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Unidade 03 – Introdução às Redes de Computadores 3.1 – Redes Informáticas


Nesta aula…  Redes Informáticas:  O que é uma Rede?  Rede de Computadores;  Conceitos;  PC numa Rede;  Actividades de Normalização.

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O que é uma rede?  É um conjunto de sistemas ou objectos ligados entre si.  O exemplo mais comum de uma rede é o sistema

telefónico, o qual é conhecido como Public Switched Telephone Network (PSTN).  Uma rede PSTN permite que qualquer pessoa em qualquer

local do mundo possa comunicar com qualquer outra que tenha acesso a um aparelho telefónico.

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Rede de Computadores  Do mesmo modo, uma rede de computadores é

composta por dois ou mais computadores ligados entre si de modo a partilhar recursos, dados e programas.

 Essa ligação pode ser efectuada através de fios de cobre,

fibra óptica ou uma ligação sem fios (wireless), que por sua vez poderá ser por ondas de rádio, infravermelhos ou via satélite.

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Conceitos LAN  Uma rede em que todas as máquinas estão situadas

dentro do mesmo espaço físico, como um edifício por exemplo, denomina-se como LAN (Local Area Network).

 Estas redes locais são um dos tipos de redes mais

utilizados. Através delas é possível interligar postos de trabalho, servidores e dispositivos de interligação.

 A área geográfica poderá ser limitada a um edifício ou um

conjunto de edifícios próximos.

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Conceitos LAN  Esta interligação permite, por exemplo, a partilha de

sistemas de ficheiros, a partilha de impressoras, a comunicação entre utilizadores ou o acesso a outras redes.

 Actualmente a tecnologia de rede local mais utilizada é a

Ethernet.

 Dois outros tipos de redes são, também, utilizados para

interligar dispositivos em áreas restritas.

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Conceitos PAN e SAN  PAN (Personal Area Network): 

Estas redes de área pessoal são redes que utilizam tecnologias de comunicação sem fios para interligar computadores, periféricos e equipamentos de voz numa área reduzida.

 SAN (Storage Area Network): 

As redes de armazenamento destinam-se à interligação de grandes computadores e dispositivos de armazenamento de massa, também numa área relativamente pequena (por exemplo, uma sala ou um centro de informática).

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Conceitos: MAN  Se a rede se encontra dispersa por um espaço geográfico

mais vasto como, por exemplo, uma cidade designa-se por MAN (Metropolitan Area Network).  A rede de área metropolitana é no fundo um conjunto de

várias LANs ligadas através de modems ou routers, sendo a ligação efectuada através da linha telefónica, cabo ou ligações wireless.

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Conceitos: MAN  Essencialmente utilizam-se para interligar redes locais

situadas em diversos pontos de uma cidade.

 Por

exemplo, poderão interligar um conjunto de ministérios ou organismos governamentais, ou para interligar pólos universitários.

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Conceitos: WAN  Quando a área se alarga para além desses limites

poderemos já estar em face de uma WAN (Wide Area Network).  As redes de área alargada possibilitam a interligação de

equipamentos, redes locais e redes metropolitanas dispersas por uma grande área geográfica (um país, um continente ou vários continentes).

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Conceitos: WAN  Dado que as distâncias podem ser consideráveis, os atrasos

de propagação poderão ser não negligenciáveis, principalmente se forem utilizadas ligações via satélite. Assim, a débitos elevados, as quantidades de informação em trânsito nestas redes podem ser grandes, o que coloca problemas em termos de controlo de erros e eficácia.

 No entanto, em distâncias da ordem das centenas de

quilómetros e a débitos não muito elevados, até 1 Mbps, o comportamento destas redes é relativamente transparente para os utilizadores.

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Conceitos: VAN  A possibilidade de interligar equipamentos à escala

global, independentemente da sua localização, decorrentes dos tipos de rede referidos anteriormente, conduziu ao conceito de VAN (Virtual Area Network).  Esta rede de área virtual, no entanto, é associada às redes

de área metropolitana, sobre as quais podem ser constituídas diversas VANs independentes para a ligação de redes e equipamentos pertencentes a diferentes clientes.

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Conceitos: VAN ď‚— Uma dada VAN comporta-se como uma rede totalmente

distinta de outras VANs, independentemente de as diversas VANs serem constituĂ­das sobre a mesma VAN.

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Conceitos: VLAN  O conceito de rede virtual tem, também, aplicação nas

redes locais as VLAN (Virtual Local Area Networks).

 Numa da rede local podem ser constituídas várias redes

locais virtuais, sendo a comunicação entre VLANs efectuada através de encaminhadores (routers), como se de redes distintas se tratasse.

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Conceitos: VLAN  A constituição de VLANs pode justificar-se por: 

Questões organizacionais (diferentes departamentos terão a sua VLAN); Questões de segurança (acesso a determinados servidores só será possível a utilizadores de uma dada VLAN); Questões de compartimentação de tráfego (determinados utilizadores interagem mais frequentemente).

 Como o nome indica a VLAN está limitada a uma rede local

e funciona ao nível da segunda camada (Ligação).

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Conceitos: Internet  Actualmente, é praticamente impossível falar de redes

informáticas sem falar da Internet.

 Como o nome sugere é uma rede de interligação de redes.  É presentemente, a maior rede informática existente no

mundo, interligando máquinas e redes à escala planetária, fornecendo acesso a repositórios de informação e a uma enorme variedade de serviços nas mais diversas áreas de actividade.

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Conceitos: Intranet  A aplicação, às redes privadas das organizações, do

paradigma e tecnologias em uso na Internet, conduziu ao conceito de Intranet.  A partir das vantagens da utilização das diversas aplicações

telemáticas no contexto da Internet passou-se a organizar o sistema de informação de uma entidade numa “Internet” privada a cada entidade.

 Uma intranet é uma rede privada que utiliza tecnologias

iguais às que são utilizadas na Internet, trazendo um enorme ganho ao sistema de informação da entidade.

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Conceitos: Intranet  Uma intranet poderá ou não estar ligada à Internet.

Geralmente é frequente a ligação à Internet. Neste caso é necessário a utilização de mecanismos de segurança para que apenas os utilizadores autorizados acedam à informação.

 Geralmente o sistema utilizada é uma firewall que, entre

outras funções, impede acessos não autorizados a partir do exterior.

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Conceitos: Intranet ď‚— A figura ilustra o conceito de Intranet:

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Conceitos: Extranet  Por vezes certas entidades necessitam de disponibilizar

informação a outras entidades. Em alguns casos esta informação pode ser considerável e, neste caso, pode ser conveniente interligar as diversas intranets das entidades envolvidas, constituindo-se a Extranet.  Como é natural os mecanismos de segurança são também

essenciais.

 Nem toda a informação de uma intranet será acessível a

partir de outras intranets.

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Conceitos: Extranet  Assim em cada intranet existem uma parte privada e uma

parte pública, que pode ser acedida pelos membros da extranet.

 A interligação das diversas intranets poderá ser feita com

recurso a redes privadas ou com recurso à própria Internet. Neste último caso deverão ser utilizados mecanismos para garantir a confidencialidade e integridade da informação.

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Conceitos: Extranet ď‚— A figura ilustra

o conceito de Extranet.

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Conceitos: VPN  A VPN (Virtual Private Network) é outro conceito de rede

virtual, de grande implementação, e que por vezes é confundido com a VLAN.

 Trata-se de uma rede privada virtual que interliga duas

redes de uma forma segura, através de uma rede insegura, como a Internet.

 Em cada lado é estabelecido uma entrada para um “túnel”

e os dados que entram neste túnel da VPN são encriptados, encapsulados e enviados para a saída do túnel.

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Conceitos: VPN  Uma VPN tem várias vantagens:  Elimina a necessidade de linhas dedicadas;  É escalável;  As mesmas vantagens da VLAN:   

Segmentar o tráfego; Segurança dos acessos; Acesso apenas a determinados dados e aplicações só aos utilizadores da VPN.

 A desvantagem principal é o aumento do peso devido à

segurança implementada.

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Conceitos: VPN  Funciona ao nível da terceira camada (rede).

 Exemplo de uma VPN suportada na Internet:

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PC numa Rede (1/2)  As primeiras redes eram compostas por terminais ligados

ao mesmo sistema que centralizava os dados e os programas, sendo por isso associado ao conceito de Arquitectura Centralizada.

 Com o aparecimento dos PCs essa arquitectura foi

gradualmente abandonada, assim os terminais passivos, ou vulgarmente denominados de terminais estúpidos, foram sendo substituído por PCs, que permitiam o processamento local e individual e comunicação como o sistema central.

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PC numa Rede (2/2)  Os programas começaram a ser removidos do sistema

central para ser instalados nos PCs de secretária, deixando no sistema central somente os dados. Era a Arquitectura Cliente/Servidor.

 Nesta arquitectura o PC cliente solicita os dados ao

servidor e processa-os localmente.

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Actividades de Normalização (1/2) A

necessidade de serem garantidas, de forma independente dos fabricantes, a máxima abertura na integração dos diferentes componentes de uma rede informática e na interoperação de redes de diferentes tecnologias faz com que as actividades de normalização tenham uma enorme importância nesta área tecnológica.

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Actividades de Normalização (2/2)  Existem diversas organizações na área de redes

informáticas que podem ser agrupadas em quatro níveis:  Organizações de Âmbito Internacional;  Organizações de Âmbito Regional;  Organizações de Âmbito Nacional;  Organizações de Âmbito Sectorial.

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Organizações de Âmbito Internacional (1/8)  ISO – International Organization for Standardization  É uma organização não governamental, sem fins lucrativos,

onde estão representadas as organizações nacionais de normalização de países membros (actualmente mais de 100).

 É a organização mais importante de normalização a nível

mundial tendo sido formada em 1947 com o objectivo de promover a normalização em todas as áreas para facilitar a troca de produtos a nível internacional.

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Organizações de Âmbito Internacional (2/8)  As normas ISO são designadas por International Standards

e resultam de um processo normalmente longo de desenvolvimento, em que se procura mais ampla aceitação por parte de todas as entidades participantes.

 Na área de redes de comunicação a principal iniciativa da

ISO consistiu no Modelo OSI.

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Organizações de Âmbito Internacional (3/8)  ITU – International Telecommunications Union  É uma organização intergovernamental para a regulação e para o desenvolvimento das comunicações terrestres e via satélite (ex. utilização do espectro radioeléctrico e definição de órbitas).  Dentro da ITU, o sector designado por ITU-T (antes era designado por CCITT – International Telegraphand Telephone Consultive Committee), trata das telecomunicações e promove o desenvolvimento de normas com o objectivo de facilitar a interligação de sistemas de telecomunicações dos vários países independentemente da tecnologia usada e do fabricante. Prof. Jorge Capela

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Organizações de Âmbito Internacional (4/8)  As normas do ITU-T são designadas por Recomendações

Internacionais.

 Na área das redes informáticas existe uma estreita

cooperação entre a ISO e a ITU-T que se traduz na adopção cruzada de normas entre as duas organizações.

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Organizações de Âmbito Internacional (5/8)  ISOC – Internet Society  É uma organização internacional cujo objectivo é promover o desenvolvimento, evolução e utilização da Internet.  Para além de coordenar actividades de natureza técnica

(desenvolvimento de normas e protocolos para a Internet) e de actuar como fonte oficial de informações sobre a Internet, a ISOC tem vindo a apoiar iniciativas menos técnicas, como sejam iniciativas educacionais e promocionais.

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Organizações de Âmbito Internacional (6/8)  A nível técnico as actividades centram-se na arquitectura

protocolar TCP/IP.

 Estes trabalhos técnicos são desenvolvidos no âmbito de

grupos de trabalho do IETF (Internet Engineering Task Force), sob a coordenação técnica do IESG (Internet Engineering Steering Group) e coordenação do IAB (Internet Architecture Board).

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Organizações de Âmbito Internacional (7/8)  Os diversos documentos técnicos são publicados numa

série de documentos designados RFC (Request for Comments), livremente acessíveis num grande número de servidores na Internet.  Os RFCs podem ter carácter experimental, informativo ou normativo.  Devido ao seu carácter normativo alguns RFCs são adoptados como Internet Standards, formando uma subsérie de RFCs designada STD.  Estes STDs estão correctos, foram testados em múltiplas implementações e têm uma grande base de apoio. Prof. Jorge Capela

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Organizações de Âmbito Internacional (8/8)  IEC – International Electrotechnical Commission  É uma organização formada por representações nacionais dos países industrializados e é responsável pela coordenação de actividades de normalização na área da electrotecnia e da electrónica.  Na área das redes informáticas existe uma grande

cooperação entre a ISO e a IEC, que se traduz na edição conjunta de normas – normas ISO/IEC.

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Organizações de Âmbito Regional (1/2)  A normalização de âmbito internacional é normalmente

influenciada por um conjunto de entidades que desenvolvem técnicas de divulgação e coordenação da adopção de normas internacionais.

 Estas são bastante importantes, principalmente na

Europa, que hoje em dia potencia o aparecimento de organizações supranacionais. Na área das redes informáticas, a CEN é a mais reconhecida.

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Organizações de Âmbito Regional (2/2)  CEN – Comité Européen de Normalisation  É a organização responsável pelo processo de normalização a nível europeu em todas as áreas, como a excepção da área de electrotecnia que está a cargo do CENELEC (Comité Européen de Normalisation Electrotechinque) e das telecomunicações a cargo do ETSI (European Telecommunications Standards Institute).

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Organizações de Âmbito Nacional (1/4)  A actividade de normalização tem, muitas vezes, início a

nível nacional, sobretudo nos países mais desenvolvidos, sendo senso comum que um processo de normalização iniciado a nível nacional venha a ter uma posterior adopção a nível regional e/ou internacional.

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Organizações de Âmbito Nacional (2/4)  ANSI – American National Standards Institute  É o principal responsável pelo processo de normalização nos EUA. É uma instituição privada, sem fins lucrativos, fundada em 1918, onde estão representados entidades do sector público e privado.  SA – Standards Australia e NZS – New Zeland Standards  São as organizações nacionais dos respectivos países e têm bastante influência a nível internacional.

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Organizações de Âmbito Nacional (3/4)  DIN – Deutsche Institute fur Normung  É o principal responsável de normalização da Alemanha, e pelo influência da Alemanha no desenvolvimento tecnológico europeu as suas normas são muitas vezes adoptadas.  BSI – British Standards Institute  É o responsável da normalização na Grã-Bretanha e como o DIN tem bastante influência.

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Organizações de Âmbito Nacional (4/4)  AFNOR – Association Française pour la Normalisation  É o responsável da normalização na França e como o DIN e o BSI tem também bastante influência.  Em Portugal as actividades de produção e normalização

nacionais (NP – Norma Portuguesa) e a representação nos organismos europeus (CEN, CENELEC) e internacionais (ISO) são desempenhadas pelo IPQ – Instituto Português da Qualidade, no âmbito das suas responsabilidades de gestão e desenvolvimento do Sistema Português da Qualidade.

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Organizações de Âmbito Sectorial (1/5)  Para além das organizações nacionais, regionais e

internacionais existem múltiplas associações sectoriais:  de fabricantes;  de consumidores;  de utilizadores;  de profissionais

envolvidas em actividades de normalização, normalmente numa determinada área tecnológica.

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Organizações de Âmbito Sectorial (2/5)  EIA – Electrical Industries Association  É um associação sectorial dos industriais de electrotecnia e electrónica dos EUA e Canadá. É responsável por uma intensa actividades de normalização na área das redes informáticas.  É responsável pelas normas da família RS, das quais se

destacam as normas EIA-232D (evolução da RS-232C) e EIA530 (evolução diferencial da EIA-232D).

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Organizações de Âmbito Sectorial (3/5)  TIA – Telecommunications Industries Association  É uma associação congénere da EIA mas para a área de telecomunicações sendo o trabalho de ambas enquadrado no âmbito da ANSI, na qual são associadas.

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Organizações de Âmbito Sectorial (4/5)  IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers  Fundado em 1884 é uma das maiores associações profissionais do mundo.  Iniciou-se nos EUA mas actualmente envolve mais de 400

mil profissionais do todo o mundo das áreas de engenharia electrónica, electrotécnica e informática.

 Também se envolve em actividades de normalização na

área de redes informáticas.

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Organizações de Âmbito Sectorial (5/5)  ECMA – European Computer Manufactors Association  É uma organização representativa dos fabricantes europeus de computadores.  Teve

um envolvimento bastante desenvolvimento da arquitectura OSI.

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importante

no

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Para consultar…  Documento Vlans.pdf

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Trabalho de Grupo  Pesquisar na Internet sobre a temática dos tipos de redes

(LAN, MAN, WAN, VLAN, …).

 Tendo por base a pesquisa realizada e os apontamentos

fornecidos na aula, pretende-se a elaboração de um trabalho em PowerPoint para apresentar oralmente ao professor e à turma.

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Quest천es e sugest천es

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