quinta-feira, 2 de outubro de 2008

Redes informáticas

Índice

  • História das redes
  • O porquê do aparecimento das redes
  • Tipos de redes de computadores
  • Rede de área alargada (WAN)
  • Rede local (LAN)
  • Rede local sem fios (WLAN)
  • Rede metropolitana (MAN)
  • Rede Pessoal (PAN)
  • Rede local virtual (VLAN)
  • Rede "Ethernet"
  • Rede Industrial
  • Rede de armazenamento (SAN)
  • Rede de cobre
  • Rede de fibra óptica
  • Rede privada virtual (VPN)
  • Wi-Fi (Wireless Fidelity)
  • Rede ponto-a-ponto
  • Classificação de redes
  • Tipologia das Redes
  • Protocolos de redes
  • Níveis de redes e respectivos protocolos
  • Redes Cliente-Servidor
  • Tipos de servidores
  • Hardware e software de servidores
  • Servidores na Internet
  • Componentes de redes
  • Webgrafia

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 História das redes

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

Antes do advento de computadores equipados com algum tipo de sistema de telecomunicação, a comunicação entre máquinas calculadoras e computadores antigos era realizada por utilizadores humanos através do carregamento de instruções entre eles. 

Em Setembro de 1940, George Stibitz usou uma máquina de teletipo para enviar instruções para um conjunto de problemas a partir de seu Model K na Faculdade de Dartmouth em New Hampshire para a sua calculadora em Nova Iorque e recebeu os resultados de volta pelo mesmo meio. Conectar sistemas de saída como teletipos a computadores era um dos principais pontos de interesse na Advanced Research Projects Agency (ARPA) quando, em 1962, J. C. R. Licklider foi contratado e desenvolveu um grupo de trabalho ao qual chamou "Rede Intergaláctica" e que, viria a ser um precursor da ARPANET. 

Em 1964, pesquisadores de Dartmouth desenvolveram o Sistema de Compartilhamento de Tempo de Dartmouth para utilizadores distribuídos por grandes sistemas de computadores. No mesmo ano, no MIT, um grupo de pesquisa apoiado pela General Electric e Bell Labs usou um computador (DEC’s PDP-8) para rotear e gerir ligações telefónicas.

Durante a década de 1960, desenvolveram-se sistemas de redes que utilizavam datagramas ou pacotes, que podiam ser usados numa rede de comutação de pacotes entre sistemas de computadores.

Em 1969, a Universidade da Califórnia em Los Angeles, SRI (em Stanford), a Universidade da Califórnia em Santa Bárbara e a Universidade de Utah foram ligadas entre si com o início da rede ARPANET, usando circuitos de 50 kbits/s.

Redes de computadores e as tecnologias necessárias para conexão e comunicação através e entre elas continuam a comandar as indústrias de hardware de computador, software e periféricos. Essa expansão é espelhada pelo crescimento nos números e tipos de utilizadores de redes, desde o pesquisador até o utilizador doméstico.

Actualmente, redes de computadores são o núcleo da comunicação moderna. A necessidade de comunicação cresceu significativamente na década de 1990 e essa explosão nas comunicações não teria sido possível sem o avanço progressivo das redes de computador.

O porquê do aparecimento das redes

Assim como os computadores evoluíram ao longo dos anos, as redes também sofreram aprimoramentos, adaptando-se às tecnologias de cada época. Até pouco tempo atrás, apenas médias e grandes empresas tinham computadores interligados em redes, pois na época os computadores ainda eram extremamente caros e ocupavam um enorme espaço. Devido aos factores preço e espaço, era totalmente inviável disponibilizar um computador para cada funcionário, ou mesmo sector de uma empresa. Foi nessa época que surgiu as redes baseadas em mainframes. Neste sistema havia um enorme computador central (mainframe) que se encarregava de processar e armazenar todos os dados. Com a chegada dos microcomputadores na década de 60, novas soluções apareceram para substituir as redes baseadas em mainframes. A miniaturização dos computadores foi um dos factores que mais contribuíram para a evolução das redes, pois agora o espaço já não era problema. Como na época os periféricos tinham preços exorbitantes, as redes passaram a ser utilizadas principalmente para o partilhamento de periféricos, principalmente discos rígidos. Ainda hoje é comum o partilhamento de periféricos, mas geralmente compartilha-se apenas impressoras.

Actualmente as redes são principalmente utilizadas para o partilhamento de informação. São inúmeras redes em todo o mundo que, interligadas, compõem a grande rede mundial, chamada Internet, onde é possível trocar todo tipo de informação, ouvir músicas, assistir filmes ou programas de TV, conversar, etc.

Há ainda as redes que são montadas com a finalidade de compartilhar a ligação à Internet e oferecer conectividade a vários utilizadores ao mesmo tempo, como por exemplo em escolas e “lanhouses”. Além disso, existem as recentes tecnologias de redes sem fio, que permitem aos utilizadores a ligação através de telemóveis e computadores portáteis.

As redes ainda estão muito longe de serem consideradas cem por cento perfeitas e seguras. Ataques hacker tornaram-se possíveis graças às inúmeras falhas de segurança. A cada dia se descobrem novas falhas e novos métodos de ataques são desenvolvidos. Com a possibilidade de se efectuar movimentações financeiras via Internet, os desvios de dinheiro e capturas de senhas tornaram-se uma realidade.

Tipos de redes de computadores

A classificação de redes em categorias pode ser realizada segundo diversos critérios, alguns dos mais comuns são:

  • Dimensão ou área geográfica ocupada - Redes Pessoais / Redes Locais / Redes Metropolitanas / Redes de área alargada
  • Capacidade de transferência de informação - Redes de baixo débito / Redes de médio débito / Redes de alto débito
  • Tipologia ("a forma da rede") - Redes em estrela / Redes em "bus" / Redes em anel
  • Meios físicos de suporte ao envio de dados - Redes de cobre / Redes de fibra óptica / Redes rádio / Redes por satélite
  • Ambiente em que se inserem - Redes de industriais / Redes  corporativas
  • Método de transferência dos dados - Redes de "broadcast" / Redes de comutação de pacotes / Redes de comutação de circuitos / Redes ponto-a-ponto
  • Tecnologia de transmissão - Redes "Ethernet" / Redes "token-ring" / Redes FDDI / Redes ATM / Redes ISDN

Rede de área alargada (WAN)

As redes de área alargada ("Wide Area Network") têm a dimensão correspondente a países, continentes ou vários continentes. São na realidade constituídas por múltiplas redes interligadas, por exemplo LANs e MANs. O exemplo mais divulgado é a "internet". Dada a sua dimensão e uma vez que englobam LANs e WANs, as tecnologias usadas para a transmissão dos dados são as mais diversas, contudo para que as trocas de informação se processem é necessário um elo comum assente sobre essa tecnologia heterogénea. Esse elo comum é o protocolo de rede.

A interligação ("internetworking") de redes de diferentes tecnologias é assegurada por dispositivos conhecidos por "routers". Um "router" possui ligação física a duas ou mais redes, recebendo dados de uma rede para os colocar na outra rede. Um exemplo típico é a ligação de uma rede "Ethernet" a uma rede ponto-a-ponto.

Por exemplo quando um particular estabelece uma ligação telefónica com um fornecedor de serviços internet (ISP), podemos considerar que a parte da rede telefónica que está a ser usada passa a fazer parte da WAN que é a "internet".

 Rede local (LAN)

Uma "Local Area Network" caracteriza-se por ocupar uma área limitada, no máximo um edificio, ou alguns edifícios próximos, muitas vezes limitam-se a apenas um piso de um edificio, um conjunto de salas, ou até uma única sala. São redes de débito médio ou alto (desde 10 Mbps até 1 Gbps, sendo actualmente o valor de 100 Mbps o mais comum). A tecnologia mais divulgada é o "ethernet", ainda em "broadcast", ou usando já "comutação". Existe um conjunto de serviços e protocolos que são característicos das redes locais e que fazem parte da definição de rede corporativa.

Rede local sem fios (WLAN)

Recentemente, a utilização de redes locais sem fios, conhecidas com WLAN ("Wireless Local Area Network"), tem crescido. Além de serem adequadas a situações em que é necessário mobilidade (ex.: posto montado num veiculo que circula num armazém, ou portátil que circula nas mãos de um operador de "hipermercado"), são flexíveis e de fácil instalação. Embora os equipamentos sejam mais caros do que para uma LAN tradicional e redução significativa dos custos de instalação é muitas vezes compensatória.

Rede metropolitana (MAN)

Uma "Metropolitan Area Network" é basicamente uma WAN, cuja dimensão é reduzida, geralmente também assegura a interligação de redes locais. A área abrangida corresponde no máximo a uma cidade. São usadas para interligar vários edifícios afins dispersos numa cidade.

A tecnologia empregue pode incluir redes ponto-a-ponto ou usar meios que permitem um débito mais elevado como FDDI, ATM, DQDB ("Distributed Queue Dual Bus") ou até mesmo Gigabit Ethernet. Uma vez que as redes de área metropolitana (tal como as WAN) envolvem a utilização de espaços públicos, apenas podem ser instaladas por empresas licenciadas, sendo a tecnologia de eleição o ATM. Os únicos casos em que é possível realizar interligações através de espaços públicos é usando micro-ondas rádio ou laser, mesmos nestes casos existem restrições quanto a potência de emissão.

Um exemplo de MAN actual e bastante conhecido entre o público geral é a "net-cabo".

Rede Pessoal (PAN)

O conceito de rede pessoal "Personal Area Network" está não só relacionado com a sua reduzida dimensão, mas também com o facto de utilizar comunicação sem fios. O alcance limita-se a algumas dezenas de metros. Os débitos são relativamente baixos, na casa de 1 Mbps.

Rede local virtual (VLAN)

As redes locais virtuais "Virtual Local Area Network" são definidas sobre redes locais que estão equipadas com dispositivos apropriados. Trata-se de definir até que zonas da LAN se propagam as emissões em "broadcast" que tem origem noutra zona. Como muitos serviços de rede local são detectados com recurso ao "broadcast", ao definir zonas às quais este tráfego não chega pode-se criar zonas distintas dentro de uma LAN que não são visíveis entre si.

Rede "Ethernet"

As redes ethernet dominam claramente as redes locais e têm alguma expressão nas redes metropolitanas. Ainda existem redes "Ethernet" a 10 Mbps, actualmente a taxa de transmissão mais divulgada é de 100 Mbps (Fast Ethernet) e especialmente em redes metropolitanas e redes de armazenamento utiliza-se 1 Gbps (Gigabit Ethernet).

Embora actualmente as redes ethernet ainda utilizem "broadcast", a comutação é cada vez mais generalizada, entre outras limitações a utilização de "broadcast" limita fortemente o tamanho de uma rede "ethernet", por exemplo a 100 Mbps o comprimento máximo é de 210 metros. Na realidade as Gigabit Ethernet apenas funcionam em modo de comutação. Os meios físicos de transmissão mais usados são o cobre e a fibra óptica.

Rede Industrial

Estas redes utilizam técnicas próprias. Neste ambiente, um dos aspectos mais importantes é a imunidade a interferências. São usadas em ambientes fabris, por exemplo para controlo e automatização. O protocolo MAP ("Manufacturing Automation Protocol") é usado neste tipo de redes para ambiente fabril.

Rede de armazenamento (SAN)

As redes de armazenamento ("Storage Area Network") são usadas para ligações de muito curta distância (dentro de uma sala) entre servidores e dispositivos de armazenamento de massa. São redes de muito alto débito que recorrem a tecnologias distintas, como por exemplo "fiber-channel", ou mesmo barramentos SCSI.

Rede de cobre

Esta designação usa-se para as redes que utilizam fios condutores eléctricos para transmitir os dados sob a forma de sinais eléctricos. São ainda bastante comuns, mas devido a gerarem perturbações electromagnéticas e serem muito afectadas por ruídos externos, cedem cada vez mais o lugar a redes de fibra óptica.

Existem vários tipos de cabos de cobre usados para a transmissão de dados, com ou sem blindagem. Por exemplo as redes ethernet mais antigas usavam cabos coaxiais (10base2 e 10base5) posteriormente passaram a poder usar cabos tipo telefónico contendo 4 condutores (dois pares).

Rede de fibra óptica

Trata-se de redes que utilizam sinais luminosos para transmitir a informação através de fibras condutoras de luz. Comparativamente como as redes de cobre permitem uma capacidade (quantidade de dados por unidade de tempo) largamente superior, actualmente os limites são definidos pelas limitações dos dispositivos emissores e receptores.

A tecnologia mais corrente são as fibras multimodo que produzem um efeito conhecido por "dispersão modal" que limita a sua capacidade. As fibras monomodo são extremamente finas (3 a 10 micrómetros, contra os cerca de 50 das fibras multimodo), devido à sua espessura são difíceis de manusear, mas permitem atingir distâncias até 70 Km com capacidades na ordem dos gigabits por segundo, em monomodo é vulgar a utilização de luz laser o que torna o manuseamento ainda mais difícil.

Além das redes que utilizam a luz através de fibras, também se podem usar ligações sem fios com luz, é o caso dos infravermelhos (alcance muito reduzido) e especialmente da luz laser.

 Rede privada virtual (VPN)

As redes privadas virtuais ("Virtual Private Network") utilizam uma rede pública, por exemplo a "internet" para estabelecer uma ligação de dados entre dois pontos, estes dados têm a particularidade de serem codificados (cifrados) de tal forma que apenas os dois intervenientes os conseguem compreender. Os dois pontos da ligação passam a funcionar como encaminhadores ("routers") para as respectivas redes. Esta técnica pode ser usada para interligar redes distantes pertencentes a uma mesma organização, com baixa qualidade, mas com grandes vantagens económicas.

Wi-Fi (Wireless Fidelity)

Um novo conceito para comunicação em rede e sem fio (referente à norma IEE802.11b). É semelhante ao Bluetooth usado para interligar periféricos de um computador. Assim como o Wi-Fi, o Bluetooth trabalha com a banda de radiofrequência denominada de ISM (Industrial, Scientific and Medical), situada na faixa entre 2,4GHz e 2,48GHz. As primeiras especificações para o Wi-Fi ficaram prontas em 1997 e definiam uma frequência de utilização de 2,4 Ghz com uma taxa de transferência de dados de 1 e 2 Mbps. Só em 1999 foram estabelecidos os padrões "11a" e "11b". Pelas especificações IEEE 802.11b, a transferência máxima é de 11 Mbps operando em 2,4 Ghz. No padrão IEEE 802.11a, a transferência máxima é de 54Mbps e novas especificações devem elevar este valor até 100Mbps (operando a 5,7Ghz). O raio de cobertura do padrão Wi-Fi varia de 60 a 120 metros.

Rede ponto-a-ponto

É um tipo de configuração física de enlaces (links) de comunicação de dados, onde existem apenas dois pontos de dispositivos de comunicação em cada uma das extremidades dos enlaces. Geralmente é utilizada cablagem Coaxial para realizar essas conexões.

Em redes locais por exemplo, todos os computadores estão conectados um a um, sendo que um cabo entra em um computador de um lado e sai de outro através de um conector de rede coaxial. As informações correm a rede toda de sua origem até seu destino, ou seja, ela não vai directamente de um ponto a outro.

A grande desvantagem dessa rede é que, se um cabo se desligar por qualquer motivo, toda a rede cai.

Classificação de redes

 

Segundo a Arquitectura de Rede:

 

Arcnet

Ethernet

Token ring

FDDI

ISDN

Frame Relay

ATM

X25

DSL

 

 

Segundo a extensão geográfica:

 

SAN (Storage Area Network)

LAN (Local Area Network)

PAN (Personal Area Network)

MAN (Metropolitan Area Network)

WAN (Wide Area Network)

RAN (Regional Area Network)

CAN (Campus Area Network)

 

 

Segundo a tipologia:

 

Rede em anel (Ring)

Rede em barramento (Bus)

Rede em estrela (Star)

Rede em malha (Mesh)

Rede em ponto-a-ponto

 

Segundo o meio de transmissão:

 

Rede por cabo

Rede de Cabo coaxial

Rede de Cabo de fibra óptica

Rede de Cabo de par trançado

 

Rede sem fios

Rede por infravermelhos

Rede por microondas

Rede por rádio

Tipologia das Redes

A diversidade da estrutura/organização das redes são compostas basicamente, pelas seguintes tipologias:       

  • Barramento: Consiste numa linha comum de onde saem ligações para as outras máquinas (clientes). Tem a aparência de uma "vara" onde estão conectadas as máquinas (clientes). Esta tipologia é pioneira na era das redes do tipo Ethernet e já está em desuso.

·         Anel: Os computadores são ligados uns após os outros numa linha que se fecha sobre si mesma em forma de anel. Pode se entender esta rede como um barramento sem começo nem fim. As redes Token Ring, utilizam este tipo de organização dos seus clientes.                                                                                                              

  • Estrela: Os computadores estão ligados por um ponto ou nó comum, chamado de concentrador. Imagine-se a rede como um "anel diminuto" com ligações alongadas a cada máquina: esta é a topologia mais utilizada hoje em dia.        
  • Árvore: A tipologia em árvore é essencialmente uma série de barras interligadas. Geralmente, existe uma barra central onde outros ramos menores se conectam. Esta ligação é realizada através de derivadores e as conexões das estações realizadas do mesmo modo que no sistema de barra padrão.

·         Híbridas: Redes híbridas é o que se designa quando uma ou mais tipologias de redes estão numa mesma rede. Por exemplo, estrela/barramento e estrela/anel.

  • Malha: Neste tipo de tipologia, todos os nós estão interligados uns aos outros, portanto, reduz drasticamente a perda de pacotes já que um mesmo pacote pode chegar ao endereço destinatário por vários caminhos.

Protocolos de redes

Os protocolos de redes dividem-se entre sete níveis diferentes. Nível físico, nível de enlace, nível de rede, nível de transporte, nível de sessão, nível de apresentação e nível de aplicação.

Nível físico

Define as características técnicas dos dispositivos eléctricos (físicos) do sistema. Contém os equipamentos de cablagem ou outros canais de comunicação que comunicam directamente com o controlador da interface de rede. Preocupa-se, portanto, em permitir uma comunicação bastante simples e confiável, na maioria dos casos com controlo de erros básico:

           Move bits (ou bytes) através de um meio de transmissão.

           Define as características eléctricas e mecânicas do meio, taxa de transferência dos bits, tensões etc.

           Controle de acesso ao meio.

           Confirmação e retransmissão de quadros.

           Controlo da quantidade e velocidade de transmissão de informações na rede.

 

Nível de Enlace

Também é conhecido como nível de enlace ou link de dados. Este nível detecta e corrige erros que possam acontecer no nível físico. É responsável pela transmissão e recepção de quadros e pelo controlo de fluxo. Também estabelece um protocolo de comunicação entre sistemas directamente conectados.

Nível de rede

É o responsável pelo endereçamento dos pacotes, convertendo endereços lógicos (ou IP) em endereços físicos, de forma que os pacotes consigam chegar correctamente ao destino. Este nível também determina a rota que os pacotes irão seguir para atingir o destino, baseado em factores como condições de tráfego da rede e prioridades.

Normalmente, é usado quando a rede possui mais de um segmento, havendo com isso, mais de um caminho para um pacote de dados percorrer da origem ao destino.

Tem como funções o encaminhamento, endereçamento, interligação de redes, tratamento de erros, fragmentação de pacotes, controle de congestionamento e sequenciamento de pacotes.

Nível de transporte

O nível de transporte é responsável por usar os dados enviados pelo nível de Sessão e dividi-los em pacotes que serão transmitidos para o nível de Rede. No receptor, é responsável por pegar nos pacotes recebidos do nível de Rede, e enviá-los para o nível de Sessão.

Isso inclui controlo de fluxo, ordenação dos pacotes e a correcção de erros, enviando para o transmissor a informação de que o pacote foi recebido com sucesso.

O nível de Transporte separa os níveis 5 a 7 dos níveis 1 a 3. Faz a ligação entre esses dois grupos e determina o tipo de serviço necessário de confirmação.

O objectivo final deste nível é proporcionar serviço eficiente, confiável e de baixo custo. O hardware e/ou software dentro do nível de transporte e que faz o serviço é denominado entidade de transporte.

A ISO define o protocolo de transporte para operar em dois modos:

           Orientado a conexão.

           Não-orientado a conexão.

Nível de sessão

Permite que duas aplicações em computadores diferentes estabeleçam uma sessão de comunicação. Nesta sessão, essas aplicações definem como será feita a transmissão de dados e coloca marcações nos dados que estão a ser transmitidos. Se porventura a rede falhar, os computadores reiniciam a transmissão dos dados a partir da última marcação recebida pelo computador receptor.

Nível de apresentação

Também chamado nível de Tradução, converte o formato do dado recebido pelo nível de Aplicação num formato comum a ser usado na transmissão desse dado, ou seja, um formato entendido pelo protocolo usado. Um exemplo comum é a conversão do padrão de caracteres (código de página) quando, por exemplo, o dispositivo transmissor usa um padrão diferente do ASCII.

Para aumentar a segurança, pode-se usar um esquema de criptografia neste nível, sendo que os dados só serão descodificados no nível 6 do dispositivo receptor.

Nível de aplicação

Faz a interface entre o protocolo de comunicação e o aplicativo que pediu ou receberá a informação através da rede. Por exemplo, ao solicitar a recepção de e-mails através do aplicativo de e-mail, este entrará em contacto com o nível de Aplicação do protocolo de rede efectuando tal solicitação. Tudo neste nível é direccionado aos aplicativos. Telnet e FTP são exemplos de aplicativos de rede que existem inteiramente neste nível.

Níveis de redes e respectivos protocolos:

Nível

Exemplos

suite TCP/IP

SS7

suite AppleTalk

suite OSI

suite IPX

SNA

UMTS

7 - Aplicação

HL7, Modbus

HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, NFS, NTP,

ISUP, INAP, MAP, TUP, TCAP

AFP, PAP

FTAM, X.400, X.500, DAP

 

APPC

 

6 - Apresentação

TDI, ASCII, EBCDIC, MIDI, MPEG

XDR, SSL, TLS

 

AFP, PAP

 

 

 

 

5 - Sessão

Named Pipes, NetBIOS, SIP, SAP, SDP

Estabelecimento da sessão TCP

 

ASP, ADSP, ZIP

 

NWLink

DLC?

 

4 - Transporte

NetBEUI

TCP, UDP, RTP, SCTP

 

ATP, NBP, AEP, RTMP

TP0, TP1, TP2, TP3, TP4

SPX, RIP

 

 

3 - Rede

NetBEUI, Q.931

IP, ICMP, IPsec, ARP, RIP, OSPF, BGP

MTP-3, SCCP

DDP

X.25 (PLP), CLNP

IPX

 

RRC (Radio Resource Control)

2 - Enlace

Ethernet, Token Ring, FDDI, PPP, HDLC, Q.921, Frame Relay, ATM, Fibre Channel

MTP-2

LocalTalk, TokenTalk, EtherTalk, Apple Remote Access, PPP

X.25 (LAPB), Token Bus

802.3 framing, Ethernet II framing

SDLC

MAC (Media Access Control)

 

1 - Físico

RS-232, V.35, V.34, Q.911, T1, E1, 10BASE-T,100BASE-TX , ISDN, SONET, DSL

 

MTP-1

Localtalk on shielded, Localtalk on unshielded (PhoneNet)

X.25 (X.21bis, EIA/TIA-232, EIA/TIA-449, EIA-530, G.703)

 

Twinax

PHY (Physical Layer)

Redes Cliente-Servidor

Servidores são sistemas informáticos que fornecem serviços a redes de computadores. Serviço é a provisão de uma ou mais funções de interesse dos clientes. Os computadores que acedem a esses serviços são considerados clientes. As redes com esta arquitectura são designadas cliente-servidor. Embora o termo servidor seja normalmente aplicado a computadores completos, eles tratam de softwares executados nestes computadores ou noutros sistemas. Os tipos mais conhecidos são os servidores de arquivos, conteúdo web, correio electrónico, impressão, banco de dados, DNS, Proxy, imagens, FTP, DHCP e Directórios.

Na arquitectura cliente-servidor, os servidores são entidades passivas, pois apenas respondem a requisições enviadas pelos clientes, após o seu processamento específico. Os clientes são entidades activas, que submetem as suas requisições aos servidores e, geralmente, implementam a interface com o utilizador final do serviço. O comportamento da relação é assimétrico, pois cada lado tem seu próprio padrão de processamento. A localização do cliente e do servidor deve ser transparente. Deve haver independência de plataforma. As interacções ocorrem por envio de mensagens. Deve ser possível escalonização horizontal (por acréscimo de computadores) e escalonização vertical (por melhoria dos computadores). É vantajoso o uso de soluções abertas. As vantagens são uma boa relação custo/benefício, escalonização e tolerância a falhas. As desvantagens são maior complexidade, dependência do meio de comunicação, menor segurança inerente. Os clientes devem estar próximos do utilizador final, serem capazes de ter acesso a diversos serviços, ter interface adequada, ser leve e flexível. O cliente mais universal da actualidade é o navegador de internet, que pode ser capaz de substituir quase todos aplicativos mais comuns. Servidores devem oferecer processamento especializado, servir clientes concorrentes, executar em sistemas operacionais robustos, suportar distintos protocolos de rede. As redes também precisam dar suporte a vários protocolos e oferecer velocidade e fiabilidade.

Serviços Comuns:

DNS - (Domain Name System) é um sistema hierárquico de gestão de nomes. Traduz nomes para endereços IP e vice-versa, permitindo a localização e identificação de hosts em determinados domínios. O principal exemplo deste tipo de servidor é o bind9

DHCP - (Dynamic Host Configuration Protocol) é o serviço que oferece configuração dinâmica de rede aos clientes. O principal exemplo deste tipo de servidor é o dhcpd

LDAP - (Lightweight Directory Access Protocol) é um dos protocolos mais utilizados em serviços de directórios. Um exemplo deste tipo de servidor é o slapd.

Tipos de servidores

Em informática, um servidor é um sistema de computação que fornece serviços a uma rede de computadores. Esses serviços podem ser de natureza diversa, por exemplo, arquivos e correio electrónico. Os computadores que acedem aos serviços de um servidor são chamados clientes. As redes que utilizam servidores são do tipo cliente-servidor, utilizadas em redes de médio e grande porte (com muitas máquinas) e em redes onde a questão da segurança desempenha um papel de grande importância. O termo servidor é largamente aplicado a computadores completos, embora um servidor possa equivaler a um software ou a partes de um sistema computacional, ou até mesmo a uma máquina que não seja necessariamente um computador.

A história dos servidores tem, obviamente, a ver com as redes de computadores. As redes permitiam a comunicação entre diversos computadores, e, com o crescimento destas, surgiu a ideia de disponibilizar alguns computadores para prestar alguns serviços à rede, ao passo que outros utilizariam estes serviços. Os servidores ficariam responsáveis pela primeira função.

Com o crescimento e desenvolvimento das redes, foi crescendo a necessidade das redes terem servidores e minicomputadores, o que acabou contribuindo para a diminuição do uso dos mainframes.

O crescimento das empresas de redes e o crescimento do uso da Internet entre profissionais e utilizadores comuns foi o grande impulso para o desenvolvimento e aperfeiçoamento de tecnologias para servidores.

Existem diversos tipos de servidores. Os mais conhecidos são:

·         Servidor de fax: Servidor para transmissão e recepção automatizada de fax pela Internet, disponibilizando também a capacidade de enviar, receber e distribuir fax em todas as estações da rede.

·         Servidor de arquivos: Servidor que armazena arquivos de diversos utilizadores.

·         Servidor web: Servidor responsável pelo armazenamento de páginas de um determinado site, requisitados pelos clientes através de browsers.

·         Servidor de e-mail: Servidor responsável pelo armazenamento, envio e recepção de mensagens de correio electrónico.

·         Servidor de impressão: Servidor responsável por controlar pedidos de impressão de arquivos dos diversos clientes.

·         Servidor de banco de dados: Servidor que possui e manipula informações contidas em um banco de dados, como, por exemplo, um cadastro de utilizadores.

·         Servidor DNS: Servidores responsáveis pela conversão de endereços de sites em endereços IP e vice-versa. DNS significa Domain Name System, ou sistema de nomes de domínios.

·         Servidor proxy: Servidor que actua como um cache, armazenando páginas da internet recém-visitadas, aumentando a velocidade de carregamento destas páginas ao chamá-las novamente.

·         Servidor de imagens: Tipo especial de servidor de banco de dados, especializado em armazenar imagens digitais.

·         Servidor FTP: Permite o acesso de outros utilizadores a um disco rígido ou Servidor. Esse tipo de servidor armazena arquivos para dar acesso a eles pela internet.

·         Servidor webmail: servidor para criar e-mails na web.

 

Os clientes e os servidores comunicam através de protocolos, assim como dois ou mais computadores de redes.

Um computador, pode actuar em mais de um tipo diferente de servidor. Por exemplo, pode existir numa rede, um computador que funcione como servidor web e servidor de banco de dados, ou um computador pode actuar como servidor de arquivos, de correio electrónico e proxy ao mesmo tempo. Computadores que funcionam como um único tipo de servidor chamam-se servidores dedicados. Os servidores dedicados possuem a vantagem de atender a uma requisição de um cliente mais rapidamente.

 Com excepção do servidor de banco de dados (um tipo de servidor de aplicação), os demais servidores apenas armazenam informações, ficando por conta do cliente o processamento das informações. No servidor de aplicações, os papéis invertem-se, com o cliente a receber o resultado do processamento de dados da máquina servidora.

Numa rede heterogénea (com diversos hardwares, softwares) um cliente também pode ser um servidor e assim outro servidor pode ser cliente do mesmo. Por exemplo, uma rede tem um servidor de impressão e um de arquivos, supondo que estamos no servidor de arquivos e necessitamos imprimir uma folha de um documento que estamos escrevendo, quando mandarmos imprimir a folha, o serviço do servidor de impressão será utilizado, e assim a máquina que estamos usando, que é o servidor de arquivos, torna-se cliente do servidor de impressão, pois está utilizando de seu serviço.

Hardware e software de servidores

Hardware

Servidores dedicados, que possuem uma alta requisição de dados por parte dos clientes e que actuam em aplicações críticas utilizam hardware específico para servidores. Já servidores que não possuam essas actuações, podem utilizar hardware de um computador comum, não necessitando ser um super computador.

Para começar, muitos servidores baseiam-se em entradas e saídas de informações (principalmente gravações de arquivos), o que implica interfaces de entrada e saída e discos rígidos de alto desempenho e fiabilidade. O tipo de disco rígido mais utilizado possui o padrão SCSI, que permite a interligação de vários periféricos, dispostos em arranjos RAID.

Devido a operar com muitas entradas e saídas de informações, os servidores necessitam de processadores de alta velocidade, algumas vezes alguns servidores são multi-processados, ou seja, possuem mais de um processador.

Por ter de operar por muito tempo (às vezes ininterruptamente), alguns servidores são ligados a geradores eléctricos. Outros utilizam sistemas de alimentação (por exemplo, o UPS) que continuam a alimentar o servidor caso ocorra alguma queda de tensão.

E, por operar durante longos intervalos de tempo, e devido à existência de um ou mais processadores de alta velocidade, os servidores precisam de um eficiente sistema de dissipação de calor. O que implica em coolers mais caros, mais barulhentos, porém de maior eficiência e fiabilidade.

Existem outros hardwares específicos para servidor, especialmente placas, do tipo hot swapping, que permite a troca destes enquanto o computador está ligado, o que é primordial para que a rede continue a operar.

Prevendo esse tipo de necessidade, os fabricantes de componentes de computadores desenvolvem placas mais robustas, aplicam uma engenharia mais elaborada de ventilação, redundância de itens e capacidade de expansão ampliada, para que o servidor possa garantir a disponibilidade do serviço e a fiabilidade no mesmo.

Normalmente, a preocupação em desenvolver servidores fica centrada nos grandes fabricantes do mercado, que possuem equipas preparadas e laboratórios para esse fim.

Software 

Para que funcione uma rede cliente servidor, é necessário que no servidor esteja instalado um sistema operacional que reconheça esse tipo de rede. Os sistemas operativos para redes cliente-servidor são:

  • Windows NT, Windows 2000, Windows 2003.
  • Unix.
  • Linux.
  • Solaris.
  • FreeBSD.
  • Mac OS X.
  • Novell Netware.

Nos servidores, o sistema Unix e sistemas baseados neste (como Linux e Solaris) são mais utilizados que o Windows.

Servidores na Internet

A Internet, maior rede de computadores do mundo, utiliza o modelo cliente-servidor. Muitos servidores em todo o mundo são interligados e processam informações simultaneamente.

Alguns serviços oferecidos por servidores de internet são: páginas web, correio electrónico, transferência de arquivos, acesso remoto, mensagens instantâneas e outros. Qualquer acção efectuada por um utilizador envolve o trabalho de diversos servidores espalhados pelo mundo.

Componentes de redes

Cablagem:

 

Cabo coaxial

Cabo de fibra óptica

Cabo de par trançado

 

Hardware:

 

Repetidor

Transceptor ou adaptador

Estação de trabalho

Placa de rede

Redes sem fio (Wireless)

Hub, ou concentrador

Switch, ou comutador

Router

Firewall

Modem

 

Porta de Ligação (gateway)

Ponte (bridge)

 

Servidores:

 

Servidor de arquivos

Servidor de comunicações

Servidor de disco

Servidor de impressão

Cabo coaxial - Uma rede com cabo coaxial dispensa Hub mas fica mais vulnerável pois se uma das ligações cair, toda a rede para de funcionar. A resistência característica do cabo mais utilizado é de 50 ohms e a linha precisa de estar correctamente casada ou as reflexões destruirão os sinais. O cabo coaxial pode transportar os sinais por até 300 metros.

Cabo de fibra óptica - O inventor da fibra óptica foi um indiano chamado Narinder Singh. Na década de 60 as fibras ópticas tiveram aplicação prática devido ao aparecimento dos LEDs, fontes de luz de estado sólido - inclusive a luz do tipo laser. As fibras ópticas começaram a ser fabricadas comercialmente em 1978 e nos anos 80 foram substituindo os cabos coaxiais. Antes da fibra óptica, o melhor meio de transmissão era o cabo coaxial que permitia velocidades superiores a 100 Mbps e com a chegada da fibra óptica a velocidade foi aumentada de forma incomparável: um milhão de vezes mais rápido.

Cabo de par trançado - O tipo mais usado de cabo trançado é o chamado UTP ou cabo sem blindagem e há um segundo tipo, o STP, que possui uma malha de revestimento para proteger os condutores contra interferências electromagnéticas vindas do exterior.

O STP é mais caro e só se justifica se existirem motores, cabos de alta tensão, altifalantes ou outras fontes de ruído nas proximidades. O cabo de pares normalmente utilizado tem 4 pares de fios (8 fios) sendo que as redes de até 100Mbps utilizam apenas dois dos pares e outros dois pares ficam de sobra. Para chegar a 1Gbps todos os pares são utilizados.

Um par trançado pode transportar a comunicação até 100 metros de distância e distâncias maiores exigem repetidores. Redes com mais de dois computadores, usando par UTP, necessitam de um Hub para fazer as interligações.

Repetidor - Trata-se de uma outra categoria de hubs, conhecidos como repetidores, que amplificam e regeneram os sinais transmitidos. São muito úteis em redes onde o comprimento é uma limitação.

Transceptor ou adaptador - Em redes de dados informáticas, é um aparelho que converte um tipo de sinal, ou um conector, noutro. Por exemplo, para ligar uma interface AUI de 15 pinos a um conector RJ45 ou para converter sinais eléctricos em sinais ópticos.

Estação de trabalho – São computadores que, em termos de potência, se situam entre os computadores pessoais e os mainframes.

Placa de rede - As placas de rede são responsáveis pela comunicação entre os nós da rede, além de verificar se os dados recebidos estão íntegros. Actualmente, todos os computadores já saem de fábrica com uma placa de rede Ethernet 10/100. Este modelo foi escolhido justamente porque a grande maioria das redes actuais utilizam o padrão Ethernet, além de ser compatível com serviços de Internet banda larga. Actualmente existem no mercado placas de rede que permitem a conexão de cabos de fibra óptica. Apesar das inúmeras vantagens, a manutenção exige mão-de-obra mais qualificada e o preço, é bastante mais alto.

Redes sem fio (Wireless) -  Podem utilizar as ondas de rádio que se propagam até no vácuo. Redes sem fibra (Fiberless Optics), como a radiação infra-vermelha, já são usadas por modelos wireless de rato e teclado. Raios laser também já são estão sendo usados, mas até agora somente para as ligações das redes ao backbone da Internet. O laser usado é pouco penetrante: é o chamado laser classe I, na faixa de 1550 nanômetros, que não afecta a retina mas é perigoso para a córnea.

     Hub, ou concentrador - É um aparelho que permite ligar diversos computadores entre si, formando uma rede com tipologia em estrela.

Este tipo de aparelho só é aconselhável quando se trata de uma rede pequena, com poucos computadores. Quando alguma máquina precisa enviar dados para algum destinatário, o hub simplesmente reflecte esse sinal para todas as estações, em vez de encaminhá-los para o destino correcto. Existe também a possibilidade de se interligar dois ou mais hubs entre si, caso o número de portas seja insuficiente. Como o hub trabalha com broadcast, reflectindo o sinal para todas as estações, a rede poderá ficar congestionada, e o número de colisões de pacotes aumentará.

Switch, ou comutador - É um dispositivo que permite segmentar a rede internamente. Ao contrário dos hubs, que simplesmente reflectem os sinais para todas as estações, os switchs encaminham os pacotes apenas para os destinatários correctos. Imagine-se um sistema telefónico onde todos os aparelhos são ligados a um único cabo. Quando se efectua uma ligação, a central telefónica liga-nos a uma linha dedicada, permitindo assim conversemos sem que haja interferências. O funcionamento do switch é teoricamente o mesmo. Usando hubs, apenas uma estação poderia transmitir os dados de cada vez, enquanto os switchs permitem que várias estações transmitam ao mesmo tempo, sem que haja colisão de pacotes.

Router - É um dispositivo utilizado para gerir a transferência de dados entre duas redes de computadores. É o router que escolhe o melhor caminho para que a informação chegue ao destino. Geralmente são usados para ligar uma LAN (Local Area Network - rede local) a uma WAN (Wide Area Network - rede de longa distância).

Firewall - O Firewall é um complexo de hardware e software necessários para filtrar o tráfego, ou seja, barrar dados inconvenientes entre duas redes. Ele monitora as milhares de portas usadas na comunicação dos aplicativos e funciona como uma parede (wall). Alguns firewalls simples são o Norton Personal Firewall da Symantec e o ZoneAlarm Pro da Zone Labs.

Porta de Ligação (gateway) - É uma passagem constituída por hardware e software, um "portão" (gate) que uma rede utiliza para comunicar com outra rede que tenha arquitectura diferente. O Gateway realiza as conversões de protocolos para que as redes possam comunicar entre si. Numa rede local (LAN) pode ser usado, por exemplo, para conectar os computadores da rede a um mainframe ou à Internet.

Ponte (bridge) - É o termo utilizado em informática para designar um dispositivo que liga duas ou mais redes informáticas que usam protocolos distintos ou iguais ou dois segmentos da mesma rede que usam o mesmo protocolo, por exemplo, ethernet ou token ring. Bridges servem para interligar duas redes, como por exemplo ligação de uma rede de um edificio com a de outro.

Webgrafia

http://www.dei.isep.ipp.pt/~andre/documentos/redes-classificacao.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/Rede_de_computadores

http://www.babooforum.com.br/forum/index.php?showtopic=615998

http://pt.wikipedia.org/wiki/Lista_de_protocolos_de_redes

http://pt.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSI

http://pt.wikipedia.org/wiki/Topologia_(inform%C3%A1tica)

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ponto-a-ponto

http://pt.wikipedia.org/wiki/Servidor

http://www.infoblogs.com.br/view.action?contentId=41589&Redes-Cliente-Servidor

http://ciadossistemas.blogspot.com/2008/02/componentes-de-rede.html

1 comentário:

messias disse...

como obter mais informações sobre a via radio