o switch monta tabelas de encaminhamento, certo?

Mas o que são estas tabelas de encaminhamento?

Quando uma estação se comunica com outra usando os recursos de comutação do switch, este vai registrar em uma tabela que a estação de origem (com seu respectivo endereço MAC) está associada à porta em que está ligada. Ao identificar a porta à qual está associada a estação de destino, uma nova entrada, nessa tabela, é adicionada com a respectiva associação. Observe cuidadosamente o exemplo apresentado na figura 5.6, a seguir.

Figura 5.6 – Rede Ethernet

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Quando a estação 3 envia um quadro de informações para a estação 7, as estações 4, 5 e 6 também vão receber esse quadro, uma vez que, concentrando as ligações físicas, existe um hub (repetidor multiporta). Os dispositivos ligados ao switch (estação 1, estação 2, servidor e impressora) não vão receber o quadro, uma vez que, consultando a sua tabela de encaminhamento, o switch sabe que a estação 7 não está conectada a ele. Enquanto o hub não tem uma tabela de encaminhamento, reando para todas as portas, o switch montou a tabela de encaminhamento, apresentada no quadro 5.2, a seguir: Quadro 5.2 – Exemplo de tabela de encaminhamento do switch

Porta

Endereço MAC associado

Descrição

1

00:A9:0F:45:D1:01

Servidor

7

0A:0B:E0:05:DE:B0

Estação 1

10

A0:0B:07:08:8E:77

Estação 2

18

00:09:0E:A5:D0:00

Impressora Hub com:

24

0F:B0:E7:09:D4:B1

Estação 3

A0:0B:07:08:8E:78

Estação 4

0D:05:E1:A8:06:E1

Estação 5

A0:0B:07:08:8E:79

Estação 6

10:00:EE:16:7E:45

Estação 7

Com base no quadro anterior, quando a Estação 1 envia informações para a impressora, o switch consulta sua tabela, observa que o endereço de destino do quadro está conectado à sua porta 18 e encaminha todos os quadros apenas para esta porta. Quando a Estação 2 deseja transmitir quadros de informação para a estação 5, o switch consulta sua tabela de encaminhamento e verifica que o endereço MAC da estação 5 está associado à porta 24 (porta à qual está conectado o hub). O switch

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encaminha então o quadro para esta porta e o hub, ao receber o quadro pela porta 12, o rea para todas as demais portas. Caso o endereço do destinatário da informação não conste da tabela de encaminhamento do switch, o quadro é enviado a todas as portas (menos àquela na qual o quadro se originou), buscando justamente alcançar o destinatário. Essa característica do switch em consultar sua tabela de encaminhamento e apenas enviar a informação para a porta correta chama-se microsegmentação. Essa característica é muito importante para minimizar as colisões em uma rede Ethernet, uma vez que permite a segmentação da rede em múltiplos domínios de colisão. Volte, agora, ao exemplo (figura 5.6). Quantos domínios de colisão existem afinal? Em função do switch, existem cinco domínios de colisão: 1. porta 1 (servidor); 2. porta 7 (estação 1); 3. porta 10 (estação 2); 4. porta 18 (impressora); 5. porta 24 (hub com as estações 3, 4, 5, 6 e 7 ligadas a ele).

Seção 5 – Autonegociação de dispositivos de rede Considerando-se a evolução da Ethernet, possibilitando trabalhar em múltiplas velocidades (10, 100, 1000 Mbps) sobre uma mesma infra-estrutura, uma exigência era possibilitar a interoperabilidade de cada uma dessas tecnologias, a ponto de permitir a conexão direta entre as interfaces de 10, 100 e 1000. Foi originalmente definido para implementações UTP de Ethernet um processo denominado Autonegociação, de velocidades em half-duplex ou full-duplex,

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que foi posteriormente estendido para funcionar com outras implementações em fibra ótica. Especificamente, por ocasião da introdução da Fast Ethernet, foi fundamental que os equipamentos concentradores das ligações (hub ou switch) possuíssem esse recurso. Ou seja, que tivessem a capacidade de configurar automaticamente uma determinada interface sua para coincidir com a velocidade e capacidade do dispositivo de rede interligado, oferecendo o melhor nível de desempenho conjunto. O processo ainda possui a vantagem de envolver somente a parte mais baixa da Camada Física. Isso evitará que seja realizada por acidente uma configuração errada dos outros parâmetros exigidos para uma operação adequada do Gigabit Ethernet. A Autonegociação é realizada pela transmissão de um sinal por parte de cada um dos parceiros interligados. Esse sinal comunica as capacidades da estação transmissora ao seu parceiro interligado (hub ou switch). Após os envolvidos interpretarem o que a outra parte está oferecendo, cada uma alterna para a configuração de desempenho conjunto mais alto, estabelecendo um link ou ligação naquela velocidade. Se algo interromper as comunicações e o link for perdido, os dois parceiros tentarão restabelecer o link à velocidade anteriormente negociada. Se isso falhar, ou se tiver decorrido muito tempo desde a perda do link, o processo de autonegociação irá recomeçar. O processo de autonegociação pode, em algumas situações específicas, ser desativado pelo de rede. É o caso da porta de conexão a servidores, em que o processo de autonegociação pode impactar o desempenho da ligação. A troca de informações visando à autonegociação acaba ocupando parte da largura de banda e pode ocasionar uma eventual variação na velocidade de comunicação. A autonegociação ajuda a evitar a maioria das situações em que uma estação de uma ligação ponto a ponto esteja transmitindo sob as regras de half-duplex e a outra esteja transmitindo sob as regras de full-duplex. Nas implementações de Ethernet de fibra ótica, a autonegociação não é tão simples, pois os circuitos eletrônicos e óticos das

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interfaces não permitem uma reconfiguração simples entre implementações. O quadro 5.3, a seguir, apresenta as possíveis combinações buscadas quando da autonegociação, observando-se que sempre será buscada a melhor configuração para a comunicação: Quadro 5.3 – Combinações possíveis na autonegociação

1000BaseTx – Full-duplex 1000BaseTx – Half-Duplex 100BaseTx – Full-duplex 100BaseTx – Half-Duplex 10BaseT – Full-duplex 10BaseT – Half-Duplex

Síntese As redes locais têm a Ethernet seu representante mais expressivo. A versatilidade com que a tecnologia evolui, principalmente em velocidade, mantendo a compatibilidade entre as diferentes especificações, tem sido a chave desse sucesso. Iniciou-se operando a 10 Mbps, sobre cabo coaxial grosso, 10Base-5, com distância máxima de 500m. Em função principalmente de dificuldades de manuseio do meio físico, ou para o padrão 10Base-2, sobre cabo coaxial fino e distância máxima de 185m. A implementação 10Base-T, ainda operando a 10 Mbps, porém sobre par trançado metálico, (UTP) permitia uma distância máxima de 100m. Esses três padrões iniciais são hoje considerados legados e operam de modo assíncrono.

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Ao adotar o padrão 100Base-Tx, a velocidade foi ampliada para 100 Mbps e, posteriormente, foi incluída a funcionalidade full-duplex, que permite transmitir e receber informações simultaneamente, permitindo a comunicação em 200 Mbps. A funcionalidade half-duplex não permite que o meio receba quando estiver transmitindo, e vice-versa. Ao adotar o padrão 1000Base-Tx, a velocidade foi ampliada, e os quatro pares de fios do cabo UTP aram a ser usados (anteriormente eram apenas usados os fios 1, 2, 3 e 6). A forma que a Ethernet utiliza para o o ao meio é o CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access witch Collision Detection), no qual, quem deseja transmitir, escuta o meio, e, se ele estiver sem uso, inicia a transmissão. Se estiver em uso, aguarda para transmitir. Caso aconteçam duas transmissões simultâneas ocorre a colisão, e as estações envolvidas aguardam um tempo aleatório distinto antes de retransmitirem a informação. Quanto maior a rede, maior a probabilidade de acontecerem colisões no barramento compartilhado, e o segmento da rede em que este fato pode ocorrer é chamado de domínio de colisão. Para minimizar a ocorrência de colisões, os switches podem ser empregados, pois permitem a microsegmentação das redes. Os switches permitem a segmentação das redes, uma vez que trabalham com tabelas de encaminhamento, e a informação é comutada apenas para a porta onde se encontra o dispositivo de destino. Como o hub não trabalha com esta tabela, a informação é retransmitida em todas as portas conectadas. Para permitir que um dispositivo de rede trabalhe com esses diferentes padrões Ethernet, foi implementada a autonegociação, processo no qual os dispositivos envolvidos vão negociar a velocidade e a forma de comunicação (half-duplex ou full-duplex), buscando a melhor configuração entre eles.

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Atividades de auto-avaliação 1. Associe a Tecnologia Ethernet com suas respectivas características: A – 10Base-2 B – 10Base-5 C – 10Base-T D – 100Base-Tx E – 100Base-Fx F – 1000Base-Tx

1 – largura de banda de 100Mbps sobre cabo UTP 2 – largura de banda de 10Mbps sobre cabo coaxial fino 3 – largura de banda de 100Mbps sobre fibra ótica 4 – largura de banda de 10Mbps com limite de distância máxima de 100m 5 – largura de banda de 1000Mbps com limite de distância máxima de 100m 6 – largura de banda de 10Mbps com limite de distância máxima de 500m

2. Descreva como funciona o método de o ao meio CSMA/CD.

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3. Distinga a transmissão full-duplex da transmissão half-duplex.

4. Descreva o domínio de colisão em uma rede Ethernet.

5. Descreva como funciona o hub quando recebe um determinado quadro de dados em uma porta.

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6. Descreva como funciona o switch quando recebe um determinado quadro de dados em uma porta.

7. Como funciona a autonegociação?

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http://grouper.ieee.org/groups/802/ – comitê do IEEE para redes

LAN e WAM

http://grouper.ieee.org/groups/802/3/ – Ethernet

http://www.ethermanage.com/ – Padrões Ethernet

http://www.ethermanage.com/ethernet/ethernet.html – mais sobre

Ethernet

http://www.ethermanage.com/ethernet/10gig.html – 10 Gigabit

Ethernet

http://www.iol.unh.edu/ – laboratório de interoperabilidade

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Redes wireless Objetivos de aprendizagem

Conhecer os padrões de rede local sem fio, suas características e aplicações.

Conhecer os recursos existentes para tornar essas redes mais seguras.

Seções de estudo Seção 1 Bluetooth. Seção 2 Wireless Local Area Network. Seção 3 Família de padrões 802.11. Seção 4 Autenticação e segurança. Seção 5 WIMax.

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Para início de conversa Nos primórdios de sua história, os computadores ocupavam uma área equivalente a uma sala cheia. À medida que sua capacidade de processamento foi sendo ampliada, o seu tamanho foi sendo reduzido. Essa evolução possibilitou que tivéssemos os computadores pessoais, responsáveis pela massificação de seu uso, e que tenhamos hoje em um pequeno aparelho (computador de mão ou PDA, por exemplo) recursos mais sofisticados que nos primitivos computadores. Por PDA (Personal Digital Assistent) entende-se como um nome genérico utilizado para indicar os computadores de mão ou de bolso. PDAs (handhelds ou palmtops) são aparelhos de mão que reúnem, em um único dispositivo, a funcionalidade de um computador, de um telefone/fax e de comunicação via redes. Paralelamente à evolução nos recursos dos computadores (processamento, armazenamento, multimídia e mesmo na sua interface com o usuário), vimos que ocorreu uma outra evolução na comunicação entre essas máquinas. Conseguimos trocar informações com computadores distantes usando os recursos de rede hoje disponíveis e de abrangência global. Considerando então os recursos de processamento que estão disponíveis ao alcance da palma de nossa mão, nada mais natural que desejemos nesses equipamentos também conectividade com outros computadores e também com a internet. Conectividade essa que nos dê mobilidade, permitindo a locomoção independente de fios nos limitando o alcance e atrapalhando o tempo todo. É aí que se encaixa o wireless, o mundo das redes sem fio.

Wireless é um termo utilizado para descrever a comunicação que utiliza meios não-guiados, como as ondas eletromagnéticas no lugar de cabos elétricos e/ou ópticos (meios guiados), para transportar o sinal para parte ou todo o caminho da comunicação, literalmente sem fios.

O uso de meios não-guiados para a transmissão da informação fornece condições que possibilitam o funcionamento de computadores em redes fora de uma área que possua infra-

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estrutura de transmissão de informações guiadas. Isso tem implicância direta sobre a questão de segurança, uma vez que o o físico ao meio não é mais necessário para essas redes. O papel principal das redes wireless é justamente facilitar a vida dos que necessitam de mobilidade, agregando funcionalidades às redes locais convencionais existentes. Vamos ver agora os principais tipos de redes sem fio, desde aquelas de uso pessoal até as destinadas a distâncias maiores, consideradas metropolitanas. Veremos quais as suas principais características e quais cuidados devem ser tomados na sua instalação e uso.

Seção 1 – Bluetooth As redes pessoais ou domésticas já estão presentes em nosso cotidiano, porém de forma limitada. Muitos lares já possuem sistemas de alarme, redes de computadores com o à internet, entre outras formas de aplicação que dispensam o uso dos fios. Porém a maioria possui uma estrutura dedicada para cada aplicação. A idéia fundamental é que, no futuro, a maioria dos lares estará configurada para essas redes e que todos os dispositivos poderão se comunicar entre si, estando íveis à internet. O ideal seria que todas as aplicações pudessem utilizar uma mesma rede. A fabricante de telefones celulares Ericsson associou-se à IBM, Intel, Nokia e Toshiba, formando um consórcio (Bluetooth Special Interest Group – BSIG) interessado em desenvolver um padrão sem fio para interconectar dispositivos de comunicação e computação sem o uso de cabos e usando ondas de rádio de curto alcance, baixa potência e baixo custo. Estavam trabalhando no projeto do Bluetooth. Com o tempo mais fabricantes aderiram a esse consórcio aumentando a sua importância, sendo que hoje o grupo tem mais de 1.200 membros. O símbolo do consórcio é apresentado na figura a seguir.

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FIGURA 6.1 - SÍMBOLO DO BLUETOOTH

Saiba mais O nome Bluetooth foi dado em homenagem a Harald Blaatand (Bluetooth) II (940-981), um rei viking que unificou a Dinamarca e a Noruega, também sem fios.

PAN (Personal Area Network) - rede pessoal que provê o aos aparelhos próximos ao utilizador como celulares, PDAs, notebooks, entre outros.

UWB (Ultra Wide Band) tecnologia que promete substituir o Bluetooth a médio prazo. Seu consumo de energia é cem vezes menor e a sua freqüência de operação pode variar entre 3,1 e 10,6 GHz. O ponto forte do UWB é a sua velocidade de transmissão (100 a 500 Mbps), mais rápida que a maioria dos tipos convencionais de transmissão sem fio. Em contra partida, sua área de cobertura é bastante reduzida, no máximo dez metros, mais que suficiente para usuários de mouse sem fio ou headsets. Foi inventado na década de 60 para fins militares.

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Com o propósito de padronizar as comunicações sem fio para redes pessoais de curta distância – PAN, o IEEE criou um grupo denominado 802.15, com a responsabilidade da elaboração de padrões para redes pessoais sem fio, descrevendo como os dispositivos devem interagir. Em 2002, a partir do trabalho inicial do consórcio, esse grupo de trabalho aprovou o primeiro padrão para redes PANs, denominado 802.15.1, que é atualmente utilizado por dispositivos portáteis e móveis. Depois desse padrão, surgiram ainda o IEEE 802.15.3, destinado para WPANs, que necessita de alta taxa de transmissão de dados (conhecido também como UWB – Ultra Wide Band), e o IEEE 802.15.4, destinado às aplicações que se caracterizam pela baixa taxa de transmissão de dados e necessidade de longa duração de bateria. Mesmo sendo a especificação do Bluetooth (BSIG) bastante ampla, referindo-se a um sistema completo, desde a camada física até a camada de aplicação, o comitê de padronização do IEEE concentrou seu trabalho de padronização apenas nas camadas física e de enlace de dados, desprezando o restante das camadas do modelo OSI. Embora ambas as versões não sejam idênticas, espera-se que venham a convergir para um único padrão.

Uma rede Bluetooth é chamada piconet, permitindo até 8 nós (confira a figura a seguir), sendo um nó mestre (M) e até sete nós escravos (E) ativos e situados dentro de uma distância de até 20 metros.


FIGURA 6.2 - PICONET BLUETOOTH

Uma interconexão de piconets é denominada de scatternet e acontece pelo compartilhamento de um determinado nó escravo comum a duas piconets, conforme pode ser observado na figura a seguir.

FIGURA 6.3 - SCATTERNET BLUETOOTH

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Além dos sete nós ativos pode haver até 255 nós inativos na rede. São basicamente dispositivos que o nó mestre coloca em estado de espera, justamente para fins de redução de consumo de energia. Nesse estado de espera o nó escravo apenas pode responder a um sinal de ativação do nó mestre. Com bluetooth, o sinal se propaga em todas as direções, não necessita alinhamento como acontece no infravermelho e torna a locomoção mais fácil. Os padrões de velocidade adotados são:

assíncrono, a uma taxa máxima de 723,2 Kbps (unidirecional);

bidirecional síncrono, com taxa de 64 Kbps.

— Você viu até aqui as principais características das redes WPAN. Veja a seguir as WLAN.

Seção 2 – Wireless Local Area Network O desejo por LANs sem fio (WLAN – Wireless Local Area Network) surgiu com os primeiros computadores portáteis (notebooks), pois muitas pessoas gostariam de entrar em um escritório e facilmente conectarem seus computadores à rede local ou mesmo à internet sem o uso de fios. Surgiram então diversos grupos de pesquisa desenvolvendo soluções para atender essa necessidade. Em decorrência surgiram também os problemas de incompatibilidade entre as soluções, visto que um dispositivo de rede wireless de terminado fabricante não se comunicava com um dispositivo de rede wireless de outro fabricante. Devido aos problemas de compatibilidade, o IEEE constituiu um grupo de trabalho especificamente para elaborar padrões para essas redes locais sem fio, o grupo 802.11. Na ocasião em que o padrão IEEE 802.11 estava sendo elaborado, a Ethernet já havia dominado o mercado de redes locais. Sendo assim, o grupo de trabalho decidiu tornar o padrão IEEE 802.11 compatível com a Ethernet acima da camada de

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enlace de dados. Apesar dessa compatibilidade, existem vários desafios a serem superados na camada física e de enlace de dados, não podendo ser feita uma analogia somente de substituição de cabos por ondas de rádio. Enquanto a Ethernet usa o método de o ao meio CSMA/ CD, o wireless usa o método CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Colition Avoidance) em todos os dispositivos. Quando uma estação deseja transmitir informações, ela deve escutar o meio para determinar se outra estação já está transmitindo. Se o meio estiver livre, a estação transmite suas informações, senão ela aguarda o final da transmissão. Depois de determinada transmissão, a rede entra em um modo no qual as estações só podem começar a transmitir em intervalos de tempo a elas préalocados. Ao findar uma transmissão, as estações alocadas no primeiro intervalo de tempo podem transmitir. Se não o fizerem, o direito de transmissão a às estações alocadas ao segundo intervalo e assim sucessivamente até que ocorra uma transmissão, quando todo o processo se reinicia.

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access witch Collision Detection) é o procedimento de o no qual as estações envolvidas monitoram o tráfego em uma linha. Se não houver transmissão, a estação pode enviar informações. Quando as estações tentam transmitir simultaneamente há uma colisão detectada por todas as estações envolvidas. Ao término de um intervalo de tempo aleatório, os parceiros em colisão tentam a transmissão novamente. Se houver outra colisão, os intervalos de tempo de espera são gradualmente aumentados.

O método CSMA/CA não garante a entrega correta dos quadros (podem ocorrer colisões). Assim, após uma estação transmitir um quadro, fica aguardando (timeout) um aviso de recebimento que deve ser enviado pela estação de destino, acusando o recebimento correto do quadro. Se o aviso de recebimento não chegar, em tempo hábil, a estação de origem retransmite o quadro.

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No wireless é utilizada uma técnica de codificação para a transmissão digital de sinais por radiofreqüência conhecida como spreadsSpectrum ou espalhamento espectral.

Foi originalmente desenvolvida por militares durante a Segunda Guerra Mundial com o objetivo de transformar as informações a serem transmitidas num sinal parecido com um ruído radioelétrico, evitando assim a monitoração pelas forças inimigas. A técnica de spread spectrum consiste em codificar e modificar o sinal contendo a informação, executando o seu espalhamento no espectro de freqüências. O sinal espalhado ocupa uma banda maior que a informação original, porém possui baixa densidade de potência e, portanto, apresenta uma baixa relação sinal/ruído. Um sinal é considerado como spread spectrum quando a banda consumida é mais larga que a necessária para transmitir a informação desejada, conforme se observa na figura a seguir. Power

- fc

- fs

fs

fc

frequency

FIGURA 6.4 - SPREAD SPECTRUM OU ESPALHAMENTO ESPECTRAL

O desenvolvimento da tecnologia spread spectrum viabilizou a transmissão de dados via rádio com alta confiabilidade e com taxas de transmissão cada vez melhores, o que possibilitou o seu uso na implementação de redes locais (LANs) ou regionais (MANs), trazendo grande mobilidade e flexibilidade para seus usuários.

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O wireless utiliza as freqüências não-licenciadas ISM (Industrial, Scientific and Medical), que é uma faixa de freqüências para uso em equipamentos ou aparelhos projetados para gerar e usar localmente energia de radiofreqüência para fins industriais, científicos, médicos, domésticos ou similares, exceto para aplicações do campo das telecomunicações. A sua potência de pico é limitada a 1W, seu licenciamento é dispensado (mas os equipamentos devem ser certificados pelo Ministério das Comunicações) e não é tolerado causar interferências a outros sistemas. As freqüências ISM utilizadas pelos protocolos 802.11 são apresentadas na figura a seguir. 902MHz a 928MHz 2400MHz a 2483,5MHz 5725MHz a 5850MHz FIGURA 6.5 - FREQÜÊNCIAS ISM USADAS PELOS PROTOCOLOS 802.11

Na camada física, a família de protocolos 802.11 pode utilizar as seguintes técnicas de transmissão de dados:

infravermelho;

FHSS;

DSSS;

OFDM;

HR-DSSS.

— Veja a seguir cada uma dessas técnicas com mais detalhes.

Infravermelho O método de transmissão por infravermelho utiliza quase a mesma tecnologia empregada nos controles remotos dos televisores. Usa transmissão por luz difusa operando a 1 Mbps e a 2 Mbps, com alcance de até 5 metros e ângulo de 45º a partir da fonte. Além de sua baixa largura de banda, os sinais de Unidade 6

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infravermelho são altamente sensíveis a obstáculos situados entre o transmissor e o receptor e abrangem pequenas distâncias. Uma célula de comunicação fica geralmente restrita a uma sala. Não é uma opção muito implementada.

FHSS A modulação Frequency Hopping Spread Spectrum utiliza um sinal que alterna sua freqüência (com saltos de freqüência) em um padrão conhecido pelo transmissor e pelo receptor. São especificados pelo IEEE 79 canais de 1 MHz na faixa de freqüência não licenciada ISM e 78 seqüências diferentes para os saltos de freqüência. Cada um desses canais é usado por um tempo máximo de 400 milissegundos. Na teoria, mesmo com algum dos canais sem condições de utilização por interferência, os demais, que deverão estar livres, poderão ser utilizados para transmissão. Caso as informações transmitidas em um determinado canal apresentem problemas com ruído, elas são enviadas novamente quando o transmissor comutar para um canal “limpo”, livre de interferências. O FHSS apresenta vantagens por ser de baixo custo e baixo consumo de energia, além da redução das interferências entre sinais diretos e sinais refletidos. A figura a seguir apresenta como ocorrem os saltos de freqüência dessa modulação ao longo do tempo.

9

Tempo

8 6

5

7 4

3

2

1 2.402 GHz

Freqüência FIGURA 6.6 - FREQUENCY HOPPING SPREAD SPECTRUM

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2.483 GHz


DSSS Na modulação DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), o sinal é transmitido por uma ampla banda de freqüências. O FCC especifica 11 canais para o uso do DSSS em 2,4 GHz, mas com um nível de potência menor que o FHSS, com isso ele possibilita o funcionamento de várias redes sem que elas interfiram entre si. O DSSS modula cada bit de dados transformando-o em uma seqüência de bits (chip), que são transmitidos em paralelo, na faixa de freqüência do transmissor. Esse padrão é conhecido como código de Barker (chipping code). Quanto maior é o padrão de bits, maior é a probabilidade de recuperação do sinal original, mas também maior é a largura de banda consumida. Em função das propriedades matemáticas do código de Barker, se um ou mais bits do chip forem alterados durante a transmissão, técnicas de estatística embutidas no sistema de recepção podem recuperar o dado original sem necessidade de retransmissão.

FCC (Federal Communications Commission) – uma agência do governo dos EUA que supervisiona, licencia e controla os padrões de transmissão eletrônica e eletromagnética.

O sinal DSSS utiliza maior espectro que o FHSS, o que se traduz em taxas de transferência maiores, especialmente em função da transmissão contínua de informações. Tanto o custo quanto o consumo de energia são mais altos que no FHSS. A distribuição dos canais é apresentada na figura a seguir.

Canais 1

2.402 GHz

2

3

4

5

6

7

8

9

Freqüência

10

11

2.483 GHz

FIGURA 6.7 - DISTRIBUIÇÃO DE CANAIS DSSS

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OFDM A técnica de multiplexação de sinais OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) utilizada em sistemas digitais foi desenvolvida com base na transmissão de multiportadoras. Separa o sinal de RF em subsinais, que são transmitidos simultaneamente em diferentes faixas, utilizando 52 diferentes freqüências sendo 48 para dados e quatro para sincronização. A divisão do sinal em diversas faixas estreitas tem algumas vantagens fundamentais em relação ao uso de uma única faixa, como a alta imunidade à interferência e a alta eficiência de utilização do espectro. O hardware apresenta alto custo e possui alto consumo de energia, o que dificulta sua utilização em dispositivos móveis, como hand-helds e notebooks. Proporciona uma taxa de transmissão maior que a técnica DSSS.

HR-DSSS A técnica de multiplexação de sinais para spread spectrum HRDSSS (High Rate Direct Sequence Spread Spectrum) é a evolução do DSSS trabalhando com largura de banda até 11 Mbps.

Características gerais Uma característica intrínseca às redes locais sem fio é a possibilidade da mobilidade se confrontar com os recursos disponíveis em uma determinada zona de trabalho ou área de cobertura wireless. A grande maioria dos aplicativos não está preparada para a possibilidade de mobilidade. Por exemplo, os computadores possuem uma lista de impressoras que podem ser usadas para imprimir um documento, quando o computador em questão é levado a um novo ambiente, a lista interna de impressoras se torna inválida, pois são outras as impressoras disponíveis nessa nova área de cobertura.

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Nas freqüências ISM adotadas, existe a possibilidade de reflexão dos sinais de rádio, que pode ocorrer em objetos sólidos dentro do escopo da rede, podendo fazer com que o sinal seja recebido várias vezes por um determinado dispositivo da rede. É por esse motivo que muitos Access Point se apresentam com duas antenas, de modo que ao receber os dois sinais (direto e refletido), por uma comparação dos mesmos a partir de cada antena, o dispositivo consegue distinguir qual o sinal direto. Essa reflexão de sinais é representada na figura a seguir.

FIGURA 6.8 - REFLEXÃO DO SINAL WIRELESS

Outra característica associada à mobilidade proporcionada pelas redes locais sem fio é quando uma determinada estação móvel muda de área. A estação está na área de cobertura de determinado Access Point e desloca-se para a área de cobertura provida por uma outra estação-base, processo conhecido como “hand-off ”, tal como vimos em relação às redes de telefonia celular. Nessa mudança de área de cobertura as funcionalidades e serviços devem ser mantidos.

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Esse padrão pode trabalhar de dois modos: na presença de uma estação-base (com infra-estrutura ou estruturadas), também chamada de Access Point (AP) e na ausência dessa, conhecido também como Ad Hoc.

Nas redes estruturadas os Access Points são os elementos coordenadores da troca de informações. Pode-se fazer uma analogia com as redes locais cabeadas com um hub ou switch (elemento concentrador da configuração em estrela), porém, em vez de utilizar meios físicos (cabos UTP) para a interconexão, são utilizadas as ondas eletromagnéticas.

O termo “Ad Hoc” tem origem do latim e significa “para isto”, ou seja, é um recurso criado para ser usado em um problema específico ou imediato. Porém uma rede Ad Hoc sem fio é algo mais que isso.

Nesse tipo de rede não existe uma topologia predeterminada e muito menos um controle centralizado. Esse tipo de rede não requer (ao contrário das redes estruturadas) elementos centralizadores configurados previamente.

Em uma rede sem fio Ad Hoc, os elementos que trocam informações só fazem parte da rede durante a sessão de transferência de informações ou, no caso de elementos móveis, enquanto estão localizados dentro de área de alcance do restante da rede.

A utilização de redes Ad Hoc está geralmente atrelada a cenários nos quais existe a necessidade de se instalar rapidamente uma rede de comunicação, ou em situações em que não exista infraestrutura instalada previamente, ou ainda em que a instalação de uma infra-estrutura não é viável.

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Componentes de uma WLAN Uma Wireless Lan tem uma nomenclatura própria para identificar os componentes necessários para o seu correto funcionamento, vamos aqui analisar os mesmos.

STATION - todo dispositivo de comunicação que opera em uma rede sem fio é conhecido como STA (abreviação de station) ou estação. Pode ser um microcomputador tipo desktop, um notebook ou mesmo um dispositivo handheld (um palmtop, por exemplo), equipado com um WLAN NIC (Wireless Local Area Network - Network Interface Card) devidamente configurado.

AP (Access Point) - ponto de o, é o dispositivo que conecta a estrutura de WLAN à rede convencional cabeada, possuindo interfaces para ambas as redes. Tratase do hardware dentro de um ambiente de rede wireless que distribui sinal de conexão sem necessidade de fio e que é responsável pela coordenação do tráfego entre dispositivos WLAN. Pode ser implementado de duas formas, HAP (Hardware Access Point) ou SAP (Software Access Point), o primeiro executa a função de coordenação a partir de um programa gravado no hardware específico, enquanto o segundo normalmente é um dispositivocliente que, acrescido de um software específico, a a executar a função de coordenação.

BSS (Basic Service Set) - o padrão IEEE 802.11 define dois modos de operação: a) infra-estrutura - consiste em pelo menos uma estação (STA) associada a um AP; b) Ad-Hoc - nesse caso, a rede existe apenas durante o seu uso e é baseada apenas no uso de clientes WLAN. É uma BSS autocontida (IBSS - Independent BSS), limitada espacial e temporalmente. Na Figura 6.9 a seguir, vemos uma IBSS de uma rede trabalhando em modo Ad Hoc.

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FIGURA 6.9 - AD HOC: INDEPENDENT BASIC SERVICE SET

BSA (Basic Service Area) – é a área de alcance ou cobertura criada por uma BSS. Pode ser denominada célula, mas é formalmente conhecida como Basic Service Area. Seu alcance depende da potência do sinal transmitido, dos obstáculos e de outros fatores físicos. A figura a seguir exemplifica uma BSA:

FIGURA 6.10 - BASIC SERVICE AREA

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ESS (Extended Service Set) – conjunto de duas ou mais BSS interconectadas e integradas, visando ampliar a área de cobertura do sinal e que pareçam apenas uma única BSS ao usuário. Permite o hand-off entre diferentes BSS. A ESS é exemplificada na Figura 6.11 a seguir:


FIGURA 6.11 - EXTENDED SERVICE SET

SSID (Service Set Identifier) – é um identificador de 32 bytes que individualiza uma rede sem fio. Também é denominado “network name” ou ESSID. É um elemento que possibilita a separação lógica entre diferentes redes sem fio. Um cliente deve ser configurado com o SSID apropriado, de forma obter o à rede sem fio desejada.

HOT-SPOTS – são pontos de presença que provêem serviço de conexão à internet por meio de tecnologia de WLAN (geralmente, nos padrões IEEE 802.11b ou IEEE 802.11g). Alguns são gratuitos, geralmente mantidos pelo Governo (bibliotecas, áreas públicas, etc.) e outros são serviços pagos, explorados por companhias de telecomunicações. Existem também alguns serviços “híbridos”, ou seja, você paga por algum serviço ou produto (lanchonetes, hotéis, restaurantes, etc.) e obtém o gratuito ou, ainda, mediante um determinado valor.

Uma vez que você estudou o funcionamento das redes WLAN, nesse momento, você irá diferenciar os diferentes padrões existes deste tipo de redes. Conheça agora a família de padrões 802.11.

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Seção 3 – Família de padrões 802.11 Em 1997, o IEEE lançou um padrão que trata as particularidades mencionadas e outras questões, e que funcionava a uma velocidade de 1 Mbps ou 2 Mbps. Porém, tendo em vista a velocidade que as redes Ethernet ofereciam na época, houve uma reclamação de que as velocidades apresentadas eram baixas. Isso fez com que a IEEE continuasse o trabalho, resultando na criação de novos padrões conforme poderemos observar na seqüência deste trabalho.

Padrão IEEE 802.11 Esse padrão inicial foi aprovado pelo grupo de trabalho do IEEE em julho de 1997, usa a modulação DSSS e permitia uma taxa de transferência máxima de até 2 Mbps. Como a largura de banda máxima é bastante baixa, especialmente se comparada às velocidades cada vez maiores oferecidas pela Ethernet, não teve uma grande aceitação de mercado. Trabalha na faixa de freqüência ISM de 2,4 GHz.

Padrão IEEE 802.11a Hiperlan da ETSI – High Performance Local Area Network da European Telecommunications Standards Institute. Streaming é uma tecnologia que permite o envio de informação multimídia por meio de pacotes, utilizando redes de computadores, sobretudo a internet. Quando as ligações de rede são de banda larga, a velocidade de transmissão da informação é elevada, dando a sensação que áudio e vídeo são transmitidos em tempo real.

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O padrão IEEE 802.11a foi aprovado em setembro de 1999, faz uso do spread spectrum na faixa ISM de 5 GHz e utiliza modulação OFDM. Projetada especialmente para minimizar a interferência causada pelos sinais refletidos. Apesar de fornecer uma taxa de transferência (até 54 Mbps) cerca de cinco vezes maior do que a do padrão 802.11b e operar na banda de 5 GHz (muito menos congestionada), esse padrão não usufrui da ampla popularidade da versão b por causa de seu alcance limitado e pelo fato de não poder ser utilizado na Europa devido a padrões que definem o uso da Hiperlan da ETSI. Contudo, o padrão 802.11a é muito mais adequado para tarefas que demandam largura de banda, como as de streaming de vídeo sem fio, videoconferência móvel e voz sobre WLAN.


Vantagens da tecnologia:

menos interferência – a banda de 5 GHz é menos congestionada com conflitos de freqüência;

maior largura de banda – 54 Mbps viabilizam redes de alta velocidade e streaming de multimídia;

gargalos reduzidos – pode trabalhar com mais usuários simultâneos do que o padrão 802.11b.

Desvantagens da tecnologia:

curto alcance – 18 a 27 metros em ambientes fechados;

menor compatibilidade – não é capaz de se comunicar diretamente com hardware 802.11b/g e conseqüentemente com a maioria dos hot spots públicos;

mais caro – são necessários mais pontos de o para uma base sem fio de área de cobertura similar;

alto consumo de energia – torna a tecnologia não indicada para dispositivos móveis.

Padrão IEEE 802.11b É baseado no padrão IEEE 802.11 (modulação DSSS), mas utiliza a técnica otimizada de modulação HR-DSSS, a qual permite que a velocidade de transmissão atinja os 11 Mbps. Ao atingir os 11 Mbps, o padrão conseguiu superar a barreira psicológica dos 10 Mbps fornecida pelo padrão Ethernet original. Esse é um dos motivos pelo qual o padrão IEEE 802.11b é também conhecido por Wi-Fi (Wireless Fidelity). O padrão foi ratificado em julho de 1999 e a sua última revisão foi em julho de 2001. Fornecendo picos de transferência de dados tão velozes quanto o Ethernet 10BaseT, o 802.11b é adequado para navegação na web, uso de e-mail, redes domésticas e de pequenos escritórios e equipamentos handheld portáteis. Unidade 6

183



baixo custo – integrado em muitos dispositivos e computadores;

bom alcance – tipicamente de 45 a 100 metros em ambientes fechados;

não é facilmente obstruído – boa transmissão por meio da maioria das paredes e barreiras;

ampla adoção – compatível com a maioria dos pontos de o e hot spots públicos;

uso futuro – compatível com 802.11g e 802.11n.


interferência – freqüência congestionada de 2,4 GHz pode significar conflitos com dispositivos Bluetooth, telefones sem fio e até mesmo aparelhos de microondas;

velocidade mais lenta – taxa de transferência máxima de 11 Mbps;

baixa qualidade de serviço – pouco adequada para Vo-WLAN (Vídeo over Wireless Local Area Network) e outras aplicações de streaming;

gargalos – usuários competem por seus três canais e largura de banda de 11 Mbps.

Tem seu uso fortemente incentivado pela Wi_Fi Alliance, uma associação que reúne empresas do setor e que visa a promoção dessa tecnologia mediante a certificação de produtos com relação à interoperabilidade entre equipamentos de diferentes fabricantes. Um produto certificado recebe o selo apresentado na figura a seguir:

FIGURA 6.12 - SELO DE CERTIFICAÇÃO DA WI-FI ALLIANCE

184


Esse selo muitas vezes é encontrado indicando áreas com cobertura wireless, como em recepções de hotéis, restaurantes, etc.

Padrão IEEE 802.11g O padrão IEEE 802.11g é uma extensão do padrão IEEE 802.11b, porém ele consegue velocidades de até 54 Mbps utilizando a banda ISM de 2.4 GHz, com a tecnologia OFDM (que também é utilizada no padrão IEEE 802.11a). Aprovado em junho de 2003, o 802.11g está substituindo rapidamente o 802.11b à medida que os usuários fazem o upgrade para obter maior largura de banda. Dispositivos com interfaces 802.11g podem trabalhar a uma velocidade mais baixa (11 Mbps, por exemplo) sendo compatíveis com dispositivos que utilizam uma interface 802.11b.


alta velocidade – até 54 Mbps. Cinco vezes a taxa de transferência do 802.11b;

bom alcance – usualmente de 45 a 100 metros em ambientes fechados;

não é facilmente obstruído – permite boa transmissão por meio da maioria das paredes e barreiras;

altamente compatível – comunica-se com dispositivos 802.11b e é utilizado na maioria dos hot spots públicos.


interferência – usa a mesma freqüência congestionada de 2,4 GHz do 802.11b;

custo – mais cara do que o 802.11b, mas em função da massificação de seu uso o preço está caindo.

Unidade 6

185


Hoje é difícil encontrar no comércio notebooks à venda sem o recurso da tecnologia wireless (seja no padrão 802.11b, 802.11g ou ambos), que pode estar embutido diretamente no processador do equipamento (Centrino ou Pentium M da Intel, por exemplo) ou integrado à sua placa-mãe. Então por que escolher um deles? Vários fabricantes oferecem atualmente pontos de o e cartões híbridos com 802.11a/b/g que eliminam a necessidade de ter que escolher um único padrão.

Padrão IEEE 802.11n Ainda aguardando a aprovação do IEEE, o 802.11n promete ser muito melhor em termos de recursos do que os outros padrões 802.11. O 802.11n oferecerá taxas de transferências maiores do que 100 Mbps (estão previstos mais de 600 Mbps) para viabilizar aplicações de alta velocidade e alto consumo de largura de banda. Felizmente, esse padrão também está prevendo a compatibilidade inicial com outros padrões Wi-Fi. Atualmente, foram propostos dois padrões 802.11n. Cada um deles, apoiado por seu próprio grupo de importantes empresas da indústria, está competindo para se tornar a especificação final. O padrão 802.11n deve ser ratificado logo, porém isso não tem impedido que muitos fabricantes ofereçam hardware com esse recurso antes da ratificação.

Seção 4 – Autenticação e segurança Você sabe quais são os riscos do uso de redes wireless? Sempre que o assunto wireless é abordado, o assunto segurança é quase sempre um termo parceiro nas conversas. Vamos ver isso com mais detalhes. Embora esse tipo de rede seja muito conveniente, existem alguns problemas de segurança que precisam ser seriamente considerados pelos seus usuários. 186


Essas redes utilizam sinais de rádio para a comunicação e qualquer pessoa munida de um equipamento com um dispositivo wireless poderá interceptar os dados transmitidos por um outro cliente da rede. Diferentemente das redes que usam cabo metálico nas quais somente com o o físico ao cabo obtém-se o à rede, as WLANs não têm essa restrição física de o. Por serem bastante simples de instalar, muitas pessoas estão utilizando redes desse tipo em casa, sem nenhum cuidado adicional, e até mesmo em empresas, sem o conhecimento dos es de rede. Muitas vezes a conhecida instalação padrão, também conhecida como N-N-F, pressiona o N (Next) seguidamente a cada pergunta do software de instalação até chegar ao fim – F (Finish). A rede wireless funciona, mas sem nenhuma configuração diferente da default (padrão sugerido pelo fabricante) o que pode acarretar problemas em relação à segurança.

Quais cuidados deve-se ter com uma rede wireless?

São vários os cuidados que devem ser observados quando buscase a conexão a uma rede wireless como cliente, quer seja com notebooks, PDAs, estações de trabalho, etc. Dentre eles, alguns podem ser citados. a) Considerar que ao se conectar a uma WLAN você estará se conectando a uma rede pública e, portanto, seu computador estará exposto a ameaças. É muito importante que você tome os seguintes cuidados com o seu computador: possuir um firewall pessoal, possuir um antivírus instalado e atualizado, aplicar as últimas correções em seus softwares (sistema operacional, programas que utiliza, etc.), desligar compartilhamento de disco, impressora, etc. b) Desabilitar o modo Ad Hoc. Utilize esse modo apenas se for absolutamente necessário e desative-o assim que não precisar mais.

Unidade 6

187


c) Usar WEP (Wired Equivalent Privacy) sempre que possível, pois permite criptografar o tráfego entre o cliente e o AP. Fale com o de sua rede para verificar se o WEP está habilitado e se a chave é diferente daquelas que acompanham a configuração padrão do equipamento. O protocolo WEP possui diversas fragilidades e deve ser encarado como uma camada adicional para evitar a escuta não-autorizada.

PGP (Pretty Good Privacy) – é um programa que implementa criptografia de chave única, de chaves pública e privada e digital. Possui versões comerciais e gratuitas. SSH (Secure Shell) – é um protocolo que utiliza criptografia para o a um computador remoto, permitindo a execução de comandos, transferência de arquivos, entre outros. VPN (Virtual Private Network) – é uma rede particular que é construída dentro de uma infra-estrutura de rede pública como a Internet global, para uso exclusivo dos usuários de uma determinada empresa, para que se conectem a ela de qualquer parte do mundo. Ao usar uma VPN, um cliente remoto pode ar a rede da matriz da empresa por meio da internet criando um túnel seguro entre o PC do usuário e a rede na matriz.

d) Considerar o uso de criptografia nas aplicações, como por exemplo, o uso de PGP para o envio de e-mails, SSH para conexões remotas ou ainda o uso de VPNs. e) Habilitar a rede wireless somente quando for usá-la e desabilitá-la após o uso. Algumas estações de trabalho e notebooks permitem habilitar e desabilitar o uso de redes wireless através de comandos ou botões específicos. No caso de notebooks com cartões wireless PCMCIA, insira o cartão apenas quando for usar a rede e retire-o ao terminar de usar. f) Ter em mente que, dependendo de seu AP (principalmente em função de características como potência e localização), sua rede pode abranger uma área muito maior que apenas a desejada. Com isso sua rede pode ser utilizada sem o seu conhecimento ou ter seu tráfego capturado por vizinhos ou pessoas que estejam nas proximidades. g) Mudar sempre as configurações iniciais default (padrão sugerido pelo fabricante) que acompanham o seu AP. Alguns exemplos são as seguintes ações: alterar as senhas, desabilitar o broadcast de SSID, usar sempre que possível WEP (Wired Equivalent Privacy), criptografar o tráfego entre os clientes e o AP, usar o maior tamanho de chave possível (128 bits), desligar seu AP quando não estiver usando a rede.

Por criptografia entende-se como a ciência e arte de escrever mensagens em forma cifrada ou em código. É parte de um campo de estudos que trata das comunicações secretas. É usada, dentre outras finalidades, para: autenticar a identidade de usuários; autenticar transações bancárias; proteger a integridade de transferências eletrônicas de fundos; e proteger o sigilo de comunicações pessoais e comerciais.

188


Considerando todos esses aspectos, a manutenção da segurança em uma rede sem fio requer uma abordagem múltipla, que inclui:

uso de criptografia forte;

tecnologias de prevenção à intrusão;

educação e treinamento do usuário;

mecanismos de segurança;

atualização e pesquisa constantes.

O tráfego proveniente de Access Points deve ser considerado como tráfego não-confiável, e deve ser segregado, separado, tratado de modo distinto do restante do tráfego da rede. O SSID não proporciona nenhum tipo de privacidade, nem autentica o cliente na rede sem fio. Serve principalmente para evitar que um cliente se conecte acidentalmente a uma outra rede sem fio, dentro de sua área de cobertura. Uma das principais regras de segurança é não usar o SSID default (configuração padrão). A filtragem de MAC (MAC Filtering) é um recurso que possibilita o registro do MAC Address dos clientes cuja conexão a uma BSS é permitida. O cliente não consegue trafegar dados na rede caso o seu MAC não esteja listado de forma explícita no AP. Pode ser burlado por meio de MAC Spoofing. O WEP (Wired Equivalent Privacy) é o primeiro o em relação à ampliação da segurança em redes sem fio mediante a implantação de criptografia na comunicação da rede. Não é (e nem tem por objetivo ser) um algoritmo totalmente seguro para a transmissão de dados. Seu uso do WEP não dispensa o uso de outros métodos criptográficos (SSH, SSL, HTTPS, etc.).

Spoofing é uma técnica de subversão de sistemas informáticos que consiste em mascarar (spoof) endereços.

O WEP foi projetado para contornar a inerente insegurança das redes sem fio, se comparadas com as redes cabeadas covencionais, com um padrão de criptografia de dados que utiliza chaves de 40, 64 ou 128 bits.

Unidade 6

189


Segundo o IEEE, o objetivo principal do WEP é fazer com que seja necessário algum tipo de conhecimento e recurso tecnológico para se ter o aos dados transmitidos. O WPA (Wi-Fi Protected Access) é um algoritmo mais recente e mais seguro que o WEP. Utiliza autenticação no nível do usuário (por meio de servidores RADIUS ou LDAP), criptografia RC4 e chave de criptografia dinâmica por sessão. É um protocolo ainda vulnerável aos DoS (ataque de negação de serviço que busca tirar o serviço de funcionamento – Denial off Service).

O RC4 é um algoritmo de encriptação de fluxo mais usado no software e utilizado nos protocolos mais conhecidos, como Secure Socket Layers (SSL) e WEP. O RC4 não é considerado um dos melhores sistemas criptográficos pelos adeptos da criptografia e, em algumas aplicações, pode converter-se em sistemas muito inseguros. No entanto, alguns sistemas baseados em RC4 são seguros o bastante num contexto prático.

O WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2) é uma evolução do WPA, e é baseado no padrão IEEE 802.11i, além de utilizar criptografia AES (Advanced Encryption Standard) mais robusta que a RC4. O quadro a seguir apresenta um breve comparativo dos métodos de criptografia para wireless.

AES (Advanced Encryption Standard) – algoritmo de criptografia (substituto do DES) e adotado a partir de outubro de 2001. Ele encripta blocos de 128, 192 ou 256 bits, o tamanho da chave pode ser de 128, 192 ou 256 bits. A diferença é no total de iterações durante o processo de cifragem.

QUADRO 6.1 - COMPARATIVO WEP, WPA E WPA2

190

WEP

WPA

WPA2

Criptografia

RC4

RC4

AES

Tamanho

40/128/256

128/256

128/256


Seção 5 – WIMax Tendo em vista o crescimento da banda larga, a procura por tecnologias que podem fornecer esse tipo de serviço é grande, ainda mais tecnologias que dispensam o lançamento de mídias guiadas (cabos) entre o provedor de serviço e o usuário, que é o caso das redes sem fio. Deseja-se largura de banda e maior área de alcance do sinal wireless. Em 1999, para tratar do problema da padronização nessa área, o IEEE foi incumbido de elaborar um padrão a ser utilizado pelo mercado. Ele foi denominado IEEE 802.16, oficialmente chamado de Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems (interface aérea para sistemas fi xos de o sem fio de banda larga), eventualmente conhecido também como MAN sem fio, enlace local sem fio ou WMAN.

Uma pergunta geralmente é feita em relação ao padrão IEEE 802.16: por que não utilizar o padrão IEEE 802.11 para cumprir o papel fornecedor de e para o serviço de banda larga?

Já que existem razões muito boas, e podemos começar pelo fato de que eles resolvem problemas diferentes. Enquanto que, para o padrão IEEE 802.11, os computadores podem se locomover, isso não ocorre para os usuários de banda larga, que geralmente são edifícios e residências. Sendo assim, mobilidade não é relevante para o padrão IEEE 802.16. O padrão IEEE 806.16 pode utilizar dispositivos full-duplex, o que o padrão IEEE 802.11 tenta evitar para manter o preço das interfaces baixo. Uma vez que o escopo do padrão IEEE 802.16 é metropolitano, existe a possibilidade de existir distâncias com vários quilômetros. A potência recebida pela estação-base pode variar de estação para estação, afetando a relação sinal/ruído, necessitando para compensação vários esquemas de modulação.

Unidade 6

191


Como a largura de banda está relacionada diretamente com o tamanho da faixa de freqüência disponível, o padrão IEEE 802.16 opera na faixa de 10 GHz a 66 GHz, não servindo o uso das bandas ISM utilizadas pelo padrão IEEE 802.11, classificadas como bandas estreitas. Como a freqüência de operação é alta e por conseqüente as ondas possuem comprimentos milimétricos, é necessária uma camada física bem definida para contornar as particularidades das ondas milimétricas.

Um exemplo é o fato da forte absorção dessas minúsculas ondas pela água, especialmente no caso de chuvas. Isso faz com que seja necessária a existência de tratamento de erros robusto.

Ainda devido ao uso de ondas milimétricas, podemos citar a característica de que elas podem ser concentradas em feixes direcionais (diferente do padrão IEEE 802.11, que é unidirecional).

Síntese Com a diminuição do tamanho dos computadores, a necessidade de mobilidade e conexão à rede, os produtos para essa área sofreram uma evolução enorme. Entre as W-PAN (Wireless Personal Area Network), com área de abrangência restrita a alguns metros, temos o trabalho do Bluetooth Special Interest Group (BSIG) e do IEEE por meio do grupo de trabalho 802.15. A rede Bluetooth é chamada de piconet e um conjunto de piconets se chama scatternet.

192


As transmissões WLAN usam a tecnologia de spread spectrum para a transmissão de sinais nas faixas ISM e o algoritmo de o ao meio CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Colition Avoidance). Essas redes podem ser com infra-estrutura (um Access Point coordenando a comunicação) ou Ad Hoc, sem a presença de um coordenador na rede. Temos também um conjunto de padrões apresentado pelo IEEE. O 802.11 foi o pioneiro, usa modulação DSSS e não teve grande aceitação de mercado, principalmente pela sua baixa velocidade (até 2 Mbps). O padrão 802.11a trabalha a 54 Mbps, usa modulação OFDM, porém apresenta alto consumo de energia e áreas de cobertura mais reduzida quando comparado aos outros padrões. O padrão 802.11b trabalha a 11 Mbps, usa modulação HR-DSSS, abrange uma área de até 100 metros e é conhecido como WiFi. O padrão 802.11g trabalha até 54 Mbps usando a modulação OFDM e abrange área equivalente ao 802.11b. Os padrões mais difundidos são justamente o 802.11b e 802.11g. Como as redes wireless não ficam limitadas a um meio físico guiado, o seu sinal está livre na atmosfera (em sua área de abrangência), portanto a preocupação com segurança deve ser intensa. Nunca faça uma instalação default (padrão sugerido pelo fabricante), procure usar criptografia, WEP, WPA ou mesmo WPA2. Estão agora surgindo os primeiros produtos para WMAN, seguindo o padrão 802.16 do IEEE, que alcançam maiores distâncias e a preocupação maior não é mais com a mobilidade e sim com a substituição do meio guiado pelo wireless.

Unidade 6

193


Atividades de auto-avaliação 1. Assinale abaixo em quais camadas do modelo OSI o trabalho do IEEE se concentrou para deixar o padrão WLAN o mais compatível possível com o padrão Ethernet de redes cabeadas (assinale duas opções). a)

( ) Física.

b)

( ) Enlace.

c)

( ) Rede.

d)

( ) Transporte.

e)

( ) Sessão.

f)

( ) Apresentação.

g)

( ) Aplicação.

2. Associe os padrões wireless com suas respectivas características. A) 802.11. B) 802.11a. C) 802.11b. D) 802.11g. E) 802.15.3. F) 802.16.

1. ( ) Largura de banda máxima de 11 Mbps e abrange distâncias até 100 m. 2. ( ) Para uso doméstico em redes pessoais. 3. ( ) Largura de banda máxima de 54 Mbps e abrange distâncias até 100 m. 4. ( ) Largura de banda máxima de 2 Mbps e abrange distâncias pequenas. 5. ( ) Não enfoca a mobilidade e sim conexões com maior área de abrangência. 6. ( ) Largura de banda máxima de 54 Mbps e abrange distâncias até 30 m.

3. Descreva resumidamente os seguintes componentes de uma rede wireless: STATION

194


AP (Access Point)

BSA (Basic Service Area)

ESS (Extended Service Set)

SSID (Service Set Identifier)

HOT-SPOTS

Unidade 6

195


4. Descreva como funciona o método de o ao meio CSMA/CA.

5. Descreva como funciona a modulação FHSS.

196


6. Descreva como funciona a modulação DSSS.

Saiba mais Para obter mais informações sobre os conteúdos abordados nesta unidade, visite alguns sites.

Wireless world .

Bluetooth . .

Fórum de dúvidas Wireless .

Unidade 6

197


Wireless Local Area Network .

Wireless Personal Area Network .

WIMax .

Informações gerais sobre wireless .

Wi-Fi Alliance .

Comunidade Wireless BRASIL .

Wireless LAN Association .

198

UNIDADE 7

Endereçamento Objetivos de aprendizagem

Estudar o sistema de endereçamento que individualiza as estações em uma rede.

Conhecer a diferença entre o endereçamento físico e o lógico.

Conhecer como um dispositivo de rede consegue encaminhar a informação ao destino usando o endereçamento.

Seções de estudo Seção 1 Endereçamento físico. Seção 2 Endereçamento lógico. Seção 3 DNS.

7


Para início de conversa

Browser ou navegador – programa para pesquisar e receber informações da World Wide Web (Internet). Os browsers variam em complexidades desde os simples, baseados em texto, até os gráficos e sofisticados (Internet Explorer, Netscape, Mozilla, Opera, etc.)

Já vimos nas unidades anteriores que, tanto a internet como a Ethernet, são exemplos de redes baseadas em comutação de pacotes e que a analogia com o sistema postal é bastante apropriada. A informação manuseada por um determinado programa da camada de aplicação do modelo OSI (browser ou leitor de e-mail, por exemplo), ao ser reada às camadas inferiores do modelo, é inicialmente segmentada e transformada em pacotes que necessitam do endereço de destino e origem (para o caso de uma resposta). Com base nesses endereços é que o sistema vai encaminhar os pacotes, tal como ocorre o sistema postal. Enquanto o sistema postal trabalha com um sistema de endereçamento que permite individualizar um remetente no mundo, o mesmo precisa acontecer com o endereçamento adotado nas redes de computadores. Você se lembra do exemplo do Sr. César Waintuch? Nesse exemplo usado anteriormente, um determinado endereço (César Waintuch, rua Teodoro Makiolka número 4.510, CEP 82710-000 – Barreirinha – Curitiba – Paraná - Brasil) é único e hierárquico. No Brasil, existe apenas um Estado chamado Paraná, que possui apenas uma cidade chamada Curitiba, que possui apenas um bairro chamado Barreirinha, com apenas uma rua de nome Teodoro Makiolka, que possui apenas uma casa com o número 4510, onde mora apenas um Sr. César Waintuch. O envio de pacotes de uma origem para um destino é conhecido como unicast. No modo de transmissão unicast, a mensagem é enviada para um único destinatário em uma rede. Nas redes de computadores existem mais dois modos de transmissão de pacotes (inexistentes no sistema postal de nossa analogia), o multicast e o broadcast. No modo de transmissão multicast, um único pacote de informações é enviado a um subgrupo específico de endereços de rede (endereço multicast) especificados no campo de endereço de destino. No modo de transmissão broadcast, um único pacote de dados será enviado a todos os dispositivos de uma rede. Os pacotes de broadcast são identificados por um endereço de destino

200


específico (endereço de broadcast), no qual todos os bits do campo estão “setados” para 1. Observe que a analogia com o sistema postal apenas pode ser aplicada para os pacotes unicast, um único pacote pode ser transmitido da origem ao destino. A analogia não pode ser usada para os pacotes broadcast e multicast, pois nesse caso um único pacote sai da origem e é entregue a um grupo (multicast) ou a todos os dispositivos de rede (multicast).

Seção 1 – Endereçamento físico Vamos iniciar recordando que, em função de sua maciça aceitação no mercado, quando falamos de rede local estamos nos referindo basicamente à rede Ethernet. Para permitir a entrega de quadros na Ethernet, deverá existir um sistema de endereçamento, no qual todos os dispositivos de rede (estações de trabalho, impressoras, roteadores e switches) possuam uma forma exclusiva de identificação. Nesse sentido, a Ethernet usa endereços MAC que têm 48 bits de comprimento (seis bytes) e são expressos como doze dígitos hexadecimais, geralmente recebendo a cada dois dígitos dois pontos (“:”) como separador. Esse endereço é também conhecido como endereço de hardware, endereço de camada MAC ou endereço físico. Os endereços MAC às vezes são conhecidos como Burned-In Addresses (BIA), porque são gravados na memória apenas de leitura (ROM) do dispositivo de rede e são copiados na memória de o aleatório (RAM) quando o dispositivo (placa de rede) é ativado pelo Sistema Operacional. Os primeiros seis dígitos hexadecimais do endereço identificam o fabricante ou o fornecedor. Essa parte do endereço MAC é conhecida como OUI (Organizational Unique Identifier) e é istrada pelo IEEE, que fornece uma identificação exclusiva para cada fabricante, conforme a necessidade. Os demais seis dígitos hexadecimais representam o número de série da interface ou outro valor istrado pelo fabricante do

Unidade 7

MAC (Media Access Control) é responsável pelo endereço da camada de enlace de dados padronizado, necessário para cada porta ou dispositivo conectado a uma rede local. Outros dispositivos da rede utilizam esses endereços para localizar portas específicas na rede e para criar e atualizar tabelas de roteamento e estruturas de dados.

201


equipamento específico. Conforme pode ser observado na Figura 7.1, o endereço MAC de um determinado dispositivo de rede (00:60:2F:3A:07:BC) é assim apresentado: 6 Bytes 48 Bits 12 dígitos hexadecimais OUI

Serial (geralmente)

24 bits

24 bits

6 dígitos hexa

6 dígitos hexa

00 : 60 : 2F

3A : 07 : BC

Cisco

dispositivo FIGURA 7.1 - ENDEREÇO MAC

Quando um determinado dispositivo de rede precisa enviar informações, ele estabelece a comunicação com o outro dispositivo, usando o endereço MAC do dispositivo de destino. O dispositivo de origem insere um cabeçalho com o endereço MAC do destino pretendido e envia os quadros para a rede. Como esses quadros trafegam pelos meios físicos da rede local, a interface de rede em cada dispositivo verifica se o endereço MAC corresponde ao endereço de destino físico carregado pelo quadro de dados. Se não houver correspondência, a interface descartará o quadro. Quando os dados chegam ao seu destino, a placa de rede faz uma cópia e a o quadro acima pelas camadas OSI. Em uma rede Ethernet, todos os nós precisam examinar o cabeçalho MAC, mesmo que os nós de comunicação estejam lado a lado. A interface de rede faz essa avaliação sem usar o tempo de processamento da U, proporcionando melhores tempos de comunicações na rede Ethernet. É na Camada de Enlace de Dados, no preparo do quadro de dados que cabeçalhos e trailers MAC são adicionados aos dados da camada superior (pacote).

202


O cabeçalho e o trailer contêm informações de controle destinadas à camada de enlace de dados no sistema de destino.

Os dados das camadas superiores são encapsulados dentro do quadro da camada de enlace de dados, entre o cabeçalho e o trailer, que é então transmitido na rede. Na Unidade 5 vimos o formato do quadro ethernet no qual podemos ver além dos endereços de destino e origem, os demais componentes desta PDU, conforme podemos observar na Figura 7.2 a seguir.

7

1

6

Início do Endereço Preâmbulo delimit. do de destino quadro

PDU (Protocol Data Unit) – é a Unidade de Dados do Protocolo e representa os diferentes tipos de encapsulamento que ocorrem na camada OSI. Na camada de transporte a pdu é “segmento”, na camada de rede a PDU é o “pacote”, na camada de enlace de dados a pdu é o “quadro” enquanto na camada física a PDU é o “bit”.

6

2

64 a 1.500

4

Endereço de origem

Compr. / Tipo

Cabeçalho e Dados 802.2

FCS

IEE 802.3 FIGURA 7.2 - FORMATO DO QUADRO ETHERNET

Quando se trata de um pacote broadcast, ou seja, destinado a todos os dispositivos da rede, o endereço de destino do mesmo é FF:FF:FF:FF:FF:FF. Vamos retomar um exemplo adotado na Unidade 5 (Figura 7.3), quando foi abordada a comutação Ethernet pelo switch. Foi apresentada a topologia e então afirmado que o switch tinha uma tabela de encaminhamento de quadros.

Mas afinal como acontece o processo no qual essa tabela é montada?

A tabela de encaminhamento fica residente na memória RAM e, portanto, é volátil, ou seja, com o desligamento do equipamento a tabela é apagada.

Unidade 7

203


FIGURA 7.3 - TOPOLOGIA ANALISADA

Ao ligarmos o switch ele sempre estará com sua tabela de encaminhamento zerada ou vazia, conforme se observa na Tabela 7.1 a seguir. No exemplo adotado, o processo de preenchimento da tabela será acompanhado apenas para as portas nas quais encontram-se conectados equipamentos conforme a topologia do exemplo apresentado, mas o procedimento é o mesmo para todas as portas do switch. TABELA 7.1 - TABELA DE ENCAMINHAMENTO DO SWITCH VAZIA

Porta


Descrição

1 7 10 18 24

Quando a “Estação 1” deseja enviar informações para o servidor, o quadro é enviado ao switch que consulta sua tabela de encaminhamento. Como sua tabela está vazia o switch vai

204


registrar na tabela a associação entre o endereço da “Estação 1” e a sua porta 7, pois foi dessa porta que ela recebeu o quadro endereçado ao servidor, conforme se observa na Tabela 7.2. O endereço da “Estação 1” é obtido no próprio quadro que ela transmitiu, a partir do campo “Endereço de origem”. TABELA 7.2 - PRIMEIRA ASSOCIAÇÃO NA TABELA DE ENCAMINHAMENTO DO SWITCH

Porta


Descrição

0A:0B:E0:05:DE:B0

Estação 1

1 7 10 18 24

Uma vez que o “Servidor” não possui nenhuma entrada na tabela (não está associado a nenhuma porta) o switch vai pegar o quadro e encaminhar para todas as suas portas, salvo àquela na qual ele recebeu o pacote destinado ao “Servidor”, ou seja, exceto a porta de número 7. Esse encaminhamento de um quadro para todas as portas (exceto para a porta de origem da informação), quando o switch não possui o endereço de destino em sua tabela de encaminhamento, é conhecido como flooding ou inundação. Desse modo todos os dispositivos da rede vão receber o quadro, analisar o endereço de destino do mesmo e, ao comparar com seu endereço MAC, descartá-lo quando não houver coincidência ou aceitar o quadro ando as informações para as camadas superiores. O “Servidor” ao receber o quadro, vai ar o mesmo para as camadas superiores e uma resposta será encaminhada de volta à “Estação 1”. Ao enviar a resposta para a “Estação 1”, o “Servidor” encaminha o quadro ao switch que, novamente com base no campo endereço de origem, registra que o servidor está ligado à porta 1, conforme se observa na Tabela 7.3 e depois, observando na tabela que a “Estação 1” está associada à sua porta 7, encaminha o quadro por essa porta.

Unidade 7

205


TABELA 7.3 - SEGUNDA ASSOCIAÇÃO NA TABELA DE ENCAMINHAMENTO DO SWITCH

Porta


Descrição

1

00:A9:0F:45:D1:01

Servidor

7

0A:0B:E0:05:DE:B0

Estação 1

10 18 24

O mesmo acontece quando a “Estação 2” deseja imprimir. Ao enviar o quadro para o switch seu endereço é registrado na tabela de encaminhamento. O switch vai fazer o flooding e a “Impressora”, após ter recebido a informação, ao responder também vai ter seu endereço registrado na tabela de encaminhamento, conforme se observa na Tabela 7.4. TABELA 7.4 - TERCEIRA E QUARTA ASSOCIAÇÕES NA TABELA DE ENCAMINHAMENTO DO SWITCH

Porta


Descrição

1

00:A9:0F:45:D1:01

Servidor

7

0A:0B:E0:05:DE:B0

Estação 1

10

A0:0B:07:08:8E:77

Estação 2

18

00:09:0E:A5:D0:00

Impressora

24

Como ocorre então quando em uma porta temos ligado um hub com mais estações conectadas a ele? Vamos para a situação na qual a “Estação 3” deseja imprimir um documento. O quadro originado na “Estação 3” é recebido pelo hub que não possui tabela de encaminhamento e, portanto, o reenvia por todas as suas demais portas. A porta 24 do switch recebe essa informação reada pelo hub e coloca o endereço MAC de origem desse quadro na sua tabela de encaminhamento 206


associada a essa porta (24) antes de encaminhar o quadro para a sua porta 18, na qual está a “Impressora” (informação obtida após consultar a tabela de encaminhamento), conforme se observa na Tabela 7.5. TABELA 7.5 – ASSOCIAÇÕES NA TABELA DE ENCAMINHAMENTO DO SWITCH RELATIVAS À PORTA 24

Porta


Descrição

1

00:A9:0F:45:D1:01

Servidor

7

0A:0B:E0:05:DE:B0

Estação 1

10

A0:0B:07:08:8E:77

Estação 2

18

00:09:0E:A5:D0:00

Impressora

24

0F:B0:E7:09:D4:B1

Estação 3

Devido à característica do hub de receber os quadros em uma determinada porta e encaminhar para todas as suas demais portas, quando a “Estação 4” enviar um quadro para a “Estação 5”, a porta 12 do hub encaminha também esse quadro para a porta 24 do switch que vai colocar o endereço da “Estação 4” também associado à porta 24 do switch, conforme observa-se na Tabela 7.6. TABELA 7.6 - ASSOCIAÇÕES NA TABELA DE ENCAMINHAMENTO DO SWITCH RELATIVAS À PORTA 24

Porta


Descrição

1

00:A9:0F:45:D1:01

Servidor

7

0A:0B:E0:05:DE:B0

Estação 1

10

A0:0B:07:08:8E:77

Estação 2

18

00:09:0E:A5:D0:00

Impressora

24

0F:B0:E7:09:D4:B1 A0:0B:07:08:8E:78

Estação 3 Estação 4

Unidade 7

207


Ou seja, cada vez que um determinado dispositivo de rede encaminhar um quadro ao switch ele acaba tendo seu endereço MAC associado à determinada porta e registrado na tabela de encaminhamento do switch. Desse modo, quando todas as estações enviaram um quadro de informações que, de alguma forma, chegou no switch, a tabela de encaminhamento fica completa, conforme a do nosso exemplo apresentada na Tabela 7.7. TABELA 7.6 - TABELA DE ENCAMINHAMENTO DO SWITCH COMPLETA

Porta


Descrição

1

00:A9:0F:45:D1:01

Servidor

7

0A:0B:E0:05:DE:B0

Estação 1

10

A0:0B:07:08:8E:77

Estação 2

18

00:09:0E:A5:D0:00

Impressora

24

0F:B0:E7:09:D4:B1 A0:0B:07:08:8E:78 0D:05:E1:A8:06:E1 A0:0B:07:08:8E:79 10:00:EE:16:7E:45

Estação 3 Estação 4 Estação 5 Estação 6 Estação 7

Na topologia usada em nosso exemplo, o switch teve sua tabela de encaminhamento composta de nove entradas, uma para cada dispositivo de rede conectado à topologia. Observe que a estrutura organizada pelo IEEE refere-se a um sistema de endereçamento não-hierárquico, que não apresenta identificação da rede. Em uma mesma rede local, o endereço composto pelo OUI e pelo número de série não permite nenhum tipo de identificação adicional que possa organizar determinados endereços. E se existisse apenas o endereço físico, da camada de enlace de dados (MAC), qual seria o tamanho de uma tabela de encaminhamento para atender uma rede do tamanho da internet? Seria imenso, monstruoso, com uma entrada na tabela para cada computador ligado à internet. 208


Neste sentido foi criado o sistema de endereçamento lógico, o endereçamento IP que veremos a seguir.

Seção 2 – Endereçamento lógico Para que ocorra comunicação entre duas redes distintas, é necessário que seja possível uma rede identificar qual dispositivo pertence a qual rede. A Figura 7.4 expressa essa idéia apesar dos endereços apresentados serem ilustrativos.

FIGURA 7.4 - COMUNICAÇÃO ENTRE REDES

O fato de cada endereço exclusivo identificar também a rede à qual pertence o dispositivo é fundamental na localização desse dispositivo, especialmente quando estamos tratando com comunicação entre redes diferentes e grandes quantidades de computadores. Você viu que todos os computadores possuem um endereço físico exclusivo da camada de enlace de dados (endereço MAC), veremos agora o endereço IP. Trata-se também de um endereço exclusivo, operando na camada três do modelo OSI (camada de rede) e que permite uma hierarquização identificando também qual rede pertence o dispositivo.

Unidade 7

209


Esse sistema de endereçamento IP é chamado de IPv4 ou IP versão 4, usa um identificador de 32 bits e permite endereçar 4.294.967.294 dispositivos de rede. Para facilitar a utilização do endereço IP, geralmente ele é escrito como quatro algarismos decimais separados por pontos (“.”). Por exemplo, o endereço IP de um dispositivo de rede é 172.19.21.1 enquanto outro dispositivo pode ter o endereço 108.101.12.22.

Essa maneira de escrever o endereço, com quatro partes separadas por pontos, é chamada de formato decimal pontuado.

Cada parte do endereço é denominada octeto, já que é formada de oito dígitos binários.

Por exemplo, o endereço IP 172.19.21.1 seria 10101100. 00010011.00010101.00000001 em notação binária.

O formato decimal pontuado é um método mais fácil de entender do que a notação binária usando apenas os dígitos um e zero. Quando se trabalha diretamente com números binários, as longas cadeias de uns e zeros repetidos aumentam a probabilidade de erros de transposição e eventualmente omissão de algum dígito. Uma vez que utiliza oito bits, cada octeto do endereço pode variar entre 0 a 255 (28 =256). Cada um dos octetos divide-se em 256 subgrupos, que se dividem em outros 256 subgrupos com 256 endereços em cada um deles, conforme pode ser observado na Figura 7.5 a seguir.

210


FIGURA 7.5 - ORGANIZAÇÃO DOS ENDEREÇOS IP

Mantendo a nossa analogia com o sistema postal, quando uma determinada correspondência é postada, os correios baseiam-se nos dados do CEP para encaminhar a correspondência à cidade de destino e depois no restante das informações do endereço para entregar efetivamente a correspondência ao destinatário. Os dados do CEP correspondem à parte rede do endereço enquanto os demais dados correspondem ao identificador exclusivo do dispositivo na rede. Um endereço IP combina esses dois identificadores em um único número exclusivo. A primeira parte identifica o endereço de rede do sistema. A segunda parte, chamada de parte do host, identifica qual é o dispositivo específico na rede.

Esse tipo de endereço é dito hierárquico porque contém dois níveis, o nível de rede e o nível de host.

Para atender redes de diferentes tamanhos e ajudar na sua classificação, os endereços IP são divididos em grupos chamados classes. O primeiro octeto do endereço vai determinar a classe na qual o endereço pertence. Há cinco classes de endereços IP, conforme mostrado na Figura 7.6 a seguir.

Unidade 7

211


FIGURA 7.6 - CLASSES DE ENDEREÇOS IP

A quantidade de dispositivos que pode ser endereçada em uma rede é determinada pela fórmula 2n-2 (na qual “n” é o número de bits disponível para o endereçamento).

Para saber quantos bits estão sendo usados para rede e quantos bits estão sendo usados para hosts, usamos a máscara de rede.

Trata-se de um número de 32 bits (também apresentado em quatro algarismos decimais tal como o endereço IP) usado sempre em conjunto com um endereço IP. Às vezes é chamada simplesmente máscara. A máscara de rede padrão de um endereço classe “A” é 255.0.0.0, a máscara de rede padrão de um endereço de classe “B” é 255.255.0.0 e, por fim, a máscara padrão de um endereço de classe “C” é 255.255.255.0.

Endereços classe “A” Os endereços de classe ”A” foram criados para ar redes extremamente grandes. Os endereços IP de classe ”A” usam somente o primeiro octeto para indicar o endereço de rede. Os

212


três octetos restantes são responsáveis pelos endereços para os dispositivos de rede. Como são reservados três octetos para endereçar hosts em uma rede classe “A” (24 bits), ao aplicar a fórmula 2n-2, obteremos o resultado de 16.777.214 endereços para hosts ou dispositivos de rede. Em seu primeiro octeto, os números 0 e 127 são reservados e não podem ser usados como endereços de rede. Qualquer endereço que comece com um valor entre 1 e 126 no primeiro octeto é um endereço de classe “A”. A rede 127.0.0.0 é reservada para testes de loopback. Os roteadores ou as máquinas locais podem usar esse endereço para enviar pacotes para si mesmos. Por isso, esse número não pode ser atribuído a nenhuma rede.

Endereços classe “B” Os endereços da classe “B” foram criados para atender as necessidades de redes de porte médio a grande.

Loopback é um método de teste no qual os dados transmitidos são retornados ao transmissor, com o intuito de se fazer uma análise da continuidade da conexão. Para testes em redes são usados os endereços de 127.0.0.0 até 127.255.255.255.

Um endereço IP de classe “B” usa os dois primeiros octetos para indicar o endereço da rede. Qualquer endereço que comece com um valor no intervalo de 128 a 191 no primeiro octeto é um endereço classe “B”. Como são usados dois octetos para endereçar hosts em uma rede classe “B” (16 bits), ao aplicar a fórmula 2n2, obteremos o resultado de 65.534 endereços para hosts ou dispositivos de rede.

Endereços classe “C” Os endereços de classe “C” são os mais usados, pois têm como objetivo ar redes pequenas com no máximo 254 dispositivos de rede, resultado obtido da aplicação da fórmula 2n2, quando apenas um octeto é usado para endereçar hosts (8 bits). Um endereço classe “C” pertence à faixa de 192 a 223 no primeiro octeto do endereço.

Unidade 7

213


Endereços classe “D” Os endereços da classe “D” foram criados para permitir multicasting em uma rede IP. Um endereço de multicast é um endereço de rede exclusivo que direciona os pacotes com esse endereço de destino para grupos predefinidos. Assim, um determinado dispositivo de rede pode transmitir um único pacote de dados simultaneamente para vários destinatários. O espaço de endereços de classe “D”, de forma muito semelhante aos outros espaços de endereços, é limitado no intervalo de 224 a 239 no primeiro octeto do endereço.

Endereços classe “E” O intervalo de valores no primeiro octeto dos endereços de classe “E” vai de 240 a 255 em decimal, porém a IETF reserva esses endereços para suas próprias pesquisas. Dessa forma, nenhum endereço classe “E” foi liberado para uso na internet. O IETF (Internet Engineering Task Force) é uma força-tarefa que consiste em mais de 80 grupos ativos responsáveis pela criação de padrões para a internet, porém com ênfase em lidar com questões de engenharia a curto prazo. Publica os seus trabalhos sob forma de RFC – Request For Comments, documentos amplamente adotados na internet.

Endereço identificador de rede De acordo com as regras para o uso do sistema de endereçamento, alguns endereços de host não podem ser atribuídos a dispositivos em uma rede, o endereço identificador de rede é um desses. Quando é necessário fazer uma referência (no processo de roteamento de pacotes, por exemplo) ao conjunto de endereços de uma determinada faixa, é usado o endereço de rede. Por exemplo, a faixa de endereços compreendida entre 198.150.11.1

214


e 198.150.11.254 é representada pelo seu endereço de rede 192.150.11.0. O endereço de rede, na parte destinada ao hosts (o quarto octeto do exemplo), possui todos os bits setados para zero (0).

Endereço de broadcast Esse endereço é usado para que determinado pacote seja encaminhado a todos os dispositivos de uma certa rede. Quando se deseja encaminhar um único pacote para todos os dispositivos de uma determinada rede (endereços de 198.150.11.1 até 198.150.11.254, por exemplo), no endereço de destino será informado o endereço de broadcast dessa rede, ou seja, 198.150.11.255. O endereço de broadcast, na parte destinada ao hosts (o quarto octeto do exemplo), possui todos os bits setados para um (1). Ou seja, um determinado dispositivo de rede que possua o endereço 121.1.7.12 com máscara 255.0.0.0 usa um endereço de classe “A” (faixa de 1.0.0.0 até 126.0.0.0) cujo endereço de rede é 121.0.0.0 e o endereço de broadcast é 121.255.255.255.

Endereços públicos e privados A estabilidade da internet depende diretamente da exclusividade dos endereços de rede usados publicamente. Endereços IP de rede duplicados impedem que o roteador realize sua função de selecionar o melhor caminho. Assim sendo, para cada dispositivo de uma rede, é necessário um endereço exclusivo. Para isso foi necessário criar um procedimento que garantisse que os endereços fossem realmente exclusivos. Inicialmente, uma organização conhecida como InterNIC cuidou desse procedimento. A InterNIC não existe mais e foi substituída pela IANA que gerencia os endereços IP para garantir que não haja duplicidade de endereços usados publicamente. A duplicidade causaria instabilidade na internet e comprometeria sua capacidade de entregar as informações para as redes.

Unidade 7

InterNIC – uma organização que serve a comunidade da internet mediante a assistência aos usuários, documentação, treinamento, registro de serviços para nomes de domínios na internet e outros serviços.

IANA (Internet Assigned Numbers Authority) – uma organização que opera sob o patrocínio da ISOC como parte da IAB. Delega autoridade por meio da alocação de espaço de endereços IP e pela designação de nomes de domínios para o NIC e para outras organizações.

215


Os endereços IP públicos devem ser exclusivos. Nunca pode haver mais de uma máquina que se conecte a uma rede pública com o mesmo endereço IP, pois os endereços IP públicos são globais e padronizados.

Com o rápido crescimento da internet, os endereços IP públicos começaram a escassear. Para ajudar a solucionar o problema, foi desenvolvido o sistema de endereçamento IPv6. Utiliza 128 bits para endereçamento, que são apresentados em oito blocos de dezesseis bits representados na notação hexadecimal (quatro dígitos hexadecimais por bloco) e separados por dois pontos (“ : ”). Permite 3,4028 x 1038 endereços.

Um exemplo de endereço IPv6 é FEDC:BA98:7654:321 0:88DE:68B8:7123:2223.

Porém a substituição do sistema de endereçamento IPv4 para IPv6 implica em substituição dos equipamentos e reconfiguração de endereços, processo que vem sendo implementado gradualmente nas novas redes que estão se conectando à internet. Outra alternativa para o problema da escassez dos endereços IP públicos são os endereços IP privados. Como foi dito, as redes públicas exigem que os hosts tenham endereços IP globalmente exclusivos. Entretanto, as redes privadas que não estão conectadas à internet podem usar quaisquer endereços de host, contanto que cada dispositivo dentro da rede privada possua um endereço exclusivo.

Muitas redes privadas existem em paralelo com as redes públicas. Porém não é recomendável que uma rede privada use um endereço qualquer, pois essa rede pode ser conectada à internet algum dia.

216


Existem três blocos de endereços IP para uso interno e privado. Esses três blocos consistem de um endereço de classe “A” (10.0.0.0 a 10.255.255.255), um intervalo de endereços de classe “B” (172.16.0.0 a 172.31.255.255) e um intervalo de endereços de classe “C” (192.168.0.0 a 192.168.255.255). Os endereços dentro desses intervalos não são roteados no backbone da internet, pois os roteadores da internet descartam imediatamente esses endereços privados. Para endereçar uma intranet não-pública, um laboratório de testes ou uma rede doméstica, é possível usar esses endereços privados no lugar dos endereços públicos (globalmente exclusivos). Para conectar uma rede que usa endereços privados à internet é preciso a “tradução” dos endereços privados em endereços públicos. Esse processo de conversão é chamado de NAT (Network Address Translation) e geralmente é o roteador o dispositivo que realiza a NAT.

Outra forma de otimizar o endereçamento IP é o uso de subredes, com a divisão de uma determinada rede em redes menores visando justamente o melhor aproveitamento dos endereços. Nem sempre é necessário dividir uma rede pequena em sub-redes, porém aquelas redes grandes ou extremamente grandes, com sua divisão em sub-redes, são melhor aproveitadas.

Dividir uma rede em sub-redes significa usar uma máscara de rede diferente para dividir a rede em segmentos menores, ou sub-redes, mais eficientes e mais fáceis de gerenciar.

Essa possibilidade de dividir classes inteiras de endereços de redes em pedaços menores impediu o esgotamento completo dos endereços IP. Não vamos entrar em detalhes sobre como efetuar a divisão de uma determinada rede em sub-redes, pois já vimos como executar esse procedimento em Redes de Computadores I.

Unidade 7

217


Atribuição de endereços Independentemente do esquema de endereçamento escolhido, duas interfaces não podem ter o mesmo endereço IP. Dois dispositivos que possuam o mesmo endereço IP podem gerar um conflito sério na rede, fazendo com que os dois dispositivos envolvidos não funcionem corretamente. Você já sabe que os endereços físicos são gravados nos dispositivos de rede. Mas você sabe como funciona a atribuição dos endereços lógicos?

Os es de rede usam dois métodos para atribuir endereços IP: estático e dinâmico. A atribuição estática funciona bem em redes pequenas, que mudam pouco. O do sistema atribui e rastreia manualmente os endereços IP de cada computador, impressora ou servidor da rede. Uma boa manutenção de registros é essencial para evitar problemas relacionados a endereços IP duplicados. Só é possível adotar essa forma de atribuição de endereços quando há uma quantidade pequena de dispositivos para endereçar. Os servidores devem receber um endereço IP estático para que as estações de trabalho e os outros dispositivos sempre saibam como ar os serviços necessários. Você já imaginou a dificuldade que seria telefonar para uma empresa que mudasse de número de telefone todos os dias?

Outros dispositivos que devem receber endereços IP estáticos são as impressoras de rede, os servidores de aplicativos e os roteadores.

218


A partir do momento que a rede adquire um tamanho maior, o controle do endereçamento estático fica mais crítico e é interessante automatizar essa atribuição de endereçar os dispositivos de rede. Na Unidade 3 você estudou os protocolos BOOTP e DH que são usados para tal finalidade. Além desses existe também o RARP, de menor utilização por parte dos es de rede. O RARP (Reverse Address Resolution Protocol) é um protocolo utilizado para obtenção de endereço IP a partir do endereço MAC, utilizado por dispositivos que não possuem memória de massa para armazenar o endereço IP, obtendo o mesmo de um servidor, como por exemplo estações sem disco (diskless workstation). Não confunda com DH, pois no RARP o IP é fi xo e associado ao endereço MAC da estação, ao contrário do DH, cujo endereço pode mudar dinamicamente. O BOOTP é um protocolo cliente/servidor, no qual o cliente (dispositivo de rede) que necessita de algumas informações básicas para funcionar em rede (entre as quais o endereço lógico) faz uma requisição dessas informações na rede e o servidor BOOTP responde informando ao cliente as informações solicitadas. O DH também é um protocolo cliente/servidor, na verdade uma extensão do BOOTP, que permite mais flexibilidade a esse processo, uma vez que distribui diversas outras informações adicionais ao cliente.

BOOTP (Bootstrap Protocol) – protocolo usado por um nó de rede para determinar o endereço IP de suas interfaces Ethernet, para afetar a inicialização de rede. DH (Dynamic Host Configuration Protocol) – tem por função a atribuição automática de informações (entre as quais o endereço IP) ao cliente. RARP (Reverse Address Resolution Protocol) – protocolo da pilha T/IP que fornece um método para localizar endereços IP com base em endereços MAC.

O endereço é cedido à estação por tempo determinado (chamado tempo de lease ou aluguel), após vencido esse tempo ele pode ser renovado ou não. Uma vez que está disponível pode ser atribuído a outro dispositivo de rede. Temos também o ARP (Address Resolution Protocol) que é usado para resolver o problema do mapeamento de endereços lógicos em endereços físicos quando do uso de IP sobre redes Ethernet.

Unidade 7

219


Seção 3 – DNS A internet foi construída com base em um esquema de endereçamento lógico e hierárquico, o endereçamento IP. Esse esquema permite que o roteamento tenha por base classes de endereços, e não endereços individuais. O problema que isso cria para o usuário é a associação do endereço correto ao site da internet. É muito fácil esquecer um endereço IP de um determinado site, porque não há nada que permita a associação do conteúdo do site ao seu endereço. Imagine a dificuldade de lembrar os endereços IP de dezenas, centenas ou até mesmo milhares de sites na Internet. Afinal, o que é mais fácil de recordar, ou ?

Para a camada de aplicação foi desenvolvido um sistema de nomes de domínio para associar o conteúdo do site ao seu endereço. O Domain Name System (DNS) é o sistema usado na internet para converter nomes de domínios anunciados publicamente em seus respectivos endereços IP. Trata-se de um sistema cliente/servidor, com seu banco de dados distribuído pela internet (descentralizado). Sua estrutura é parecida com a do sistema de arquivos do Unix (árvore invertida), o nó raiz inicia-se no “.” e cada nó representa a raiz de uma nova subárvore. Cada domínio tem um único nome identificador.

Sua estrutura hierárquica pode ser visualizada na Figura 7.7 a seguir.

220


FIGURA 7.7 - ESTRUTURA HIERÁRQUICA DO DNS

Um domínio é um grupo de computadores associados por sua localização geográfica ou pelo seu tipo de negócio. Um nome de domínio é uma cadeia de caracteres, números ou ambos. Normalmente um nome ou uma abreviação que represente o endereço numérico de um site na internet formará o nome do domínio. Existem alguns domínios considerados TLD (Top Level Domain), dos quais podemos citar: .AERO – aviation; .BIZ – business organizations; .COM – commercial;

.INT – international organizations; .MIL – US dept of defense; .MUSEUM – museums;

.COOP – co-operative organizations;

.NAME – personal;

.EDU – educational;

.NET – networks;

.GOV – US government;

.ORG – organizations.

INFO – open TLD;

Além desse encontramos também os ccTLD (country code Top Level Domain), de duas letras e que identificam os países aos quais os domínios se referem ou estão localizados.

Unidade 7

221


Por exemplo: .AR – Argentina; .BR – Brasil; .DE – Alemanha; .UK – Inglaterra.

No Brasil, por determinação do Comitê Gestor da Internet (CGI), a responsabilidade pelos DPN (Domínios de Primeiro Nível) é da Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo). Entre os domínios brasileiros de primeiro nível para pessoas jurídicas podemos citar: AGR.BR – empresas agrícolas, fazendas;

MIL.BR – Forças Armadas Brasileiras;

AM.BR – empresas de radiodifusão sonora;

NET.BR – serviço de rede e circuito especializado da Anatel e/ou sistema autônomo;

FM.BR – empresas de radiodifusão sonora; ART.BR – artes: música, pintura, folclore; EDU.BR – entidades de ensino superior; COM.BR – comércio em geral; COOP.BR – cooperativas; ESP.BR – esporte em geral; FAR.BR – farmácias e drogarias; G12.BR – entidades de ensino de primeiro e segundo grau; GOV.BR – entidades do Governo Federal; IMB.BR – imobiliárias; IND.BR – indústrias; INF.BR – meios de informação;

222

ORG.BR – entidades nãogovernamentais, sem fins lucrativos; PSI.BR – provedores de serviço internet; REC.BR – atividades de entretenimento, diversão, etc.; SRV.BR – empresas prestadoras de serviços; TMP.BR – eventos temporários, como feiras e exposições; TUR.BR – entidades da área de turismo; TV.BR – empresas de radiodifusão de sons e imagens; ETC.BR – entidades que não se enquadram nas outras categorias.


Entre os domínios brasileiros de primeiro nível para pessoas físicas podemos citar: .BR – es;

LEL.BR – leiloeiros;

ADV.BR – advogados;

MAT.BR - matemáticos e estatísticos;

ARQ.BR – arquitetos; ATO.BR – atores; BIO.BR – biólogos; BMD.BR – biomédicos; CIM.BR – corretores; CNG.BR – cenógrafos; CNT.BR – contadores; ECN.BR – economistas; ENG.BR – engenheiros;

MED.BR – médicos; MUS.BR – músicos; NOM.BR – pessoas físicas; NOT.BR – notários; NTR.BR – nutricionistas; ODO.BR – dentistas; PPG.BR – publicitários e profissionais da área de propaganda e marketing;

ETI.BR - especialista em tecnologia da informação;

PRO.BR – professores;

FND.BR – fonoaudiólogos;

QSL.BR – rádio amadores;

FOT.BR – fotógrafos;

SLG.BR – sociólogos;

FST.BR – fisioterapeutas;

TRD.BR – tradutores;

GGF.BR – geógrafos;

VET.BR – veterinários;

JOR.BR – jornalistas;

ZLG.BR – zoólogos.

PSC.BR – psicólogos;

Enfim, agora sabemos como funciona o sistema de endereçamento usado na internet. Ao informar ao browser o endereço de uma determinada página da internet, é o DNS que vai “traduzir” esse endereço literal (www.brasil.gov.br – Portal do Governo Brasileiro) para o seu respectivo endereço IP (161.148.24.13 – endereço público de classe “B”). Por meio dos processos de roteamento de pacotes (que veremos na unidade seguinte deste livro) é que as informações são transferidas desde a origem até o destino. Ao chegar à rede de destino (161.148.0.0), o roteador faz uma consulta usando o protocolo ARP, solicitando à rede o endereço MAC do

Unidade 7

223


dispositivo de rede que possui o endereço lógico 191.148.24.13. Essa solicitação é feita usando um endereço de broadcast de MAC (FF:FF:FF:FF:FF:FF) de tal modo que apenas o dispositivo correto responda à solicitação. Uma vez obtido o endereço MAC do dispositivo de destino desejado (161.148.24.13 – servidor web), o quadro é montado e encaminhado ao switch, que vai consultar sua tabela de encaminhamento e encaminhar o quadro para a respectiva porta. Assim a informação chega ao seu destino.

Síntese Uma determinada estação para se comunicar em uma rede deve possuir um endereço único e exclusivo. Na camada de enlace de dados temos o sistema de endereçamento MAC ou físico, composto de seis bytes apresentados como 12 dígitos hexadecimais e gravado diretamente no dispositivo de rede. Na camada de rede temos o sistema de endereçamento lógico ou endereçamento IP, composto de quatro bytes que são representados em notação decimal pontuada. Trata-se de um sistema hierárquico, com identificação de rede e de host, de modo a permitir o roteamento de pacotes em grandes redes. Os endereços são divididos em cinco classes de redes:

classe “A” (1.0.0.0 a 127.255.255.255);

classe “B” (128.0.0.0 a 191.255.255.255);

classe “C” (192.0.0.0 a 223.255.255.255);

classe “D” (224.0.0.0 a 239.255.255.255);

classe “E” (240.0.0.0 a 255.255.255.255).

Na camada de aplicação temos o DNS (Domain Name Service), responsável pela resolução de nomes textuais para o respectivo endereço IP. 224


Atividades de auto-avaliação 1. Assinale qual das classes de rede possibilita o menor endereçamento de dispositivos de rede na internet. a) ( ) – Classe “A”. b) ( ) – Classe “B”. c)

( ) – Classe “C”.

d) ( ) – Classe “D”. e) ( ) – Classe “E”.

2. Descreva brevemente como é composta a tabela de encaminhamento de um switch.

3. Por que o endereço de um determinado dispositivo de rede deve ser único e exclusivo?

Unidade 7

225


4. Descreva brevemente o endereço MAC.

5. Descreva brevemente o endereço IP.

6. Como é o funcionamento do DNS?

226


Saiba mais Para obter mais informações sobre os conteúdos abordados nesta unidade, visite os sites listados.

Fundamentos do endereçamento IP .

Endereçamento IP .

Endereços IP´s reservados .

Tutorial de sub-redes .

DNS .

RARP .

ARP .

Verificação de domínio na internet . .

IANA .

Fundamentos básicos do endereçamento IP .

Unidade 7

227

UNIDADE 8

Redes WAN Objetivos de aprendizagem

Conhecer as redes de longa distância, suas características, principais tecnologias e protocolos.

Identificar o funcionamento do processo de roteamento entre redes.

Seções de estudo Seção 1 Redes WAN. Seção 2 Camada física nas redes WAN. Seção 3 Camada de enlace de dados nas redes WAN. Seção 4 Roteamento.

8


Para início de conversa Até agora nossos estudos trataram do funcionamento das redes locais (LAN). A grande maioria das organizações é atendida por essas mesmas redes de abrangência local (LAN). Com o advento da internet, nada mais natural que se buscasse a interligação das redes locais à essa grande rede. A interligação, que propicia uma grande integração, é imprescindível às comunicações de dados das empresas atuais, seja na busca ou na apresentação de informações e serviços relacionados ao seu negócio. Entram em cena as ligações WAN (Wide Area Network). Se nas redes locais existe amplo predomínio das redes Ethernet, a variedade de alternativas para as redes WANs é grande, seja em relação à velocidade, tecnologias, custos, distâncias ou a outros quesitos. Sabemos que um determinado dispositivo de rede precisa ter um endereço único para funcionar em rede, inclusive na internet. O endereço físico ou MAC de um host só é significativo localmente ao se identificar o dispositivo dentro da rede local. Como esse endereço é de Camada 2, o roteador não o utiliza para encaminhamento fora da LAN. O endereçamento IP é o sistema padrão da internet. Tal endereçamento IP trabalha na camada de rede e trata-se de um esquema de endereçamento hierárquico que permite que os endereços individuais sejam associados entre si e tratados como grupos (redes). Esses grupos de endereços permitem uma transferência eficiente de dados por meio da internet.

Seção 1 – Redes WAN Define-se, habitualmente, as redes WAN como “Redes físicas ou lógicas que provêm recursos para o funcionamento de um número independente de dispositivos interconectados a uma topologia de comunicação de dados abrangendo áreas geográficas maiores que as atendidas por redes LAN”. 230


Em outras palavras, redes WAN são todas aquelas redes que geralmente interligam LANs e utilizam conexões seriais a velocidades geralmente mais baixas (em relação às LANs) para garantir confiabilidade na comunicação de dados, abrangendo uma grande área geográfica (como um Estado, região ou país).

Geralmente, as redes WAN utilizam meios de transmissão fornecidos por operadoras de serviços de telecomunicações, como por exemplo, as companhias telefônicas. Considera-se que as WANs operam na camada física e na camada de enlace de dados do modelo OSI. Isso não significa que as outras cinco camadas (rede, transporte, sessão, apresentação e aplicação) não sejam encontradas. De modo simplificado, uma LAN se distingue de uma WAN normalmente pelas diferenças encontradas nessas duas camadas. Ou seja, os padrões e protocolos usados nas camadas 1 e 2 das WANs são diferentes dos utilizados nas camadas similares das redes locais. Se um determinado dispositivo de rede necessitar ar um endereço que não faça parte da rede local, então é enviada uma requisição específica para o gateway da rede. Normalmente os gateways das redes locais são os equipamentos denominados roteadores. Os roteadores são responsáveis por fazer os pacotes de informação trafegarem na rede pelo melhor caminho até alcançarem o destino desejado. Dentro de um ambiente de rede local o roteador bloqueia os broadcasts, fornece serviços de resolução de endereços locais (como ARP e RARP) e pode segmentar a rede usando uma estrutura de sub-redes. A fim de proporcionar esses serviços, o roteador precisa estar conectado à rede local e também à WAN. Embora um roteador possa ser usado para segmentar ou dividir as redes locais, o seu principal uso é como dispositivo WAN. Na verdade, as tecnologias WAN são geralmente utilizadas para conectar roteadores, ou seja, os roteadores se comunicam entre si por meio de conexões WAN. Os roteadores são os dispositivos que compõem o backbone das grandes intranets e da internet. Eles operam na camada de redes do modelo OSI, tomando decisões com base nos endereços de rede. Unidade 8

Gateway – pode ser traduzido como “portão de entrada”. A estação de uma rede enviará ao gateway qualquer requisição de endereço de destino que não faça parte da rede local. Caberá ao gateway entregar essa requisição ao destino ou a outro roteador que fará a solicitação chegar ao destino.

Broadcast – modo de transmissão no qual um pacote de dados será enviado a todos os dispositivos de uma rede. Os pacotes de broadcast são identificados por um endereço de destino específico.

231


Seção 2 – Camada física nas redes WAN Como você já estudou, a camada física no modelo OSI é responsável por codificar o quadro recebido da camada de enlace de dados em um padrão de 1s e 0s (bits) para a transmissão no meio físico. Em relação a essa camada, podemos dizer que as implementações adotadas variam em função da distância entre o equipamento e os serviços, do custo, da velocidade e do próprio tipo de serviço.

DTE (Data Terminal Equipment) – terminologia tradicional em comunicação de dados para um dispositivo que recebe ou origina dados sobre uma rede.

Os serviços WAN utilizam normalmente conexões seriais em que os bytes de dados são enviados bit a bit por meio de um único canal. Esse processo proporciona uma comunicação confiável para longa distância e a utilização de uma faixa específica de freqüência óptica ou eletromagnética. Se a conexão for feita diretamente em um provedor de serviços ou um dispositivo que proporcione sinal de sincronismo (clock), o roteador será um DTE e usará um cabo serial DTE. Normalmente esse é o caso. O DCE é tipicamente o ponto em que a responsabilidade para a entrega de dados a às mãos do provedor de serviços.

O DCE (Data Communications Equipment) é uma terminologia tradicional em comunicação de dados para equipamentos que habilitam um DTE comunicarse com uma linha telefônica ou circuito de dados. O DCE estabelece, mantém e termina a conexão, bem como realiza as conversões necessárias para a comunicação.

EIA (Electronic Industries Association) – grupo que especifica padrões de transmissão elétrica. TIA (Telecommunications Industry Association) – organização que desenvolve padrões relacionados às tecnologias de telecomunicações. Juntas, a EIA e a TIA formalizaram diversos padrões amplamente adotados em redes de computadores.

232

Nesta disciplina, o objetivo não é desenvolver um estudo aprofundado dos protocolos e padrões WAN da camada física. PorémNo entanto os principais serão referenciados a baixo para seu conhecimento.

EIA/TIA-232 – anteriormente conhecido como RS232, é um padrão de interface desenvolvido pela EIA e TIA que a circuitos desbalanceados a velocidades de sinal de até 64 kbps. Parece muito com a especificação V.24. Veja na Figura 8.1.


FIGURA 8.1 - INTERFACE EIA/TIA-232

EIA/TIA-449 – É uma interface largamente usada pela EIA e TIA. Uma versão mais rápida (até dois Mbps) do EIA/TIA-232, com capacidade para acomodar lances de cabo mais compridos. Anteriormente, era conhecida como RS-449.

FIGURA 8.2 - INTERFACE EIA/TIA-449

V.24 – é um padrão ITU-T para interface de camada física entre DTE e DCE. É essencialmente o mesmo padrão que o EIA/TIA-232.

V.35 – padrão ITU-T que descreve um protocolo síncrono usado para comunicações entre um dispositivo de o à rede e uma rede de pacotes. O V.35 é mais comumente usado nos EUA e na Europa, sendo recomendado para velocidades de até 48 Kbps.

Unidade 8

ITU (International Telecommunication Union) – foi instituído em 1993 a partir do CCITT (Consultative Committee for International Telegraph and Telephone), organização que desenvolve padrões para telecomunicações, dividindo-se em três setores principais (radiocomunicação (ITU-R), padronização de telecomunicações (ITU-T) e desenvolvimento (ITU-D)).

233


FIGURA 8.3 - INTERFACE V.35

X.21 – é um padrão ITU-T para comunicações seriais em linhas digitais síncronas. O protocolo X.21 é usado principalmente na Europa e no Japão.

FIGURA 8.4 - INTERFACE X.21

BNC (Bayonet-Naur Connector) – conector em forma de baioneta muito utilizado em cabos coaxiais.

BRI (Basic Rate Interface) – interface ISDN composta por dois canais B e um D para comunicação comutada por circuitos de voz, vídeo e dados. PRI (Primary Rate Interface) – interface ISDN para o o de taxa primária. O o de taxa primária consiste em um canal D individual de 64 Kbps mais 23 (T1) ou 30 (E1) canais B para voz e dados.

234

G.703 – Sse refere a especificações elétricas e mecânicas da ITU-T para as conexões entre o equipamento da central telefônica e os DTEs, usando conectores BNC e operando a taxas de dados E1.

ISDN (Integrated Services Digital Network) – É tecnologia historicamente importante e versátil, foi o primeiro serviço dial-up (discado) totalmente digital (serviço comutado por circuito). O custo é moderado e a largura de banda máxima é de 128 kbps para BRI de custo mais baixo e de aproximadamente 3 Mbps para PRI. O seu uso é pouco difundido no Brasil, onde é conhecido como RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados). Embora varie consideravelmente de país para país, o meio físico típico é o fio de cobre de par trançado.


T1 – é um padrão de transmissão digital de longa distância que transmite dados formatados a 1,544 Mbps por meio de rede telefônica comutT3 – é um padrão de transmissão digital de longa distância, nos moldes do T1, que transmite dados a 44,736 Mbps por meio de rede telefônica comutada.

E1 – Éé um esquema de transmissão digital de longa distância usado predominantemente na Europa, que transporta dados a uma velocidade de 2,048 Mbps.

E3 – se refere ao esquema de transmissão digital de longa distância usado principalmente na Europa, nos moldes do E1, que transporta dados a uma velocidade de 34,368 Mbps.

xDSL – é o termo que se refere aos vários tipos de tecnologia de linhas de digital (Digital Subscriber Line). Usam sofisticadas rotinas de empacotamento de dados sobre meios metálicos. São similares à tecnologia ISDN, pois operam sobre linhas telefônicas já existentes e têm uma largura de banda que diminui com o aumento da distância entre os equipamentos nas companhias telefônicas. A velocidade máxima somente é possível perto das instalações da companhia telefônica. Entre os membros da família de digital temos: Membro da família de digital

Característica básica

HDSL (High bit-rate Digital Subscriber Line)

Alta taxa de transferência de bits.

SDSL (Single-line Digital Subscriber Line ou Symmetric Digital Subscriber Line)

Linha única ou simétrica.

ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)

Assimétrica, com taxa de maior que a taxa de , é a mais comumente encontrada no mercado nacional.

VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line)

Taxa de transferência de bits muito alta.

RADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line)

Taxa adaptativa de transferência de bits.

Unidade 8

235


Para informações adicionais ou mesmo um estudo mais aprofundado sobre os padrões e protocolos aqui apresentados, consulte diretamente a respectiva norma.

Seção 3 – Camada de enlace de dados nas redes WAN Os protocolos da camada de enlace de dados da WAN descrevem como os quadros são transportados entre os sistemas. Nessa camada ocorre o encapsulamento dos dados, ou seja, ocorre a colocação de um cabeçalho de protocolo específico nos dados.

Bridge – dispositivo que conecta dois segmentos de uma rede que utilizam o mesmo protocolo de comunicação. As bridges ou comutadoras operam na camada de enlace de dados (Camada 2) do modelo de referência OSI. Em geral, uma bridge filtra, encaminha ou inunda um quadro entrante, com base no endereço MAC.

Por exemplo, os dados de Ethernet são envolvidos em um cabeçalho Ethernet próprio antes de transitarem na rede. Ao ar por uma bridge (redes diferentes), todo o quadro de uma rede é simplesmente colocado no cabeçalho pelo protocolo da camada de enlace da outra rede.

Você estudará agora, alguns dos principais protocolos e padrões WAN.

SDLC (Simple Data Link Control)

SNA (Systems Network Architecture) – arquitetura ampla, complexa e cheia de recursos de rede desenvolvida nos anos de 1970 pela IBM. Full-duplex – meio com capacidade de transmissão simultânea de dados entre uma estação emissora e uma estação receptora.

236

Esse é um protocolo de comunicações da camada de enlace de dados do SNA da IBM. É um protocolo serial síncrono orientado a bits, full-duplex, que gerou vários outros protocolos semelhantes. Esste protocolo está sendo amplamente substituído pelo HDLC, que, por sua vez, é mais versátil.

HDLC (High-Level Data Link Control) Esse é um protocolo síncrono da camada de enlace de dados (padrão IEEE) orientado a bits e desenvolvido pela ISO. Derivado do anterior SDLC, especifica o método de encapsulamento de dados em links seriais síncronos, usando


caracteres e checksum do quadro para detecção de erros. Pode não ser compatível com os diferentes fornecedores por causa da forma como cada fornecedor escolheu implementá-lo. O HDLC a configurações ponto a ponto e multiponto com uma sobrecarga mínima.

PPP (Point-to-Point Protocol) É o protocolo sucessor do SLIP. O PPP fornece conexões de roteador a roteador e de host à rede em circuitos síncronos e assíncronos. Definido pelas RFCs 1661 e 1662, é um protocolo mais robusto que o SLIP, possuindo, porém, mais funções (controle de link, negociação de endereços IP em tempo de conexão, permite autenticação, a múltiplos protocolos, correção de erros, etc.). O protocolo PPP e o protocolo SLIP não interagem entre si, pois são distintos. O SLIP é normalmente utilizado em velocidades entre 1.200 e 19.200 bps, e em comunicação assíncrona. Já o PPP não possui essas limitações, podendo ser usado em comunicação assíncrona ou síncrona, a qualquer velocidade.

Checksum – sistema de checagem que consiste em verificar um arquivo ou pacote de dados utilizando um código enviado no início da transmissão. O código é usado pelo receptor para verificar se a transmissão está completa e se o arquivo não está corrompido. Tanto as camadas T quanto UDP oferecem esse recurso.

SLIP (Serial Line Internet Protocol) – protocolo padrão para conexões seriais ponto a ponto que usam uma variação do T/IP.

O PPP ainda permite a utilização de compressão do cabeçalho IP “Van Jacobson”. Essa opção é útil em links de baixa velocidade. O PPP também contém um campo de protocolo para identificar o protocolo da camada de rede.

X.25 Em resposta ao preço das linhas privadas (conexões dedicadas e permanentes), os provedores de telecomunicações introduziram as redes comutadas por pacotes, usando linhas compartilhadas para reduzir custos. A primeira dessas redes comutadas por pacotes foi padronizada como o grupo de protocolos X.25, que oferece uma capacidade variável compartilhada com baixa taxa de bits, que pode ser tanto comutada como permanente. Definido pelo CCITT (atual ITU-T) na década de 70, sofreu revisões em 1980, 1984, 1988, 1992 e 1993. É um protocolo orientado à conexão, com extensos mecanismos de controle de fluxo, detecção e correção de erros (origina-se em um período em Unidade 8

237


que os links de WAN eram mais propensos a erros). Essa virtude limita a sua largura de banda, operando em velocidade de até 64Kbps.

PDN (Public Data Network) – uma rede provendo serviços de comunicação, graciosamente, às pessoas que desejam tais serviços e que possuem o ao equipamento apropriado. PSDN (Packet Switch Data Network) – termo em inglês para identificar as redes de dados baseadas em comutação de pacotes.

LAPB (Link Access Protocol – Balanced) – protocolo da camada de enlace utilizado pelo padrão X.25. É um subconjunto do modo balanceado assíncrono do protocolo HDLC (High Level Data Link Control).

EDI (Electronic Data Interchange) – transferência eletrônica de dados (relativos nomeadamente ao processamento de encomendas, faturas e pagamentos) por meio de redes públicas de comunicações. A tecnologia utilizada é semelhante ao correio eletrônico, mas dispõe de um nível de segurança mais elevado. Os operadores de EDI dispõem de computadores que efetuam o processamento centralizado necessário.

238

O X.25 define como as conexões entre DTE e DCE são mantidas para o o de terminal remoto assim como as comunicações por um computador em PDNs. Também especifica uma interface entre um host e uma rede comutada de pacotes (PSDN), abrangendo três camadas: física, de enlace e pacote.

Na camada física (também chamada de Nível 1) é definida a utilização do padrão X.21. Porém outros padrões são utilizados, tais como EIA-232, V.35, etc.

Na camada de enlace (Nível 2) é utilizado o protocolo LAPB. Seus quadros são pequenos (até 128 bytes) e utiliza-se um circuito virtual (permanente ou comutado).

A camada de pacotes (Nível 3) contém o mecanismo de controle de canais lógicos. O X.25 permite que por meio de um único link físico sejam estabelecidas conexões com diversos DTEs (pontos) remotos. Isso é feito com a utilização de canais lógicos.

As aplicações atuais típicas da X.25 são as leitoras de cartões de crédito ou débito em pontos de vendas. Essas leitoras usam X.25 no modo dial-up (termo em inglês para “o discado”) para validar as transações em um computador central. Algumas empresas também usam redes de valor agregado baseadas em X.25 para transferir faturas EDI, conhecimentos de cargas e outros documentos comerciais. Para essas aplicações, a pequena largura de banda e a alta latência não são uma preocupação, pois o custo baixo torna a tecnologia X.25 ível. Atualmente o X.25 está obsoleto, pois o Frame Relay o substituiu, de uma forma ou de outra.

Frame Relay Com a crescente necessidade de comutação de pacotes com maior largura de banda e latência mais baixa, as companhias telefônicas (provedores de telecomunicações) introduziram o Frame Relay. Embora semelhante à X.25, suas taxas de transferência de


dados geralmente alcançam até 4 Mbps, podendo ainda mesmo alcançar taxas maiores. A tecnologia Frame Relay surgiu em torno de 1988, a partir de uma recomendação do ITU-T, com o objetivo de definir o serviço de transmissão de dados para a tecnologia ISDN. Entretanto, essa tecnologia teve uma grande aceitação fora do ambiente ISDN por fornecer os mesmos recursos da tecnologia X.25, porém de forma mais eficiente. A tecnologia Frame Relay é composta por um conjunto de protocolos de controle, gerenciamento e de enlace. Para a transmissão de dados nessa tecnologia é geralmente usado o protocolo de enlace LAPF. Esse protocolo define o encapsulamento das informações a serem transmitidas, adicionando a elas identificadores de canal virtual (DLCI) e outros campos que podem ser usados para controle de congestionamento da rede. O fato de utilizar um enquadramento simplificado sem mecanismos de correção de erros faz com que esse protocolo possa enviar informações da camada de enlace de dados muito mais rapidamente que outros protocolos da WAN. Trata-se de um protocolo orientado à conexão e de baixo custo quando comparado com outras tecnologias. Utiliza circuito virtual e compete com o X.25, oferecendo um conjunto mínimo de serviços, com maior largura de banda e menos overhead, apresentando as seguintes vantagens principais:

os quadros que podem ter tamanho variável (pacotes X.25 não);

o tráfego que pode ser controlado, evitando situações de congestionamento da rede;

possui apenas um nível de encapsulamento (X.25 tem dois níveis: pacote e quadro);

tem menos tráfego, pois não existe controle de fluxo entre o DTE e o DCE.

LAPF (Link Access Procedure for Frame Relay) – o protocolo da camada de enlace de dados usado por Frame Relay conforme definido pela Recomendação Q9.222 da ITU-T e por ANSI T1.618.

DLCI (Data-Link Connection Identifier) – um valor que especifica um PVC ou SVC em uma rede Frame Relay. Na especificação básica os DLCIs têm significado local (os dispositivos conectados podem utilizar valores diferentes para especificar a mesma conexão). Na especificação estendida da LMI, os DLCIs têm significado global (especificam dispositivos finais individuais).

Termo usado neste contexto pra se referir a campos de pacotes ou células de tamanho indesejável, que acabam por sobrecarregar o pacote e, conseqüentemente, a largura de banda.

Assim como no X.25, a tecnologia Frame Relay permite a multiplexação de várias conexões lógicas (circuitos virtuais

Unidade 8

239


PVC (Permanent Virtual Circuit) – circuito virtual estabelecido permanentemente, economiza largura de banda associada ao estabelecimento e quebra de circuitos em situações em que determinados circuitos virtuais devem existir todo o tempo. Chamado de conexão virtual permanente na terminologia ATM. SVC (Switched Virtual Circuit) – circuito virtual que é estabelecido dinamicamente por demanda e que é desligado quando a transmissão se completa. São usados em situações nas quais a transmissão de dados é esporádica. É chamado de conexão virtual comutada na terminologia ATM.

entre equipamentos ligados à rede) por meio de um único meio físico. Essas conexões podem ser do tipo permanentes (PVC) ou comutadas (SVC), embora a maioria das redes Frame Relay existentes opere apenas com PVCs. Para cada circuito virtual é associado um indicador local, o DLCI, de forma que, para envio de dados por meio de um circuito virtual, cada equipamento ligado a uma rede Frame Relay adiciona o número do DLCI desse circuito virtual a cada pacote de informação. Os comutadores internos da rede Frame Relay, a partir do valor do DLCI, efetuam o roteamento desse pacote para que ele possa atingir o equipamento destino. O uso de T/IP em redes Frame Relay é definido pelo documento IETF RFC-1490. Em linhas gerais, esse documento define a forma com que os pacotes IP devem ser encapsulados para envio pela rede; também define como deve ser o mapeamento entre os endereços IP dos demais equipamentos ligados à rede e os DLCIs, que identificam qual o circuito virtual associado aos equipamentos. Como não existe controle de fluxo nas conexões pela rede Frame Relay, faz-se necessária a utilização de algum mecanismo de gerenciamento do estado da conexão entre o equipamento do usuário (DTE) e a rede Frame Relay (DCE). Esse mecanismo é definido de forma genérica com LMI.

O LMI (Local Management Interface) é um conjunto de aprimoramentos à especificação básica do Frame Relay. Inclui e para um mecanismo de keepalive (que verifica o fluxo de dados); um mecanismo de multicast (que proporciona ao servidor da rede o seu DLCI local e o DLCI multicast); endereçamento global (que dá aos DLCIs significado global e não só local nas redes de Frame Relay); e um mecanismo de status (que proporciona um relatório contínuo do status dos DLCIs conhecidos pelo switch). Conhecido como LMT na terminologia ANSI.

O Frame Relay oferece conectividade permanente por um meio com largura de banda compartilhada, que transporta tráfego tanto de voz como de dados. É ideal para conectar redes

240


locais corporativas. O roteador da rede local precisa somente de uma interface, mesmo quando são usados vários VCs. Uma linha privada de curta distância até à borda da rede Frame Relay permite conexões econômicas entre redes locais bastante distantes.

ATM (Asynchronous Transfer Mode) Com a necessidade de uma tecnologia de rede compartilhada permanente que oferecesse latência e jitter muito baixos, com larguras de banda muito maiores, surgiu o ATM que funciona com altas taxas de transferência de dados. ATM é uma tecnologia capaz de transferir voz, vídeo e dados por meio de redes públicas e privadas, e está se tornando uma tecnologia WAN (e até mesmo LAN) cada vez mais importante. Foi construído sobre uma arquitetura baseada em pequenos quadros padronizados (chamados células), em vez de uma arquitetura baseada em quadros. As células ATM têm sempre um comprimento fi xo de 53 bytes composto por um cabeçalho ATM de cinco bytes seguido de 48 bytes de payload. Células pequenas de comprimento fi xo são adequadas para transportar tráfego de voz e vídeo, pois esse tráfego não tolera atrasos. O tráfego de voz e vídeo não precisa esperar por um pacote de dados maior para ser transmitido. A célula ATM de 53 bytes é menos eficiente que os quadros e pacotes maiores do Frame Relay e do X.25. Além disso, a célula ATM tem pelo menos cinco bytes de tráfego adicional (overhead) para cada payload de 48 bytes. Quando a célula está transportando pacotes da camada de rede, o overhead é maior, pois o switch ATM deve ser capaz de remontar os pacotes no destino. Uma linha ATM típica precisa de quase 20% a mais de largura de banda do que o Frame Relay para transportar o mesmo volume de dados da camada de rede. A largura de banda máxima é atualmente de 622 Mbps, embora velocidades maiores estejam sendo desenvolvidas; os meios típicos são o fio de cobre de par trançado e a fibra óptica; seu uso é difundido e está em expansão, no entanto o seu custo é alto.

Unidade 8

Latência é a demora entre o instante em que um dispositivo solicita o à rede e o instante em que é concedida a permissão para a transmissão. Jitter é a distorção em uma linha de comunicação analógica, causada pela variação de um sinal com relação a suas posições de temporização de referência, que pode causar a perda de dados, especialmente em velocidades mais altas.

Payload – parte de um quadro que contém informações de camada superior (dados).

Overhead – em sistemas digitais de telecomunicações refere-se à parte de um quadro que contém informações de controle e gerenciamento (cabeçalho) em contraposição à parte que contém a informação a ser transmitida (payload).

241


Assim como outras tecnologias compartilhadas, o ATM permite vários circuitos virtuais em uma única conexão de linha privada até a borda da rede.

Seção 4 – Roteamento A principal função de um roteador é o roteamento, ou seja, a escolha do melhor caminho para enviar os pacotes de dados da origem até o destino. Esse processo ocorre na camada de rede.

Mas se uma WAN opera nas camadas 1 e 2, então o roteador é um dispositivo de rede local ou de WAN?

A resposta é que ele é ambos. Um roteador pode ser exclusivamente um dispositivo de rede local, pode ser exclusivamente um dispositivo WAN ou pode estar na fronteira entre uma rede local e uma WAN configurando-se como um dispositivo de rede local e de WAN ao mesmo tempo. Para entender o processo de roteamento vamos inicialmente estudar o roteador interligando duas redes locais, conforme pode ser observado na Figura 8.5 a seguir.

FIGURA 8.5 - ROTEAMENTO ENTRE DUAS LANS

242


Um roteador em uma LAN normalmente exerce o papel de gateway dessa rede. Mas como isso ocorre? O roteador, ao ser configurado, recebe um endereço IP da rede LAN com sua respectiva máscara de rede para sua interface LAN. Em nosso exemplo acima, o roteador está ligado a duas redes LAN. Na interface ligada à rede 172.19.0.0 (Interface 1), ele recebeu o endereço 172.19.254.254/255.255.0.0, enquanto em sua interface ligada à rede 192.168.1.0 (Interface 2) ele recebeu o endereço 192.168.1.254/255.255.255.0. O endereço do roteador deve ser informado a todos os dispositivos da rede como o endereço de gateway dessa rede local. Isso é normalmente feito via DH, conforme você estudou na unidade anterior. Ou seja, todos os dispositivos da rede 172.19.0.0 serão informados que o seu endereço do gateway é 172.19.254.254 enquanto os dispositivos da rede 192.168.1.0 serão informados que o seu gateway possui endereço 192.168.1.254. Assim, quando um determinado dispositivo de rede buscar um endereço de destino que não pertença à sua rede local, esse pacote de dados deve ser encaminhado ao gateway (roteador), que, por sua vez, se encarregará de encaminhar o pacote pelo melhor caminho até o seu destino. No roteador, com a atribuição de endereço nas duas interfaces, a tabela de roteamento foi construída automaticamente conforme pode ser observado na Tabela 8.1 a seguir. Endereço de rede

Máscara

Distância

Interface

192.168.1.0

255.255.255.0

0

Interface 2

172.19.0.0

255.255.0.0

0

Interface 1

TABELA 8.1 - TABELA DE ROTEAMENTO REFERENTE À FIGURA 8.5

Nesse contexto, o que ocorre quando o dispositivo (microcomputador) com o endereço 172.19.1.1 necessitar imprimir no dispositivo 192.168.1.4 (impressora da outra rede local)?

Unidade 8

243


Ora, o campo de endereço de destino contém um endereço (192.168.1.4) que não pertence à rede na qual se encontra o dispositivo de origem com endereço 172.19.1.1 (rede 172.19.0.0). O pacote com as informações é então enviado ao gateway da rede ou roteador (172.19.254.254) que, ao consultar na tabela de rotas o endereço 192.168.1.4/255.255.255.0, observa que ele pertence à rede conectada à sua Interface 2 (192.168.1.0) e encaminha para essa interface os pacotes com a informação a ser impressa.

Mas como é que a tabela de rotas foi montada afinal?

Ao ocorrer a configuração da interface de rede com o endereço IP e sua respectiva máscara, o roteador assume que todos os endereços que pertencem a essa rede ou sub-rede estão também associados a essa interface. Portanto, essas rotas da tabela de roteamento referem-se às redes diretamente conectadas. Cada vez que uma interface do roteador é configurada, ele automaticamente coloca na tabela de roteamento uma entrada referente a essa rede “diretamente conectada”. Agora, vamos conectar a topologia do nosso exemplo à internet por meio do roteador. Conforme a Figura 8.6 a seguir, o que vai acontecer com a tabela de roteamento do mesmo?

FIGURA 8.6 - ROTEAMENTO ENTRE DUAS LANS CONECTADAS À INTERNET

244


O roteador teve uma nova interface (Interface 3) conectada agora à internet (WAN), por meio da rede 200.215.72.0. Com a configuração dessa interface com o endereço 200.215.72.1/25 5.255.255.0, a tabela de rotas ou a contar automaticamente com mais uma entrada, conforme se observa na Tabela 8.2, na seqüência. Endereço de rede

Máscara

Distância

Interface

200.215.72.0

255.255.255.0

0

Interface 3

192.168.1.0

255.255.255.0

0

Interface 2

172.19.0.0

255.255.0.0

0

Interface 1

TABELA 8.2 - TABELA DE ROTEAMENTO QUANDO DA CONFIGURAÇÃO DA INTERFACE 3

Assim, ao queremos ar qualquer das redes conectadas ao roteador 172.19.0.0, 192.168.1.0 ou 200.215.72.0, devemos consultar a sua tabela de rotas, pois o roteador sabe como encaminhar os pacotes de dados. E se necessitamos ar um endereço da internet? Por exemplo, quando queremos ar o Portal do Governo Brasileiro (www. brasil.gov.br) e o serviço de DNS mostrou que usa o endereço IP 161.148.24.13, como o roteador vai encaminhar o pacote, uma vez que não existe entrada específica para esta rede (161.248.0.0) em sua tabela de rotas? É necessário então colocar uma rota padrão no roteador. Essa rota padrão, ou default, permite que quando o roteador não encontre uma rota específica para um determinado destino, utilize essa rota, pois, na outra ponta, existe outro roteador que vai se encarregar de fazer chegar o pacote ao destino correto. Essa rota é informada ao sistema pelo e trata-se de uma rota estática. Todas as rotas informadas manualmente são chamadas de rotas estáticas. A nossa tabela de roteamento ficou apresentada conforme a Tabela 8.3 a seguir.

Unidade 8

245


Endereço de rede

Máscara

Distância

Interface

200.215.72.0

255.255.255.0

0

Interface 3

192.168.1.0

255.255.255.0

0

Interface 2

172.19.0.0

255.255.0.0

0

Interface 1

0.0.0.0

255.255.255.255

1

Interface 3

TABELA 8.3 - TABELA DE ROTEAMENTO COM ROTA DEFAULT

Essa nova entrada na tabela de roteamento (0.0.0.0) informa que todos os endereços de destino dos pacotes, que não possuam uma estrada na tabela de roteamento indicando o melhor caminho, devem ser encaminhados por meio da Interface 3 do roteador, portanto com destino à internet.

É importante observar que os roteadores armazenam somente endereços de rede. Ou seja, os endereços dos dispositivos de uma rede interna não são registrados nos roteadores.

Bom, vamos agora voltar à topologia do nosso exemplo e colocar mais uma conexão, de modo que tenhamos então duas ligações à internet, conforme pode ser observado na Figura 8.7 a seguir.

FIGURA 8.7 - ROTEAMENTO ENTRE DUAS LAN CONECTADAS À INTERNET POR DOIS LINKS

246


Com mais essa alternativa para chegar à internet, assim que a Interface 4 do roteador foi configurada, a tabela de roteamento recebe uma nova entrada, referente a essa rede diretamente conectada, conforme se observa na Tabela 8.4 a seguir. Endereço de rede

Máscara

Distância

Interface

200.215.72.0

255.255.255.0

0

Interface 3

200.215.10.0

255.255.255.0

0

Interface 4

192.168.1.0

255.255.255.0

0

Interface 2

172.19.0.0

255.255.0.0

0

Interface 1

0.0.0.0

255.255.255.255

1

Interface 3

TABELA 8.4 - TABELA DE ROTEAMENTO COM MAIS UMA INTERFACE

Como agora temos duas ligações à internet, os pacotes podem seguir por dois caminhos distintos desde as redes locais internas até o destino (internet).

Mas qual dos dois caminhos os pacotes devem seguir?

Nessa situação entram em ação os protocolos de roteamento. Para dizer que um determinado caminho é melhor do que outro, devem ser adotados critérios que possibilitem essa indicação. Vamos fazer uma analogia com uma rede rodoviária, de diferentes caminhos que possibilitam chegar a um determinado destino. Qual o melhor, aquele mais curto? Aquele mais rápido? O que apresenta menos sinaleiras nos cruzamentos? O de menor tráfego? Na escolha dos roteamentos em redes de computadores também temos que adotar alguns critérios. O melhor caminho é o de maior velocidade? O melhor caminho é aquele mais ocioso (de menor volume de trafego)? Ou ainda, é aquele que em menos saltos de roteamento o pacote chega ao destino?

Unidade 8

247


É aí que entram em ação os protocolos de roteamento. É pela troca de informações entre os roteadores que esses protocolos de roteamento determinam o melhor caminho até o destino. Esse processo de roteamento é dito dinâmico, pois como os roteadores “conversam” entre si, eles têm condições de detectar um eventual problema em uma rota estabelecida, de atualizar as tabelas de roteamento e de encaminhar o pacote por uma rota alternativa. Temos, então, um conjunto de protocolos de roteamento que, dependendo do critério adotado para a escolha do melhor caminho, podemos seguir. Em nosso exemplo, para alcançar uma determinada rede na internet (61.1.2.0), os protocolos de roteamento podem apresentar duas novas entradas na tabela de roteamento, conforme pode ser observado na Tabela 8.5 a seguir. Endereço de rede

Máscara

Distância

Interface

62.1.2.0

255.255.255.0

20

Interface 3

62.1.2.0

255.255.255.0

10

Interface 4

200.215.72.0

255.255.255.0

0

Interface 3

200.215.10.0

255.255.255.0

0

Interface 4

192.168.1.0

255.255.255.0

0

Interface 2

172.19.0.0

255.255.0.0

0

Interface 1

0.0.0.0

255.255.255.255

1

Interface 3

TABELA 8.5 - TABELA DE ROTEAMENTO COM ROTAS DINÂMICAS

Em outras palavras, tanto pela Interface 3 como pela Interface 4 do roteador, é possível aos pacotes de dados chegarem ao destino pretendido. Enquanto pela Interface 3 o protocolo de roteamento determinou uma distância de 20, pela Interface 4 o protocolo determinou uma distância de 10. O pacote seguirá pelo caminho indicado pela menor distância (10). O melhor caminho pelo qual o pacote deve ser encaminhado será sempre indicado pela menor distância apresentada.

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São exemplos de protocolos de roteamento: Protocolos de roteamento

Características básicas

RIP (Routing Information Protocol)

Protocolo de roteamento mais comum da iInternet e utiliza o contador de saltos como medida de roteamento.

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol)

Protocolo de roteamento desenvolvido pela Cisco para tratar dos problemas relacionadas ao roteamento em redes grandes e heterogêneas.

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

Uma versão avançada do IGRP desenvolvido pela Cisco. Proporciona propriedades superiores de convergência e de eficiência operacional, combinando as vantagens de protocolos de estado de enlace com aquelas dos protocolos pelo vetor da distância.

OSPF (Open Shortest Path First)

Algoritmo de roteamento hierárquico de estado de link, apontado como o sucessor do RIP na iInternet. As funções OSPF incluem roteamento de custo mais baixo, roteamento de vários caminhos e balanceamento de carga.

Caro aluno, você pode se aprofundar nos estudos dos protocolos de roteamento, mas deixemos isso para uma outra ocasião. Entender o funcionamento básico dos mesmos é, no momento, nosso objetivo maior.

Síntese Nesta unidade estudamos que a diversidade de padrões existentes relativos às redes WAN é muito maior do que nas redes LAN, seja pela diversidade de tecnologias disponíveis comercialmente, seja pela combinação de fatores como velocidade, distância das ligações e custo da solução, entre outros. Especificamos que os principais padrões adotados na camada física das WANs são EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, V.24, V.35,

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X.21, G.703, ISDN, T1, T3, E1, E3 e xDSL (HDSL, SDSL, ADSL, VDSL e RADSL). Também abordamos que os principais protocolos usados pelas WANs na camada de enlace de dados são: SDLC (Simple Data Link Control), HDLC (High-Level Data Link Control), PPP (Point-to-Point Protocol), X.25, Frame Relay e ATM (Asynchronous Transfer Mode). Acerca do roteador, esclarecemos que esse executa função de gateway na rede local. Todos os pacotes destinados a endereço fora da rede local são encaminhados ao roteador, que executa a escolha do melhor caminho até o destino, baseado nas informações da sua tabela de roteamento. Na tabela de roteamento indicamos que existem três tipos de entrada distintas: Tipo de entrada do roteador

Característica básica

Rotas de redes diretamente conectadas.

Referem-se à rede a qual determinada interface pertence.

Rotas estáticas.

Informadas manualmente pelo do sistema. A rota padrão ou default (se não existir uma rota específica, siga esse caminho) é um exemplo de rota estática.

Rotas dinâmicas.

Informadas pelos outros roteadores por meio do uso de protocolos de roteamento.

Ainda destacamos como exemplos de protocolos de roteamento o RIP (Routing Information Protocol), o IGRP (Interior Gateway Routing Protocol), o EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) e o OSPF (Open Shortest Path First).

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Atividades de auto-avaliação 1. Em relação ao modelo OSI, identifique as maiores diferenças entre uma LAN e uma WAN?

2. Descreva cinco padrões de interface da camada física utilizados em redes WAN. A resposta deve contemplar cinco dos relacionados a seguir.

Unidade 8

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3. Cite cinco padrões WAN da camada de enlace de dados.

4. Na tabela de roteamento, quando surge uma entrada referente a uma rota diretamente conectada?

5. Qual a diferença entre uma rota estática e uma rota dinâmica?

6. Cite quatro protocolos de roteamento e caracterize-os. Resposta:

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Saiba mais Para obter maiores informações sobre os conteúdos abordados nesta unidade, visite os sites relacionados.

American National Standard Institute .

DSL Forum .

Electronic Industries Alliance .

European Telecommunications Standards Institute .

Repositório de RFC .

Institute of Electrical and Electronics Engineers .

International Telecommunications Union .

Frame Relay .

Telecommunications Industries Association .

Unidade 8

253

UNIDADE 9

Redes convergentes Objetivos de aprendizagem

Identificar como informações distintas (voz, dados, vídeo, etc) estão trafegando cada vez mais em um meio comum, tornando mais efetivo o processo de comunicação.

Reconhecer as características das principais ferramentas que permitem o tráfego de dados em redes de telefonia móvel ou celular.

Seções de estudo Seção 1 Redes convergentes. Seção 2 Redes de dados em telefonia móvel.

9


Para início de conversa Temos visto ao longo deste livro que o o a informação tem se tornado cada vez mais rápido e importante. O poder cada vez maior do processamento de dados dos equipamentos, a sua miniaturização e a diversidade de aplicações implicam um processo de convergência das tecnologias de telecomunicações e de processamento de informações. Este processo tem apresentado um impacto profundo na indústria, comércio, prestação de serviços etc. Convergência não é um tema recente. Desde o final da década de oitenta, as empresas que lidam com tecnologia começaram a se voltar para esse fato. Nessa época, entendia-se por convergência a busca por uma fórmula que otimizasse os meios de comunicação, através da instalação de equipamentos ou da utilização de sistemas que permitissem a coexistência do tráfego de vídeo, voz e dados no mesmo meio de transmissão. Foi com base nesse entendimento que muitas redes corporativas foram construídas, visando ar aplicações que precisavam cada vez mais de segurança, integração e gerenciamento. Redes convergentes são redes que utilizam o protocolo Internet (IP) e que possuem qualidade de serviço suficiente para permitir que sobre uma plataforma IP trafegue satisfatoriamente dados, voz e vídeo (informações multimídia). Assim são permitidas as facilidades de voz e dados num só equipamento. As redes de comunicação de dados sobre telefonia móvel também tem, a cada dia, sua importância e participação no mercado gradativamente ampliadas. O raciocínio é simples, se o meu telefone celular está dentro de uma área de cobertura, porque não posso utilizá-lo para ar o meu banco, para saber o saldo ou para fazer uma aplicação, através destes novos recursos de comunicação de dados?

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Seção 1 – Redes Convergentes A principal diferença entre as redes convergentes e as redes tradicionais de comutação por circuitos está na estrutura de transmissão por pacotes utilizada no protocolo IP, adotada nessas novas redes. Os terminais encaminham pacotes de dados, em formato IP, para um ponto concentrador (gateway), a partir do qual estes am a circular pela rede até encontrar o destino desejado. Basicamente, é o mesmo procedimento em uso na Internet hoje. A convergência apresenta uma nova visão sobre o futuro das redes de comunicação e de aplicações multimídia, concretizando uma plataforma de transporte comum para vídeo, voz e dados. A convergência de redes permitirá aplicações do tipo telefonia via IP, o a Web através de telefones celulares, e tornará o streaming de vídeo uma realidade no dia a dia do usuário comum. Os protocolos da Internet am o transporte de dados de praticamente qualquer tipo de rede, desde as redes locais (LAN) até as redes de abrangência global.

A integração de recursos e a convergência do tráfego reduzem os custos totais da rede, permitindo o compartilhamento da operação, a istração, a manutenção de equipamentos e facilidades para o desenvolvimento de aplicações multimídia. As tecnologias da Internet oferecem oportunidades para combinar os serviços de voz, dados e vídeo, criando sinergia entre eles.

Para que possam trafegar nas novas redes, os sinais de voz precisam ser transformados em pacotes, que se misturam aos pacotes de dados e de imagens durante o transporte. Essa função é realizada por gateways de voz, que são instalados na camada de transporte da rede, onde também estão os roteadores e toda a infra-estrutura física da operadora. O uso de interfaces e protocolos abertos e padronizados é uma das grandes vantagens das redes convergentes. Além disso, a sua arquitetura dispensa algumas estruturas convencionais, como as centrais de trânsito.

Unidade 9

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De modo geral, os provedores dividem a arquitetura das redes convergentes em pelo menos três camadas básicas:

infra-estrutura de transporte e o

controle de chamadas

serviços

Nesta primeira camada, estão as unidades de o de s, como telefones IP e access gateways (uma espécie de armário multiprotocolo que faz a interface entre a rede IP e os diferentes tipos de conexão do usuário, como circuito de voz, linha ADSL etc.), além de comutadores, roteadores e media gateways, que transformam sinais de voz da rede convencional em pacotes.

Softswitch – É o coração das redes de Próxima Geração (NGN) que tem, entre as suas funções, o controle das chamadas telefônicas desde a origem até o destino final. Realiza as funções da central de comutação (encaminhamento, supervisão e liberação das ligações telefônicas), controladora dos media gateways e comutação entre pacotes, integrando voz, dados e vídeo na rede IP. Tem função similar a uma central telefônica, mas com habilidade para “traduzir” um número de telefone convencional para um endereço IP.

PVR (Personal Video Recorder) – Gravação de programas ou compra de vídeos com armazenamento no equipamento do cliente em uma rede convergente.

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A camada de controle de chamadas é a responsável pelo encaminhamento, supervisão e liberação das ligações que trafegam pela rede IP. É uma parte estratégica, onde fica o elemento responsável pela inteligência das redes: o softswitch, ou media gateway controller. Considerada o grande diferencial e o atrativo das redes convergentes, a camada de serviços é formada pelos softwares que permitirão às operadoras oferecer novos e múltiplos serviços aos usuários. Mas afinal o que você pode esperar de uma rede convergente?

TV por utilizando um meio de o IP (IPTV), com novos serviços como vídeo sob demanda, comércio eletrônico, interatividade, PVR, graças à evolução da codificação de áudio e vídeo em formato digital com a utilização do MPEG;


Telefonia IP (VoIP) com capacidade de conferência, voice mail, mobilidade, comunicação PC- Fone, comunicação segura (criptografia);

o à internet banda larga com oferta de produtos diferenciados através de portal de serviços;

Integração do aparelho celular (3G), em que o mesmo deixa de ser atendido pela ERB mais próxima para ser atendido por um o local. Assim, tanto o o de voz quanto de dados am a utilizar o meio de o IP banda larga disponibilizado na residência do usuário.

Estes são apenas alguns exemplos do que todos nós podemos esperar com a consolidação das redes convergentes. Novos serviços provavelmente ainda serão apresentados.

Voice mail - O mesmo que correio de voz. É uma espécie de secretária eletrônica em que os recados para o usuário são gravados para posterior recuperação. ERB (Estação Rádio Base) – Nome dado às estações de radio-transmissão do sistema de telefonia celular.

Os componentes básicos de uma rede de voz sobre pacotes incluem:

Telefone IP (IP Phones) – É um aparelho telefônico que se diferencia de um aparelho convencional por possuir todo o conjunto de hardware e software que o capacita a realizar chamadas de voz sobre IP. Diferentemente de um terminal convencional, o telefone IP se conecta diretamente à rede local (LAN) e implementa os protocolos de rede como o CSMA/CD e o T/IP, assim como implementa os protocolos e especificações para VoIP como o RTP, SIP ou H323, os necessários CODECS, além de outros recursos adicionais como o cliente DH. O telefone IP possui um endereço IP, assim como um host da Internet. Quando é feita uma chamada para o número, o endereço é localizado e a conversação acontece como no caso de telefones convencionais. Para isso, é necessário que a velocidade da banda seja garantida e que a rede saiba identificar os pacotes que transmitem voz.

Gatekeeper – São dispositivos que provêem funções de controle similares às funções providas pelas centrais privadas PABXs nas redes convencionais de voz. Eles também provêem funções adicionais, tais como: encaminhamento de chamadas, manutenção de

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chamadas em espera e conferência de chamadas. Em geral é utilizado em soluções que empregam o protocolo H.323.

Gateway – Provê tradução entre as redes VoIP e as redes tradicionais (PSTN). Também permite o o físico aos dispositivos de voz local (analógicos e digitais), como telefones, fax, PBXs (equipamentos que exigiam a intervenção manual de um operador para completar ligações.) etc.

MCU (Multipoint Control Unit) – É um elemento em uma rede de sinalização H.323 responsável em ar áudio e videoconferência entre múltiplos usuários, ao mesmo tempo. Também pode funcionar como um gateway de uma conferência entre uma rede H.323 e uma rede ISDN.

Call Agent (agente de chamada) – Provê controle para telefones IP, controle e gerenciamento de largura de banda, além de tradução de endereços.

Servidor de aplicação – Provê serviços como voice mail e concentrador de mensagens.

Estação de videoconferência – Provê o para os usuários participarem de videoconferência. Possui uma câmera de vídeo e um microfone para a captura de vídeo e áudio, além de permitir ao usuário ver e ouvir o outro usuário na estação remota.

PSTN (Public Switched Telephone Network) - Sigla em inglês para o termo RTPC (Rede de Telefonia Pública Comutada), nossa rede de telefonia tradicional.

Os primeiros sucessos relativos ao uso de voz sobre pacotes ocorreram principalmente nas escolas e nas universidades, ampliando-se o uso da VoIP. Nesses ambientes, em que os telefones por IP foram vinculados a uma rede convergente, tem havido uma economia financeira nas chamadas realizadas de um prédio para outro. Agora, novos escritórios de filiais corporativas, que, freqüentemente, estão dispersos em extensões de área semelhantes a campus de universidades, também estão experimentando essa tecnologia.

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As redes de telefonia tradicional foram projetadas para transmissões de voz em tempo real (real time), dispondo das necessárias ferramentas para um constante fluxo de voz sobre a conexão. A boa qualidade da voz depende da capacidade da rede de entregar voz com garantia de atraso mínimo e de sincronização. Voz e dados podem compartilhar o mesmo meio. Porém, é importante lembrar que pacotes de voz são altamente dependentes do tempo, enquanto os pacotes de dados são enviados segundo a idéia do melhor esforço.

No momento em que se opta por utilizar a rede IP para transporte de informações multimídia, o primeiro problema com que se defronta é o seguinte: o protocolo IP é não-orientado à conexão e não pode garantir a entrega da informação com um atraso mínimo issível. Ora, como garantir qualidade de serviço a uma transmissão, se cada um dos seus pacotes pode seguir rotas diferentes, com atraso e nível de confiabilidade variáveis? Para resolver esse problema, o conceito de conexão é implementado através da criação de fluxos. Pressupondo a existência de fluxos de informação em uma rede IP, a garantia da qualidade de serviços para as mídias de dados, voz e vídeo é conseguida pela definição de classes de serviço distintas, empregando-se, por exemplo, Diff Serv, às quais são associadas prioridades diferentes. A banda de transmissão pode ser reservada e vinculada a cada fluxo através do protocolo RSVP. Por último, a confiabilidade é garantida, também, pela utilização de infra-estrutura de redes físicas, baseadas em fibra óptica e por protocolos de camadas superiores, como o próprio T. Os principais protocolos VoIP são os seguintes:

H.323 – É um protocolo padrão aprovado pela ITU para conferências interativas. Inicialmente, foi projetado para multimídia sobre ambientes não orientados à conexão (LAN). É o principal dos protocolos que definem todos

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Diffserv - Um padrão IETF desenvolvido para ajudar a resolver problemas de qualidade IP. Opera em Nível 3 e permite negociação out-of-band. Confia condicionadores de tráfego na borda da rede para indicar os requerimentos de cada pacote. RSVP (Resource ReSerVation Protocol) - Protocolo de controle utilizado em uma rede de computadores para estabeler uma reserva de recursos para usuários ou funções específicas. Por exemplo, pode ser utilizado para garantir que aplicações multimídia consigam níveis mínimos de QoS para funcionar em tempo real.

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os aspectos de sincronização de voz, vídeo e transmissão de dados, bem como a sinalização da chamada ponto a ponto.

MG (Media Gateway Control Protocol) – É o protocolo padrão, desenvolvido pelo IETF (RFC 2705), que define um protocolo para controle de gateway VoIP conectados a dispositivos controladores de chamada, os call agents. Provê a capacidade de sinalização para os dispositivos menos dispendiosos, que, por sua vez, podem não conter toda a pilha de sinalização para voz como o H.323.

SIP (Session Inition Protocol) - É um protocolo de sinalização definido pelo IETF para controle de comunicações multimídia sobre redes IP. Vem sendo amplamente aceito pela comunidade VoIP, operadoras e fornecedores de soluções. Sua aceitação se justifica porque é um protocolo leve (usa menos overhead porque não é recheado por uma família de protocolos adicionais que tentam definir cada aspecto de uma sessão da comunicação IP), configurando-se como mais fácil para o desenvolvimento de produtos, proporcionando menor custo para implementação e e que o H.323. É também compatível com outros protocolos VoIP, tais como H.323 e MG/Megaco.

RTP (Real Time Transport Protocol) - protocolo de Internet para transmissão de dados em tempo real, tais como áudio e vídeo. RTP por si só não garante a entrega de dados em tempo real, mas provê mecanismos para envio e recepção, que possuem e de dados em streaming. Tipicamente, RTP é executado no topo do protocolo UDP, embora a especificação seja genericamente suficiente para ar outros protocolos de transporte.

RT (Real Time Transport Control Protocol) - Como o RTP não fornecia o monitoramento da comunicação e este era um dos principais requisitos das aplicações multimídias, o IETF desenvolveu o RT. Este é um protocolo auxiliar de controle, cuja função é o monitoramento da comunicação e que implementa

Overhead (cabeçalho) - No contexto de sistemas digitais de telecomunicações, refere-se a parte de um quadro que contém informações de controle e gerenciamento, em contraposição a parte que contém a informação a ser transmitida (payload).

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funções de controle na troca de informações entre as fontes e os destinos. Sendo assim, utilizado em conjunto com o RTP. Apesar do forte avanço tecnológico nesta área, é provável que, por vários anos vindouros, os serviços de comutação tradicional coexistam com os elementos de rede da nova tecnologia.

Seção 2 – Redes de dados em telefonia móvel Muitas aplicações corporativas interessantes podem ser desenvolvidas baseadas nos serviços disponíveis para os usuários da telefonia móvel. Não voltaremos aqui ao GPRS, pois o mesmo já foi estudado na unidade 2 desta disciplina. Aqui no Brasil, diversas pesquisas revelam que o usuário tem preferência pela troca de mensagens curtas (SMS) e pelo “” (ou baixa) de e-mails no celular. Mas também foi constatado que o usuário de texto não deixará de ser um cliente do serviço de voz. As aplicações evoluirão para vídeosmensagens, imagens estáticas (fotos), áudios-mensagens e mensagens combinando áudio e vídeo. Mas tais aplicações, na medida em que evoluem, dependem mais e mais de boas velocidades de conexão. Agora vamos então estudar os principais protocolos voltados para aplicações sobre telefonia móvel e suas características.

WAP WAP significa Wireless Application Protocol ou Protocolo de Aplicações sem fio. É uma especificação aberta e global, que permite aos usuários de terminais móveis, celulares de baixa velocidade (2G e 2,5G) e dispositivos “handhelds”, interagir com informações e serviços localizados em servidores conectados à rede celular. A tecnologia WAP foi projetada para trabalhar com a maioria das redes sem fio como CDMA, GSM, PDC, TDMA e GRPS.

Unidade 9

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O principal problema que inviabilizou o crescimento potencial das aplicações WAP foi a baixa velocidade dos os (9,6 e 14,4 kbps), conjugada com a tarifação por minuto de uso do celular para ar a Internet via WAP. Algumas boas aplicações de o e troca de mensagens usando o WAP foram implementadas com sucesso. O curto cumprimento das mensagens contribuiu para dificultar o desenvolvimento de novos conteúdos, páginas e serviços, que apresentassem maior interatividade e criatividade, dificultando uma maior adoção desta tecnologia. Alguns outros fatores também inibem o desenvolvimento do o à Internet via celular WAP. Um deles é o uso de diferentes padrões de WAP por parte dos operadores e provedores de conteúdo, dificultando o roaming entre os sistemas. Outro fator se refere a dificuldade de navegação pelo aparelho celular, que não faz parte da cultura do usuário e que necessita ser desenvolvida. A tecnologia WAP usa, sempre que possível, os protocolos desenvolvidos para a Internet. Entretanto, nem sempre esses padrões são adequados às características das redes sem fio dos sistemas celulares. As comunicações HTTP são sempre do tipo comando-resposta, sem a preocupação de manter um controle de estado ou de sessão, devido à boa qualidade das redes que compõem a Internet. Mesmo com a adoção dos cookies como forma de manter alguma informação no computador do usuário, esta solução não é a mais adequada para terminais móveis. O padrão WAP teve que se adequar às características das redes sem fio, contornando algumas limitações (como a dos cookies). Foi necessário implementar uma outra forma de controle de manutenção e recuperação de sessões, possibilitando manter as informações de sessão do usuário para uso posterior.

SMS (Short Message Service) Os serviços de mensagens curtas permitem a transmissão e recepção de mensagens alfanuméricas entre telefones móveis, ou de/para sistemas externos como e-mail e pagers. As mensagens podem ser entregues a qualquer momento, mesmo durante a comunicação de dados ou voz. O envio de textos curtos pode ser complementado pela funcionalidade do envio 264


de alerta de existência de mensagens de voz armazenada e à disposição do usuário. Os serviços SMS podem ser ados por praticamente qualquer tipo de tecnologia de redes públicas, como GSM, TDMA e CDMA. As mensagens são ditas curtas, pois elas não podem ser maiores que 160 caracteres. A evolução progressiva do SMS conduz a possibilidade de envio de logotipos, imagens e melodias eletrônicas. Há quem diga que um novo tipo de linguagem pode emergir a partir das telecomunicações móveis com recurso de imagens, que, neste caso, valem mais que mil palavras!

Saiba mais Há milênios, os egípcios já utilizavam os desenhos como escrita! Nos dias atuais, alguns pesquisadores europeus descobriram que quando duas pessoas tentam se comunicar por meio de desenhos há uma tendência natural de que as interpretações dos gráficos dêem origem a um tipo de conversação interativa. Isto porque os desenhos, concretos ou abstratos, podem ser assimilados rapidamente pelos interlocutores, não necessitando de um prévio aprendizado. Os pesquisadores também notaram que os desenhos, em muitos casos, aos poucos convergiam, dando assim início a um tipo de linguagem pessoal.

O SMS pode ser integrado com aplicações baseadas no modelo Internet ou dentro da intranet corporativa. Esse modelo permite integrar pelo canal de comunicação do SMS aplicações como serviços de notificação de mensagem de voz, lembrança de compromissos, calendário de eventos e e-mail.

MMS (Multimedia Messaging Service) O MMS é um novo padrão estabelecido pelo 3GPP (Third Generation Partnership Project), que reúne todas as entidades, em nível mundial, com participação no desenvolvimento da próxima geração de comunicações móveis. Unidade 9

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Este padrão prevê que um terminal 3G possa enviar mensagens com texto formatado, imagens de alta qualidade, animações de áudio e vídeo além de fotografias tiradas pelo próprio usuário. Apesar de previsões de demora na implantação do padrão 3GPP, alguns dos principais operadores mundiais de comunicações móveis já têm plataformas ando protótipos dos serviços MMS. Da mesma forma que a chegada do SMS obscureceu os serviços de “paging”, espera-se que o MMS abra novas perspectivas de utilização e exploração comercial de novos serviços. Mais do que uma evolução do SMS, o MMS é uma forma de comunicação inteiramente nova e distinta. O SMS nasceu em 1992, num momento em que tanto as redes móveis como a própria Internet estavam ainda numa fase embrionária de desenvolvimento. Especialistas prevêem que os terminais móveis de terceira geração serão aparelhos extremamente versáteis, capazes de ar funcionalidades híbridas de vários mundos. Espera-se um aumento na capacidade de editar e enviar imagens e sons, estendendo o seu espectro de utilização a todas as áreas do cotidiano pessoal ou profissional de forma eficiente. Atualmente, além dos torpedos SMS, vem crescendo a utilização de placas PCMCIA que aceitam o chip GSM e funcionam como aparelhos celulares proporcionando comunicação de dados, permitindo maior facilidade de o e mobilidade aos notebooks. Este serviço tem aceitação muito grande entre aqueles que viajam muito e necessitam ficar “plugados” à Internet com grande freqüência. Podemos esperar muitas novidades interessantes na área de redes convergentes e redes de dados móveis, dado o atual investimento em desenvolvimento tecnológico . Na próxima unidade veremos os princípios de istração e gerência destas redes estudadas até o momento.

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Síntese Nesta unidade, você estudou que as redes convergentes tratam justamente do tráfego de diferentes serviços multimídia (como dados, voz e imagens ou vídeos), sobre um mesmo meio, no caso em redes de computadores. Você viu que o setor com maior desenvolvimento até o momento é o de VoIP (Voice over T/IP), através dos protocolos H.323, MG (Media Gateway Control Protocol), SIP (Session Inition Protocol), RTP (Real Time Transport Protocol) e RT (Real Time Transport Control Protocol) . Em uma estrutura de VoIP pode ser encontrado o Telefone IP (IP Phones), o Gatekeeper, o Gateway, o MCU (Multipoint Control Unit), o Call Agent (agente de chamada), o Servidor de aplicação e a Estação de videoconferência. Em telefonia celular abordou-se o WAP (Wireless Application Protocol), protocolo que não se difundiu muito, face as suas restrições de tamanho de mensagem, forma de tarifação e limitações quanto à roaming. Por outro lado, o serviço mais difundido é o SMS (Short Message Service), que permite o envio de mensagens curtas nas redes móveis, de um celular para outro. Também ficou claro que as redes de convergentes ainda apresentarão muitas inovações em função do ritmo de desenvolvimento que está sendo imposto a esta área.

Unidade 9

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Atividades de auto-avaliação 1. Descreva brevemente 4 (quatro) protocolos VoIP:

2. Apresente e descreva sucintamente os principais componentes de uma rede convergente:

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3. Descreva o que é Streaming:

4. Quais características do SMS (Short Message Service) o tornaram

atualmente tão popular?

Unidade 9

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Saiba mais Caro aluno, se você quiser obter mais informações sobre os conteúdos abordados nesta unidade, visite os seguintes sites:

MG

MEGACO

Media Gateway Control

Convergência VoIP

H.323

Convergência em Redes de Pacotes

Qualidade de Voz

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UNIDADE 10

Gerenciamento e istração de redes Objetivos de aprendizagem

Reconhecer os conceitos de gerenciamento de redes e seus serviços, desde a simples monitoração até a istração com mudança de configuração por meio das ferramentas de gerenciamento.

Identificar os princípios básicos de segurança para que as redes possam funcionar da maneira mais tranqüila possível, mesmo quando conectadas à internet e expostas à sua ação muitas vezes nociva.

Seções de estudo Seção 1 Gerenciamento de redes. Seção 2 Aspectos básicos de segurança da informação.

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Para início de conversa Caro aluno, o sistema operacional é a base de software sobre a qual aplicações e serviços de computadores são executados em uma determinada estação de trabalho. Da mesma forma, um sistema operacional de rede permite a comunicação entre vários dispositivos e o compartilhamento de recursos em uma rede. São exemplos de sistema operacional de rede: UNIX, Microsoft Windows 2003, Novell Netware, Linux, etc. Em uma estação de trabalho, o sistema operacional executa funções que incluem o controle do hardware do computador, a execução de programas e o fornecimento de uma interface do usuário. Um sistema operacional de rede distribui inúmeras funções por diversos computadores conectados em rede, adicionando serviços que permitem o simultâneo a recursos compartilhados por diversos usuários simultaneamente. As principais características que você deve considerar ao selecionar um sistema operacional de rede são:

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desempenho – tal sistema deve apresentar um bom desempenho ao ler e gravar arquivos na rede entre clientes e servidores. Ele deve ser capaz de manter a rapidez de desempenho sob cargas pesadas quando muitos clientes estiverem fazendo solicitações. Desempenho consistente sob alta demanda é um padrão importante para um sistema operacional de rede;

gerenciamento e monitoramento – a interface de gerenciamento deve fornecer ferramentas para o monitoramento de servidores, istração de clientes, impressão de arquivos e gerenciamento do armazenamento em disco. Também precisa fornecer ferramentas para a instalação e a configuração de novos serviços. Além disso, os servidores costumam exigir monitoramento e ajustes regulares;

segurança – um sistema operacional de rede deve proteger os recursos compartilhados sob seu controle. A segurança inclui a autenticação do o do usuário aos serviços, para impedir o o não-autorizado aos


recursos da rede. Segurança também significa executar criptografia para proteger informações à medida que elas trafegam entre clientes e servidores;

escalabilidade – é a capacidade de um sistema operacional de rede de crescer sem sofrer degradação em seu desempenho. O sistema operacional de rede deve ser capaz de sustentar o desempenho conforme novos usuários em a integrar a rede e novos servidores sejam adicionados para á-los;

robustez e tolerância a falhas – um indicador de robustez é a capacidade de oferecer serviços de forma consistente sob carga pesada e sustentar seus serviços em caso de falha dos componentes ou dos processos. O uso de dispositivos de disco redundantes e o balanceamento da carga de trabalho por meio de vários servidores podem aumentar a robustez de um sistema operacional de rede.

Se um servidor de rede necessita de ferramentas de istração e gerência, a rede que provê e ao mesmo e a inúmeras outras estações-clientes também precisa de monitoramento e istração contínuos. Somente desse modo é que a rede pode apresentar sempre as melhores condições operacionais a todos os seus usuários, sem perder de vista os requisitos mínimos de segurança. Vamos estudar então algumas características do gerenciamento de redes de computadores.

Seção 1 – Gerenciamento de redes O gerenciamento de uma rede de computadores pode ser dividido em duas etapas distintas, o monitoramento e a istração propriamente dita. Ninguém consegue istrar ou gerenciar um determinado recurso se não o conhece bem, e este é justamente o papel do monitoramento: apresentar as ferramentas para observação e análise do comportamento, além do estado da rede. Unidade 10

273


A istração é executada a partir da monitoração e tem uma marcante característica de interação com os dispositivos de rede, seja com a modificação de parâmetros, seja na execução de determinadas ações. Nesse sentido, a gerência de redes abrange um conjunto de atividades voltadas para o planejamento, monitoramento e controle dos serviços prestados pela infra-estrutura de rede e pelas aplicações que dependem dessa infra-estrutura. Os objetivos básicos da gerência de redes são:

maximizar o desempenho;

flexibilizar eventuais alterações de demanda;

minimizar falhas;

documentar e manter configurações;

zelar pela segurança dos elementos que compõem a rede.

Visando estruturar o projeto de gerenciamento, a iniciativa OSI produziu uma apresentação do gerenciamento de redes em cinco áreas funcionais:

274

falhas;

configuração;

contabilização;

desempenho;

segurança.


Gerência de falhas Nessa função, considera-se “falha” na rede uma condição anormal, cujo conserto ou volta à normalidade requer uma intervenção istrativa. São indícios de falha a operação incorreta de componentes ou uma taxa de erros excessiva. Quando é percebido tal problema faz-se necessário, inicialmente, determinar onde está a falha, isolar a rede da falha reconfigurando ou modificando a rede para funcionar sem o componente que falhou (para não interromper o seu funcionamento continuado). Na seqüência, busca-se o conserto ou a substituição do componente que falhou, de modo que a rede volte à condição normal de funcionamento. Nessas situações é importante a existência de ferramentas de detecção e diagnóstico de falhas, assim como elementos com tolerância a falhas ou mesmo redundância.

Gerência de configuração Como você estudou, as redes são compostas de muitos dispositivos e subsistemas de uso genérico que precisam ser configurados para desempenhar o papel esperado. A gerência de configuração trata da iniciação de uma rede, do desligamento total ou parcial dessa rede, de manter, acrescentar ou atualizar dispositivos (durante a operação), etc. Com os recursos do gerenciamento de redes torna-se desnecessário o deslocamento até o dispositivo de rede para ajustes de sua configuração.

Gerência de contabilização O da rede deve acompanhar continuamente o uso de recursos de rede, mensurando essa utilização sempre que possível. Existem situações em que há cobrança ou contabilização pelo uso dos serviços da rede (centro de custos), nas quais ainda podem ser detectados abuso de privilégios de o, uso ineficiente da rede, etc.

Unidade 10

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É necessário para o planejamento do crescimento da rede o claro conhecimento das atividades dos usuários e seu dimensionamento ou contabilização.

Gerência de desempenho A eficácia das aplicações depende diretamente do desempenho da rede. Tal eficácia consiste basicamente de:

monitoramento – por meio do acompanhamento das atividades na rede; e

controle – que permite ajustes para melhorar o desempenho.

A gerência de desempenho compreende basicamente o monitoramento da utilização de um conjunto de recursos, a análise dessa utilização e a conseqüente aquisição de conhecimento em reconhecer situações de degradação de desempenho. É a partir das estatísticas de desempenho que é possível projetar, gerir e manter grandes redes, identificando gargalos e planejando sua capacidade.

Gerência de segurança Log – arquivo contendo registro de eventos. São exemplos de eventos: data/hora de agem por determinado ponto do programa; ocorrência de uma situação anômala ou suspeita; ativação de uma operação de exclusão de dados, etc.

Essa gerência envolve manutenção e distribuição de informação de autorização e o, geração, distribuição e armazenamento de chaves criptográficas, monitoramento e controle de o a redes, monitoramento e controle de o à informação obtida por meio de gerenciamento, uso de arquivos de registro de ocorrências (log), etc. Nessa área do gerenciamento é muito importante que os usuários saibam quais políticas de segurança são válidas na empresa e que o gerenciamento de segurança oferece segurança aos dados dos usuários. Para executar as funções específicas, existem disponíveis algumas plataformas de gerenciamento próprias.

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TMN (Telecommunications Management Network) – plataforma de gerenciamento de redes de telecomunicações definido pelo ITU como recomendações série M.3000. Foi planejada para redes públicas e privadas (LANs, MANs, redes de telefonia móvel, redes virtuais, etc), sistemas de transmissão digital, mainframes, PABX e softwares associados a serviços de telecomunicações. A Figura 10.1 apresenta a relação entre o TMN e as redes de comunicação.

TMN Sistema de operação

Sistema de operação

Sistema de operação

Estação de trabalho

Rede de comunicação de dados

Telefone

Telefone Comutação

Comutação Transmissão

FIGURA 10.1 - RELAÇÃO ENTRE TMN E REDES DE TELECOMUNICAÇÕES

OSI-CMIP (Common Management Information Protocol) – plataforma de gerenciamento do modelo OSI que apresenta um conjunto de padrões de grande complexidade, que, por sua vez, define:

aplicações de propósito geral;

serviço de gerenciamento e protocolo;

especificação de estrutura de dados;

conjunto de objetos de dados.

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Seu principal produto é o OSIMIS, mas sua complexidade e lentidão no processo de padronização levam à sua pouca utilização.

SNMP (Simple Network Management Protocol) – plataforma de gerenciamento típica de redes T/IP que funciona na camada de aplicação e busca para facilitar o intercâmbio de informação entre os dispositivos de rede. O SNMP possibilita aos es de rede gerir o desempenho da rede, encontrar e resolver problemas, além de planejar o crescimento. O software de gestão de redes segue o modelo cliente-servidor convencional: uma aplicação “cliente” no dispositivo sendo gerenciado, assim como uma aplicação “servidor” na estação-gerente. A versão 2 do SNMP é uma evolução do protocolo inicial. O SNMPv2 oferece uma boa quantidade de melhoramentos em relação ao SNMPv1, incluindo operações adicionais do protocolo, melhoria na performance, segurança, confidencialidade e comunicações “gestor-para-gestor”. A padronização de uma outra versão do SNMP – o SNMPv3 – está em desenvolvimento, mas, na prática, as implementações do SNMP oferecem e para as múltiplas versões, tipicamente SNMPv1, SNMPv2c e SNMPv3.

Agora que está claro o papel das plataformas de gerenciamento, é importante registrar que no caso das redes T/IP a plataforma SNMP é a mais usada. Vamos definir o que é um sistema de gerenciamento para essa plataforma.

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O sistema de gerenciamento para a plataforma SNMP é definido como uma coleção integrada de ferramentas de monitoramento e controle que apresentam:

uma única interface de operador;

pouco equipamento dedicado (quase todo o hardware e software para gerenciamento é incorporado em equipamento de usuário já existente);

“enxerga” a rede inteira como uma arquitetura unificada;

conhece os endereços, atributos e conexões de cada elemento;

possui elementos ativos que enviam informações de estado ou situação regularmente ao centro de controle.

Os elementos de um sistema de gerenciamento são apresentados na Figura 10.2 a seguir.

FIGURA 10.2 - ELEMENTOS DE UM SISTEMA DE GERENCIAMENTO

O sistema agente é instalado em todos os dispositivos gerenciados da rede, coleciona estatísticas sobre a atividade de rede, armazena estatísticas localmente e responde a comandos do centro de controle da rede.

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O sistema de gerenciamento é instalado em uma estação específica da rede (estação-gerente) e executa uma aplicação de gerenciamento de rede. Possui interface gráfica de operador para executar suas tarefas de gerenciamento e permite o envio de comandos aos agentes na rede. Podem existir múltiplos gerentes para maior disponibilidade do serviço, especialmente em função da atual tendência para o modelo de processamento distribuído, que a gerência de redes também vem acompanhando. MIB (Management Information Base) é um recurso que existe em cada objeto gerenciado e que possui um conjunto de informações sobre um determinado dispositivo de rede.

UDP ( Datagram Protocol) – protocolo da camada de transporte sem serviço de conexão na pilha de protocolos do T/IP. O UDP é um protocolo simples que troca datagramas sem reconhecimentos ou entrega garantida, necessita que o processamento e a retransmissão de erros sejam tratados por outros protocolos.

Proxy - um servidor proxy é um programa que armazena localmente objetos da internet para posterior distribuição aos clientes. É um servidor que atua como um intermediário entre a estação de trabalho e a internet. Dessa forma, garante segurança, pois funciona como um gateway com segurança entre uma rede local e a internet. Em gerência de dados faz a “tradução” entre agentes e gerentes que não podem conversar diretamente.

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O protocolo de gerenciamento, responsável pela comunicação entre agente e gerente, é o próprio SNMP, utilizando o UDP para o transporte da informação. Em redes maiores, pode ser implementada uma arquitetura hierárquica, com diversas estações de gerenciamento que possuam o limitado a recursos locais e uma estação central (replicada) com o global e que pode gerir todos os recursos da rede, interagindo inclusive com as estações. Entre as vantagens desse modelo distribuído podemos citar a redução de tráfego de gerenciamento, facilidade de expansão (escalabilidade) e eliminação de ponto único de falha de gerenciamento.

Nem todos os equipamentos contendo agentes utilizam os mesmos protocolos que o gerente. Nessa situação necessita-se um agente procurador (proxy) que executa papel de intermediário na comunicação entre gerente e agente. O agente procurador executa um elemento de mediação, que fala com o gerente usando um protocolo e com o agente usando outro.

A gerência de redes é um assunto muito atraente, com farto material para ser estudado. Porém, considerando o enfoque deste curso, aos interessados sugerimos leitura adicional complementar, especialmente das normas existentes, para você aprofundar seus conhecimentos.


Seção 2 – Aspectos básicos de segurança da informação Quando se trata do assunto gerência de redes, é fundamental ter também uma séria preocupação com a segurança relacionada à informação que está trafegando de um ponto a outro nessa rede, ou mesmo com aquela informação que deveria estar e por algum motivo não está trafegando. Normalmente tal preocupação é registrada, de forma expressa e detalhada, no plano de segurança da informação da empresa. Esse plano é elaborado considerando-se as particularidades do negócio da empresa e as características próprias da mesma. Se a empresa ainda não tem o seu plano de segurança da informação, fica uma questão que cada uma deve responder.

Nesse sentido, não chegou a hora de tais empresas pensarem mais seriamente em começar a elaborar um plano de segurança de informação?

Porém, independente da existência de um plano de segurança formalizado, deve-se ter a constante preocupação com os seguintes aspectos da informação, em relação à segurança:

integridade – nesse sentido, a informação deve ser sempre a mesma desde a sua geração e/ou armazenamento até o seu resgate ou o. É a salvaguarda da exatidão e completeza da informação e dos métodos de processamento;

confidencialidade – esse aspecto refere-se à crescente necessidade de compartilhamento da informação, assegurando que o o à informação seja obtido somente por pessoas autorizadas (respeitando os seus níveis de o);

disponibilidade – conforme tal aspecto, procura-se garantir que os usuários autorizados obtenham o à informação e aos ativos correspondentes, sempre que necessário.

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Especificamente em relação à comunicação entre origem e destino, o fluxo da informação pode estar exposto a alguma eventual vulnerabilidade que, dependendo da situação, pode se tornar uma ameaça ou mesmo um desastre no processo. Na realidade, a vulnerabilidade é uma fragilidade intrínseca do processo que, se devidamente explorada por algum agente ou condição externa (ameaça), pode comprometer o processo do fluxo ou mesmo a informação em questão (desastre).

Saiba mais A norma NBR ISO/IEC 17799, relacionada à segurança da informação, recomenda a implementação de um conjunto de controles que visa minimizar justamente os riscos intrínsecos.

Até agora você estudou que uma solução efetiva de segurança não deve ser baseada somente em recursos técnicos, mas também deve contar com uma política de segurança da informação na qual são definidas claramente as diretrizes de segurança da instituição.

A segurança da informação possui muitas faces e uma das mais importantes é a capacidade de controlar o fluxo de pacotes em uma rede. Desse modo podemos proteger nossas redes de falhas, degradação ou interrupção dos serviços, roubo ou comprometimento dos dados resultantes de uma ação intencional ou de um erro provocado por usuários.

Observe que um efetivo sistema de segurança baseado no controle do fluxo de pacotes que chega à LAN de uma determinada instituição não deve ser baseado somente em regras implementadas nos roteadores. Deve-se ampliar a efetividade da solução implementando outros elementos como:

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firewall – defesa de perímetro;

ferramentas de IDS – detecção de tentativas de invasão;

honey pots e/ou honey nets – verificação do comportamento de possíveis invasores;

segurança dos hosts – atualização, antivírus;

preservação e análise dos logs;

política de segurança.

Esse conjunto de itens, atuando de forma integrada e de acordo com o explicitado na política de segurança da informação da empresa, vai, efetivamente, garantir mais segurança à empresa, para que então atue mais tranqüilamente em seu negócio. Ao falar em segurança de redes de computadores, é fundamental ainda falar sobre os vírus, cavalos de tróia, spywares, etc. Você conhecerá, então, alguns conceitos básicos e formas de minimizar os problemas decorrentes da ação maliciosa desses programas.

Adware – propaganda integrada a um software. É tipicamente combinada com uma aplicação que é fornecida gratuitamente, desde que o usuário aceite os termos de uso do software.

Back door – elemento de hardware ou software escondido em um sistema que pode ser utilizado para transar as diretivas de segurança do sistema.

Cavalo de tróia – programa que parece ser útil ou inofensivo, mas, de fato, contém um código escondido e desenvolvido para explorar ou danificar o sistema no qual ele é executado. Os programas cavalos de tróia são comumente entregues aos usuários por meio de mensagens de e-mail que falsificam a função e o propósito do programa. É também chamado de Trojan Code ou Trojan Horse.

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Cookie – pequeno arquivo armazenado localmente no computador do usuário com propósitos de registro e que contém informações pertinentes ao site sobre o usuário, como preferências do mesmo. É criado a partir de informações trocadas entre o navegador e o servidor de páginas e sua função principal é a de manter a consistência de sessões HTTP.

Exploits – código de computador que só é executado caso o computador alvo do ataque esteja susceptível a um erro específico e conhecido, ou seja, caso o sistema apresente alguma vulnerabilidade. Geralmente, existe como decorrente da falta de atualização de alguns programas (como o Windows, por exemplo).

Hijackers – programas que alteram a página inicial, a página de busca e outras configurações do browser ou navegador sem o consentimento do usuário.

Hoax – é um alarme falso, um boato, um trote, enfim, uma notícia sobre um vírus que não existe. Estas notícias são normalmente propagadas através de listas de email, e freqüentemente causam temores infundados nos usuários e nas corporações.

Joke – programa de divertimento ou sem funcionalidade específica, mas não destrutivo.

Malware – nome genérico adotado para todos os tipos de software não-desejados, como vírus, worms, trojans e jokes.

Phisher – designação atribuída a um usuário ou a um site malicioso que engana pessoas, fazendo com que revelem informações pessoais, como senhas de contas e números de cartões de crédito. Um phisher típico utiliza mensagens de e-mail ou propaganda on-line para levar usuários inocentes para sites fraudulentos, local em que os usuários são levados a fornecer informações pessoais.

Browser – também conhecido por navegador. É o programa para pesquisar e receber informações da World Wide Web (internet). Os browsers variam em complexidades desde os simples, baseados em texto, até os gráficos e sofisticados.

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Spam – e-mail comercial não-solicitado, também conhecido como junk e-mail. É uma verdadeira praga nos dias atuais.

Spoofing – técnica de subversão de sistemas informáticos que consiste em mascarar (spoof ) endereços, de modo a esconder o efetivo remetente da mensagem. É muito usada por alguns vírus que, para esconder a sua real localização, se am por outros usuários quando agem.

Vírus – código escrito com a intenção expressa de replicar a si mesmo. Um vírus tenta se espalhar de um computador para outro, se anexando a um programa hospedeiro. Ele pode causar estragos ao hardware, ao software ou aos dados.

Vírus de macro – é um vírus específico que infecta documentos que contêm macros, ou seja, pequenos blocos de código ou pacotes de instruções que podem ser executadas em alguns tipos de arquivos. O objetivo dos macros é automatizar tarefas, e elas são executadas por script engines presentes nos pacotes de escritório, como o Microsoft Excel, Microsoft Word e outras aplicações do MS Office.

Worm – código malicioso autopropagável que pode ser distribuído automaticamente de um computador para outro por meio de conexões de rede. Um worm pode realizar ações perigosas como consumir largura de banda da rede e recursos locais, causando possivelmente um ataque de negação de serviço.

Para evitar problemas com esses códigos maliciosos, existem alguns os simples a serem seguidos que podem evitar muita dor de cabeça.

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Use sempre um programa antivírus para verificar todo software novo ou suspeito.

Execute verificações regulares de vírus.

Use um programa de detecção de vírus automatizado.

Use mais de um programa antivírus.

Atualize seus programas antivírus regularmente (ou automaticamente).

Não reinicialize a partir de um disquete (sem saber sua origem).

Não trabalhe a partir de um disco mestre original.

Faça back-ups periódicos dos seus arquivos de computador.

Não vamos nos aprofundar mais no tema desta unidade, visto que ainda estudaremos a disciplina específica Segurança em Redes de Dados, que será ministrada no 5º Semestre. Na próxima unidade será feito um estudo de caso que apresentará justamente uma situação real que emprega todo o conteúdo estudado até o momento nas disciplinas de Redes de Computadores I e II.

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Síntese Nesta unidade, você estudou que a gerência de redes é dividida funcionalmente em cinco grandes áreas: falhas, configuração, contabilização, desempenho e segurança. Foi caracterizado que existem, basicamente, três plataformas de gerenciamento de redes:

TMN (Telecommunications Management Network) – plataforma voltada para redes de telecomunicações;

OSI-CMIP (Common Management Information Protocol) – plataforma de gerenciamento do modelo OSI. Em função de sua complexidade e lentidão no processo de padronização teve pouca utilização no mercado;

SNMP (Simple Network Management Protocol) – plataforma de gerenciamento típica de redes T/IP, adotada na maioria das aplicações de gerenciamento.

Você ainda estudou que o sistema de gerenciamento SNMP é composto por uma estação-gerente, os agentes (estaçãocliente), a MIB (Management Information Base) e o protocolo de comunicação entre eles. Ficou claro que, eventualmente, quando o gerente não fala com a estação-cliente, pode ser necessária a participação de um agente procurador (proxy agent). Em termos de segurança nas redes de computadores, também foi estudada uma série de conceitos, observando que a preocupação com a segurança deve ser constante – seja ao utilizar elementos de proteção da rede (firewall, IDS, honey pot, honey net, etc.), seja ao tratar da proteção dos dispositivos de rede, com a instalação de antivírus eficientes automaticamente atualizáveis, ando pela conscientização contínua do usuário.

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Atividades de auto-avaliação 1. Qual área funcional da gerência se preocupa em acompanhar a utilização dos recursos da rede? a. (

) Falhas.

b. (

) Configuração.

c. (

) Contabilização.

d. (

) Segurança;.

e. (

) Desempenho.

2. Qual área funcional da gerência se preocupa em permitir ajustes na rede durante o seu funcionamento? a. (

) Falhas.

b. (

) Configuração.

c. (

) Contabilização.

d. (

) Segurança.

e. (

) Desempenho.

3. Descreva brevemente as três principais plataformas de gerenciamento existentes.

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4. Quais os componentes do sistema de gerenciamento SNMP e quais as principais funções desses componentes? Resposta:

5. Em que contexto é recomendado o uso do sistema de gerenciamento de forma descentralizada?

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6. Associe as designações seguintes às respectivas definições. A – Adware. B – Back door. C – Cavalo de tróia. D – Exploits. E – Hijackers. F – Hoax. G – Phisher. H – Worm.

a. ( ) – São programas que alteram a página inicial, página de busca e outras configurações do browser ou navegador sem o consentimento do usuário. b. ( ) – É um programa útil, mas, de fato, contém um código escondido e desenvolvido para explorar ou danificar o sistema no qual ele é executado. c. ( ) – É um alarme falso, um boato, um trote, enfim, uma notícia sobre um vírus que não existe. d. ( ) – Um usuário ou site malicioso que engana pessoas fazendo com que revelem informações pessoais como senhas de contas e números de cartões de crédito. e. ( ) – É um elemento de hardware ou software escondido em um sistema que pode ser utilizado para transar as diretivas de segurança do sistema. f. ( ) – É um código malicioso autopropagável que pode ser distribuído automaticamente de um computador para outro por meio de conexões de rede. g. ( ) – É uma propaganda integrada a um software. É tipicamente combinada com uma aplicação que é fornecida gratuitamente. h. ( ) – É um código de computador que só é executado caso o computador alvo do ataque esteja susceptível a um erro específico e conhecido.

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Saiba mais Caro aluno, se você quiser obter mais informações sobre os conteúdos abordados nesta unidade, visite os sites relacionados.

Gerência de rede .

SNMP .

Segurança da informação .

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UNIDADE 11

Estudo de caso Objetivos de aprendizagem

Analisar o cenário apresentado por uma rede corporativa.

Verificar como a teoria estudada se aplica a uma situação prática.

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Para início de conversa No decorrer desta disciplina você estudou as redes locais com suas diferentes características e dispositivos, as redes de maior abrangência geográfica e suas tecnologias, as redes de telefonia celular e suas peculiaridades, isso sem falar naquelas que dispensam o uso dos fios. Nesta unidade final você retomará todo este conhecimento adquirido – porém de modo integrado, à luz de um cenário de uma empresa fictícia, que possui uma rede corporativa de porte significativo e que se beneficia de uma infra-estrutura bem abrangente e diversificada para atender as suas necessidades em termos de comunicação de dados.

A rede corporativa A empresa XYZ já foi anteriormente estudada em Redes de Computadores I e atuava na área de engenharia de software. Ela cresceu, ampliou a sua participação no mercado e necessitou adequar sua infra-estrutura de comunicação de dados a esta nova situação. Além da matriz em Florianópolis, possui agora duas filiais, uma em São Paulo e outra no Rio de Janeiro. Essas três unidades estão interconectadas, usando infra-estrutura de comunicação de dados contratada junto às operadoras de telecomunicações, e o o à internet é centralizado, a partir da matriz, conforme pode ser observado na Figura 11.1 a seguir. A infra-estrutura de interconexão entre as unidades é chamada de rede corporativa, pois se trata da rede da corporação XYZ.

FIGURA 11.1 - INFRA-ESTRUTURA DE COMUNICAÇÃO DE DADOS DA EMPRESA XYZ

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A opção por essa forma de interligação das unidades se deve ao tipo de tráfego de dados existente entre a matriz e as filiais. Boa parte da informação que flui na rede pode ser classificada como sigilosa e, ao utilizar uma estrutura de comunicação de dados privada, a empresa almeja aumentar a segurança da rede interna. Desse modo, os os de qualquer das unidades, da matriz ou das filiais, para a internet ocorrem apenas por meio da matriz (Florianópolis), de tal modo que a istração da segurança da rede é centralizada e somente uma istração de firewall é necessária, com regras padronizadas, únicas e iguais para todos os funcionários. A opção da forma de interligação poderia ter recaído sobre uma estrutura na qual cada unidade estaria ligada à internet de modo independente – essa solução apresenta um custo menor, porém é mais frágil do ponto de vista de segurança e não apresenta algumas vantagens, conforme veremos na seqüência. Preocupada com a segurança da rede corporativa, a matriz, , além do firewall, mantém instalado um sistema antivírus corporativo (que atualiza automaticamente todas as estações da rede), um sistema de verificação de e-mail (buscando vírus e spam), um eventual sistema de detecção de intrusão (IDS), enfim, aquelas ferramentas voltadas à segurança da informação, que, por sua vez, trafega na rede. Cada uma das unidades possui uma estação de gerenciamento de rede, enquanto na matriz fica a estação de gerenciamento mestre ou central, de modo que o comportamento da rede pode ser continuamente monitorado. Desse modo, todos os dispositivos de rede com capacidade de SNMP estão sendo gerenciados por esse recurso. Conforme proposto, os links ou ligações entre as filiais e a matriz e entre a matriz e a Internet são contratados junto à operadora de telecomunicações e utilizam a tecnologia Frame Relay, operando a velocidade de 2 Mbps. A tecnologia Frame Relay foi escolhida por se apresentar como a melhor opção de relação custobenefício, atendendo os requisitos das conexões.

Frame Relay é uma técnica de comutação de pacotes baseada em um conjunto de protocolos especificados pelo ITU-T, sendo mais recomendada para implementação de redes WAN, para conectividade entre hosts e redes locais. As redes Frame Relay são as sucessoras naturais das redes X.25, elas permitem a multiplexação de várias conexões lógicas (circuitos virtuais entre equipamentos ligados à rede) por meio de um único meio físico.

A Figura 11.2, a seguir, apresenta a forma como XYZ também se comunica com seus parceiros e fornecedores, localizados externamente às instalações da empresa, por meio da internet.

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FIGURA 11.2 - COMUNICAÇÃO COM PARCEIROS

Para uma maior integração da XYZ com alguns de seus parceiros ou de seus fornecedores, pode ser necessário permitir o o desses a algumas informações armazenadas nos servidores da empresa. É importante observar que é a própria aplicação (sistema) que vai controlar os diferentes níveis de o, conforme cada parceiro ou fornecedor, liberando o o somente aos respectivos dados ao ocorrer uma conexão. Porém, como a comunicação ocorre utilizando-se da internet, portanto uma rede pública, faz-se então necessário utilizar o recurso VPN para que as informações não sejam interceptadas por concorrentes ou indivíduos com intenções espúrias. Os parceiros e os fornecedores instalam um cliente VPN, recebem de XYZ uma chave criptográfica e, a partir dessa estrutura, todos os dados trocados entre a empresa e o parceiro ou fornecedor seguem cifrados por uma conexão segura. Mesmo se os pacotes de dados forem interceptados, a criptografia garante o sigilo da informação escondendo o conteúdo dos bisbilhoteiros. Essa situação também se aplica caso algum funcionário ou colaborador da empresa necessite trabalhar remotamente, a partir das instalações de um cliente ou mesmo em sua própria residência. É estabelecido um o à internet (o doméstico) que pode ser discado ou dedicado (banda larga, ADSL, Cable Modem, etc.) e sobre esse o é estabelecida também uma 296


conexão VPN, por onde a informação possa trafegar cifrada e, portanto, segura. A comunicação tradicional por telefonia não foi esquecida. Cada uma das unidades possui o seu PABX interligado à rede pública de telefonia (PSTN) e também à rede de telefonia celular, conforme se observa na Figura 11.3 a seguir. Se um determinado número discado em um ramal pertencer à rede de telefonia fi xa, então será usada essa estrutura. Se for um número de um telemóvel ou de um telefone celular, então será usada a estrutura da rede de telefonia celular para o estabelecimento da ligação. Em função de sua gradativa ampliação de área de atuação e pensando em atender o mercado global, a tecnologia escolhida para a comunicação celular é a GSM, uma vez que tal tecnologia permite mais facilmente o roaming, além de ser adotada internacionalmente por um significativo número de países, configurando-se como um padrão mundial.

FIGURA 11.3 - TELEFONIA FIXA, MÓVEL E VOIP

A empresa XYZ foi adiante e inovou, interligou os seus PABX utilizando-se da infra-estrutura corporativa de comunicação de dados por pacotes entre as unidades. Desse modo, quando algum funcionário lotado em Florianópolis deseja falar com

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algum colega lotado em São Paulo (ou mesmo no Rio de Janeiro), ele disca para o ramal do colega distante e o PABX, ao invés de encaminhar a ligação para a rede pública de telefonia, vai encaminhar a ligação para o PABX de destino utilizando a rede de comutação de pacotes (Frame Relay) corporativa. Com essa interligação de PABX, a ligação ocorre como se todos os ramais estivessem conectados a uma única central telefônica e sem ar pela rede de telefonia fi xa, o que aumenta a segurança da ligação e diminui o custo da mesma. O uso da rede pública de telefonia tem custos por tempo ou pulsos e, em função da distância e do horário da ligação, ainda é aplicado o degrau tarifário no cálculo do preço da mesma. Como a ligação por pacotes tem custo fi xo, independente de sua utilização, significa que utilizá-la também para comunicação telefônica (VoIP) implica em economia de recursos financeiros. Como cada central telefônica está interligada à rede de telefonia pública em sua respectiva cidade de localização, ela a central telefônica funciona também como um gateway entre a rede interna de ramais e a telefonia pública, inclusive para os outros PABX. Ou seja, se em um ramal da filial do Rio de Janeiro for efetuada uma ligação para um número telefônico da cidade de Florianópolis, a central telefônica fica novamente programada para encaminhar essa ligação para o PABX de Florianópolis (via rede corporativa de pacotes – Frame Relay), e esse PABX encaminha a ligação para a rede de telefonia pública em Florianópolis, completando a ligação. Em outras palavras, ao invés de haver o custo de uma ligação DDD (Discagem Direta a Distância), por ter sido redirecionado por meio da rede corporativa, a ligação terá apenas custo de uma ligação local (do PABX de Florianópolis ao número de destino também em Florianópolis). Na comunicação VoIP foi configurado o protocolo SIP, por sua ampla aceitação no mercado e facilidade de desenvolvimento de novas soluções sobre o mesmo. Como, em função do gateway VoIP, o sinal de áudio da telefonia é encapsulado em pacotes IP, os ramais dos funcionários também podem ser terminais IP. Desse modo, ao discar para o ramal de determinado funcionário, o PABX com recursos VoIP localiza 298


o funcionário pelo seu endereço na rede IP – esteja ele na matriz (Florianópolis), em alguma filial (São Paulo ou Rio de Janeiro), trabalhando em casa (com conexão VPN) ou mesmo em algum outro ponto com o à internet – e completa a ligação. Um exemplo desse caso se refere à situação em que um cliente (de São Paulo) liga para o ramal do seu contato técnico (também em São Paulo). Se o contato técnico não estiver na respectiva unidade nem conectado à internet, então o atendimento pode ser feito por uma secretária eletrônica. A secretária eletrônica poderá converter uma eventual mensagem deixada em um correio de voz (voice mail) e enviá-la para a caixa postal do contato técnico para conhecimento, esse receberia um e-mail com um arquivo de áudio anexado. Se o contato técnico estiver conectado à internet a ligação se completará, mesmo que esse esteja em viagem de trabalho ao redor do mundo, sem que o cliente que chamou saiba sua real localização. Para aqueles funcionários que ainda não possuem um terminal VoIP (telefone IP ou mesmo softphone instalado em um computador ou notebook), a comunicação pode ser ainda realizada por meio de eventuais mensagens SMS ou torpedos. E a estrutura de rede local? Você se recorda como era a estrutura anterior de rede LAN da empresa XYZ apresentada em Redes de Computadores I? A Figura 11.4 apresenta a estrutura da rede LAN implementada após uma primeira ampliação da rede.

FIGURA 11.4 - REDE LAN DE REDES DE COMPUTADORES I

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Naquela situação, como a empresa estava em seu início, o hub da figura (atendendo o setor financeiro) já era proveniente do aproveitamento desse equipamento da estrutura de rede inicial. Na estrutura de rede de hoje, o hub foi aposentado em função da necessidade de segmentar a rede em diferentes domínios de colisão e de sua relação custo-benefício são agora utilizados apenas switch. Cada unidade possui hoje uma estrutura parecida com a apresentada na Figura 11.5.

FIGURA 11.5 - ESTRUTURA BÁSICA DE REDE EM CADA UNIDADE

Usando a topologia física de estrela estendida, existe um switch centralizador, o switch principal (ou core como é chamado em algumas estruturas). Esse switch principal tem suas portas operando a velocidade de 1 Gbps (com possibilidade de autonegociação de velocidade para 100 Mbps e 10 Mbps, tanto a full-duplex como a half-duplex). A esse switch está ligado o roteador (o gateway de nossa rede), os servidores específicos de cada unidade, a estação de Gerência de Redes da unidade e outros ativos (switch e AP) de modo que toda a rede tenha cobertura por uma infra-estrutura de rede LAN e por sinal WLAN. Os switchs secundários da topologia em estrela estendida estão conectados ao switch principal, a Gigabit Ethernet, e permitem conexão com os demais dispositivos de rede, a Fast Ethernet (fazendo autonegociação também para Ethernet).

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Todos os switch possuem recursos de gerenciamento SNMP e permitem a implementação de VLAN. Além das VLAN já existentes (“Educacional”, “Financeiro” e “istrativo”), foram também implementadas as VLAN de “Gerência” e “Fornecedores”, todas com roteamento entre as VLAN além de controle de o efetuado no equipamento roteador. A Figura 11.6, na seqüência, representa a estrutura da rede na matriz. Trata-se, essencialmente, da estrutura de rede básica existente nas outras duas unidades, acrescida, justamente, pela conexão com as unidades de São Paulo e Rio de Janeiro ao roteador de saída de Florianópolis. Por motivos de segurança, os servidores da matriz, além de atenderem essa unidade, também centralizam os dados das demais unidades. Isso contribui para uma redundância de dados assim como permite concentrar os procedimentos de back-up corporativo em um único local, aumentando a confiabilidade do processo.

FIGURA 11.6 - ESTRUTURA DE REDE NA MATRIZ FLORIANÓPOLIS

Entre o roteador de saída da rede LAN e a internet encontrase a DMZ, ou zona desmilitarizada. A DMZ é uma área da rede delimitada por dois firewalls, em sua estrutura localiza-se o roteador “de borda” (chamado assim por prover a conexão

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à internet) e os servidores que necessitam prover dados aos clientes, parceiros e fornecedores por meio da internet. Tratase de uma área da rede com controle de segurança diferenciado com a função de permitir o funcionamento de alguns serviços na internet, sem relaxar a segurança interna da rede. Nessa área, geralmente estão instalados os recursos de monitoração da rede em termos de segurança, ferramentas de IDS (que realizam a detecção de tentativas de invasão), honey pots e/ou honey nets (que fazem a verificação do comportamento de possíveis invasores). O que você encontrará em uma rede corporativa não difere do que foi apresentado, neste estudo de caso. Apesar de a situação apresentada ser fictícia, todas as tecnologias apresentadas são plenamente factíveis de serem implementadas e encontradas em ambiente de produção de significativo número de empresas. Estudado o mundo das redes de computadores, esperamos que você esteja melhor preparado para continuar o seu desenvolvimento profissional, aplicando este conhecimento no dia-a-dia de seu trabalho.

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Para concluir o estudo Você agora chega ao fim de mais uma etapa. O processo, que foi iniciado com a disciplina de Redes de Computadores I, teve continuidade e agora, concluída esta disciplina, os conceitos relativos a redes de computadores estão consolidados. Foram estudadas as diferentes mídias físicas por onde trafegam as informações, como elas têm evoluído e em quais situações são mais indicadas. Os sistemas de comunicação móvel tiveram um avanço tecnológico grande permitindo um gradual aumento de largura de banda, possibilitando a comunicação de dados em praticamente toda a parte. A atual tendência da convergência de dados, voz, imagens e outros serviços já é uma realidade, a hoje popular VoIP. Foram estudados os principais dispositivos de rede e sua forma de ligação. A Ethernet e sua evolução, Fast Ethernet, Giga Ethernet e 10 Giga Ethernet. As redes wireless e as redes de longa distância. Os requisitos de gerência dessas redes e suas particularidades em relação à segurança. Vimos como funciona a internet. Vamos lembrar novamente que em nenhum momento pretendemos esgotar aqui esse assunto. Foram deixadas possibilidades de você se aprofundar, conforme sua curiosidade for aumentando. Agora você está preparado para desenvolver seus trabalhos na área de Web Design e Programação aproveitando ao máximo o potencial que as redes de computadores têm a lhe oferecer. Boa sorte!

Referências ALBITS, P.; LIU, C. DNS e BIND. Rio de Janeiro: Campus, 2001. 635 p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/IEC 17799 – Tecnologia da Informação – Código de Prática para a gestão da segurança da informação. Rio de Janeiro: ABNT, 2002. 56 p. BERNAL, P. S. M. comunicações móveis: tecnologias e aplicações. São Paulo: Érica, 2002. 203 p. BRISA. Gerenciamento de redes: uma abordagem de sistemas abertos. São Paulo: Makron Books, 1993. 364 p. CARVALHO, T. C. M. de B. Arquiteturas de redes de computadores OSI e T/IP. 2. ed. rev. e ampl. Rio de Janeiro: Makron Books, 1997. 695 p. COLCHER, S. et al. VoIP Voz sobre IP. 1. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2005. 288 p. COMER, D. Redes de computadores e internet: abrangendo transmissão de dados, ligação inter-redes e web. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2001. 522 p. DANTAS, M. Tecnologias de redes de comunicação e computadores. Rio de Janeiro: Axcel Books do Brasil, 2002. 328 p. DÍGITRO TECNOLOGIA. Glossário tecnológico. Disponível em: . o em: 22 mai. 2006. INTERNET RFC/STD/FYI/B Archives. Disponível em: . o em: 22 mai. 2006. KUROSE, J. F.; ROSS, K. W. Redes de computadores e a internet. 1. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2003. 548 p. MÓDULO SECURITY. Módulo Security Magazine. Disponível em: . o em: 22 mai. 2006. NAKAMURA, E.T.; GEUS, P.L. Segurança de redes em ambientes cooperativos. São Paulo: Futura, 2003. 472 p.


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Glossário Access gateways – uma espécie de armário multiprotocolo que faz a interface entre a rede IP e os diferentes tipos de conexão do usuário, como circuito de voz, linha ADSL, etc. Ad-Hoc – termo comumente usado para descrever uma rede wireless sem Access Point. Usa-se quando se quer ligar um dispositivo wireless a outro sem a presença de um AP, como uma rede ponto a ponto entre duas máquinas. Adware – propaganda que é integrada a um software. É tipicamente combinado com uma aplicação que é fornecida gratuitamente desde que o usuário aceite os termos de uso do software. ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) – tecnologia de linhas de digital assimétrica, com taxa de maior que a taxa de , é a mais comumente encontrada no mercado nacional. Veja xDSL. AES (Advanced Encryption Standard) – algoritmo de criptografia (substituto do DES) e adotado a partir de outubro de 2001. Ele encripta blocos de 128, 192 ou 256 bits, o tamanho da chave pode ser de 128, 192 ou 256 bits. A diferença é no total de iterações durante o processo de cifragem. AMPS (Advanced Mobile Phone System) – padrão de transmissão móvel analógico propagado nos EUA e muitas zonas da América Latina e em regiões do Pacífico. Este método funciona com a gama de freqüências por volta dos 800 MHz, no entanto, não é compatível com o padrão GSM. ANSI (American National Standards Institute) – uma instituição privada norte-americana, destinada a promover os padrões daquele país em nível internacional. AP (Access Point) – ponto de o, é o dispositivo que conecta a estrutura de WLAN à rede convencional cabeada, possuindo interfaces para ambas as redes. Trata-se do hardware dentro de um ambiente de rede wireless que distribui sinal de conexão sem necessidade de fio e que é responsável pela coordenação do tráfego entre dispositivos WLAN.


API (Application Programming Interface) – especificação de convenções de chamada de função que define uma interface para um serviço. ARP (Address Resolution Protocol) – protocolo da internet utilizado para mapear um endereço IP para um endereço MAC. Definido pela RFC 826. Assíncrono – termo que descreve sinais digitais transmitidos sem que haja a necessidade de um sincronismo (clocking) preciso. Tais sinais geralmente têm diferentes relações de freqüências e de fase. As transmissões assíncronas usualmente encapsulam caracteres individuais em bits de controle (denominados start e stop bits), que designam o início e fim de cada caractere. Atenuação – processo no qual o sinal vai perdendo força ou intensidade para o meio físico. ATM (Asynchronous Transfer Mode) – padrão internacional para comutação de células, no qual vários tipos de serviços (como voz, vídeo ou dados) são transmitidos em células de tamanho fi xo (53 bytes). Essas células permitem que o processamento de células ocorra no hardware, reduzindo, assim, os atrasos no trânsito. O ATM foi projetado para aproveitar os meios de transmissão de alta velocidade, como E3, SONET e T3. Backbone – parte central de uma rede que age como caminho principal para o tráfego de dados, em função de sua maior largura de banda geralmente acaba alimentando outras redes. Back door – um elemento de hardware ou software escondido em um sistema que pode ser utilizado para transar as diretivas de segurança do sistema. Back-up – refere-se à cópia de dados de um dispositivo para o outro com o objetivo de posteriormente os recuperar (os dados), caso haja algum problema. É uma tarefa essencial para todos os que usam computadores e/ou outros dispositivos, tais como máquinas digitais de fotografia, leitores de MP3, etc. Bandwidth – ou largura de banda, pode ser definida como a quantidade de informações que pode fluir pela conexão de rede durante de certo período de tempo. Bluetooth – trata-se de uma tecnologia de transmissão de dados que permite a criação de PAN (Personal Area Networks), facilitando aos usuários a transmissão de dados a uma velocidade de 1Mbps a uma distância de até 10 metros na freqüência de 2,4 GHz. Desenvolvida pelo Bluetooth Special Interest Group composto por mais de 1200 empresas. A tecnologia pode ser implantada em eletroeletrônicos, celulares, smartphones e outros dispositivos móveis.

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BNC (Bayonet-Naur Connector) – conector em forma de baioneta muito utilizado em cabos coaxiais. O conector BNC básico é do tipo macho, montado na extremidade de um cabo. Esse conector possui um pino central conectado ao condutor central do cabo e um tubo metálico conectado à blindagem externa do cabo. Um anel externo ao tubo gira para prender o cabo ao conector-fêmea. BRI (Basic Rate Interface) – uma interface ISDN composta por dois canais B e um D para comunicação comutada por circuitos de voz, vídeo e dados. Bridge – dispositivo que conecta dois segmentos de uma rede que utilizam o mesmo protocolo de comunicação. As bridges ou comutadoras operam na camada de enlace de dados (camada dois) do modelo de referência OSI. Em geral, uma bridge fi ltra, encaminha ou inunda um quadro entrante, com base no endereço MAC. Broadcast – modo de transmissão no qual um único pacote de dados será enviado a todos os dispositivos de uma rede. Os pacotes de broadcast são identificados por um endereço de destino específico. Browser – também conhecido por navegador, é o programa para pesquisar e receber informações da World Wide Web (Internet). Os browsers variam em complexidades desde os simples, baseados em texto, até os gráficos e sofisticados (Internet Explorer, Netscape, Mozilla, Opera, etc.). BSA (Basic Service Area) – área de alcance ou cobertura, criada por um BSS. Pode ser denominada célula, mas é formalmente conhecida como BSA. Seu alcance depende da potência do sinal transmitido, dos obstáculos e de outros fatores físicos. BSC-3 (Binary Synchronous Communications 3) – protocolo da camada de enlace orientado a caracteres para aplicativos half-duplex. BSIG (Bluetooth Special Interest Group) – consórcio formado inicialmente por IBM, Intel, Nokia e Toshiba e interessado em desenvolver um padrão sem fio para interconectar dispositivos de comunicação e computação sem o uso de cabos e usando ondas de rádio de curto alcance, baixa potência e baixo custo. BOOTP (Bootstrap Protocol) – protocolo usado por um nó de rede para determinar o endereço IP de suas interfaces Ethernet, para afetar a inicialização de rede. É descrito na RFC-951. Cavalo de tróia – um programa que parece ser útil ou inofensivo mas de fato contém código escondido desenvolvido para explorar ou danificar o sistema que ele é executado. Os programas cavalos de tróia são comumente entregues

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aos usuários por meio de mensagens de e-mail que falsificam a função e o propósito do programa. É também chamado de trojan code ou trojan horse. CCC (Central de Comutação e Controle) – componente do sistema de telefonia celular que é responsável por comutar as chamadas encaminhadas de/para os terminais móveis, validar a operação de terminais no sistema, encaminhar chamadas para outras operadoras, controlar todas as ERBs interligadas a ela e controlar a tarifação. ccTLD (Country Code Top Level Domain) – designação dada aos nomes de domínios (DNS) de mais alta importância, ou seja, mais a direita do endereço, para designar os países aos quais os domínios se referem ou pertencem. CDMA (Code Division Multiple Access) – padrão digital para telefonia celular. Todos os telefones móveis e todas as ERBs transmitem seus sinais ao mesmo tempo e nas mesmas freqüências portadoras. Cada um dos elementos do sistema possui um longo código binário, exclusivo, para diferenciar um do outro no lado do receptor. Checksum – sistema de checagem que consiste em verificar um arquivo ou pacote de dados utilizando um código enviado no início da transmissão. O código é usado pelo receptor para verificar se a transmissão está completa e se o arquivo não está corrompido. Tanto as camadas T quanto UDP oferecem esse recurso. Cliente/Servidor – conceito bastante importante e comum no ambiente de redes e que é usado praticamente em todos os processos distribuídos em que a aplicação-servidora (a que aguarda a conexão em uma estação dita servidora) aguarda mensagens, executa serviços e retorna resultados. A aplicação-cliente, pelo contrário, é a que estabelece a ligação, envia mensagens para o servidor e aguarda mensagens de resposta. CMIP (Common Management Information Protocol) – o protocolo de gerenciamento no modelo OSI (não amplamente implementado). Pode ser também a sigla para Common Management Interface Protocol, que é um padrão ITU para procedimentos e formato de mensagens usado para troca de informações de gerenciamento para operar, manter e istrar uma rede. Codec (COder/DECoder) – dispositivo que codifica ou decodifica um sinal. Por exemplo, companhias telefônicas usam codecs para converter sinais binários transmitidos pelas redes digitais em sinais analógicos para redes analógicas. Correio de voz – o mesmo que voice mail.

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Cookies – um pequeno arquivo que é armazenado localmente no computador do usuário com propósitos de registro e que contém informações pertinentes ao site sobre o usuário, como preferências do mesmo. É criado a partir de informações trocadas entre o navegador e o servidor de páginas e sua função principal é a de manter a consistência de sessões HTTP. Criptografia – ciência e arte de escrever mensagens em forma cifrada ou em código. É parte de um campo de estudos que trata das comunicações secretas. É usada, dentre outras finalidades, para: autenticar a identidade de usuários; autenticar transações bancárias; proteger a integridade de transferências eletrônicas de fundos, e proteger o sigilo de comunicações pessoais e comerciais. CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Colition Avoidance) – método de o ao meio no qual quando uma estação deseja transmitir informações, ela deve escutar o meio para determinar se outra estação já está transmitindo. Se o meio estiver livre, a estação transmite suas informações, senão ela aguarda o final da transmissão. Depois de determinada transmissão, a rede entra em um modo no qual as estações só podem começar a transmitir em intervalos de tempo a elas pré-alocados. Ao findar uma transmissão, as estações alocadas no primeiro intervalo de tempo podem transmitir. Se não o fizerem, o direito de transmissão a às estações alocadas ao segundo intervalo e assim sucessivamente até que ocorra uma transmissão, quando todo o processo se reinicia. CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access witch Collision Detection) – procedimento de o no qual as estações envolvidas monitoram o tráfego em uma linha. Se não houver transmissão, a estação pode enviar informações. Quando as estações tentam transmitir simultaneamente há uma colisão, detectada por todas as estações envolvidas. Ao término de um intervalo de tempo aleatório, os parceiros em colisão tentam a transmissão novamente. Se houver outra colisão, os intervalos de tempo de espera são gradualmente aumentados. O procedimento CSMA/CD obedece a um padrão internacional pelo IEEE 802.3 e ISO 8802.3. CSU (Channel Service Unit) – dispositivo de comunicação de dados; interface digital que conecta os equipamentos dos usuários finais ao enlace digital da central telefônica. Datagrama – um agrupamento lógico de informações enviado como unidade da camada de rede sobre um meio de transmissão sem primeiro estabelecer um circuito virtual. Os datagramas IP são as principais unidades de informação na internet. Os termos quadro, mensagem, pacote e segmento são também usados para descrever agrupamentos lógicos de informações em várias camadas do modelo de referência OSI e em vários círculos de tecnologia.

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DCE (Data Communications Equipment) – terminologia tradicional em comunicação de dados para equipamentos que habilitam um DTE comunicar-se com uma linha telefônica ou circuito de dados. O DCE estabelece, mantém e termina a conexão, bem como realiza as conversões necessárias para a comunicação. DH (Dynamic Host Configuration Protocol) – tem por função a atribuição automática de informações (entre as quais o endereço IP) ao cliente. É uma extensão do BOOTP. Dial-up – termo em inglês para o discado. DIFFSERV – um padrão IETF desenvolvido para ajudar a resolver problemas de qualidade IP, opera em Nível 3 e permite negociação out-ofband. Confia condicionadores de tráfego na borda da rede para indicar os requerimentos de cada pacote. DLCI (Data-Link Connection Identifier) – um valor que especifica um PVC ou SVC em uma rede Frame Relay. Na especificação básica os DLCIs têm significado local (os dispositivos conectados podem utilizar valores diferentes para especificar a mesma conexão). Na especificação estendida da LMI, os DLCIs têm significado global (especificam dispositivos finais individuais). DMZ (DeMilitarized Zone) – termo que designa uma área segura entre duas linhas, é a parte da rede que não pertence à rede interna, totalmente protegida por um firewall, e nem à internet, onde outro firewall cuida da proteção. Na DMZ da rede corporativa são colocados servidores íveis externamente como web, e-mail e FTP. A colocação desses servidores nessa área provê segurança adicional para a rede interna bem como melhora o tráfego interno. DNA (Digital Network Architecture) – arquitetura de rede desenvolvida pela Digital Equipment Corporation. Os produtos que incorporam o DNA (incluindo os protocolos de comunicações) são coletivamente conhecidos como DECnet. DNS (Domain Name System) – é um sistema de gerenciamento de nomes hierárquico e distribuído operando segundo duas definições: a primeira é examinar e atualizar seu banco de dados e a segunda é traduzir nomes de servidores em endereços de rede. Funciona normalmente na porta 53. O DNS utiliza o protocolo T para requerer uma transferência confiável de uma grande quantidade de informações para sua tabela (entre servidores DNS) e utiliza o protocolo UDP na consulta de um cliente (máquina local). DPN (Domínio de Primeiro Nível) – designação dada, no Brasil, aos nomes de domínios (DNS) de mais alta importância, ou seja, mais à direita dos endereços brasileiros.

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DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) – tecnologia de transmissão de informações na qual o sinal é transmitido por uma ampla banda de freqüências. São especificados 11 canais para o uso do DSSS em 2,4GHz, mas com um nível de potência menor que o FHSS e com isso ele possibilita o funcionamento de várias redes sem que elas interfiram entre si. O sinal DSSS utiliza maior espectro que o FHSS, o que se traduz em taxas de transferência maiores, especialmente em função da transmissão contínua de informações. Tanto o custo quanto o consumo de energia são mais altos que no FHSS. DSU (Data Service Unit) – dispositivo usado na transmissão digital, que adapta a interface física num dispositivo DTE a uma instalação de transmissão como T1 ou E1. A DSU também é responsável por funções como temporização de sinais. DTE (Data Terminal Equipment) – terminologia tradicional em comunicação de dados para um dispositivo que recebe ou origina dados sobre uma rede. É tipicamente um computador ou um terminal burro. E1 – um esquema de transmissão digital de longa distância usado predominantemente na Europa e que transporta dados a uma velocidade de 2,048 Mbps. E3 – um esquema de transmissão digital de longa distância usado predominantemente na Europa e que transporta dados a uma velocidade de 34,368 Mbps. EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) – conjuntos de caracteres codificados desenvolvidos pela IBM consistindo em caracteres codificados de 8 bits. Esse código de caracteres é usado pelos sistemas IBM antigos e por máquinas de telex. EDI (Electronic Data Interchange) – transferência eletrônica de dados (relativos nomeadamente ao processamento de encomendas, faturas e pagamentos) por meio de redes públicas de comunicações. A tecnologia utilizada é semelhante ao correio eletrônico, mas dispõe de um nível de segurança mais elevado. Os operadores de EDI dispõem de computadores que efetuam o processamento centralizado necessário. EIA (Electronic Industries Association) – grupo que especifica padrões de transmissão elétrica. Juntas, a EIA e a TIA formalizaram diversos padrões amplamente adotados em redes de computadores. EIA/TIA-232 – um padrão de interface comum da camada física, desenvolvido pela EIA e TIA e que a circuitos desbalanceados a velocidades de sinal de até 64 kbps. Parece-se muito com a especificação V.24 e anteriormente era conhecido como RS-232 (Recommended Standard - 232).

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EIA/TIA-449 – uma interface largamente usada desenvolvida pela EIA e TIA. Essencialmente, uma versão mais rápida (até dois Mbps) do EIA/ TIA-232, com capacidade para acomodar lances de cabo mais compridos. Anteriormente era conhecida como RS-449 (Recomemmended Standard – 449). EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) – uma versão avançada do IGRP desenvolvida pela Cisco. Proporciona propriedades superiores de convergência e de eficiência operacional, combinando as vantagens de protocolos de estado de enlace com aquelas dos protocolos pelo vetor da distância. ERB (Estação Rádio Base) – nome dado às estações de radiotransmissão do sistema de telefonia celular. Exploits – código de computador que só é executado caso o computador alvo do ataque esteja susceptível a um erro específico e conhecido, ou seja, caso o sistema apresente a vulnerabilidade que o exploit tentará aproveitar. extranet – parte de uma intranet e que oferece livre o para os clientes selecionados, empresas associadas, etc. Ao contrário do que uma internet pura oferece, os dados contidos na extranet destinam-se a um público bem específico. FCC (Federal Communications Commission) – uma agência do governo dos EUA que supervisiona, licencia e controla os padrões de transmissão eletrônica e eletromagnética. FDMA (Frequency Division Multiple Access) – uma técnica na qual a separação dos canais de voz que operam simultaneamente na banda é feita por freqüências. FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) – técnica de transmissão de informações que utiliza um sinal que alterna sua freqüência (com saltos de freqüência) em um padrão conhecido pelo transmissor e pelo receptor. São especificados 79 canais de 1MHz na faixa de freqüência não licenciada ISM e 78 seqüências diferentes para os saltos de freqüência. O FHSS apresenta vantagens por ser de baixo custo e consumo de energia, além da redução das interferências entre sinais diretos e sinais refletidos. Firewall – servidor de o (ou vários) projetado como um buffer entre todas as redes públicas conectadas a uma rede particular, localiza-se na fronteira dessas redes e busca o controle do fluxo de dados com vistas à segurança da rede. Flooding – ou inundação, processo de encaminhamento de um quadro para todas as portas (exceto para a porta de origem da informação) quando o

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switch não possui o endereço de destino desse quadro em sua tabela de encaminhamento. Frame Relay – é uma técnica de comutação de pacotes baseada em um conjunto de protocolos especificados pelo ITU-T, sendo mais recomendada para implementação de redes WAN para conectividade entre hosts e redes locais. As redes Frame Relay são as sucessoras naturais das redes X.25. Permite a multiplexação de várias conexões lógicas (circuitos virtuais entre equipamentos ligados à rede) por meio de um único meio físico. FTP (File Transfer Protocol) – é uma forma bastante rápida e versátil de transferir arquivos na internet. É um protocolo de transferência de arquivos que opera normalmente nas portas 20 e 21 e é definido na RFC 959. Full-Duplex – meio com capacidade de transmissão simultânea de dados entre uma estação emissora e uma estação receptora. FVC (Forward Voice Channel) – em telefonia celular, designação do canal de voz estabelecido da rádio base para o telefone celular. G.703 – especificações elétricas e mecânicas da ITU-T para as conexões entre o equipamento da central telefônica e os DTEs, usando conectores BNC e operando a taxas de dados E1. Gatekeeper – são dispositivos que provêem funções de controle similares às funções providas pelas centrais privadas PABXs nas redes convencionais de voz. Eles também provêem funções adicionais, tais como: encaminhamento de chamadas, manutenção de chamadas em espera e conferência de chamadas. Em geral é utilizado em soluções que empregam o protocolo H.323. Gateway – pode ser traduzido como “portão de entrada”. A estação de uma rede enviará ao gateway qualquer requisição de endereço de destino que não faça parte da rede local. Caberá ao gateway entregar essa requisição ao destino ou a outro roteador que fará a solicitação chegar ao destino. GIF (Graphics Interchange Format) – um formato de gráfico de mapa de bits para imagens de até 256 cores. GPRS (General Packet Radio Service) – funciona sobre a interface aérea de redes GSM. O GPRS é conhecido como a geração 2.5 que traz a força da tecnologia de pacotes ao ambiente celular, transmissão wireless por pacotes, possibilitando taxas mais altas de transmissão (144Kbit/s). GSM (Global System for Mobile Communications) – sistema global para comunicações móveis que permite o roaming automático. Atualmente o GSM é considerado o mais avançado dos padrões de telefonia celular e o

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mais ado do planeta: dos cerca de 800 milhões de os celulares digitais do mundo, 71% são GSM. É utilizado principalmente nos países europeus e asiáticos, mas começa a ganhar força nos Estados Unidos e na América Latina. No Brasil, o GSM foi adotado no Brasil em 2002, a partir da operação do serviço móvel pessoal (SMP), com a respectiva entrada das operadoras Oi e TIM. H.323 – um padrão aprovado pela ITU para conferências interativas. Inicialmente projetado para multimídia sobre ambientes não-orientados à conexão (LAN). É o principal dos protocolos que definem todos os aspectos de sincronização de voz, vídeo e transmissão de dados, bem como a sinalização da chamada ponto a ponto. Half-duplex – capacidade de transmitir dados em apenas uma direção de cada vez entre uma estação emissora e uma estação receptora. hand-off ou hand-over – processo de mudança automática de controle de interação que ocorre sem perda do sinal de comunicação (a conversação eventualmente em curso não é interrompida) quando o aparelho móvel se desloca da área de cobertura de uma ERB para outra ERB. Handshake – uma seqüência de mensagens trocadas entre dois ou mais dispositivos de rede para assegurar a sincronização da transmissão. HDSL (High bit-rate Digital Subscriber Line) – tecnologia de linhas de digital com alta taxa de transferência de bits. Veja xDSL. HDLC (High-Level Data Link Control) – protocolo síncrono da camada de enlace de dados (padrão IEEE), orientado a bits e desenvolvido pela ISO. Derivado do SDLC especifica o método de encapsulamento de dados em links seriais síncronos, usando caracteres e checksums do quadro para detecção de erros. Pode não ser compatível com os diferentes fornecedores por causa da forma como cada fornecedor escolheu implementá-lo. O HDLC a configurações ponto a ponto e multiponto com sobrecarga mínima. Hijackers – programas que alteram a página inicial, página de busca e outras configurações do browser ou navegador sem o consentimento do usuário. HLR (Home Location ) – banco de dados específico localizado na área de home do usuário de telefonia móvel na qual os dados referentes a cada são mantidos. Hoax – alarme falso, um boato, um trote, enfim, uma notícia sobre um vírus que não existe. Essas notícias são normalmente propagadas por meio de listas de e-mail, e freqüentemente causam temores infundados nos usuários e nas corporações.

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Honey Net – recurso de segurança semelhante ao honey pot, porém simulando toda uma rede local. Honey Pots – recurso de segurança (host ou servidor) preparado para ser sondado, atacado ou invadido, permitindo a observação e o estudo dessas ações. HOST – um computador ou estação de trabalho em uma rede. Semelhante ao termo nó, exceto que host usualmente implica um sistema de computador, enquanto que nó geralmente se aplica a um sistema em rede, inclusive servidores de o e roteadores. HOT-SPOTS – são pontos de presença que provêem serviço de conexão à internet por meio de tecnologia de WLAN (geralmente, nos padrões IEEE 802.11b ou IEEE 802.11g). Alguns são gratuitos, geralmente mantidos pelo governo (bibliotecas, áreas públicas, etc.) e outros são serviços pagos, explorados por companhias de telecomunicações, mas existem também alguns serviços “híbridos”, ou seja: você paga por algum serviço ou produto (lanchonetes, hotéis, restaurantes, etc) e obtém o gratuito ou, ainda, mediante um determinado valor. HR-DSSS (High Rate Direct Sequence Spread Spectrum) – técnica de multiplexação de sinais para spread spectrum, evolução do DSSS que trabalha com largura de banda até 11Mbps. HTML (HyperText Markup Language) – linguagem de formatação de documento de hipertexto simples que usa tags ou marcadores para indicar como uma parte dada de um documento deveria ser interpretada ao se visualizar um aplicativo, como um navegador ou browser da WWW. HTTP (HyperText Transfer Protocol) – é um protocolo utilizado para transferência de dados de hiper mídia (imagens, sons e textos) na World Wide Web. Funciona normalmente na porta 80. IAB (Internet Architecture Board) – uma junta de pesquisadores de internetwork que estudam questões pertinentes à arquitetura da internet. Responsável pela nomeação de uma variedade de grupos relacionados à internet, como IANA, IESG e IRSG. A IAB é designada pelos curadores da ISOC. IANA (Internet Assigned Numbers Authority) – uma organização que opera sob o patrocínio da ISOC como parte da IAB. Delega autoridade por meio da alocação de espaço de endereços IP e pela designação de nomes de domínios para o NIC e para outras organizações.

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IDS (Intrusion Detection System) – sistema de detecção de intrusão, tem como um dos objetivos principais detectar se alguém está tentando entrar no seu sistema ou se algum usuário legítimo está fazendo mau uso do mesmo. IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) – organização profissional cujas atividades incluem o desenvolvimento de padrões para comunicações e redes. Os padrões para redes locais do IEEE são atualmente os predominantes e são frutos do grupo de trabalho 802. IESG (Internet Engineering Steering Group) – uma organização, designada pela IAB, que gerencia a operação da IETF. IETF (Internet Engineering Task Force) – uma força-tarefa que consiste em mais de 80 grupos ativos responsáveis pela criação de padrões para a internet, porém com ênfase em lidar com questões de engenharia em curto prazo. Publica os seus trabalhos sob forma de RFC – Request For Comments, documentos amplamente adotados na internet. IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) – protocolo de roteamento desenvolvido pela Cisco para tratar dos problemas relacionadas ao roteamento em redes grandes e heterogêneas. Internet – um termo usado para referir-se à maior internetwork do mundo, interligando dezenas de milhares de redes ao redor do mundo e tendo uma “cultura” que focaliza pesquisas e padronização baseadas no uso cotidiano. Muitas das tecnologias de ponta para redes saem da comunidade da Internet. A Internet evoluiu, em parte, da ARPANET. Em certa época era chamada DARPA Internet. Não deve ser confundida com o termo geral internet. InterNIC – uma organização que serve a comunidade da Internet mediante a assistência aos usuários, documentação, treinamento, registro de serviços para nomes de domínios na internet e outros serviços. Anteriormente denominado Network Information Center (NIC). Intranet – basicamente uma rede interna de informações nas empresas, nos moldes da internet e que precisa distribuir informações de forma restrita aos usuários autorizados. IP Phones – aparelho telefônico que se diferencia de um aparelho telefônico convencional por possuir todo o conjunto de hardware e software que o capacita a realizar chamadas de voz sobre IP. Diferentemente de um terminal convencional, o telefone IP se conecta diretamente à rede local (LAN) e implementa os protocolos de rede como o CSMA/CD e o T/ IP, os protocolos e especificações para VoIP como o RTP, SIP ou H323, os codecs G.711, G729, G723.1 e outros, além de recursos adicionais como o cliente DH. Telefone IP possui um endereço IP, assim como um host da internet. Quando é feita uma chamada para o número, o endereço é

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localizado e a conversação acontece como em telefones convencionais. Para isso, é necessário que a velocidade da banda seja garantida e que a rede saiba identificar os pacotes que transmitem voz. IPv4 (Internet Protocol version 4) – sistema de endereçamento IP que utiliza 32 bits para endereçamento. Estes 32 bits são representados em quatro blocos de oito bits chamados octetos e representados na notação decimal. Permite 4294967294 endereços. IPv6 (Internet Protocol version 6) – sistema de endereçamento IP que utiliza 128 bits para endereçamento. Estes 128 bits são apresentados em oito blocos de dezesseis bits representados na notação hexadecimal (quatro dígitos hexadecimais por bloco). Permite 3,4028 x 1038 endereços. IRSG (Internet Research Steering Group) – um grupo que faz parte da IAB e supervisiona as atividades da IRTF. IRTF (Internet Research Task Force) – uma força-tarefa que consiste em mais de 80 grupos ativos responsáveis pela criação de padrões para a internet, porém com enfoque em pesquisa em longo prazo. ISDN (Integrated Services Digital Network) – uma tecnologia historicamente importante e versátil, foi o primeiro serviço dial-up totalmente digital (serviço comutado por circuito). O custo é moderado e a largura de banda máxima é de 128 kbps para BRI (Basic Rate Interface) de custo mais baixo e de aproximadamente 3 Mbps para PRI (Primary Rate Interface). O seu uso é pouco difundido no Brasil onde é conhecido com RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados), embora varie consideravelmente de país para país. O meio físico típico é o fio de cobre de par trançado. ISM (Industrial, Scientific and Medical) – faixa de freqüência para uso por equipamentos ou aparelhos projetados para gerar e usar localmente energia de radiofreqüência para fins industriais, científicos, médicos, domésticos ou similares, exceto aplicações do campo das telecomunicações. A sua potência de pico é limitada a 1W, seu licenciamento é dispensado e não é tolerado causar interferências a outros sistemas. ITU (International Telecommunication Union), anteriormente chamado de Consultative Committee for International Telegraph and Telephone (CCITT) – o CCITT foi formado em 1865 (desde então a preocupação com padronização). Foi instituído em 1993 a partir do CCITT e é uma organização que desenvolve padrões para telecomunicações, dividindo-se em três setores principais (radiocomunicação (ITU-R), padronização de telecomunicações (ITU-T) e desenvolvimento (ITU-D). ISO (International Organization for Standardization) – organização fundada em 1946, responsável por uma grande variedade de padrões, inclusive os

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relacionados às redes. A ISO desenvolveu o modelo de referência OSI, um modelo de referência para redes largamente aceito. É composto por diferentes organizações de padronização como a ANSI (Estados Unidos), BSI (Inglaterra), DIN (Alemanha), AFNOR (França), ABNT (Brasil) e de mais 84 países. ISOC (Internet Society) – organização internacional sem fins lucrativos, fundada em 1992, que coordena a evolução e o uso da internet. Além disso, delega autoridade aos outros grupos relacionados à internet, como por exemplo, IETF, IRTF, etc. Janelamento – processo que determina o número de octetos que o receptor deseja receber. Jitter – distorção em uma linha de comunicação analógica causada pela variação de um sinal com relação às suas posições de temporização de referência, e que pode causar a perda de dados, especialmente em velocidades mais altas. Joke – programa de divertimento ou sem funcionalidade específica, mas não destrutivo. JPEG (t Photographic Experts Group) – um formato de figuras usado mais freqüentemente para compactar imagens imóveis de fotografias e figuras complexas. keepalive – mensagem enviada por um dispositivo de rede para informar a outro dispositivo de rede que o circuito virtual entre os dois ainda está ativo. LAN (Local Area Network) – rede de dados de alta velocidade, com baixo nível de erros, que cobre uma área geográfica relativamente pequena (até alguns milhares de metros). As redes locais interligam estações de trabalho, periféricos, terminais e outros dispositivos em um só prédio ou outra área geograficamente limitada. Os padrões para redes locais especificam o cabeamento e a sinalização nas camadas física e de enlace do modelo OSI. Ethernet, FDDI e Token Ring são tecnologias de rede local largamente utilizadas. LAPB (Link Access Protocol – Balanced) – protocolo da camada de enlace utilizado pelo padrão X.25. É um subconjunto do modo balanceado assíncrono do protocolo HDLC (High Level Data Link Control). LAPF (Link Access Procedure for Frame Relay) – o protocolo da camada de enlace de dados usado por Frame Relay conforme definido pela Recomendação Q9.222 da ITU-T e por ANSI T1.618.

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Largura de banda Analógica (medida em ciclos por segundo, Hertz – Hz) – representa a taxa máxima em que o meio pode realizar mudanças de sinal em nível aceitável de atenuação. É muito utilizado em redes de telecomunicações. Largura de banda digital (medida em bits por segundo – bps) – representa a taxa máxima de bits que pode ser enviada em um sistema de comunicação de rede. É muitas vezes conhecida como taxa máxima de transmissão ou bandwitdh. Latência – demora entre o instante em que um dispositivo solicita o à rede e o instante em que é concedida a permissão para a transmissão. LED (Light Emitting Diode) – diodo emissor de luz é um dispositivo semicondutor que emite luz produzida pela conversão de energia elétrica. LEO (Low Earth Orbit) – tipo de satélite cuja órbita é distante aproximadamente entre 600 a 1.600 km da terra. LC (Lucent Connector) – tipo de conector para fibra ótica muito usado nos módulos SFP. LLC (Logical Link Control) – a mais alta das duas subcamadas de enlace de dados definida pelo IEEE e a o controle de erros, o controle de fluxo, o enquadramento e o endereçamento da subcamada MAC. O protocolo mais predominante é o IEEE 802.2, que inclui as variantes sem conexão e as orientadas à conexão. LMI (Local Management Interface) – um conjunto de aprimoramentos à especificação básica do Frame Relay, inclui e para um mecanismo de keepalive (que verifica o fluxo de dados); um mecanismo de multicast (que proporciona ao servidor da rede o seu DLCI local e o DLCI multicast); endereçamento global (que dá aos DLCIs significado global e não só local nas redes de Frame Relay) e um mecanismo de status (que proporciona um relatório contínuo do status dos DLCIs conhecidos pelo switch). Conhecido como LMT na terminologia ANSI. Log – é um arquivo contendo registro de eventos. São exemplos de eventos: data/hora de agem por determinado ponto do programa; ocorrência de uma situação anômala ou suspeita; ativação de uma operação de exclusão de dados. Loopback – é um método de teste no qual os dados transmitidos são retornados ao transmissor, com o intuito de se fazer uma análise da continuidade da conexão. Para testes em redes são usados os endereços de 127.0.0.0 até 127.255.255.255.

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MAC (Media Access Control) – a mais baixa de duas subcamadas da camada de enlace definida pela IEEE e lida com o o a meios compartilhados. Responsável pelo endereço da camada de enlace de dados necessário para cada dispositivo de rede. Os endereços MAC possuem 6 bytes e são controlados pelo IEEE. Também conhecido como um endereço de hardware, endereço de camada MAC ou endereço físico. Malware – nome genérico adotado para todos os tipos de software nãodesejado como vírus, worms, trojans e jokes. MAN (Metropolitan Area Network) – rede que abrange uma área metropolitana. Normalmente, uma MAN abrange uma área geográfica maior do que uma rede local, mas menor do que uma WAN. Máscara de rede – número de 32 bits (apresentado em 4 octetos decimais como o endereço IP), usado sempre em conjunto com um endereço IP, e usado para indicar quantos bits estão sendo usados para rede e quantos bits estão sendo usados para hosts. MCU (Multipoint Control Unit) – elemento em uma rede de sinalização H.323 responsável em ar áudio e videoconferência entre múltiplos usuários ao mesmo tempo. Também pode funcionar como um gateway de uma conferência entre uma rede H.323 e uma rede ISDN. media gateway – equipamento que transforma os sinais de voz da rede convencional em pacotes. media gateway controller – veja softswitch. MEGACO (MEdia GAteway COntroller) – protocolo de telefonia IP desenvolvido pelo IETF e originado a partir do MG. MEO (Medium Earth Orbit) – tipo de satélite, cuja órbita é distante entre 4.000 a 10.000 km da terra. MG (Media Gateway Control Protocol) – padrão desenvolvido pelo IETF (RFC 2705) que define um protocolo para controle de gateway VoIP conectado a dispositivos controladores de chamada, os call agents. Prove a capacidade de sinalização para os dispositivos menos dispendiosos que podem não conter toda a pilha de sinalização para voz como o H.323. MIB (Management Information Base) – um recurso que lista os nomes lógicos de todas as fontes de informação residentes em um dispositivo de rede e pertinentes ao gerenciamento da rede. Um elemento-chave de sistemas de gerenciamento SNMP.

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MIC (Medium Interface Connector) – tipo de conector para fibra ótica que é padrão para as redes FDDI. MIDI (Musical Instrument Digital Interface) – formato de dados padrão para música digitalizada. MMS (Multimedia Messaging Service) – padrão estabelecido pelo 3GPP (Third Generation Partnership Project), que prevê que um terminal 3G pode enviar mensagens com texto formatado, imagens de alta qualidade e animações de áudio e vídeo e fotografias tiradas pelo próprio usuário. Modem – equipamento que tem como objetivo enviar dados entre dois pontos por intermédio de uma linha telefônica. Os dados são recebidos no modem por meio de uma porta serial, sofrem uma modulação (conversão do sinal digital para analógico) e são recuperados. Monomodo – tipo de fibra ótica que possui um núcleo muito menor que a fibra multímodo e que só permite que os raios de luz se propaguem em um modo dentro da fibra. MPEG (Moving Picture Experts Group) – formato de dados padrão para a compactação e codificação de vídeo para CDs e armazenamento digital. MT-RJ (Multiple Termination – ed Jack) – tipo de conector para fibra ótica que acomoda os dois pares da fibra em um único módulo. Multicast – modo de transmissão no qual um único pacote de informações é enviado a um subgrupo específico de endereços de rede especificados no campo de endereço de destino. Multimodo – tipo de fibra ótica cujo diâmetro do núcleo é suficientemente grande para que existam muitos caminhos por onde a luz pode se propagar por meio da fibra. Multiplexador – equipamento que permite a transmissão simultânea de vários sinais lógicos por um único canal físico. NAT (Network Address Translation) – recurso que permite converter endereços da rede interna (privados) em endereços da internet (públicos). NetBIOS (Network Basic Input/Output System) - API (Application Programming Interface) usada por aplicativos em uma LAN da IBM para requisitar serviços de processos de rede do nível mais baixo. Esses serviços podem incluir estabelecimento e terminação de sessão e transferência de informações.

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NFS (Network File System) – um conjunto de protocolos para sistema de arquivos distribuídos desenvolvido pela Sun Microsystems que permite o o de arquivo remoto pela rede. NIC (Network Information Card) – placa de rede do computador. No-break – dispositivo alimentado por bateria, capaz de fornecer energia elétrica a um sistema por certo tempo, em situações de emergência, no caso de interrupção do fornecimento de energia da rede pública. Octeto – dentro de uma rede T/IP, cada micro recebe um endereço IP único que o identifica na rede. Um endereço IP é composto de uma seqüência de 32 bits, divididos em 4 grupos de 8 bits cada. Cada grupo de 8 bits recebe o nome de octeto. Em Portugal, onde os termos de informática são sempre traduzidos, o termo octeto é usado no lugar de “byte”. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) – técnica de multiplexação de sinais utilizada em sistemas digitais. Foi desenvolvida com base na transmissão de multiportadoras. Separa o sinal de RF em subsinais, que são transmitidos simultaneamente em diferentes freqüências, para tal utiliza 52 diferentes freqüências sendo 48 para dados e quatro para sincronização. A divisão do sinal em diversas faixas estreitas tem algumas vantagens fundamentais em relação ao uso de uma única faixa, como a alta imunidade à interferência e alta eficiência de utilização do espectro. OSPF (Open Shortest Path First) – algoritmo de roteamento IGP hierárquico de estado de link, apontado como o sucessor do RIP na internet. As funções OSPF incluem roteamento de custo mais baixo, roteamento de vários caminhos e balanceamento de carga. O OSPF foi criado com base em uma versão antiga do protocolo IS-IS. OUI (Organizational Unique Identifier) – os 6 octetos iniciais atribuídos pelo IEEE em um bloco de endereços de uma rede local de 48 bits. Overhead (cabeçalho) – no contexto de sistemas digitais de telecomunicações refere-se à parte de um quadro que contém informações de controle e gerenciamento em contraposição a parte que contém a informação a ser transmitida (payload). PABX (Private Automatic Branch eXchange) – termo usado para definir equipamentos que, com a modernização dos PBXs, acabaram surgindo (o procedimento de completar ligações foi automatizado). PAN (Personal Area Network) - rede pessoal que provê o aos aparelhos próximos ao utilizador como celulares, PDAs, notebooks entre outros.

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payload – parte de um quadro que contém informações de camada superior (dados). PBX (Private Branch eXchange) – termo usado para definir equipamentos que exigiam a intervenção manual de um operador para completar ligações. PC (Personal Computer) – o primeiro PC foi lançado pela IBM em 81. Depois vieram os XTs, 286s, 386s até chegar nos dias de hoje. Originalmente, PC poderia ser usado em relação a qualquer computador doméstico, mas o mais comum é o uso em relação aos computadores derivados da arquitetura da IBM. PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) – são aparelhos do tamanho de cartões de crédito, removíveis que podem ser inseridos em PCs e aparelhos de comunicação sem fios para fornecer funções complementares específicas. PCS (Personal Communications Services) – é um conceito aplicado a serviços de comunicações por rádio que funcionaria a qualquer hora do mundo. Hoje em dia, a sigla está mais associada ao espectro de freqüências que o governo norte-americano leiloou para serviços de comunicações móveis, como telefonia celular e paging. PDA (Personal Digital Assistent) – nome genérico utilizado para indicar os computadores de mão ou de bolso. PDAs (handhelds ou palmtops) são aparelhos de mão que reúnem, num único dispositivo, a funcionalidade de um computador, de um telefone/fax e de comunicação via redes. PDC (Personal Digital Celular) – padrão de comunicação móvel na faixa de freqüência de 1900 MHz divulgado no Japão e opera no modo TDMA. Trata-se, de certa forma, de um parente do padrão D-AMPS (tecnologia TDMA) das redes nos EUA. PDN (Public Data Network) – uma rede provendo serviços de comunicação, graciosamente, às pessoas que desejam tais serviços e que possuem o ao equipamento apropriado. PDU (Protocol Data Unit – Unidade de Dados do Protocolo) – representa os diferentes tipos de encapsulamento que ocorrem na camada OSI. Na camada de transporte a PDU é “segmento”, na camada de rede a PDU é o “pacote”, na camada de enlace de dados a PDU é o “quadro”, enquanto que na camada física a PDU é o “bit”. PGP (Pretty Good Privacy) – programa que implementa criptografia de chave única, de chaves pública e privada e digital. Possui versões comerciais e gratuitas.

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Piconet – no Bluetooth, dispositivos que estão próximos uns dos outros automaticamente estabelecem contato entre si, formando pequenas redes de até 8 componentes, chamadas Piconets. Phisher – um usuário ou site malicioso que engana pessoas fazendo com que revelem informações pessoais como senhas de contas e números de cartões de crédito. Um phisher tipicamente utiliza mensagens de e-mail ou propaganda on-line para levar usuários inocentes para sites fraudulentos, nos quais os usuários são levados a fornecer informações pessoais. PICT – um formato de figura usado para transferir figuras QuickDraw entre os programas no sistema operacional MAC. POP3 (Post Office Protocol) – é um protocolo utilizado no o remoto a uma caixa de correio eletrônico. Permite que todas as mensagens contidas numa caixa de correio eletrônico possam ser transferidas seqüencialmente do servidor para um computador local. Aí, o utilizador pode ler as mensagens recebidas, apagá-las, responder-lhes, armazená-las, etc. Funciona normalmente na porta 110. Porta – é um ponto de conexão. A comunicação numa rede IP se dá por meio de portas. Existem ao todo 65536 portas disponíveis para conexão em cada endereço IP. Algumas portas são de uso conhecido, por exemplo, a porta 80 é usada para o à web. PPP (Point-to-Point Protocol) – sucessor do SLIP, o PPP fornece conexões de roteador a roteador e de host à rede em circuitos síncronos e assíncronos. PRI (Primary Rate Interface) – interface ISDN para o o de taxa primária. O o de taxa primária consiste em um canal D individual de 64 Kbps mais 23 (T1) ou 30 (E1) canais B para voz e dados. Print server – dispositivo de rede que possui em sua estrutura uma parte que realiza as funções da placa de rede (para fornecer conexão à rede) e outra que fornece recursos para controlar os trabalhos de impressão submetidos à impressora conectada à rede. Protocolo – é um padrão que especifica o formato de dados e as regras a serem seguidas, para que a comunicação de dados aconteça. PROXY – um servidor proxy é um programa que armazena localmente objetos na internet para posterior distribuição aos clientes. É um servidor que atua como um intermediário entre a estação de trabalho e a internet. Dessa forma garante segurança, pois funciona como um gateway com segurança entre uma rede local e a internet. Em gerência de dados faz a “tradução” entre agentes e gerentes que não podem conversar diretamente.

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PSDN (Packet Switch Data Network) – termo em inglês para identificar as redes de dados baseadas em comutação de pacotes. PSTN (Public Switched Telephone Network) – sigla em inglês para o termo RTPC (Rede de Telefonia Pública Comutada), nossa rede de telefonia tradicional. PTN (Packet Telephone Network) – sigla em inglês para Rede de Telefonia de Pacotes. PVC (Permanent Virtual Circuit) – circuito virtual estabelecido permanentemente, economiza largura de banda associada ao estabelecimento e quebra de circuitos em situações em que determinados circuitos virtuais devem existir todo o tempo. Chamada conexão virtual permanente na terminologia ATM. PVR (Personal Video Recorder) – gravação de programas ou compra de vídeos com armazenamento no equipamento do cliente em uma rede convergente. QuickTime – um padrão de formato de dados que lida com áudio e vídeo em programas nos sistemas operacionais de computadores e de MAC. QoS (Quality of Service) – parâmetro que garante uma compatibilidade da rede em função dos serviços (transmissão de voz, dados e imagens) que estão sendo utilizados. RADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line) – tecnologia de linhas de digital com taxa adaptativa de transferência de bits. Veja xDSL. RARP (Reverse Address Resolution Protocol) – protocolo da pilha T/IP que fornece um método para localizar endereços IP com base em endereços MAC. RC4 - algoritmo de encriptação de fluxo mais usado no software e utilizado nos protocolos mais conhecidos como Secure Socket Layers (SSL) e WEP. RC4 não é considerado um dos melhores sistemas criptográficos pelos adeptos da criptografia, e em algumas aplicações pode converter-se em sistemas muito inseguros. No entanto, alguns sistemas baseados nesse algoritmo são seguros o bastante num contexto prático. RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados) – veja ISDN. Repetidor – é um dispositivo de rede usado para regenerar um sinal para que ele possa trafegar em segmentos adicionais de cabo para aumentar o alcance ou para acomodar outros dispositivos ao segmento.

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RIP (Routing Information Protocol) – protocolo de roteamento mais comum da internet e utiliza o contador de saltos como medida de roteamento. RJ45 (ed Jack-45) – conector utilizado em redes UTP categoria 5. RM-OSI (Reference Model for Open Systems Interconnection) – modelo de referência OSI, em sete camadas, que busca principalmente simplificar o estudo e o desenvolvimento das redes de computadores. Roaming – processo de transferência automática das ligações quando o telefone celular está fora da área home ou entre sistemas de redes celulares de diferentes operadoras (desde que adotem o mesmo padrão) e a validação automática dos terminais em trânsito. Roteador – dispositivo capaz de regenerar sinais, concentrar conexões múltiplas, converter formatos dos dados transmitidos e gerenciar as transferências de dados. O roteador comuta os pacotes com base no endereço da camada de rede (Camada 3) e é dele a função de escolher o melhor caminho para a entrega dos pacotes. RPC (Remote-procedure call) – fundamento tecnológico da computação cliente/servidor. São chamadas de procedimentos remoto que são criadas ou especificadas pelos clientes e executadas nos servidores, com os resultados retornados pela rede para os clientes. Esse protocolo pode solicitar serviços ao T (orientado à conexão) ou ao UDP (não-orientado à conexão). RSVP (Resource ReSerVation Protocol) – protocolo de controle utilizado em uma rede de computadores para estabelecer uma reserva de recursos para usuários ou funções específicos. Por exemplo, pode ser utilizado para garantir que aplicações multimídia consigam níveis mínimos de QoS para funcionar em tempo real. RT (Real Time Transport Control Protocol) – como o RTP não fornecia o monitoramento da comunicação e esse era um dos principais requisitos das aplicações multimídias, o IETF desenvolveu o RT, um protocolo auxiliar de controle, cuja função é o monitoramento da comunicação que, por sua vez, implementa funções de controle na troca de informações entre as fontes e os destinos. Sendo assim, é utilizado em conjunto com o RTP. RTP (Real Time Transport Protocol) - protocolo de internet para transmissão de dados em tempo real tais como áudio e vídeo. O RTP por si só não garante a entrega de dados em tempo real, mas provê mecanismos para envio e recepção que possuem e de dados em streaming. Tipicamente, o RTP é executado no topo do protocolo UDP, embora a especificação é genericamente suficiente para ar outros protocolos de transporte.

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RVC (Reverse Voice Channel) – em telefonia celular, designação do canal de voz estabelecido do telefone celular para a rádio-base. SAN (Storage Area Network) – rede de propósito especial e alta velocidade que conecta diferentes dispositivos de armazenamento a servidores. As redes SAN podem oferecer recursos de armazenamento para back-up e arquivamento para localidades múltiplas e remotas. SC (Subscriber Connector) – tipo de conector para fibra ótica que, pelo manuseio mais fácil tem se tornado um dos mais populares. Scatternet – conjunto de Piconets que, comunicando-se entre si, forma uma rede maior. ScTP (Screened Unshielded Twisted Pair) – par trançado isolado, consiste em um cabo UTP envolto em uma malha de blindagem. SDH (Synchronous Digital Hierarchy) – padrão europeu que define uma série de padrões de taxas e formatos que são transmitidos com o uso de sinais óticos por meio de fibra. O SDH é semelhante ao SONET. SDLC (Synchronous Data Link Control) – protocolo de comunicações da camada de enlace de dados do SNA (Systems Network Architecture) da IBM, é um protocolo serial orientado a bits, full-duplex. Gerou vários outros protocolos semelhantes e está sendo amplamente substituído pelo HDLC que é mais versátil. SDSL (Single-line Digital Subscriber Line ou Symmetric Digital Subscriber Line) – tecnologia de linhas de digital com linha única ou simétrica. Veja xDSL. SFP (Small Form-factor Pluggable) – tipo de módulo para conexão em fibra ótica, adquirido separadamente do equipamento principal. Permite que o mesmo opere usando esse recurso. SIM Card (Subscriber Identity Module) – cartão ou microship com memória, que é inserido nos telefones GSM e traz informações do usuário como agenda telefônica e endereços. Nessa memória também é possível armazenar jogos, aplicações bancárias, etc. Na eventual troca de aparelho, o SIM Card permite que o usuário simplesmente retire o microship de um terminal e conecte-o em outro, podendo fazer ligações normalmente com sua agenda eletrônica completa, sem necessidade de solicitar ao operador que habilite o novo terminal. Síncrono – termo que descreve sinais digitais que são transmitidos com precisão temporal. Tais sinais têm a mesma freqüência, com caracteres

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individuais encapsulados em bits de controle (chamados de bits de início e bits de fim) que designam o início e o término de cada caractere. SIP (Session Inition Protocol) – é um protocolo de sinalização definido pelo IETF para controle de comunicações multimídia sobre redes IP. Vem sendo amplamente aceito pela comunidade VoIP, operadoras e fornecedores de soluções porque é um protocolo leve (usa menos overhead porque não é recheado por uma família de protocolos adicionais que tentam definir cada aspecto de uma sessão da comunicação IP), sendo mais fácil para o desenvolvimento de produtos, oferecendo menos custo para implementação e e que o H.323. É também compatível com outros protocolos VoIP, tais como H.323 e MG/Megaco. SLIP (Serial Line Internet Protocol) – protocolo padrão para conexões seriais ponto a ponto que usam uma variação do T/IP. Foi o predecessor do PPP. Slot de expansão – de forma a serem mais flexíveis e expansíveis, a maioria dos computadores dispõe de espaços livres (SLOT) para a instalação de cartões de dispositivos órios (modem de comunicações, fax, placa de vídeo, placa de som, etc.). SMS (Short Message Service) – é a designação para serviços de mensagens curtas nas redes móveis. As mensagens SMS podem ser enviadas diretamente de um celular para outro, ou de um serviço do operador ao celular, ou ainda por meio da internet, com um software especial no PC para o celular. SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – é o protocolo para troca eletrônica de mensagens (e-mail) entre computadores por meio da internet. Opera normalmente na porta 25 e é padronizado pelas RFCs 821 e 822. SNA (Systems Network Architecture) – arquitetura ampla, complexa e cheia de recursos de rede desenvolvida nos anos de 1970 pela IBM. É semelhante em alguns aspectos ao modelo de referência OSI, mas apresenta algumas diferenças. É essencialmente composta de sete camadas (camada de controle de fluxo de dados, camada de controle do link de dados, camada de controle do caminho, camada física de controle, camada de serviços de apresentação, camada de serviços de transação e camada de controle de transmissão). SNMP (Simple Network Management Protocol) – é um protocolo de gerência de redes. Em função da importância desse aspecto, foi proposto um modelo com quatro componentes de gerenciamento, os nós gerenciados, as estações de gerenciamento, as informações de gerenciamento (MIB – Management Information Base) e o protocolo de gerenciamento. Protocolo de gerenciamento de rede usado quase que exclusivamente em redes T/IP. O SNMP fornece um meio de monitorar e controlar dispositivos de rede e alterar configurações, coleção de estatísticas, desempenho e segurança.

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Softswitch – é o coração das redes de próxima geração (NGN) que tem, entre as suas funções, o controle das chamadas telefônicas desde a origem até o destino final. Realiza as funções da central de comutação (encaminhamento, supervisão e liberação das ligações telefônicas), controladora dos media gateways e comutação entre pacotes, integrando voz, dados e vídeo na rede IP. Tem função similar a uma central telefônica, mas com habilidade para “traduzir” um número de telefone convencional para um endereço IP. SONET (Synchronous Optical NETwork) – especificação de rede síncrona de alta velocidade (até 2.5 Gbps) desenvolvida pela Bellcore e planejada para funcionar com fibra ótica. Aprovada como padrão internacional em 1988. Spam – e-mail comercial não-solicitado, também conhecido como junk email. Spoofing – é uma técnica de subversão de sistemas informáticos que consiste em mascarar (spoof ) endereços. SQL (Structured Query Language) –- é uma linguagem de pesquisa declarativa para banco de dados relacional. SS7 (Signaling System number 7) – sistema de sinalização número 7 é um tipo de sinalização em canal comum (CCS – Common Channel Signaling) e usado nas redes telefônicas para separar as informações de sinalização dos dados do usuário. SSH (Secure Shell) – protocolo que utiliza criptografia para o a um computador remoto, permitindo a execução de comandos, transferência de arquivos, entre outros. SSID (Service Set Identifier) – é uma string de 32 bytes de identifica uma rede sem fio. Também é denominado “network name” e muitas vezes é referenciado como ESSID. É um elemento que possibilita a separação lógica entre diferentes redes sem fio. Um cliente deve ser configurado com o SSID apropriado, de forma obter o à rede sem fio desejada. ST (Straight Tip) – tipo de conector para fibra ótica comumente mais usado em velocidades mais baixas (10 Mbps). Station – todo dispositivo de comunicação que opera em uma rede sem fio é conhecido como STA (abreviação de station) ou estação. Pode ser um microcomputador tipo desktop, um notebook ou mesmo um dispositivo handheld (um palmtop, por exemplo), equipado com um WLAN NIC (Wireless LAN Network Interface Card) devidamente configurado. Streaming – tecnologia que permite o envio de informação multimídia por meio de pacotes, utilizando redes de computadores, sobretudo a

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internet. Quando as ligações de rede são de banda larga, a velocidade de transmissão da informação é elevada, dando a sensação que áudio é vídeo são transmitidos em tempo real. STP (Shielded Twisted Pair) – par trançado blindado, possui uma camada extra de metal trançado que é justamente empregado para proteger o núcleo do par trançado. SVC (Switched Virtual Circuit) – circuito virtual que é estabelecido dinamicamente por demanda e que é desligado quando a transmissão se completa. São usados em situações nas quais a transmissão dados é esporádica. É chamado de conexão virtual comutada na terminologia ATM. Switch – dispositivo de rede que filtra, envia e inunda quadros com base no endereço de destino de cada quadro. O comutador opera na camada de enlace de dados do modelo OSI (Camada 2). T1 – padrão de transmissão digital de longa distância que transmite dados formatados a 1.544 Mbps por meio de rede telefônica comutada. T3 – padrão de transmissão digital de longa distância que transmite dados a 44.736 Mbps pela rede telefônica comutada. TDMA (Time Division Multiple Access) – um dos padrões de comunicação de voz via ondas de rádio, utilizado por operadoras nos serviços de telefonia celular digital, baseado em TDM. Consiste na divisão de cada canal celular em três períodos de tempo para aumentar a quantidade de dados que pode ser transmitida. Telefone IP – o mesmo que IP Phone. Telnet – protocolo que provê a facilidade de emulação de terminais entre diferentes sistemas remotos. Throughput – taxa de transmissão efetiva de dados em um determinado meio em determinado momento. TIA (Telecommunications Industries Association) – organização que desenvolve padrões relacionados às tecnologias de telecomunicações. Juntas, a EIA e a TIA formalizaram diversos padrões amplamente adotados em redes de computadores. TIFF (Tagged Image File Format) – um formato de imagens de alta resolução, mapeadas por bits.

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TLD (Top Level Domain) – designação dada aos nomes de domínios (DNS) de mais alta importância, ou seja, mais à direita do endereço. TMN (Telecommunications Management Network) – plataforma de gerenciamento de redes de telecomunicações definida pelo ITU como recomendações série M.3000. Foi planejada para redes públicas e privadas (LANs, MANs, redes de telefonia móvel, redes virtuais, etc.), sistemas de transmissão digital, mainframes, PABX e softwares associados a serviços de telecomunicações. Token – pacotes específicos de sinalização enviados de estação para estação para o controle de o ao meio em uma topologia de anel. Token-ring – rede local de agem por token desenvolvida pela IBM que também lhe dá e. A Token-ring opera a 4 ou 16 Mbps sobre uma topologia em anel. É semelhante à IEEE 802.5. Trojan Code – veja Cavalo de tróia. Trojan Horse – veja Cavalo de tróia. UDP ( Datagram Protocol) – protocolo da camada de transporte sem serviço de conexão na pilha de protocolos do T/IP. O UDP é um protocolo simples que troca datagramas sem reconhecimentos ou entrega garantida, que necessita que o processamento e a retransmissão de erros sejam tratados por outros protocolos. É definido no RFC 768. Unicast – modo de transmissão no qual a mensagem é enviada para um único destinatário em uma rede. Uplink – termo técnico para a transmissão de dados no sentido do usuário para a rede ou ao provedor de serviços de internet. Designa também uma porta do dispositivo de rede (hub ou switch) que interliga o mesmo a outro dispositivo de rede. URL (Universal Resource Locator) – é o endereço de um recurso disponível em uma rede; seja a internet, ou uma rede corporativa, uma intranet. Um exemplo de URL internet é . UTP (Unshielded Twisted Pair) – par trançado não-blindado, amplamente utilizado nas redes categoria 5. UWB (Ultra Wide Band) – também conhecido como 802.15.3, o Ultra Wideband é a tecnologia que promete substituir o Bluetooth a médio prazo. Seu consumo de energia é cem vezes menor e a sua freqüência de operação pode variar entre 3,1 e 10,6GHz. O ponto forte do UWB é a sua velocidade

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de transmissão (100 a 500Mbps), mais rápida que a maioria dos tipos de transmissão sem fio convencionais. Em contra partida, sua área de cobertura é bastante reduzida, no máximo dez metros, que é mais que suficiente para usuários de mouse sem fio ou headsets. O Ultra Wideband foi inventado na década de 60 para fins militares. V.24 – padrão ITU-T para interface de camada física entre DTE e DCE, é essencialmente o mesmo que o padrão EIA/TIA-232. V.35 – padrão ITU-T que descreve um protocolo síncrono usado para comunicações entre um dispositivo de o à rede e uma rede de pacotes. O V.35 é mais comumente usado nos EUA e na Europa e é recomendado para velocidades de até 48 Kbps. VDSL (Very high data rate Digital Subscriber Line) – tecnologia de linhas de digital com taxa de transferência de bits muito alta. Veja xDSL. Vírus – código escrito com a intenção expressa de replicar a si mesmo. Um vírus tenta se espalhar de um computador para outro anexando-se a um programa hospedeiro. Ele pode causar estragos de hardware, software ou aos dados. Vírus de macro – o vírus de macro é o que infecta documentos que contêm macros, que são pequenos blocos de código ou pacotes de instruções que podem ser executadas em alguns tipos de arquivos. O objetivo das macros é automatizar tarefas, e elas são executadas por script engines presentes nos pacotes de escritório como o Microsoft Excel, Microsoft Word e outras aplicações do MS Office. VLAN (Virtual Local Area Networks) – recurso oferecido por alguns switches que permite montar subgrupos dentro de uma rede física para unir usuários com um mesmo interesse, mas geograficamente distantes. Cada grupo de usuários está em uma VLAN distinta compartilhando um endereço IP de determinada sub-rede, e “separados” de outro grupo que está em outra VLAN. VLR (Visitor Location ) – termo de telefonia celular e refere-se ao banco de dados específico no qual os dados referentes a cada visitante são mantidos. Voice mail – o mesmo que correio de voz, é uma espécie de secretária eletrônica na qual os recados para o usuário são gravados para posterior recuperação. VoIP (Voice over IP) – a tecnologia que permite a transmissão de voz por meio da infra-estrutura da internet (protocolo IP). Assim, é possível

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estabelecer chamadas telefônicas grátis entre computadores ligados à internet e a custos muito baixos entre computadores e telefone fi xos e celulares. Vo-WLAN (Vídeo over Wireless Local Area Network) – aplicações apresentando sinal de vídeo trafegando sobre redes locais sem fio. VPN (Virtual Private Network) – rede particular que é construída dentro de uma infra-estrutura de rede pública como a Internet global, para uso exclusivo dos usuários de uma determinada empresa, para que se conectem a ela de qualquer parte do mundo. Ao usar uma VPN, um cliente remoto pode ar a rede da matriz da empresa por meio da Internet criando um túnel seguro entre o PC do usuário e a rede na matriz. WAN (Wide Area Network) – rede de comunicação de dados que serve a usuários espalhados por uma ampla área geográfica e que, freqüentemente, usa dispositivos de transmissão oferecidos por transportadores comuns. Frame Relay, PPP e X.25 são exemplos de WANs. WAP (Wireless Application Protocol) – especificação aberta, global e que permite aos usuários de terminais móveis, celulares de baixa velocidade (2G e 2,5G) e dispositivos handhelds interagir com informações e serviços localizados em servidores conectados à rede celular. W-CDMA (WideBand Code Division Multiple Access) – tecnologia de transmissão que será utilizada nas futuras redes UMTS. Trata-se de uma variante mais evoluída do CDMA, que a uma largura de banda significativamente maior com capacidade de transmissão para todos os usuários, na ordem de 384 Mbps. WEP (Wired Equivalent Privacy) – protocolo de segurança para redes sem fio que implementa criptografia para a transmissão dos dados. Foi projetado para contornar a inerente insegurança das redes sem fio, se comparadas com as redes cabeadas convencionais, com um padrão de criptografia de dados que utiliza chaves de 40, 64 ou 128 bits. Wi-Fi (Wireless Fidelity) – a tradução literal do termo é “fidelidade em redes sem fio” e refere-se basicamente aos padrões wireless 802.11b e 802.11g. Wireless – um protocolo de comunicação sem fios projetado com o objetivo de criar redes sem fio de alta velocidade e que não faz mais do que transferir dados por ondas de rádio em freqüências não-licenciadas. WLAN (Wireless Local Area Network) – redes locais sem fio, baseadas na norma IEEE 802,11 e suas principais variantes e que utilizam sinais de rádio ou infravermelho para enviar os pacotes de dados por meio do ar.

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Worm – código malicioso autopropagável que pode ser distribuído automaticamente de um computador para outro por meio de conexões de rede. Um worm pode realizar ações perigosas, como consumir banda de rede e recursos locais, causando possivelmente um ataque de negação de serviço. WPA (Wi-Fi Protected Access) – protocolo de segurança para redes sem fio desenvolvido para substituir o protocolo WEP, devido a suas falhas de segurança. Esta tecnologia foi projetada para, através de atualizações de software, operar com produtos Wi-Fi que disponibilizavam apenas a tecnologia WEP. Inclui duas melhorias em relação ao protocolo WEP que envolvem melhor criptografia para transmissão de dados e autenticação de usuário. WPAN (Wireless Personal Area Network) – uma outra designação para as PAN em função de não usarem meios físicos guiados (sem fio). xDSL – termo que se refere aos vários tipos de tecnologia de linhas de digital (Digital Subscriber Line). Usa sofisticadas rotinas de empacotamento de dados sobre meios metálicos. É similar à tecnologia ISDN, pois opera sobre linhas telefônicas já existentes, e tem uma largura de banda que diminui com o aumento da distância entre os equipamentos nas companhias telefônicas (a velocidade máxima somente é possível perto das instalações da companhia telefônica). X-Windows – sistema de janelas e gráficos distribuído, transparente para a rede, independente de dispositivos e multitarefa desenvolvido originalmente por MIT para a comunicação entre terminais X e estações de trabalho UNIX. X.21 – padrão ITU-T para comunicações seriais em linhas digitais síncronas. O protocolo X.21 é usado principalmente na Europa e no Japão. X.25 – padrão ITU-T que define como conexões entre DTE (Data Terminal Equipment) e DCE (Data Communications Equipment) mantidas para o o de terminal remoto e comunicações por computador em PDNs (Public Data Network).

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Sobre o professor conteudista Cláudio César Reiter é mestre em Ciência da Computação na área de gerência de redes, pela Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC. engenheiro eletricista também pela Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC. É Cisco Certified Academy Instructor – CCAI e Cisco Certified Networking Associate – CCNA. Experiência em docências nas áreas: programa Cisco Academy, redes de computadores e serviços de redes de computadores. Cursos de qualificação realizados recentemente: CCNA bridge, Wireless LAN e Security Officer. Atualmente trabalha na istração de redes e internet na Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina – Epagri, docência na área de redes de computadores (graduação e pósgraduação) e Academia Cisco.

Respostas e comentários das atividades de auto-avaliação

Unidade 1 1. Alternativa correta: O trançado reduz os problemas de ruído 2. Alternativa correta: Largura de Banda 3. Alternativas corretas: Pares de fio trançado e capa externa 4. Alternativa correta: Bits por segundo 5. Alternativas corretas: Núcleo, revestimento interno e revestimento externo. 6. Resposta: Apesar das altas freqüências usadas nas microondas, é necessário que, entre os dois pontos da comunicação de microondas, tenhamos “visada”, ou seja, um trajeto sem obstáculos para a onda eletromagnética. 7. Resposta: Estudar determinado assunto relacionado a redes de telecomunicação e computadores, discutindo-o a fundo e apresentar padrões para que a indústria possa seguir em âmbito mundial.

Unidade 2 1. Resposta: O sistema AMPS, de primeira geração, desenvolvido nos EUA e padrão também no Brasil. O AMPS ocupa a faixa de freqüência de 824–896 MHz, que ou a ser conhecida como faixa de telefonia celular. 2. Resposta: As estações de rádio que operam nas células são chamadas de Estações Rádio Base (ERBs). Cada ERB tem um conjunto de canais de rádio que transportam as comunicações de voz, alocando um canal de rádio para cada um dos sentidos da comunicação, ou seja, um canal da ERB até o celular e outro, do celular até a ERB.


3. Resposta: Os canais de comunicação são formados pelos intervalos de tempo de compartilhamento. Cada usuário é alocado em um intervalo de tempo diferente, de forma sincronizada, num mesmo canal de enlace de rádio. 4. Resposta: Os telefones celulares recebem todos os canais sobrepostos em tempo e freqüência, mas usam microprocessadores para decodificar individualmente o código correspondente a cada canal de voz transmitido, recuperando a informação original. 5. Resposta: Os dados sobre o telefone de cada de serviços ficam no banco de dados localizado na área home, denominado HLR. Quando o telefone está em movimento e sai de sua área de cobertura home, ele vai para um banco de dados específicos de registro de visitantes (VLR), que é usado para cadastramento temporário dos terminais de outras redes em roaming. 6. A (3) B (4) C (2) D (1)

Unidade 3 1. Alternativa correta: Rede 2. Alternativa correta: Transporte 3. Resposta:

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DNS é um sistema de gerenciamento e resolução de nomes que utiliza o protocolo UDP (também na porta 53) na consulta de um cliente (máquina local).

SNMP é um protocolo de gerência de redes. Em função da importância desse aspecto, foi apresentado um modelo que possui quatro componentes de gerenciamento: os nós gerenciados, as estações de gerenciamento, as informações de gerenciamento (MIB – Management Information Base) e o protocolo de gerenciamento. O SNMP fornece um meio de monitorar e controlar dispositivos de rede e alterar configurações, coleção de estatísticas, desempenho e segurança.

BOOTP é um protocolo usado por um nó de rede para determinar o endereço IP de suas interfaces Ethernet, para afetar a inicialização de rede. É descrito na RFC-951.

DH tem por função a atribuição automática de informações (entre as quais, o endereço IP) ao cliente. É uma extensão do BOOTP.


RPC são chamadas de procedimentos remotos, criadas ou especificadas pelos clientes e executadas nos servidores, com os resultados retornados pela rede para os clientes.

NFS trata de um conjunto de protocolos para sistema de arquivos distribuídos, desenvolvido pela Sun Microsystems, que permite o o de arquivo remoto pela rede.

4. Resposta: Os dois protocolos são o T (Transmission Control Protocol) e o UDP ( Datagram Protocol). Enquanto o T é orientado à conexão e confiável, o UDP é mais simples e rápido na entrega dos pacotes, porém não-confiável. 5. Alternativa correta: Segmento 6. Resposta: A camada de apresentação assegura que a informação emitida pela camada de aplicação de um sistema seja legível para a camada de aplicação de outro sistema. Quando necessário, realiza a conversão de vários formatos de dados usando um formato comum. 7. Resposta: O modelo de referência OSI se propõe a decompor as comunicações de rede em partes menores e mais simples; padronizar os componentes de rede, permitindo o desenvolvimento e o e por parte de vários fabricantes; possibilitar a comunicação entre tipos diferentes de hardware e software de rede; evitar que as modificações em uma camada afetem as outras, possibilitando maior rapidez no seu desenvolvimento (engenharia modular) e decompor as comunicações de rede em partes menores, facilitando sua aprendizagem e compreensão. Trata-se de um modelo teórico. O modelo T/IP é um padrão de fato e, junto com os seus protocolos, efetivamente permite o entendimento do funcionamento da internet.

Unidade 4 1. Resposta: O termo extranet refere-se à tecnologia que permite a determinados usuários externos, via Internet ou rede mundial, obterem o à rede corporativa de determinada empresa, conforme suas permissões de o, e de tal maneira que parece estar ando a intranet. 2. 1 (D) 2 (C) 3 (A) 4 (E) 5 (B)

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3. Resposta: O switch ou comutador é um dispositivo de rede que filtra, envia e inunda quadros com base no endereço de destino de cada quadro (endereço MAC) e que opera na camada de enlace de dados do modelo OSI. Esses equipamentos “aprendem” certas informações sobre os pacotes de dados e usam essas informações para fazer tabelas de encaminhamento, a fim de determinar o destino dos dados que estão sendo enviados por um computador a outro dentro da rede. 4. Resposta: Topologia em anel: um cabo conecta o primeiro computador ao segundo, outro cabo conecta esse ao terceiro e assim por diante, até que o último computador se conecte ao primeiro, fechando o anel. Topologia em barramento: consiste basicamente de um cabo longo ao qual os computadores se conectam. O que um computador transmite é recebido por todos os demais. Topologia em estrela: nessa topologia todos os computadores estão ligados a um nó central. Topologia em estrela estendida: é uma variante da topologia em estrela, em vez de conectar todos os computadores a um único nó central, conecta os computadores a nós interligados a um nó central. Topologia hierárquica: variante da estrela estendida é aquela na qual existe uma hierarquia entre os nós de interligação dos computadores. Topologia em malha: é usada nos locais onde é necessária uma grande confiabilidade na interligação dos nós da rede, que estão interligados a todos os demais da rede.

Unidade 5 1. A –_2_

B –_ _6_

C –_ _4_

D –_ _1_

E –_ _3_

F –_ _5_

2. Resposta: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access witch Collision Detection) é a forma adotada pela Ethernet para decidir sobre o o ao meio. A estação que deseja transmitir escuta o meio e, se este estiver sem uso, inicia a transmissão. Se o meio estiver em uso, aguarda para transmitir. Caso aconteçam duas estações transmitindo simultaneamente, ocorre a colisão, e as estações envolvidas no processo precisam aguardar um tempo aleatório distinto (determinado pelo algoritmo de Backoff ) antes de retransmitirem a informação. 3. Resposta: Na transmissão half-duplex, os envolvidos possuem capacidade de transmitir dados, em apenas uma direção de cada vez, entre uma estação emissora e uma estação receptora. Na transmissão fullduplex, os envolvidos têm capacidade de transmissão simultânea de dados entre uma estação emissora e uma estação receptora. 4. Resposta: Uma vez que a Ethernet usa o método de o ao meio CSMA/CD, quanto maior a rede, maior a probabilidade de acontecerem colisões no barramento compartilhado, e esse segmento da rede onde este fato pode ocorrer é chamado de domínio de colisão.

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5. Resposta: Ao receber um quadro de dados em uma determinada porta, o Hub, que funciona como um repetidor multiporta, vai encaminhar este quadro para todas as suas outras portas, buscando alcançar o destinatário da informação. 6. Resposta: Ao receber um quadro de dados em uma determinada porta, o Switch, que funciona como um bridge multiporta, vai consultar sua tabela de encaminhamento e enviar este quadro para a porta onde se localiza o destinatário da informação. Caso o endereço não conste da tabela de encaminhamento, todas as portas (menos a de origem) vão receber cópia do quadro. 7. Resposta: A autonegociação é um processo no qual os dispositivos de rede envolvidos vão negociar a velocidade e a forma de comunicação (half-duplex ou full-duplex) buscando a melhor configuração entre eles. Este procedimento foi implementado para permitir que um dispositivo de rede trabalhe com os diferentes padrões Ethernet.

Unidade 6 1. Alternativas corretas: A e B

2. Resposta:

A-4

B-6

C-1

D-3

E-2

F-5

3. Resposta:

STATION: todo dispositivo de comunicação que opera em uma rede sem fio é conhecido como STA (abreviação de station) ou estação.

AP (Access Point): ponto de o é o dispositivo que conecta a estrutura de WLAN à rede convencional cabeada, possuindo interfaces para ambas as redes. Trata-se do hardware dentro de um ambiente de rede wireless que distribui sinal de conexão sem necessidade de fio e que é responsável pela coordenação do tráfego entre dispositivos WLAN.

BSA (Basic Service Area): é a área de alcance ou cobertura criada por um BSS. Pode ser denominada célula, mas é formalmente conhecida como Basic Service Area. Seu alcance depende da potência do sinal transmitido, dos obstáculos e de outros fatores físicos.

ESS (Extended Service Set): conjunto de duas ou mais BSS interconectadas e integradas, visando ampliar a área de cobertura do sinal e que pareçam apenas uma única BSS ao usuário. Permite o hand-off entre diferentes BSS.

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SSID (Service Set Identifier): é uma string de 32 bytes que identifica uma rede sem fio. Também é denominado network name ou ESSID. É um elemento que possibilita a separação lógica entre diferentes redes sem fio.

HOT-SPOTS: são pontos de presença que provêem serviço de conexão pública à internet por meio de tecnologia de WLAN (geralmente nos padrões IEEE 802.11b ou IEEE 802.11g).

4. Resposta: CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access witch Collision Avoidance) é um método de o ao meio no qual quando uma estação deseja transmitir informações, ela deve escutar o meio para determinar se outra estação já está transmitindo. Se o meio estiver livre, a estação transmite suas informações, senão ela aguarda o final da transmissão. Depois de determinada transmissão, a rede entra em um modo no qual as estações só podem começar a transmitir em intervalos de tempo a elas pré-alocados. Ao findar uma transmissão, as estações alocadas no primeiro intervalo de tempo podem transmitir. Se não o fizerem, o direito de transmissão a às estações alocadas ao segundo intervalo e assim sucessivamente até que ocorra uma transmissão, quando todo o processo se reinicia.

5. Resposta: a modulação Frequency Hopping Spread Spectrum utiliza um sinal que alterna sua freqüência (com saltos de freqüência) em um padrão conhecido pelo transmissor e pelo receptor. É especificada pelo IEEE 79 canais de 1MHz na faixa de freqüência não licenciada ISM e 78 seqüências diferentes para os saltos de freqüência. Cada um desses canais é usado por um tempo máximo de 400 milissegundos. Caso as informações transmitidas em um determinado canal apresentem problemas com ruído, elas são enviadas novamente quando o transmissor comutar para um canal “limpo”, livre de interferências.

6. Resposta: na modulação DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), o sinal é transmitido em 11 canais na faixa de 2,4 GHz, mas com um nível de potência menor que o FHSS e com isso ele possibilita o funcionamento de várias redes sem que elas interfiram entre si. O DSSS modula cada bit de dados transformando-o em uma seqüência de bits (chip), que são transmitidos em paralelo, na faixa de freqüência do transmissor. Esse padrão é conhecido como código de Barker (chipping code). Quanto maior é o padrão de bits, maior é a probabilidade de recuperação do sinal original, e é maior também a largura de banda consumida. Em função das propriedades matemáticas do código de Barker, se um ou mais bits do chip forem alterados durante a transmissão, técnicas de estatística embutidas no sistema de recepção podem recuperar o dado original sem necessidade de retransmissão.

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O sinal DSSS utiliza maior espectro que o FHSS, o que se traduz em taxas de transferência maiores, especialmente em função da transmissão contínua de informações. Tanto o custo quanto o consumo de energia são mais altos que no FHSS.

Unidade 7 1. Alternativa correta: C

2. Resposta: ao ser ligado o switch possui sua tabela zerada ou vazia. A partir do momento que o primeiro dispositivo de rede fizer uma requisição buscando outro dispositivo na rede, com base no seu endereço de origem, o switch vai associar o mesmo à porta na qual encontra-se conectado. O procedimento vai se repetir a cada comunicação entre dispositivos de rede e sempre baseado no endereço de origem que conta no quadro de dados.

3. Resposta: caso dois ou mais dispositivo compartilhem o mesmo endereço, teremos problemas com o encaminhamento de informações entre eles.

4. Resposta: trata-se de um endereço de 6 bytes, representado por quatro algarismos decimais separados por pontos. Trata-se de um sistema hierárquico no qual a primeira parte do endereço representa a rede e a segunda parte individualiza o dispositivo de rede em questão.

5. Resposta: trata-se de um endereço de 4 bytes, representado por 12 algarismos hexadecimais, sendo que os primeiros seis representam o fabricante do dispositivo e os demais uma representação exclusiva (normalmente o número de série).

6. Resposta: o Domain Name System (DNS) é um sistema usado na internet para converter nomes de domínios anunciados publicamente em seus respectivos endereços IP. Trata-se de um sistema cliente/servidor, com seu banco de dados distribuído pela internet (descentralizado). Sua estrutura é parecida com a do sistema de arquivos do Unix (árvore invertida), o nó raiz inicia-se no “.” e cada nó representa a raiz de uma nova subárvore. Cada domínio tem um único nome identificador.

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Unidade 8 1. Os padrões e protocolos usados nas camadas 1 e 2 das WANs são diferentes dos utilizados nas camadas similares das redes locais. Mas isso não significa que as outras cinco camadas (rede, transporte, sessão, apresentação e aplicação) não sejam encontradas.

2.

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EIA/TIA-232 – desenvolvido pela EIA/TIA, a circuitos desbalanceados a velocidades de sinal de até 64 kbps.

EIA/TIA-449 – desenvolvida pela EIA/TIA. Essencialmente, uma versão mais rápida (até dois Mbps) do EIA/TIA-232, com capacidade para acomodar lances de cabo mais compridos.

V.24 – padrão ITU-T para interface entre DTE e DCE e é essencialmente o mesmo que o padrão EIA/TIA-232.

V.35 – padrão ITU-T que descreve um protocolo síncrono usado para comunicações entre um dispositivo de o à rede e uma rede de pacotes. É mais comumente usado nos EUA e na Europa.

X.21 – padrão ITU-T para comunicações seriais em linhas digitais síncronas. É usado principalmente na Europa e no Japão.

G.703 – especificações elétricas e mecânicas da ITU-T para as conexões entre o equipamento da central telefônica e os DTEs, usando conectores BNC e operando a taxas de dados E1.

ISDN (Integrated Services Digital Network) – uma tecnologia importante e versátil, foi o primeiro serviço dial-up (discado) totalmente digital (serviço comutado por circuito). O custo é moderado e a largura de banda máxima é de 128 kbps para BRI de custo mais baixo e de aproximadamente 3 Mbps para PRI.

T1 – padrão de transmissão digital de longa distância que transmite dados formatados a 1,544 Mbps por meio de rede telefônica comutada.

T3 – padrão de transmissão digital de longa distância, nos moldes do T1 e que transmite dados a 44,736 Mbps por meio de rede telefônica comutada.

E1 – esquema de transmissão digital de longa distância usado predominantemente na Europa e que transporta dados a uma velocidade de 2,048 Mbps.

E3 – esquema de transmissão digital de longa distância usado principalmente na Europa, nos moldes do E1 e que transporta dados a uma velocidade de 34,368 Mbps.


xDSL – termo que se refere aos vários tipos de tecnologia de linhas de digital (Digital Subscriber Line). Usam rotinas de empacotamento de dados sobre meios metálicos e são similares à tecnologia ISDN. Têm uma largura de banda que diminui com o aumento da distância entre os equipamentos nas companhias telefônicas. Entre os membros da família temos (HDSL, SDSL, ADSL, VDSL e RADSL).

3. SDLC (Simple Data Link Control), HDLC (High-Level Data Link Control), PPP (Point-to-Point Protocol), Frame Relay e ATM (Asynchronous Transfer Mode).

4. Ao configurarmos uma interface de rede do roteador com endereço IP relativo a uma determinada rede, esse procedimento gera automaticamente a entrada na tabela de rotas com a respectiva rede.

5. A rota estática é informada manualmente pelo do sistema. A rota padrão ou default é um exemplo de rota estática. A rota dinâmica é informada pelos outros roteadores por meio do uso de protocolos de roteamento.

6.

RIP (Routing Information Protocol) – protocolo de roteamento mais comum da internet e utiliza o contador de saltos como medida de roteamento.

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol) – protocolo de roteamento desenvolvido pela Cisco para tratar dos problemas relacionadas ao roteamento em redes grandes e heterogêneas

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol) – uma versão avançada do IGRP desenvolvido pela Cisco. Proporciona propriedades superiores de convergência e de eficiência operacional, combinando as vantagens de protocolos de estado de enlace com aquelas dos protocolos pelo vetor da distância.

OSPF (Open Shortest Path First) – algoritmo de roteamento hierárquico de estado de link, apontado como o sucessor do RIP na internet. As funções OSPF incluem roteamento de custo mais baixo, roteamento de vários caminhos e balanceamento de carga.

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Unidade 9 1.

H.323 – é um protocolo padrão aprovado pela ITU para conferências interativas. Inicialmente projetado para multimídia sobre ambientes não orientados à conexão (LAN). É o principal dos protocolos que definem todos os aspectos de sincronização de voz, vídeo e transmissão de dados, bem como a sinalização da chamada ponto a ponto.

MG (Media Gateway Control Protocol) – protocolo padrão desenvolvido pelo IETF (RFC 2705) que define um protocolo para controle de gateway VoIP conectados a dispositivos controladores de chamada, os call agents. Provê a capacidade de sinalização para os dispositivos menos dispendiosos que podem não conter toda a pilha de sinalização para voz como o H.323.

SIP (Session Inition Protocol) – é um protocolo de sinalização definido pelo IETF para controle de comunicações multimídia sobre redes IP. Vem sendo amplamente aceito pela comunidade VoIP, operadoras e fornecedores de soluções. Sua aceitação se justifica porque é um protocolo leve (usa menos overhead porque não é recheado por uma família de protocolos adicionais que tentam definir cada aspecto de uma sessão da comunicação IP), configurando-se como mais fácil para o desenvolvimento de produtos, proporcionando menor custo para implementação e e que o H.323. É também compatível com outros protocolos VoIP, tais como H.323 e MG/Megaco.

RTP (Real Time Transport Protocol) – é um protocolo de Internet para transmissão de dados em tempo real tais como áudio e vídeo. RTP por si só não garante a entrega de dados em tempo real, mas provê mecanismos para envio e recepção que possuem e de dados em streaming.

2.

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Telefone IP (IP Phones) – aparelho telefônico que se diferencia de um aparelho convencional por possuir todo o conjunto de hardware e software que o capacita a realizar chamadas de voz sobre IP.

Gatekeeper – são dispositivos que provêem funções de controle similares às funções providas pelas centrais privadas PABXs nas redes convencionais de voz.

Gateway – provê tradução entre redes VoIP e redes tradicionais (PSTN).

MCU (Multipoint Control Unit) – elemento em uma rede de sinalização H.323 responsável em ar áudio e videoconferência entre múltiplos usuários ao mesmo tempo.

Call Agent (agente de chamada) – provê controle para telefones IP, controle e gerenciamento de largura de banda além de tradução de endereços.


Servidor de aplicação – provê serviços como voice mail e concentrador de mensagens.

Estação de videoconferência – provê o para usuários participarem de videoconferência.

3. Streaming – tecnologia que permite o envio de informação multimídia por meio de pacotes, utilizando redes de computadores, sobretudo a internet. Quando as ligações de rede são de banda larga, a velocidade de transmissão da informação é elevada, dando a sensação que áudio é vídeo são transmitidos em tempo real.

4. Os serviços de mensagens curtas (até 160 caracteres) permitem a transmissão e recepção de mensagens alfanuméricas entre telefones móveis, ou de/para sistemas externos como e-mail e pagers. As mensagens podem ser entregues a qualquer momento, mesmo durante a comunicação de dados ou de voz. Os serviços SMS podem ser ados por praticamente qualquer tipo de tecnologia de redes públicas, como GSM, TDMA e CDMA.

Unidade 10 1. Alternativa correta: C

2. Alternativa correta: B

3. TMN (Telecommunications Management Network) – plataforma de gerenciamento de redes de telecomunicações definida pelo ITU. Foi planejada para redes públicas e privadas, sistemas de transmissão digital, mainframes, PABX e softwares associados a serviços de telecomunicações. OSI-CMIP (Common Management Information Protocol) – plataforma de gerenciamento do Modelo OSI. Apresenta um conjunto de padrões de grande complexidade, que definem: • aplicações de propósito geral; • serviço de gerenciamento e protocolo; • especificação de estrutura de dados; • conjunto de objetos de dados.

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É pouco adotada em função de sua complexidade e lentidão no processo de padronização. SNMP (Simple Network Management Protocol) – plataforma de gerenciamento típica de redes T/IP, funciona na camada de aplicação e busca facilitar o intercâmbio de informação entre os dispositivos de rede. É a plataforma mais adotada no mercado.

4. O sistema de gerenciamento SNMP é composto por:

um agente (instalado em todos os dispositivos gerenciados da rede que coleciona estatísticas sobre atividade de rede, armazena estatísticas localmente e responde a comandos do centro de controle da rede);

uma estação de gerenciamento (executa uma aplicação de gerenciamento de rede, possui interface gráfica de operador para executar suas tarefas gerenciamento e permite o envio de comandos aos agentes na rede);

uma MIB (Management Information Base – recurso que existe em cada objeto gerenciado e que possui um conjunto de informações sobre um determinado dispositivo de rede); e

o protocolo de gerenciamento (responsável pela comunicação entre agente e gerente. É o próprio SNMP).

5. Em redes maiores pode ser implementada uma arquitetura hierárquica, com diversas estações de gerenciamento que possuem o limitado a recursos locais e uma estação central (replicada) com o global e que pode gerir todos os recursos da rede, interagindo inclusive com as estações. Entre as vantagens desse modelo distribuído podemos citar a redução de tráfego de gerenciamento, facilidade de expansão (escalabilidade) e eliminação de ponto único de falha de gerenciamento.

6. a. ( E ) b. ( F ) c. ( C ) d. ( G ) e. ( B ) f. ( H ) g. ( A ) h. ( D )

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