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INTRODUÇÃO ÀS REDES DE COMPUTADORES PARTE 01 |
Introdução às Redes
de Computadores
1) O que é uma rede de computadores Explicando de forma bem simples, computadores formam uma rede quando estão conectados entre si, permitindo que os dados de um computador possam ser enviados para os demais.
Praticamente todas as redes têm acesso à Internet. Na pequena rede da figura 1, com apenas quatro computadores, temos ainda dois aparelhos: Modem: Broadband Router/Switch: Existem inúmeras formas para montar uma rede. Não se preocupe se o que explicamos acima para a figura 1 parece difícil. Ao longo do livro apresentaremos todos os equipamentos e como são interligados para formar uma rede. Praticamente todos os computadores modernos estão ligados em redes. Mesmo um micro doméstico ou de um pequeno escritório, operando sem outros micros por perto, geralmente tem um modem para acessar a Internet – estaria então fazendo parte de uma rede, a Internet. Nos locais onde existem pelo menos dois computadores, é muito vantajoso que ambos sejam conectados formando uma pequena rede. É o caso por exemplo das redes domésticas. Ao ser comprado um novo micro, o usuário pode optar por não se desfazer do micro antigo. Se esses dois micros forem ligados formando uma rede, será possível que ambos compartilhem uma mesma impressora ou uma mesma conexão com a Internet. Um dos micros poderá armazenar arquivos no disco rígido do outro. Será possível utilizar certos jogos de forma simultânea, por exemplo, jogos de corrida e luta, cada usuário no seu próprio micro. Até mesmo usuários que possuem dois micros, sendo um de mesa e outro portátil, é conveniente ligá-los em rede para transferência de dados e compartilhamento de impressora.
Em redes simples, comuns em pequenas empresas, os computadores poderão usar o disco rígido, impressora e conexão com a Internet, centralizados em um computador principal, chamado servidor. Em redes maiores poderão existir inúmeros servidores, centralizando arquivos, disponibilizando impressoras, scanners, unidades de backup, conexão com a Internet e outros recursos, para todos os demais computadores da rede. É possível trocar mensagens (correio eletrônico) entre os usuários dos micros da empresa, ou mesmo fazer comunicações diretas, em tempo real, usando recursos de som e vídeo. Em pequenas redes, um dos usuários com maior experiência pode ficar encarregado, não em período integral, de tarefas administrativas, como configuração de software, cabeamento, backups e gerenciamento de senhas. Nas redes de maior porte é contratado um administrador que trabalhará exclusivamente com tarefas ligados à rede. Em redes ainda maiores existe uma equipe de suporte com um administrador chefe e vários auxiliares. 2) Redes domésticas As redes domésticas são formadas por micros, notebooks, impressoras e conexões com a Internet. Muitas vezes são chamadas de “rede doméstica ou de pequena empresa”, já que as redes implantadas em pequenas empresas, formadas por apenas uma ou duas salas, possuem estrutura semelhante. Na maioria dos casos existem apenas dois micros, mas este número pode ser um pouco maior. No exemplo da figura 3, um computador antigo foi ligado a um computador novo. Este computador novo, por sua vez, possui uma impressora e uma conexão com a Internet. O micro antigo até pode ter sua própria conexão com a Internet, porém é mais vantajoso ter uma única conexão seja compartilhada entre os micros da rede – é mais barato que pagar por duas conexões. Desta forma dois usuários podem usar a Internet ao mesmo tempo, utilizando uma conexão com a Internet.
Nesta pequena rede, o micro antigo pode ter acesso ao disco rígido do micro novo. Normalmente este acesso não é feito de forma indiscriminada. O responsável por esta pequena rede deve definir áreas do seu disco rígido que podem ser acessadas pelo outro micro. Por exemplo, pode ser criada uma pasta no disco rígido do micro novo na qual o usuário do micro antigo poderá ter pleno acesso, armazenando seus arquivos. Digamos ainda que no micro novo exista uma pasta na qual estão armazenadas fotos feitas com uma câmera digital. Esta pasta poderá ter seu acesso liberado para o micro antigo. As pastas de um computador que podem ser acessadas por outro computador da rede são chamadas de pastas compartilhadas. Na pequena rede do nosso exemplo, além do compartilhamento de pastas temos o compartilhamento de impressora e o compartilhamento de conexão com a Internet (ICS, ou Internet Connection Sharing). O computador que oferece recursos a outros computadores da rede é chamado de servidor. No exemplo da figura 3, o servidor é o micro novo. As pastas compartilhadas podem ser protegidas por senha, evitando que usuários não autorizados tenham acesso a áreas particulares. Digamos que o micro antigo seja utilizado por duas pessoas, João e Maria. No micro novo podemos ter pastas separadas para cada usuário, por exemplo, C:\Arquivos de João e C:\Arquivos de Maria. Essas pastas podem ser protegidas por senhas, evitando assim que João tenha acesso aos arquivos de Maria, e vice-versa. Se não houver interesse em proteção de dados por senhas, podemos deixar as senhas desabilitadas, o que normalmente ocorre em redes domésticas. Já nas empresas, mesmo pequenas, o uso de senhas é muito mais importante. Uma rede doméstica também pode ser incluir notebooks. O notebook pode ser ligado a um outro micro para utilizar sua impressora, sua unidade de CD/DVD, sua conexão com a Internet e uma área do seu disco rígido. Os notebooks modernos são bem equipados e podem dispensar este tipo de conexão. Podem ser ligados a uma impressora comum, possuem unidade de CD/DVD e modem, sendo assim auto-suficientes. Ainda assim a sua ligação em rede é vantajosa, permitindo transferir rapidamente, grandes quantidades de dados, fazendo uma ligação “casa-empresa”. Uma outra aplicação: muitos profissionais liberais trabalham em casa ou no seu pequeno escritório, usando seu computador principal, e copiam o trabalho para um notebook, permitindo assim transportá-lo e mostrá-lo aos clientes. As redes domésticas podem ser implementadas usando qualquer versão do Windows. O Windows 95, o Windows 98 e o Windows ME permitem construir o tipo mais simples de redes, as chamadas redes ponto-a-ponto. Micros equipados com o Windows XP e Windows 2000 também podem ser usados neste tipo de rede. Essas redes são adequadas tanto ao ambiente doméstico quanto às pequenas empresas. A configuração de software dessas redes é muito fácil, sendo feita praticamente de forma automática, através do Assistente de configuração de rede, que acompanha o Windows. Até mesmo sem conhecimento algum sobre redes, um usuário doméstico poderá configurar uma rede com a ajuda desse assistente. Precisará entretanto ter algum conhecimento básico para criar compartilhamentos e acessar recursos compartilhados. OBS: É um erro comum dizer que rede ponto-a-ponto é aquela que tem apenas dois micros, como as mostradas nas figuras 2 e 3. Uma rede ponto-a-ponto pode ter vários micros, e é chamada assim porque qualquer micro pode ser cliente e qualquer micro pode ser servidor. Não existe uma hierarquia entre as máquinas. Duas máquinas quaisquer podem se comunicar dentro da rede, independentemente da “autorização” de outros micros. É fácil montar fisicamente uma rede doméstica quando os computadores estão no mesmo cômodo. Bata ligá-los por um cabo. A ligação fica um pouco mais difícil quando os computadores estão em locais diferentes da cada. Poderá ser preciso estender cabos ao longo das paredes e rodapés, o que não é recomendável. As redes sem fio são uma boa solução para o problema. Basta instalar placas apropriadas. Não são placas baratas, mas o custo final será menor, já que não será preciso quebrar paredes para passar cabos. O mesmo se aplica a pequenos escritórios.
3) Redes corporativas Redes domésticas normalmente utilizam a arquitetura ponto-a-ponto, a única disponível nos sistemas operacionais Windows de uso doméstico. As redes ponto-a-ponto implantadas com o Windows são de uso muito mais simples e instalação automática. Sua utilização está ao alcance mesmo dos usuários principiantes. Já as grandes redes utilizadas em empresas de porte médio e grande são baseadas na arquitetura cliente-servidor. Sua instalação, configuração e utilização é um pouco mais complicada para o administrador (o profissional responsável por “tomar conta” da rede). É preciso entender as classificações que os computadores recebem em uma rede, de acordo com a sua utilização: servidor, cliente e estação de trabalho. Esses conceitos serão explicados a seguir. Servidor É um computador que oferece recursos para outros computadores da rede. Exemplos desses recursos são impressoras e unidades de disco. Também é comum o compartilhamento de conexão com a Internet. Os servidores normalmente são computadores bem avançados. Devem ter processador rápido, muita memória, e discos de alta capacidade e alto desempenho. Muitos servidores possuem mais de um processador, ou então processadores duais. Um computador comum, com configuração avançada, pode ser usado como servidor, entretanto nas redes de médio e grande porte são usados servidores especializados, com chassis especiais e espaço para a instalação de inúmeros discos. Cliente É um computador que utiliza os recursos de outro computador. Normalmente uma rede possui computadores que operam como servidor, enquanto que os demais são clientes. Note entretanto que esta classificação não é fixa. Um servidor pode ser cliente de outro servidor. É o que ocorre por exemplo quando um servidor de arquivos precisa obter informações da Internet, fornecidas através de outro servidor que compartilha a sua conexão com a Internet. Estação de trabalho É um computador que pode ser utilizado para aplicações normais, executando programas em geral. Os usuários trabalham nesses computadores, muitas vezes durante o dia inteiro. É diferente dos servidores, que ficam a maior parte do tempo sem que um usuário (o seu administrador) o opere. O servidor permanece a maior parte do tempo executando tarefas comandadas pelos clientes, através da rede. Um computador pode fazer parte uma, duas ou até três dessas categorias. Considere o exemplo da pequena rede da figura 8, formada por dois computadores. O indicado como MICRO 1 tem uma conexão com a Internet que é usada por ele próprio e também pelo MICRO 2. Digamos ainda que áreas do disco rígido do “MICRO 1” sejam acessadas pelo MICRO 2. Finalmente, considere que a impressora ligada no MICRO 2 é usada por ele próprio e também pelo MICRO 1.
Temos então as seguintes classificações: a) Ambos os micros são estações de trabalho, visto que podem ser utilizados normalmente, cada um por seu usuário. Nas redes de maior porte temos computadores classificados como servidores dedicados, ou simplesmente servidores. São computadores cuja única finalidade é oferecer recursos para serem usados por outros computadores da rede. Já nas redes domésticas e nas redes mais simples, onde o número de micros é muito reduzido, não faz sentido ter um servidor dedicado. b) Em relação ao acesso à Internet e ao acesso a arquivos, o MICRO 1 é um servidor (não dedicado), e o MICRO 2 é um cliente. c) Em relação ao acesso à impressora, o MICRO 2 é servidor (não dedicado) e o MICRO 1 é cliente. Como podemos ver, neste pequena rede ambos os micros são servidores não dedicados, são clientes e são estações de trabalho. Nas grandes redes os micros dividem-se em duas categorias: a) Servidores dedicados b) Estações de trabalho (workstations)
A figura 9 mostra a estrutura de uma pequena rede corporativa, com 7 computadores e um servidor. Esses 7 computadores operam como estações de trabalho. Dois deles possuem impressoras próprias (chamadas de impressoras locais). O servidor pode ser um micro comum, porém mais rápido e com boa quantidade de memória e um disco rígido de generosa capacidade. Para obter maior desempenho, muitas vezes são usados micros especiais, construídos especialmente para operar como servidores. Normalmente são micros avançados, que além de possuírem um ou mais processadores rápidos, muita memória e discos rígidos de alta capacidade e desempenho, oferecem recursos especiais como dispositivos de backup, fonte de alimentação dual e gabinete especial para acomodar inúmeras placas e unidades de disco. Em geral possuem também discos rígidos duais, que são tolerantes a falhas. Os mesmos dados são gravados simultaneamente em dois discos. Se um disco falhar, os dados estarão a salvo no segundo disco. Esse sistema é chamado RAID, e pode operar com modos avançados conectando inúmeros discos, aumentando a velocidade e a confiabilidade. O servidor do nosso exemplo está ligado a duas impressoras. As impressoras para uso corporativo, com alta velocidade de impressão, são muito caras para serem dedicadas a um só usuário. Ligadas no servidor podem atender a todos os usuários da rede. Note que os computadores da figura 9 estão interligados através de um dispositivo chamado HUB. Este é apenas um exemplo de dispositivo usado para a ligação de computadores em redes. Os hubs são indicados para redes pequenas, mas para redes mais complexas são usados outros dispositivos concentradores mais sofisticados. 4) Redes ponto-a-ponto e cliente-servidor A Microsoft costuma usar o termo “rede doméstica ou para pequena empresa” como um sinônimo de rede ponto-a-ponto. Essas redes são indicadas para pequenos ambientes, formados por uma ou duas salas, onde todos os computadores estão bem próximos. Não existe uma regra fixa para o número máximo de computadores que podem ser usados em uma rede deste tipo. Tecnicamente é possível formar uma rede ponto-a-ponto usando dezenas de computadores, entretanto existirão dificuldades de gerenciamento e segurança que só são vencidas com o uso de uma rede mais “profissional”, baseada na arquitetura cliente-servidor. Na rede ponto-a-ponto, qualquer computador pode operar como servidor. Não existe portanto a obrigatoriedade do uso de um servidor dedicado, apesar de muitas vezes existir um. Pouca manutenção é exigida neste tipo de rede, e não é necessário a presença de um profissional exclusivamente para administrar a rede. O sistema operacional utilizado pode ser o próprio Windows, mesmo nas versões para uso pessoal, como o 95, 98, Millennium ou XP. A instalação deste tipo de rede é bem simples, baseado no uso de um Assistente de configuração, de uso quase automático. Quando o número de computadores se torna maior, a rede ponto-a-ponto apresenta uma série de desvantagens. Seu gerenciamento se torna mais difícil e sua segurança é precária. Por exemplo, um usuário poderia gravar dezenas de gigabytes de arquivos no servidor, deixando o disco rígido praticamente cheio, o que o deixa inoperante. Este é apenas um exemplo de vulnerabilidade apresentado pelas redes ponto-a-ponto. São problemas que não preocupam no caso de uma rede doméstica, ou em uma pequena empresa com meia dúzia de computadores. As redes com muitos computadores devem utilizar a arquitetura cliente-servidor. Não existe uma regra fixa que defina um número mágico a partir do qual este tipo de rede é mais indicado. É possível montar uma rede cliente-servidor usando apenas dois computadores, entretanto esta não é a escolha mais sensata neste caso. O servidor normalmente requer a presença de um profissional especializado, o administrador. Não é justificável a contratação deste profissional para atuar em redes muito pequenas. Nas redes cliente-servidor, as estações de trabalho acessam os recursos disponíveis em um servidor dedicado. Este servidor (ou servidores, em redes maiores) deve usar um sistema operacional apropriado para este tipo de rede, como o Windows NT Server e seus sucessores (2000 Server, 2003 Server) ou o Linux. O servidor é operado apenas pelo administrador da rede, usando seus próprios dispositivos de entrada-e-saída (monitor, teclado e mouse), ou então a partir de uma estação de trabalho. É possível definir contas de usuários com diversas restrições de acesso. Por exemplo, certos usuários podem ter permissão para usar o servidor apenas em determinados horários. Cada usuário pode ter permissão para utilizar apenas um determinado espaço em disco, evitando a sobrecarga do servidor que poderia esgotar a capacidade do seu disco. O servidor é capaz de gerar relatórios sobre as atividades de cada usuário, o que pode alertar o administrador sobre tentativas de quebra de segurança. Do ponto de vista de hardware, não existe diferença entre uma rede ponto-a-ponto e uma rede cliente servidor, exceto pelo maior número de equipamentos. Os mesmos cabos, concentradores, computadores e dispositivos podem formar qualquer um dos dois tipos de rede. A diferença está no sistema operacional utilizado pelo servidor, e na configuração do software de acesso à rede feita nos clientes. 5) Alguns tipos de conexão para redes Normalmente para formar uma rede com dois micros precisamos que cada um tenha uma placa de rede, ligá-los por um cabo apropriado e fazer as devidas configurações de software. Além das placas de rede, outros meios de comunicação podem ser usados, com maior ou menor eficiência. Conexões por interfaces seriais, paralelas e USB 1.1 apresentam desempenho muito modesto. Conexões por interfaces USB 2.0 e por interfaces Firewire apresentam desempenho ainda mais elevado que as interfaces de rede. A tabela abaixo mostra quais são as conexões mais usadas e as taxas de transferência típicas, medidas em kbits/s (milhares de bits por segundo) ou Mbits/s (milhões de bits por segundo).
Portas serial e paralela Há muitos anos atrás, um micro típico não tinha placa de rede. Placas de rede eram muito caras e não existia a Internet. Era possível entretanto formar uma rede entre dois micros usando a porta serial ou a porta paralela. Além de permitir a ligação de apenas dois micros, a velocidade é muito baixa. Outro problema é a distância reduzida, já que essas interfaces não foram criadas originalmente para fazer redes. Ainda assim é uma alternativa viável para ligar, por exemplo, um notebook antigo que não possua placa de rede, a um desktop. No capítulo 9 abordaremos esse tipo de conexão. Rede por USB As interfaces USB foram criadas para conectar múltiplos periféricos ao micro, e não para conectar dois micros entre si, nem para criar redes. Podemos entretanto encontrar dispositivos especiais (USB-USB bridge) que permitem fazer a conexão direta entre dois micros usando as interfaces USB – uma outra forma viável para conectar um notebook antigo que tenha USB mas não tenha interface de rede. O Windows não oferece suporte nativo para este tipo de conexão, portanto é necessário usar o software de conexão que acompanha o produto. Os produtos compatíveis com o padrão USB 1.1 oferecem taxas de 12 Mbits/s, enquanto os do padrão USB 2.0, lançado mais recentemente, operam com até 480 Mbits/s. É um método de conexão vantajoso pela sua alta velocidade, entretanto só pode ser usado na conexão de dois micros. Além disso é preciso comprar o USB-USB Bridge, que custa bem mais que um cabo e duas placas de rede comuns. Os modems de banda larga normalmente possuem tanto conexão Ethernet (rede padrão) quanto USB. É possível portanto conectar um computador no modem de banda larga através de uma porta USB, mas isso requer a instalação de um driver que acompanha o produto e faz a interface USB se comportar como uma placa de rede. Rede com Firewire (IEEE-1394) Já são relativamente comuns as interfaces Firewire (também chamadas de IEEE-1394). Suas placas de interface ainda são um pouco caras e difíceis de serem encontradas. É possível entretanto ligar dois computadores por este tipo de interface, apesar deste método não ser o mais econômico. Um grande atrativo é sua alta velocidade: 400 Mbits/s, contra apenas 100 Mbits/s de uma placa de rede comum. Já está disponível o padrão Firewire 800 (ou IEEE-1394b), que opera com 800 Mbits/s, mais veloz que o USB 2.0.
Ethernet Este é o padrão mais usado na construção das redes atuais. Existem vários sub-padrões. O Ethernet comum opera com taxa de 10 Mbits/s, e ainda existem muitas redes antigas que o utilizam. A maioria das redes modernas são do tipo Fast Ethernet, operando com taxa de 100 Mbits/s. Existe ainda o padrão Gigabit Ethernet, de 1000 Mbits/s usado principalmente nas conexões entre servidores de alto desempenho. Finalmetne existe o padrão 10 Gbit Ethernet, que opera com 10 Gbits/s. À medida em que os computadores se tornam mais rápidos, conexões mais rápidas também passam a ser necessárias. Há alguns anos atrás, predominava a Ethernet com 10 Mbits/s. Hoje predominam as redes de 100 Mbits/s. Logo as redes de 1 Gbit serão utilizadas nas conexões entre todos os computadores da rede, enquanto padrões ainda mais velozes (10 Gbit Ethernet) passarão a ser usados nas conexões que precisam ser mais velozes, como na ligação entre servidores. Wi-Fi Para redes sem fio foram criados os padrões chamados 802.11a, 802.11b e 802.11g. O padrão 802.11b oferece taxas de até 11 Mbits/s. A taxa poderá ser menor em função da distância e de obstáculos para a propagação das ondas de rádio, como paredes e móveis. O padrão 802.11a especifica taxas ainda mais altas, chegando a 54 Mbits/s, entretanto praticamente não foram fabricados equipamentos neste padrão. A partir de meados de 2005 surgiram equipamentos no padrão 802.11g, operando com 54 Mbits/s. Este passou a ser o padrão mais usado no mercado. O próximo padrão 802.11n irá operar com 108 Mbits/s e está previsto para o final de 2007. O capítulo 13 trata do assunto. Número de máquinas e alcance Os diferentes métodos de conexão de computadores para formar uma rede possuem características bem distintas. Os métodos mais simples possuem normalmente alcance pequeno e permitem ligar apenas dois computadores, como são os casos das interfaces seriais, paralelas e USB. Usando Firewire, vários micros podem ser interligados em cascata. Os métodos mais versáteis, usados nas redes de maior porte, oferecem maior alcance e permitem ligar inúmeras estações, através de cabeamento (ou até sem cabeamento, no caso de redes sem fio) e dispositivos apropriados (placas de rede e concentradores, como hubs e switches). Desempenho A maioria das redes atuais são Fast Ethernet. Com sua taxa de 100 Mbits/s, o que equivalente a pouco mais de 10 MB/s (megabytes por segundo), o usuário pode acessar arquivos em um servidor, e nem notar diferenças em termos de desempenho. A maioria dos discos rígidos modernos opera com taxa de transferência efetiva entre 30 MB/s e 60 MB/s. Vemos então que o acesso ao disco em um servidor é mais demorado que um disco rígido local. A situação piora quando aumenta o número de clientes acessando o servidor. O tempo de transferência de arquivos será muito maior, e lentidão será notada principalmente nos acessos a arquivos grandes. Por isso não é recomendado usar arquivos no servidor para trabalhos comuns. É melhor trabalhar com arquivos locais e armazenar os backups no servidor. Existem casos em que isso não pode ser feito. Por exemplo, quando vários usuários acessam um banco de dados no servidor. Felizmente este tipo de acesso não é muito demorado. Os dados são transferidos entre o servidor e as estações de trabalho em pequenos blocos, e não em grandes volumes. Mesmo quando poucos usuários acessam o servidor, o desempenho poderá ser baixo. Considere por exemplo o tempo para a leitura de um arquivo do servidor. Devemos levar em conta o tempo da própria leitura do disco rígido do servidor, e mais o tempo para a transferência desses dados pela rede. Se o servidor não tiver um disco rígido de alto desempenho, a chegada dos dados no computador cliente será ainda mais demorada. Por isso é tão importante que o servidor seja um computador especial, com muita memória, processador e disco rígido velozes. 6) Custo de implementação de redes pequenas Para ligar computadores em rede, normalmente são usados cabos apropriados, placas de interface e concentradores (como os já citados hubs). Os equipamentos são relativamente baratos no caso de redes pequenas, que não necessitam de servidores dedicados. O custo é ainda menor no caso de redes formadas por dois computadores. Neste caso especial não é preciso utilizar hubs. Basta ligar os dois computadores diretamente usando um cabo de rede do tipo “crossover”, encontrado com facilidade nas revendas de informática. Os cabos de rede mais usados são os do tipo UTP (par trançado), com conectores RJ-45. Podem ser encontrados nas modalidades normal e crossover. Os do tipo crossover são usados para ligar diretamente dois computadores, sem o uso de hubs. Os do tipo normal são usados nas ligações entre cada computador e o hub ou concentrador utilizado.
Praticamente todos os micros modernos possuem interface de rede integrada. Se ambos os micros envolvidos tiverem interfaces de rede, bastará comprar o cabo. Mesmo quando os micros não possuem interface de rede, o custo da instalação é pequeno, já que as placas de rede são bem baratas.
Quando a rede possui mais de dois computadores, não é possível usar o cabo crossover. É preciso ter em cada computador uma placa de rede e ligá-los todos a um concentrador, como um hub ou switch.
A tabela que se segue mostra o custo aproximado dos equipamentos de rede citados aqui:
Vejamos então alguns exemplos de custos envolvidos na implantação de pequenas redes: a) Dois micros que já possuem placa de rede b) Dois micros que não têm placa de rede c) Três ou mais micros 7) Aplicações das redes Vimos que o custo de implantação de redes é relativamente pequeno, no caso de redes domésticas e redes para pequenas empresas. A ligação de computadores em rede é muita vantajosa pois traz inúmeros novos recursos, tanto em redes pequenas como em redes corporativas. Mostraremos brevemente algumas dessas aplicações que serão detalhadas nos próximos capítulos. Compartilhamento de arquivos Com este recurso, o usuário tem ao seu dispor, não apenas as unidades de disco do seu computador, mas também unidades virtuais localizadas em um servidor. Essas unidades são na verdade pastas (diretórios) do servidor que são configuradas para para serem compartilhadas. As pastas podem ser configuradas para serem acessadas por qualquer usuário (veja por exemplo, a pasta “Arquivos para TODOS”, na figura 15. Podem ainda ser configuradas para serem usadas apenas por um usuário específico, protegidas através de senhas (veja no exemplo da figura 15, a pasta “Arquivos de Laércio”).
O compartilhamento de arquivos traz inúmeras vantagens. É possível por exemplo copiar grandes quantidades de dados entre computadores diferentes, sem utilizar CDs ou outro meio de armazenamento. Fica fácil desta forma trabalhar em grupo em ambientes empresariais, já que os arquivos centralizados podem ser utilizados com facilidade por várias pessoas. No sistema Windows, o acesso a pastas e impressoras compartilhadas é feito pelo ícone Meus Locais de Rede. Compartilhamento de impressoras Uma impressora conectada a um servidor (que pode ser dedicado ou não) pode ser configurada como compartilhada. Isto significa que outros computadores da rede poderão utilizá-la. Assim como ocorre no caso do compartilhamento de arquivos, as impressoras compartilhadas também podem ser configuradas para limitar o acesso dependendo do usuário. Poderão ser de uso geral, de uso específico para um usuário ou para um grupo de usuários.
Impressoras de rede aparecem na pasta de impressoras do Windows, assim como ocorre com as impressoras locais. No exemplo da figura 16 temos três impressoras instaladas: FAX: HP Laser Jet Series II: HP 7550 Plus: Ao comandarmos uma impressão podemos sempre selecionar a impressora desejada. Na figura 17 comandamos uma impressão com o Microsoft Word e indicamos a impressora a ser usada como “\\SW2000\HP 7550 Plus”. O nome completo da impressora de rede inclui o nome do computador (no nosso caso, SW2000) e o nome da impressora (no nosso caso, HP 7550 Plus). De um modo geral, é usada a forma: \\Nome do computador\Nome da impressora Não é necessário entretanto conhecer esta sintaxe. Basta selecionar a impressora na lista, que já aparece com o nome completo.
Graças ao compartilhamento de impressoras, não é necessário que cada computador da rede tenha a sua própria impressora local. Em redes maiores, certos computadores até podem ter uma impressora local para a listagem de documentos sigilosos, porém o trabalho pesado pode ser feito em uma impressora de rede. Existem impressoras a laser de alto desempenho e alto custo. Produzem em poucos minutos, listagens que pequenas impressoras a jato de tinta demorariam horas para gerar. Impressoras deste tipo são muito caras, entretanto seu uso é justificável em grandes redes, já que estarão disponíveis para um grande número de usuários. Este também é o caso das impressoras a laser coloridas. São muito caras e produzem listagens com excepcional qualidade. São melhores que as impressoras a jato de tinta no que diz respeito à velocidade de impressão e à qualidade. Uma única impressora pode ser ligada em uma rede, ficando disponível para vários usuários. Em uma pequena rede doméstica, o compartilhamento de impressora também é um recurso interessante. Não é preciso ter uma impressora para cada computador, e não é preciso usar caixas comutadoras de impressoras. Basta deixar a impressora ligada a um dos micros e configurá-la como compartilhada. Esta operação é bastante simples e está ilustrada na figura 18. Basta abrir a pasta de impressoras, clicar na impressora local com o botão direito do mouse e no menu escolher a opção Compartilhamento. Não se preocupe, este é um capítulo de introdução. Nos próximos capítulos mostraremos com detalhes todas essas operações.
Compartilhamento de conexão com a Internet Compartilhamentos resultam em redução de custos, já que um único recurso, muitas vezes caro, pode atender a um grande número de usuários. Em um ambiente empresarial, praticamente todos os computadores têm acesso à Internet, mas não é necessário que cada um deles tenha um modem e ocupe uma linha telefônica. Em geral existe uma conexão de alta velocidade entre um servidor e a Internet, e através deste servidor os demais micros da rede acessam a Internet. Felizmente não apenas as grandes redes podem contar com este recurso. Até uma pequena rede doméstica com apenas dois micros pode ter um deles ligado à Internet por meios convencionais (modem e linha telefônica, ou outros tipos de conexão), e esta conexão pode ficar disponibilizada para os demais micros da rede. Este recurso foi introduzido no Windows 98 Segunda edição e está também presente no Windows ME, Windows 2000 e Windows XP. Trata-se do ICS (Internet Connection Sharing, ou Compartilhamento de conexão com a Internet). Uma só conta, um só modem e uma só linha telefônica podem atender a dois ou mais computadores simultaneamente. É claro que quanto maior é o número de computadores, menor será o desempenho, já que os dados de todos os computadores passarão por uma única conexão. Ainda assim para redes muito pequenas, como é o caso das redes domésticas, este tipo de compartilhamento é bastante eficiente. A figura 19 mostra o compartilhamento de conexão com a Internet em uma pequena rede de 4 micros, interligados através de um hub. Um dos micros possui conexão com a Internet. Note que este micro é o responsável pela ligação entre duas redes, uma interna (formada pelos 4 micros) e uma externa (a Internet). Chamamos genericamente de Gateway, os equipamentos responsáveis pela conexão entre redes. Qualquer tipo de conexão com a Internet pode ser compartilhada através de uma rede. Em redes maiores, é usada uma conexão de alta velocidade para ser compartilhada entre todos os computadores. Desta forma todos eles ficam conectados à Internet de forma permanente.
Para pequenas redes como a da figura 19, é aceitável usar uma conexão telefônica comum no servidor para a ligação com a Internet, apesar de funcionar também com conexões de banda larga. Não é preciso usar equipamentos os softwares especiais. O próprio Windows (98SE ou superior) e modems comuns podem ser usados. Esta configuração é bastante adequada a pequenas redes domésticas (figura 20). Uma vez feita a conexão, os usuários de ambos os micros podem usar a Internet simultaneamente.
O método para compartilhamento de conexão com a Internet mostrado na figura 20 tem um inconveniente. É preciso que o micro conectado fisicamente à Internet esteja ligado para que o restante da rede também possa ter acesso. Podemos evitar isso fazendo a ligação física com a Internet através de um modem de banda larga acoplado a um roteador. Dessa forma os micros ficam independentes. Mostraremos no capítulo 12 os diversos métodos para compartilhar uma conexão com a Internet. Internet predial Muitos prédios são atualmente ligados à Internet, quase sempre via rádio. Nesta configuração, um servidor instalado no prédio pelo provedor de acesso é ligado aos apartamentos ou salas comerciais por uma rede interna. Sendo assim, cada computador é ligado à Internet não por um modem, mas por uma placa de rede. Esta configuração nada mais é que uma rede para compartilhamento de conexão com a Internet. Já existem, principalmente nas cidades grandes, muitas opções de conexão com a Internet em banda larga, ou seja, com taxas de transmissão maiores que as dos modems comuns. Nos grandes centros, as conexões mais comuns são ADSL (Velox, Speedy), Internet via cabo (Virtua, Ajato) ou rádio são alguns exemplos. Normalmente os provedores que oferecem essas conexões cobram um valor básico para um computador, e um valor maior quando esta conexão é compartilhada na rede. Não existe entretanto um método para bloquear o compartilhamento de uma conexão. Nada impede que o usuário contrate a conexão para um só ponto e faça ele mesmo o compartilhamento desta conexão com os demais computadores (veja o capítulo 12). Note entretanto que nesse caso, o provedor não dará suporte a este compartilhamento. O usuário terá que configurá-lo sozinho e resolver os eventuais problemas. Nada muito difícil para quem tem alguma experiência em redes.
A figura 21 mostra um típico cable modem. Normalmente esses dispostivos são externos e devem ser ligados ao computador através de uma interface USB ou de uma placa de rede. Nesse caso, o servidor que compartilha o acesso à Internet deverá ter duas placas de rede, sendo uma para sua ligação com a rede local e outro para a ligação deste modem. Também é possível ligar o cable modem a um computador através de uma interface USB. Nesse caso o micro não precisa ter duas placas de rede. Veremos no capítulo 12 que também é possível ligar o cable modem (o mesmo se aplica para os modems ADSL) diretamente em um roteador de banda larga. Jogos É uma verdadeira praga em um ambiente empresarial. Imagine por exemplo cinco funcionários, todos eles utilizando um jogo de corridas como o Need for Speed, ou um jogo de lutas como o Counter Strike. Cada jogador não está competindo apenas com oponentes artificiais gerados pelo jogo. Está na verdade jogando contra seus colegas de trabalho. Através da rede, cada cópia do jogo operando em um computador envia informações sobre a localização e as ações do seu usuário. Também recebe informações semelhantes vindas dos outros usuários do jogo. Neste ambiente chamado de multiplayer, todos os usuários participantes fazem parte do mesmo mundo virtual, e interagem entre si. É claro que é perigoso jogar assim no trabalho. O chefe pode chegar e usuário perde o seu emprego. Um dos primeiros jogos a operarem no modo multiplayer foi o DOOM 2 (figura 22). Operava no modo MS-DOS e fez muito sucesso em meados dos anos 90. Podia ser utilizado por até quatro jogadores em rede, ou dois através de conexão direta pelas interfaces seriais. No exemplo da figura 22, executamos o jogo em três computadores no modo multiplayer. Designamos os jogadores como A, B e C. Neste figura temos a visão das telas do jogador A e do jogador C. Como mostra a figura, o jogador A vê os jogadores B e C. O jogador C vê os jogadores A e B. Não está mostrado, mas o jogador B vê na sua tela, os jogadores A e C. É possível jogar de forma cooperativa (todos juntos contra um inimigo comum) ou uns contra os outros.
Praticamente todos os jogos de corridas e lutas produzidos a partir de então operam em modo multiplayer, através de uma rede, ou então via Internet. Na figura 23 vemos um outro jogo bastante popular no final da década de 1990, o Star Wars Jedi Knight.
Para quem gosta de jogos, é bem interessante usá-los através de uma rede. Com uma pequena rede doméstica você poderá lutar contra um oponente real (seu irmão ou um colega, por exemplo). Também poderá usar jogos de corrida, e até jogos como futebol e outros esportes. Note que é necessário que cada computador tenha uma cópia do jogo a ser utilizado. Correio eletrônico Computadores que têm acesso à Internet podem enviar e receber mensagens eletrônicas (e-mails). Dentro de uma empresa, o número de mensagens internas tende a ser muito maior que o de mensagens externas. A conexão com a Internet é bastante poupada quando as mensagens trocadas entre dois membros da mesma rede podem ser transmitidas através da própria rede, sem o uso da rede externa (Internet). Os programas de correio eletrônico podem portanto estabelecer uma conexão com um servidor de e-mails interno, o que torna a troca de mensagens bem mais rápida. Troca de mensagens O correio eletrônico é uma forma bem eficiente de comunicação, pois não interrompe o receptor para o atendimento das mensagens. O receptor lerá suas mensagens em um instante oportuno, e não precisará interromper outras atividades. Existem entretanto casos em que a comunicação deve ser feita de forma imediata, com urgência. Através de uma rede é possível trocar este tipo de mensagem, em tempo real. As mensagens podem ter a forma de texto, ou então podem ser usados recursos de som e vídeo, através de câmeras e microfones. Existem serviços muito populares como o MSN e o Skype. Também é possível realizar a comunicação usando o programa NetMeeting, encontrado no próprio Windows XP e disponível para download gratuito no site da Microsoft.
Acesso remoto Através de uma rede, um computador pode controlar outro computador. É o que chamamos de acesso remoto. Digamos por exemplo que você trabalha em uma empresa de médio ou grande porte e que precisa utilizar o seu computador que está localizado em outro andar, ou mesmo em outro prédio. Você pode utilizar um computador qualquer da rede para estabelecer uma conexão com o seu computador, através do fornecimento de uma senha. O conteúdo da tela do seu computador será mostrado na tela do computador que você estiver utilizando. Desta forma é possível, por exemplo, um administrador controlar um servidor a partir de uma estação de trabalho. É possível ainda prestar suporte técnico para outros usuários sem ter que ir até o local onde está o computador deste usuário. Até recentemente este recurso era implementado com programas especiais, como o PC Anywhere, da Symantec. O Windows XP traz esses recursos embutidos, tornando fácil o acesso remoto e dispensando o uso de softwares adicionais.
8) Alguns termos técnicos de redes Já apresentamos neste capítulo introdutório, alguns termos técnicos necessários ao acompanhamento dos capítulos seguintes. Já vimos o que é um servidor, uma estação de trabalho, as arquiteturas cliente-servidor e ponto-a-ponto, citamos algums métodos de conexão, mostramos algumas aplicações das redes. Para que possamos desenvolver os capítulos seguintes de uma forma mais técnica, apresentaremos agora mais alguns conceitos importantes. Não se preocupe se forem de difícil entendimento, pois serão explicados mais detalhadamente nos demais capítulos. Protocolo Não poderíamos dar uma introdução sobre redes sem falar sobre os protocolos. De um modo geral, um protocolo é uma linguagem usada na comunicação entre dois dispositivos. Nas redes são utilizados diversos protocolos de comunicação, com várias finalidades e em vários níveis. Um dos protocolos mais comuns utilizados nas redes modernas é o TCP/IP. Originalmente usado na Internet, este protocolo é hoje usado na maioria das redes. Vários protocolos podem estar envolvidos simultaneamente na mesma comunicação de dados. Por exemplo, o protocolo Ethernet é encarregado do transporte de dados entre os computadores e dispositivos de uma rede. O TCP/IP opera em nível mais alto, permitindo que dados sejam transportados além de uma rede, e chegando a qualquer computador que esteja ligado à Internet. Da mesma forma, uma rede pode não estar usando o protocolo TCP/IP, e sim um outro como IPX/SPX ou Appletalk, e ainda assim os dados serem fisicamente transportados com o protocolo Ethernet. Serviços de rede Um computador ou dispositivo da rede que esteja operando como servidor permitirá que outros computadores da rede tenham acesso a seus recursos, como o seu disco rígido, suas impressoras, sua conexão com a Internet e suas unidades de backup. Esses recursos serão disponibilizados porque o servidor executa módulos de software chamados serviços de rede. Portanto um serviço de rede é um software, ou um componente de um sistema operacional para redes, que dá acesso aos recursos de hardware do servidor. Podemos citar como principais serviços, o compartilhamento de arquivos, o compartilhamento de impressoras, o compartilhamento de conexão com a Internet. Firewall Praticamente todas as redes de computadores possuem uma conexão com a Internet. Através dessa conexão, os hackers podem invadir a rede. O processo de invasão é complexo e sofisticado, e envolve a leitura de informações da rede interna, a partir de solicitações externas. Para evitar essas invasões, as redes devem utilizar um firewall. Trata-se de um dispositivo de hardware, ou mesmo um software que é executado no servidor que tem a conexão com a Internet, que monitora os dados que trafegam e filtram transmissões suspeitas. Endereço físico Cada dispositivo de uma rede precisa ter um endereço único. As placas de rede, por exemplo, possuem gravado em uma pequena memória ROM do seu chip principal, um endereço físico de 6 bytes. Esses bytes identificam o fabricante, o modelo e o número de série, portanto na prática não existirão duas placas de rede com endereços iguais. Endereço IP Este é um endereço lógico, usado na redes baseadas no protocolo TCP/IP. Tais endereços são formados por 4 bytes, que em decimal representam números entre 0 e 255. Ao contrário do endereço físico, que fica gravado em ROMs das placas e demais dispositivos de uma rede, o endereço IP é lógico, e pode ser alterado via software. Uma das etapas da configuração de uma rede consiste em definir endereços IP para os computadores e demais dispositivos. Existem regras rígidas para a formação desses endereços. Endereços IP podem ser definidos de três formas: automática (o sistema operacional define o endereço a ser usado), manual (o usuário, técnico ou administrador da rede define o endereço a ser usado) ou designado por um servidor. Os endereços IP são formados por 4 bytes. Indicamos esses endereços na forma xx.yy.ww.zz. Por exemplo, 192.168.0.1 é um endereço IP usado pelos servidores em muitas redes. Algumas faixas de endereços são reservadas para uso interno, ou seja, são usados apenas na rede local. A maior parte dos endereços IP são destinados a uso externo, permitindo aos dados viajar por toda a Internet. Servidor DHCP O servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) é um software que define os endereços IP que os computadores da rede irão utilizar. Sempre que um computador da rede é ligado, procura pela presença de um servidor DHCP. Este servidor identificará o computador que foi ligado e lhe atribuirá um endereço.
Na figura 26 vemos algumas informações sobre os endereços envolvidos em uma conexão de rede. O endereço físico da placa de rede é 00-50-BA-8A-3D-D8. O endereço IP é 192.168.0.4, e foi atribuído por um servidor DHCP cujo endereço é 192.168.0.1. Hubs e switches São dispositivos concentradores, permitindo ligar múltiplos computadores e demais dispositivos em uma rede. Fisicamente são bastante parecidos, mas têm uma diferença fundamental no seu funcionamento. Quando dispositivos estão ligados a um hub, pode existir apenas um transmissor e um receptor a cada instante. Os demais dispositivos têm que esperar a sua vez para usar a rede. Apesar dessa espera ser de apenas alguns milésimos de segundo, na prática resulta em queda de desempenho, já que cada dispositivo não terá a rede à sua disposição 100% do tempo, pois precisa compartilhá-la com outros dispositivos. O switch é um dispositivo mais sofisticado, e permite conversações simultâneas entre dispositivos diferentes, através de canais independentes. Switches de até 8 portas (permitem ligar até 8 dispositivos em rede) custam praticamente o mesmo que os hubs correspondentes. Entretanto entre os modelos com maior número de portas (existem modelos com 16, 24, 32, 48 e 64 portas), os switches tornam-se muito mais caros que os hubs. Sistemas operacionais para redes A maioria dos sistemas operacionais atuais têm suporte nativo para redes. No passado, quando muitos computadores operavam fora das redes, os sistemas operacionais não ofereciam este suporte. Era preciso instalar softwares adicionais, permitindo o funcionamento em rede. Hoje sistemas como o Windows e o Linux possuem módulos que permitem o funcionamento como clientes ou servidores em redes. Permissões Os recursos compartilhados de um servidor podem ser acessados pelos demais computadores da rede. Entretanto, por questões de segurança dos dados, esses acessos não são totalmente livres, e sim, protegidos por senhas. Essas senhas definirão as permissões que cada usuário terá para utilizar os recursos do servidor. Um determinado diretório de um servidor pode ser configurado, por exemplo, para ser acessado por um único usuário, ou por um grupo de usuários, ou por todos os usuários. Esses acessos podem ser ainda configurados como somente leitura ou leitura/gravação. Cabe ao administrador do sistema controlar essas permissões. Administrador O administrador é um usuário avançado, com acesso a todos as configurações da rede. Em redes pequenas o administrador acumula outras funções, como suporte e manutenção. Em redes de porte médio e grande, o administrador trabalha na rede em tempo integral, e muitas vezes chefia uma equipe. O administrador é o gerente da rede, e entre as suas funções estão o gerenciamento de senhas, o backup, as conexões entre as máquinas, servidores, hubs e switches, o segurança e o desempenho. Logon e Login Mesmo aqueles que já estão acostumados com redes podem fazer confusão entre esses dois termos, ou até mesmo saber a diferença mas trocá-los por distração. O login é nome que identifica o usuário. Além do login é preciso também fornecer uma senha para ter acesso à rede. Chamamos de logon a operação de abertura de uma sessão para acesso à rede. O logon consiste em fornecer o login e a senha. Transmissão serial Não só as redes, mas também a maioria das interfaces para periféricos externos de computadores transmitem e recebem dados no formato serial, ou seja, um bit de cada vez. Alguns dispositivos operam com transmissão paralela. Podemos citar as impressoras paralelas, os discos rígidos, unidades de CD/DVD, gravadores e drives de DVD. No modo paralelo, as interfaces podem transmitir vários bits simultaneamente, normalmente 8 ou 16. No passado, a transmissão serial era mais lenta que a paralela, entretanto os atuais métodos de transmissão serial são extremamente rápidos. A transmissão serial permite utilizar cabos mais simples e mais baratos, e atingem distâncias maiores. Novas técnicas de eletrônica foram criadas para que este tipo de transmissão se tornasse extremamente veloz, mesmo transmitindo um bit de cada vez. Colisão Quando vários dispositivos compartilham o mesmo meio de transmissão (como nas redes, onde vários computadores compartilham o mesmo cabo), existe o problema da colisão. Ocorre quando dois dispositivos tentam transmitir dados simultaneamente. As redes utilizam diferentes métodos para detectar ou evitar as colisões. Colisões não detectadas comprometerão a integridade dos dados e a confiabilidade da rede. Um método clássico para detectar colisões consiste em ler os bits que são transmitidos. Quando o transmissor percebe que os bits lidos são diferentes dos transmitidos, fica caracterizada uma colisão. O transmissor deve então aguardar um intervalo de tempo aleatório e repetir a transmissão. Se dois computadores detectaram a colisão, cada um irá esperar um intervalo de tempo diferente, já que trata-se de um intervalo aleatório. Aquele que aguardar um tempo menor poderá transmitir, e o outro detectará a atividade na rede e aguardará a sua vez. Fonte de dados: MANUAL PRÁTICO DE REDES FIM |
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