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Redes de computadores, também conhecidas como redes de dados, são sistemas que interligam dispositivos para permitir a comunicação e o compartilhamento de recursos. Esses recursos podem incluir acesso a informações, documentos, impressoras e acesso à internet. As redes de computadores utilizam protocolos de comunicação, como TCP/IP, para garantir a transmissão segura de dados, seja por meio de cabos ou sem fio.

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Rede de computadores ou Rede de dados, na informática e na telecomunicação é um conjunto de dois ou mais dispositivos eletrônicos de computação (ou módulos processadores ou nós da rede) interligados por um sistema de comunicação digital (ou link de dados), guiados por um conjunto de regras ( protocolo de rede) para compartilhar entre si informação, serviços e, recursos físicos e lógicos. Estes podem ser do tipo: dados, impressoras, mensagens ( e-mails), entre outros. As conexões podem ser estabelecidas usando mídia de cabo ou mídia sem fio.

Os dispositivos integrantes de uma rede de computadores, que roteiam e terminam os dados, são denominados de "nós de rede" (ponto de conexão), que podem incluir hosts, como: computadores pessoais, telefones, servidores, e também hardware de rede. Dois desses dispositivos podem ser ditos em "rede" quando um dispositivo é capaz de trocar informações com o outro dispositivo, quer eles tenham ou não uma conexão direta entre si.

Os exemplo mais comuns de redes de computadores, são: Internet; Intranet de uma empresa; rede local doméstica; entre outras.

O sistema de comunicação vai se constituir de um arranjo topológico, interligando os vários módulos processadores através de enlaces físicos (meios de transmissão ou rede de transmissão), e de um conjunto de regras com o fim de organizar a comunicação ( protocolos).

A Internet é um amplo sistema de comunicação que conecta muitas redes de computadores. Existem várias formas e recursos de diversos equipamentos que podem ser interligados e compartilhados, mediante meios de acesso, protocolos e requisitos de segurança.

Os meios de comunicação podem ser: linhas telefônicas, cabo, satélite ou comunicação sem fios (wireless).

O objetivo das redes de computadores é permitir a troca de dados entre computadores e a partilha de recursos de hardware e software. .

Uma rede de computadores também é formada por um número ilimitado mas finito de módulos autônomos de processamento interconectados, no entanto, a independência dos vários módulos de processamento é preservada na sua tarefa de compartilhamento de recursos e troca de informações.

Não existe nesses sistemas a necessidade de um sistema operacional único, mas sim a cooperação entre os vários sistemas operacionais na realização das tarefas de compartilhamento de recursos e troca de informações.

Antes do advento de computadores dotados com algum tipo de sistema de telecomunicação, a comunicação entre máquinas calculadoras e computadores antigos era realizada por usuários 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 Nova 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 interesse na Advanced Research Projects Agency ( ARPA) quando, em 1962, J. C. R. Licklider foi contratado e desenvolveu um grupo de trabalho o qual ele chamou de a "Rede Intergaláctica", um precursor da ARPANET.

Em 1964, pesquisadores de Dartmouth desenvolveram o Sistema de Compartilhamento de Tempo de Dartmouth para usuários distribuídos de 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 gerenciar conexões telefônicas.

Durante a década de 1960, Leonard Kleinrock, Paul Baran e Donald Davies, de maneira independente, conceituaram e desenvolveram sistemas de redes os quais usavam datagramas ou pacotes, que podiam ser usados em uma 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 conectadas com o início da rede ARPANET usando circuitos de 50 kbits/s.

Em 1972, foram implantados X.25 nos serviços comerciais e, mais tarde, usado como uma infraestrutura básica para a expansão de redes TCP/IP.

Em 1973, a rede francesa CYCLADES foi o primeiro a fazer os hosts responsável pela entrega confiável de dados, em vez de este ser um serviço centralizado da própria rede.

Em 1973, Robert Metcalfe escreveu um memorando formal na Xerox PARC, descrevendo um sistema de rede Ethernet, que foi baseada na rede Aloha, desenvolvido na década de 1960 por Norman Abramson e colegas na Universidade do Havaí.

Em 1976, John Murphy da Datapoint Corporation cria a ARCNET, uma rede de passagem de token usada pela primeira vez para compartilhar dispositivos de armazenamento.

Em 1995, a velocidade de transmissão para Ethernet aumentou sua capacidade para 10 Mbit/s e 100 Mbit/s.

Em 1998, a capacidade de transmissão da Ethernet chegou no Gigabit, mas não parou por aí, posteriormente, altas velocidades de até 100 Gbit/s foram adicionadas ( em 2016).

A capacidade de Ethernet para escalar facilmente (como se adaptar rapidamente para suportar novas velocidades de cabo de fibra óptica) é um fator que contribui para o seu uso continuado.

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 usuários de redes, desde o pesquisador até o usuário doméstico.

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

Antigamente era comum os centros de computação, que consistia em um ou mais computadores centralizados em um cômodo, responsáveis por realizar todo o processamento de uma organização. A união de computadores e um meio de comunicação entre eles fez com que esses centros computacionais se tornassem algo arcaico, pois o trabalho de processamento poderia ser distribuído entre diversos dispositivos menos potentes e interconectados. O que permite essa união são as redes de computadores.

A necessidade de compartilhar entre as pessoas de uma empresa informações ou até mesmo equipamentos entre computadores, coloca Redes de computadores em evidência. Quando falamos de aplicações comerciais a palavra chave é compartilhamento de recursos, todos os integrantes de uma rede de computadores comercial necessitam ter acesso aos dados e equipamentos independentemente de sua localização física e recursos computacionais. Um cenário clássico que descreve muito bem o compartilhamento de recursos é o de uma empresa em que cada funcionário possui uma impressora de porte pequeno individualmente, é evidente que uma ou mais impressoras de um porte maior compartilhado entre os empregados seria mais vantajoso que privatizar individualmente uma única unidade para cada um, visto que nem todos usam com a mesma frequência e logo não há a necessidade de se gastar tanto recuso financeiro para comprar e manter impressoras individuais.

Na contemporaneidade, cada vez mais empresas tem dependência de dados computacionais, portanto mais importante que o compartilhamento de equipamentos talvez seja o de dados comerciais entre membros de uma companhia. Uma pane em uma rede de qualquer empresa seria um golpe fatal para o funcionamento dela, talvez menos em empresas menores mas com certeza causaria prejuízos tanto temporais quanto financeiros para qualquer uma e de qualquer porte.

O modelo de distribuição de dados nomeado servidor é bastante utilizado, os dados são mantidos em um computador e local isolado e controlado por um administrador de sistemas. Os clientes (usuários usando seu computador) através da rede local acessam essa máquina chamada servidor, e com isso conseguem obter os dados que estão centralizados. Esse modelo exemplificado é chamado de modelo cliente-servidor e é bastante usado principalmente em aplicações Web.

Hoje em dia diversos dispositivos eletrônicos domésticos estão integrados a rede doméstica, como lâmpadas inteligentes, sistema de câmeras de segurança, dispositivos de som, computadores, impressoras entre outros onde os usuários conectados à rede podem acessar e controlar os dispositivos, ou também os usuários podem realizar o compartilhamento de informações entre si.

O acesso doméstico a internet também possibilita que os usuários possam acessar computadores (servidores) remotamente para fins de comércios eletrônicos, se comunicar com outras pessoas através de redes sociais, contratar serviços, ler jornais publicados online, comprar livros disponibilizados digitalmente. O usuário pode também pesquisar por qualquer coisa que lhe interesse como: notícias e informações sobre política, famosos, saúde, entretenimento e educação. Pode também utilizar da rede para o seu lazer como: jogos, receitas culinárias, esportes, e filmes/séries, entre outras infinitas possibilidades de conteúdos e atividades que podem ser encontradas pela rede mundial de computadores (World Wide Web).

A rede de computadores pode-se dizer que é um ramo de engenharia elétrica, engenharia eletrônica, informática, tecnologia da informação( TI), telecomunicações ou engenharia da informática. Uma rede de computadores facilita as comunicações interpessoais permitindo que os usuários se comuniquem de forma eficaz e de maneira simples através de vários meios: e-mail, mensagens instantâneas, chat online, telefone e videoconferência.

Uma rede permite o compartilhamento de recursos de rede e computação. Os usuários podem acessar e usar recursos fornecidos por dispositivos na rede, como imprimir um documento em uma impressora de rede compartilhada, ou usar um dispositivo de armazenamento compartilhado. Também permite o compartilhamento de arquivos, dados e outros tipos de informações que dão aos usuários autorizados a capacidade de acessar informações armazenadas em outros computadores na rede.

Uma rede de computadores pode ser utilizada por hackers de segurança para implantar vírus de computador ou Worms de computadores em dispositivos conectados à rede, ou para evitar que esses dispositivos acessem a rede através de um ataque de negação de serviço.

Os links de comunicação por computador que não suportam pacotes, como os links tradicionais de telecomunicações ponto-a-ponto, simplesmente transmitem dados como um fluxo de bits. No entanto, a maioria das informações em redes de computadores é transportada em pacotes. Um pacote de rede é uma unidade de dados formatada (uma lista de bits ou bytes, normalmente algumas dezenas de bytes com alguns quilobytes de comprimento) carregados por uma rede comutada por pacotes. Os pacotes são enviados através da rede para o seu destino. Uma vez que os pacotes chegam, eles são remontados em sua mensagem original.

Os pacotes consistem em dois tipos de dados: informações de controle e dados do usuário (carga útil). As informações de controle fornecem dados que a rede precisa fornecer os dados do usuário, por exemplo: endereços de rede de origem e de destino, códigos de detecção de erros e informações de seqüência. Normalmente, as informações de controle são encontradas em cabeçalhos de pacotes e reboques, com dados de carga útil entre eles.

Com os pacotes, a largura de banda do meio de transmissão pode ser melhor compartilhada entre os usuários do que se a rede fosse comutada por circuito. Quando um usuário não está enviando pacotes, o link pode ser preenchido com pacotes de outros usuários e, portanto, o custo pode ser compartilhado, com relativamente pouca interferência, desde que o link não seja usado demais. Muitas vezes, a rota que um pacote precisa passar por uma rede não está disponível imediatamente. Nesse caso, o pacote está em fila e aguarda até que um link seja gratuito.

O hardware foi o único personagem nas primeiras estruturações de redes, mas com o passar do tempo percebeu-se que o software poderia trazer novas viabilidades e hoje ele é um elemento essencial das Redes de Computadores.

Uma rede pode ser definida por seu tamanho, topologia, meio físico e protocolo utilizado.

(Personal Area Network, em português: Rede de Área Pessoal): é uma rede doméstica que liga recursos diversos ao longo de uma residência. Em outras palavras, é uma rede de computadores usada para comunicação entre computador e diferentes dispositivos tecnológicos de informação perto de uma pessoa. Alguns exemplos de dispositivos que são usados ​​em um PAN são computadores pessoais, impressoras, aparelhos de fax, telefones, PDAs, scanners e até mesmo consoles de videogames. Uma PAN pode incluir dispositivos com fio e sem fio. O alcance de uma PAN normalmente se estende a 10 metros. Uma PAN com fio geralmente é construído com conexões USB e FireWire enquanto tecnologias como Bluetooth e comunicação por infravermelho tipicamente formam um PAN sem fio.

(Local Area Network, ou Rede Local). É uma rede onde seu tamanho se limita a apenas uma pequena região física. Uma rede de área local (LAN) é uma rede que conecta computadores e dispositivos em uma área geográfica limitada, como uma casa, escola, prédio de escritórios ou grupo de edifícios bem posicionado. Cada computador ou dispositivo na rede é um nó. LANs com fio são geralmente baseadas em tecnologia Ethernet. Novos padrões como o ITU-T G.hn também fornecem uma maneira de criar uma LAN com fio usando a fiação existente, como cabos coaxiais, linhas telefônicas e linhas de energia. [26] Contudo, atualmente em locais onde realizar o cabeamento possa ser um trabalho custoso, a rede LAN pode ser projetada para utilizar o protocolo 802.11, ou seja, uma rede wireless (sem fio), porém é uma conexão que pode possuir um desempenho inferior em relação a redes cabeadas com tecnologia Ethernet, visto que os sinais wireless normalmente terão que enfrentar obstáculos como paredes que podem interferir na transmissão dos sinais .

As características definidoras de uma LAN, em contraste com uma rede de área ampla (WAN), incluem maiores taxas de transferência de dados, alcance geográfico limitado e falta de dependência de linhas alugadas para fornecer conectividade. A Ethernet atual ou outras tecnologias LAN IEEE 802.3 funcionam a taxas de transferência de dados de até 100 Gbit / s, padronizadas pelo IEEE em 2010. [27] Atualmente, a Ethernet de 400 Gbit / s está sendo desenvolvida.

Uma LAN pode ser conectada a uma WAN usando um roteador.

(Vertical Area Network, ou rede de área vertical). É usualmente utilizada em redes prediais, vista a necessidade de uma distribuição vertical dos pontos de rede.

(Campus Area Network, ou rede de área do campus). Uma rede que abrange uma área mais ampla, onde pode-se conter vários prédios dentro de um espaço continuo ligados em rede. Esta segundo Tanenbaum em seu livro "Redes de computadores" é uma LAN, justamente porque esta área dita ampla, abrange 10 quarteirões ou aproximadamente 2.500m quadrados. Esta rede é pequena quando comparado a uma cidade.

(Metropolitan Area Network, ou rede metropolitana). A MAN é uma rede onde temos por exemplo: Uma rede de farmácias, em uma cidade, onde todas acessam uma base de dados comum. As MAN oferecem altas taxas de transmissão, baixas taxas de erros, e geralmente os canais de comunicação pertencem a uma empresa de de telecomunicações que aluga o serviço ao mercado. As redes metropolitanas são padronizadas internacionalmente pela IEEE 802 e ANSI, sendo que os padrões mais conhecidos para a construção MANs são o DQDB (Distrubuted Queue Dual BUS) e o FDDI (Fiber Distributed Data Interface).

Um exemplo bem conhecido de MAN é a rede de TV a cabo, onde as centrais recebem o sinal de uma grande antena, normalmente instaladas em topos de colina para melhor recepção do sinal e, então, o sinal é conduzido por cabos até as residências. A rede de televisão foi sendo aprimorada até o final da década de 1990, sendo melhorada a qualidade de imagem e áudio, acesso a mais canais especializados, maior distribuição do sinal nas cidades, etc. Quando a Internet se tornou atrativo para grande parte da população, as operadoras de TV perceberam que com algumas mudanças, era possível entregar internet full-duplex, dessa forma se transformando em uma rede metropolitana. O padrão 802.16 é uma MAN conhecida como WiMAX, que é uma rede metropolitana que permite a conexão de computadores, porém sem fio .

(Wide Area Network, ou rede de longa distância). Uma WAN integra equipamentos em diversas localizações geográficas (hosts, computadores, routers/gateways, etc.), envolvendo diversos países e continentes (Ex: a Internet, as redes dos bancos internacionais, como o Citibank).

(Storage Area Network, ou Rede de armazenamento). Uma SAN serve de conexão de dispositivos de armazenamento remoto de computador para os servidores de forma a que os dispositivos aparecem como locais ligados ao sistema operacional.

(Virtual Private Network, ou Rede virtual privada). É uma rede de comunicação privada comumente utilizada por grandes empresas, que consiste em possuir um ou mais computadores com alta capacidade de armazenamento e de processamento chamado de servidor, onde os dados da empresa e suas filiais podem ficar armazenados. Assim de forma compartilhada filiais empresariais de diferentes estados, cidades ou países podem ter acesso às informações da empresa de maneira remota e ágil.

A topologia de rede é o canal no qual o meio de rede está conectado aos computadores e outros componentes de uma rede de computadores. Essencialmente, é a estrutura topológica da rede, e pode ser descrito física ou logicamente. Há várias formas nas quais se podem organizar a interligação entre cada um dos nós (computadores) da rede. Existem duas categorias básicas de topologias de rede:

Topologia física

Topologia lógica

A topologia física é a verdadeira aparência ou layout da rede, enquanto que a lógica descreve o fluxo dos dados através da rede. A topologia física representa como as redes estão conectadas (layout físico) e o meio de conexão dos dispositivos de redes (nós ou nodos). A forma com que os cabos são conectados, e que genericamente chamamos de topologia da rede (física), influencia em diversos pontos considerados críticos, como a flexibilidade, velocidade e segurança.

A topologia lógica refere-se à maneira como os sinais agem sobre os meios de rede, ou a maneira como os dados são transmitidos através da rede a partir de um dispositivo para o outro sem ter em conta a interligação física dos dispositivos. Topologias lógicas são frequentemente associadas à Media Access Control, métodos e protocolos. Topologias lógicas são capazes de serem reconfiguradas dinamicamente por tipos especiais de equipamentos como roteadores e switches.

Neste tipo de rede, todos os usuários comunicam-se com um nodo (nó) central, que tem o controle supervisor do sistema, chamado . Por meio do os usuários podem se comunicar entre si e com processadores remotos ou terminais. No segundo caso, o funciona como um comutador de mensagens para passar dados entre eles.

O arranjo em estrela é a melhor escolha se o padrão de comunicação da rede for de um conjunto de estações secundárias que se comunicam com o nó central. As situações nas quais isso acontece são aquelas em que o nó central está restrito às funções de gerente das comunicações e a operações de diagnósticos.

O gerenciamento das comunicações por este nó central pode ser por chaveamento de pacotes ou de circuitos.

O nó central pode realizar outras funções além das de chaveamento e processamento normal. Por exemplo, pode compatibilizar a velocidade de comunicação entre o transmissor e o receptor. Se o protocolo dos dispositivos fonte e destino for diferente, o nó central pode atuar como um roteador, permitindo duas redes de fabricantes diferentes se comunicar.

No caso de ocorrer falha em uma estação ou na ligação com o nó central, apenas esta estação fica fora de operação.

Entretanto, se uma falha ocorrer no nó central, todo sistema pode ficar fora do ar. A solução deste problema seria a redundância, mas isto acarreta um aumento considerável de custos.

A expansão de uma rede desse tipo só pode ser feita até um certo limite, imposto pelo nó central: em termos de capacidade de chaveamento, número de circuitos concorrentes que podem ser gerenciados e números de nós que podem ser servidos.

O desempenho obtido numa rede em estrela depende da quantidade de tempo requerido pelo nó central para processar e encaminhar mensagens, e da carga de tráfego de conexão, ou seja, é limitado pela capacidade de processamento do nó central.

Esta configuração facilita o controle da rede e a maioria dos sistemas de computação com funções de comunicação possuem um software que implementa esta configuração.

Topologia em barra comum é bastante semelhante ao conceito de arquitetura de barra em um sistema de computador, onde todas as estações (nós) se ligam ao mesmo meio de transmissão. Ao contrário das outras topologias, que são configurações ponto a ponto (isto é, cada enlace físico de transmissão conecta apenas dois dispositivos), a topologia em barra tem uma configuração multiponto.

A topologia em anel como o próprio nome diz tem um formato circular. A topologia mais famosa nesse tipo de rede de computadores é denominada Token Ring. Redes em anel são, teoricamente, capazes de transmitir e receber dados em qualquer direção. As configurações mais usuais, no entanto, são, unidirecionais, de forma a simplificar o projeto dos repetidores e tornar menos sofisticados os protocolos de comunicação que asseguram a entrega da mensagem ao destino corretamente e em sequência, pois sendo unidirecionais evitam o problema de roteamento. Os repetidores são em geral projetados de forma a transmitir e receber dados simultaneamente, diminuindo assim o retardo de transmissão. Quando uma mensagem é enviada por nó, ela entra no anel e circula até ser retirada pelo nó de destino, ou então até voltar ao nó de origem, dependendo do protocolo empregado. Além de maior simplicidade e do menor retardo introduzido, as redes onde a mensagem é retirada pelo nó de origem permitem mensagens de difusão ( broadcast e multicast)

Um controlador de interface de rede (NIC) é um hardware de computador que fornece ao computador a capacidade de acessar a mídia de transmissão e tem a capacidade de processar informações de rede de baixo nível. Por exemplo, a NIC pode ter um conector para aceitar um cabo, ou uma antena para transmissão e recepção sem fio, e os circuitos associados.

O NIC responde ao tráfego dirigido a um endereço de rede para a NIC ou o computador como um todo.

Em redes Ethernet, cada controlador de interface de rede possui um único endereço de Controle de Acesso de Mídia (MAC) - geralmente armazenado na memória permanente do controlador. Para evitar conflitos de endereço entre dispositivos de rede, o Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE) mantém e administra a unicidade de endereço MAC. O tamanho de um endereço MAC Ethernet é de seis octetos. Os três octetos mais importantes são reservados para identificar os fabricantes NIC. Esses fabricantes, usando apenas seus prefixos atribuídos, atribuem de forma exclusiva os três octetos menos significativos de cada interface Ethernet que eles produzem.

Um repetidor é um dispositivo eletrônico que recebe um sinal de rede, o limpa de ruído desnecessário e o regenera. O sinal é retransmitido a um nível de potência mais alto, ou ao outro lado de uma obstrução, de modo que o sinal pode cobrir distâncias mais longas sem degradação. Na maioria das configurações de Ethernet de par trançado, são necessários repetidores para cabo que funciona com mais de 100 metros. Com as fibras ópticas, os repetidores podem estar a dezenas ou mesmo a centenas de quilômetros de distância.

Um repetidor com várias portas é conhecido como um hub Ethernet. Os repetidores trabalham na camada física do modelo OSI. Os repetidores requerem uma pequena quantidade de tempo para regenerar o sinal. Isso pode causar um atraso de propagação que afeta o desempenho da rede e pode afetar a função adequada. Como resultado, muitas arquiteturas de rede limitam o número de repetidores que podem ser usados ​​em uma linha, por exemplo, a regra Ethernet 5-4-3.

Os hubs e repetidores nas LANs foram obsoletos principalmente por switches modernos.

Um switch de rede é um dispositivo que encaminha e filtra os datagramas da camada 2 OSI entre as portas com base no endereço MAC de destino em cada quadro. [16] Uma opção é distinta de um hub na medida em que apenas encaminha os quadros para as portas físicas envolvidas na comunicação em vez de todas as portas conectadas. Pode ser pensado como uma ponte multi-porto. [17] Aprende a associar portas físicas a endereços MAC examinando os endereços de origem dos quadros recebidos. Se um destino desconhecido for segmentado, o switch transmite para todas as portas, mas a fonte. Os switches normalmente possuem inúmeras portas, facilitando uma topologia em estrela para dispositivos e comutadores adicionais em cascata.

Os switches de várias camadas são capazes de rotear com base no endereçamento da camada 3 ou níveis lógicos adicionais. O termo switch é freqüentemente usado vagamente para incluir dispositivos como roteadores e pontes, bem como dispositivos que podem distribuir tráfego com base na carga ou com base no conteúdo da aplicação (por exemplo, um identificador de URL da Web).

Um roteador é um dispositivo de interconexão que encaminha pacotes entre redes processando as informações de roteamento incluídas no pacote ou datagrama (informações de protocolo da Internet a partir da camada 3). As informações de roteamento geralmente são processadas em conjunto com a tabela de roteamento (ou tabela de encaminhamento). Um roteador usa sua tabela de roteamento para determinar onde encaminhar pacotes. Um destino em uma tabela de roteamento pode incluir uma interface "nula", também conhecida como a interface do "buraco negro", porque os dados podem entrar nela, no entanto, nenhum processamento adicional é feito para os ditos dados, isto é, os pacotes são descartados.

O meio mais utilizado hoje é o Ethernet. O padrão Ethernet vem subdividido em: Coax/10BASE2, UTP ( Unshielded Twisted Pair - Par Trançado Não Blindado)/10BASE-T e UTP/ 100baseT e Gigabit ethernet.

Também pode ser conectado por Fibra óptica, um fino filamento contínuo de vidro com uma cobertura de proteção que pode ser usada para conectar longas distâncias.

E ainda há as redes sem fios, que se subdividem em diversas tecnologias: Wi-fi, bluetooth, wimax e outras.

Um protocolo de comunicação é um conjunto de regras para trocar informações através de uma rede. Em uma pilha de protocolos (veja também o modelo OSI), cada protocolo aproveita os serviços do protocolo abaixo. Um exemplo importante de uma pilha de protocolos é HTTP (o protocolo da World Wide Web) executando TCP sobre IP (os protocolos da Internet) em relação ao IEEE 802.11 (o protocolo Wi-Fi). Esta pilha é usada entre o roteador sem fio e o computador pessoal do usuário doméstico quando o usuário está navegando na web.

Embora o uso de camadas de protocolo seja hoje omnipresente no campo da rede de computadores, tem sido historicamente criticado por muitos pesquisadores [20] por dois motivos principais. Em primeiro lugar, o resumo da pilha de protocolos dessa maneira pode causar uma camada superior para duplicar a funcionalidade de uma camada inferior, sendo um exemplo excelente a recuperação de erro tanto por base de link quanto de fim a extremo. [21] Em segundo lugar, é comum que uma implementação de protocolo em uma camada possa exigir dados, informações de estado ou de endereçamento que estejam apenas presentes em outra camada, derrotando o ponto de separação das camadas em primeiro lugar. Por exemplo, o TCP usa o campo ECN no cabeçalho IPv4 como indicação de congestion; IP é um protocolo de camada de rede, enquanto o TCP é um protocolo de camada de transporte.

Os protocolos de comunicação possuem várias características. Eles podem estar orientados para conexão ou sem conexão, eles podem usar o modo de circuito ou a troca de pacotes, e eles podem usar o endereçamento hierárquico ou o endereçamento plano.

Existem muitos protocolos de comunicação, alguns dos quais estão descritos abaixo.

O é uma família de padrões IEEE que trata de redes de área local e redes de área metropolitana. O conjunto completo de protocolos IEEE 802 oferece um conjunto diversificado de recursos de rede. Os protocolos têm um esquema de endereçamento plano. Eles operam principalmente nos níveis 1 e 2 do modelo OSI.

Por exemplo, a ponte MAC (IEEE 802.1D) lida com o roteamento de pacotes Ethernet usando um protocolo Spanning Tree. O IEEE 802.1Q descreve VLANs e o IEEE 802.1X define um protocolo de controle de acesso à rede baseado em porta, que constitui a base para os mecanismos de autenticação usados nas VLANs (mas também é encontrado em WLANs) - é o que o usuário doméstico vê quando o o usuário deve inserir uma "chave de acesso sem fio".

A Ethernet, às vezes simplesmente chamada de LAN, é uma família de protocolos usados em redes LAN com fio, descritas por um conjunto de padrões, denominado IEEE 802.3, publicado pelo Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos.

Wireless LAN

A LAN sem fio, também conhecida como WLAN ou WiFi, é provavelmente o membro mais conhecido da família de protocolos para usuários domésticos hoje. É padronizado pelo IEEE 802.11 e compartilha muitas propriedades com Ethernet com fio.

O Internet Protocol Suite, também chamado TCP / IP, é a base de todas as redes modernas. Oferece serviços de ligação e serviços orientados para conexão em uma rede intrinsecamente não confiável atravessada por transmissão de grama de dados no nível de protocolo de Internet (IP). No seu núcleo, o conjunto de protocolos define as especificações de endereçamento, identificação e roteamento para o Protocolo de Internet Versão 4 ( IPv4) e para IPv6, que, originalmente oficializada em 6 de junho de 2012, é a versão mais atual do Protocolo de Internet, que tendo uma capacidade de endereçamento muito mais ampla, veio com o objetivo a longo prazo de substituir o IPv4.

A rede óptica síncrona (SONET) e a Hierarquia Digital Síncrona (SDH) são protocolos de multiplexação padronizados que transferem múltiplos fluxos de bits digitais em fibra óptica usando lasers. Eles foram originalmente projetados para transportar comunicações de modo de circuito de uma variedade de fontes diferentes, principalmente para suportar codificação de voz em tempo real, descompactada e comutada em circuito no formato PCM (Modulação de Código de Pulso). No entanto, devido à sua neutralidade de protocolo e recursos orientados para o transporte, a SONET / SDH também foi a escolha óbvia para o transporte de quadros de Modo de Transferência Assíncrona (ATM).

Modo de transferência assíncrona (ATM) é uma técnica de comutação para redes de telecomunicações. Ele usa multiplexação assíncrona de divisão de tempo e codifica dados em pequenas células de tamanho fixo. Isso difere de outros protocolos, como o Internet Protocol Suite ou Ethernet que usam pacotes de tamanho variável ou quadros. O ATM tem similaridade com o circuito e a rede comutada por pacotes. Isso faz com que seja uma boa opção para uma rede que deve lidar tanto com o tráfego de dados de alto débito tradicional quanto com o conteúdo em tempo real e de baixa latência, como voz e vídeo. ATM usa um modelo orientado a conexão em que um circuito virtual deve ser estabelecido entre dois pontos finais antes do início da troca de dados real.

Embora o papel do ATM esteja diminuindo em favor das redes da próxima geração, ele ainda desempenha um papel na última milha, que é a conexão entre um provedor de serviços de internet e o usuário doméstico.

Existem vários padrões de celulares digitais diferentes, incluindo: Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM), Serviço geral de rádio por pacotes (GPRS), cdmaOne, CDMA2000, Evolution-Data Optimized (EV-DO), taxas de dados aprimoradas para GSM Evolution ( EDGE), Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT), Digital AMPS (IS-136 / TDMA) e Integrated Digital Enhanced Network (iDEN).

Os dois modelos possuem diversas semelhanças:

Baseados no conceito de pilha de protocolos independentes, ou seja, cada camada executa uma funcionalidade diferente;

Ambos contêm camadas de aplicação;

Ambos têm camadas de transporte e de rede com especificações comparáveis;

As camadas dos modelos OSI e TCP/IP basicamente tem as mesmas funções.

Mas também tem várias diferenças:

No modelo TCP/IP, os aspectos das camadas de sessão e apresentação estão inclusos na camada de aplicação;

No TCP/IP, a camada física e de enlace do OSI são reunidas em uma única camada;

O TCP/IP contém 4 camadas contra 7 camadas no modelo OSI.

Uma rede pode ser caracterizada pela sua capacidade física ou pelo seu propósito organizacional. O uso da rede, incluindo a autorização do usuário e os direitos de acesso, diferem em conformidade.

Uma rede de comunicação em nanoescala possui componentes-chave implementados a nanoescala, incluindo portadores de mensagens, e alavanca princípios físicos que diferem dos mecanismos de comunicação macro escala. A comunicação em nanoescala estende a comunicação a sensores e atuadores muito pequenos, como os encontrados em sistemas biológicos e também tende a operar em ambientes que seriam muito difíceis para a comunicação clássica

Uma Rede de área pessoal (PAN) é uma rede de computadores usada para comunicação entre computador e diferentes dispositivos tecnológicos de informação perto de uma pessoa. Alguns exemplos de dispositivos que são usados ​​em um PAN são computadores pessoais, impressoras, aparelhos de fax, telefones, PDAs, scanners e até mesmo consoles de videogames. Um PAN pode incluir dispositivos com fio e sem fio. O alcance de um PAN normalmente se estende a 10 metros. Um PAN com fio geralmente é construído com conexões USB e FireWire enquanto tecnologias como Bluetooth e comunicação por infravermelho tipicamente formam um PAN sem fio.

Uma rede de área residencial (HAN) é uma LAN residencial usada para comunicação entre dispositivos digitais tipicamente implantados em casa, geralmente um pequeno número de computadores e acessórios pessoais, como impressoras e dispositivos de computação móvel. Uma função importante é o compartilhamento de acesso à Internet, muitas vezes um serviço de banda larga através de um provedor de TV a cabo ou linha assinadora digital (DSL).

Uma rede de área de armazenamento (SAN) é uma rede dedicada que fornece acesso a um armazenamento consolidado de dados de nível de bloco. As SANs são usadas principalmente para criar dispositivos de armazenamento, como matrizes de disco, bibliotecas de fitas e jukeboxes ópticos, acessíveis aos servidores para que os dispositivos aparecem como dispositivos conectados localmente ao sistema operacional. Normalmente, uma SAN possui sua própria rede de dispositivos de armazenamento que geralmente não são acessíveis através da rede de área local por outros dispositivos. O custo e a complexidade das SANs caíram no início dos anos 2000 para níveis que permitiam maior adoção em ambientes empresariais e pequenas e médias empresas.

Uma rede de área do campus (CAN) é constituída por uma interconexão de LANs dentro de uma área geográfica limitada. O equipamento de rede (switches, roteadores) e mídia de transmissão (fibra óptica, planta de cobre, cabeamento Cat5, etc.) são quase inteiramente de propriedade do inquilino / proprietário do campus (uma empresa, universidade, governo, etc.). Por exemplo, é provável que uma rede de campus universitário ligue uma variedade de edifícios do campus para se conectar a faculdades ou departamentos acadêmicos, a biblioteca e residências de estudantes.

Uma rede de espinha dorsa l é parte de uma infraestrutura de rede informática que fornece um caminho para a troca de informações entre diferentes LANs ou sub-redes. Uma espinha dorsal pode unir redes diversas dentro do mesmo edifício, em diferentes edifícios, ou em uma ampla área.

Por exemplo, uma grande empresa pode implementar uma rede espinha dorsal para conectar departamentos que estão localizados em todo o mundo. O equipamento que une as redes departamentais constitui o espinha dorsal da rede. Ao projetar uma rede de espinha dorsal, o desempenho da rede e o congestionamento da rede são fatores críticos para levar em consideração. Normalmente, a capacidade da rede backbone é maior que a das redes individuais conectadas a ele.

Outro exemplo de uma rede espinha dorsal é o espinha dorsal da Internet, que é o conjunto de redes de área ampla (WANs) e roteadores principais que vinculam todas as redes conectadas à Internet.

Uma rede de área metropolitana (MAN) é uma rede de computadores de grande porte que normalmente abrange uma cidade ou um campus grande, com alcance na escala dos 10 quilômetros.

Referências

Redes de Computadores Locais e de Longa Distância, Autor: Liane M. R. Tarouco, 1986, Editora McGraw-Hill, ISBN 0-07-450477-0

Pequenas Redes com Microsoft Windows, Para Casa e Escritório, Autor: João Eriberto Mota Filho, 2001, Editora Ciência Moderna, ISBN 85-7393-134-5

SOARES, Luiz Fernando Gomes; LEMOS, Guido; Colcher, Sérgio, Redes de Computadores: Das LANs, MANs e WANs às Redes ATM, 2. Ed. revisada e ampliada, 4 reimpressão, Editora Campus, 1997, p. 10 - 28

MAIA, Luiz Paulo, Arquitetura de Redes de Computadores, Rio de Janeiro, LTC, 2009, p. 7, 37

TANENBAUM, A. WETHERALL, D. Redes de Computadores. 5 ed.

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Rede de computadores - Wikipédia, a enciclopédia livre

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Rede de computadores ou Rede de dados, na informática e na telecomunicação é um conjunto de dois ou mais dispositivos eletrônicos de computação (ou módulos processadores ou nós da rede) interligados por um sistema de comunicação digital (ou link de dados), guiados por um conjunto de regras ( protocolo de rede) para compartilhar entre si informação, serviços e, recursos físicos e lógicos.

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Uma Rede de Área Local (LAN), ou em inglês Local Area Network, é uma rede de computadores que abrange uma área geográfica limitada, geralmente dentro de um edifício, como uma casa, um escritório ou um campus. Permite que dispositivos como computadores, impressoras e servidores se comuniquem e compartilhem recursos dentro dessa área.

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Uma rede de área pessoal (PAN) é uma rede de comunicação que interliga dispositivos eletrônicos dentro de uma área próxima ao usuário, geralmente até uns 10 metros. Esta rede pode ser com ou sem fio, utilizando tecnologias como Bluetooth, Wi-Fi, USB ou FireWire.

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Uma rede WAN (Wide Area Network ou Rede de Área Ampla) é uma rede de computadores que abrange uma grande área geográfica, conectando diversas redes locais (LANs) e, possivelmente, redes metropolitanas (MANs). Ela permite a comunicação entre dispositivos e redes que estão geograficamente distantes, como escritórios de uma empresa em diferentes cidades ou países.

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Uma Rede de Área Metropolitana (MAN) é uma rede de computadores que interliga dispositivos em uma área geográfica de grande extensão, como uma cidade ou região metropolitana, estando entre uma Rede Local (LAN) e uma Rede de Longa Distância (WAN).

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TIPOS DE EQUIPAMENTOS DE REDES E FUNÇÕES 

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TIPOS DE EQUIPAMENTOS DE REDES E FUNÇÕES 

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Os cabos de rede, também conhecidos como cabos Ethernet, são meios físicos de conexão que permitem a transmissão de dados e comunicação entre dispositivos em redes de computadores com fio.

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Os principais tipos de cabos de rede são o cabo de par trançado (UTP e STP), o cabo coaxial e o cabo de fibra óptica. O par trançado é o mais utilizado, com categorias como CAT5e, CAT6, CAT6a, CAT7 e CAT8, que diferem em velocidade e capacidade de transmissão. O cabo coaxial é usado em redes antigas e para conexão de TV a cabo. A fibra óptica é ideal para grandes velocidades e longas distâncias.

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Um roteador de rede é um dispositivo que conecta redes e encaminha dados entre elas. Ele funciona como um ponto de conexão entre redes locais (LANs) e redes externas, como a internet, garantindo que a informação chegue ao destino certo, através do endereço IP correto.

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Um switch é um equipamento que permite que dois ou mais dispositivos de TI, como computadores, se comuniquem entre si, formando uma rede de comunicação. Ele atua como um ponto central que conecta diversos dispositivos, permitindo que eles compartilhem recursos como impressoras, servidores e acesso à internet.

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Um hub é um dispositivo de rede básico que conecta vários Ethernet dispositivos, fazendo com que atuem como um único segmento de rede. Os hubs transmitem pacotes de dados para todos os dispositivos conectados, independentemente do destinatário pretendido. Eles recebem pacotes de dados de um dispositivo e transmitem para todos os outros dispositivos conectados sem filtragem ou roteamento de pacotes de dados.

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A função da ponte de rede (bridge) é conectar e filtrar o tráfego entre diferentes segmentos de rede, criando uma rede única e unificada. Em essência, ela atua como um "canal" que permite a comunicação entre redes distintas, mas com a mesma tecnologia de rede (por exemplo, Ethernet).

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Um repetidor é um dispositivo que estende a cobertura de uma rede sem fio (Wi-Fi) existente. Ele recebe o sinal do roteador e o retransmite para aumentar a área onde o sinal é acessível, sem criar uma nova rede Wi-Fi.

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É um sistema de segurança que monitora e controla o tráfego de entrada e saída de uma rede, com base em regras pré-definidas. Ele funciona como uma barreira entre uma rede interna confiável e redes externas, como a internet.

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Um modem é um dispositivo que permite a comunicação entre dispositivos de computação, geralmente através de linhas telefônicas, mas também por cabo coaxial ou fibra óptica, para conectar a Internet. Ele transforma os sinais digitais do computador em sinais analógicos adequados para transmissão e vice-versa, permitindo que a informação seja trocada entre o seu computador e a rede de longa distância.

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Dispositivo ou sistema que facilita a comunicação entre diferentes redes ou sistemas. Ele interliga redes com protocolos diferentes, funcionando como um "portão" que permite a comunicação entre elas. Ele atua como um tradutor, convertendo dados de um formato para outro para que possam ser entendidos por ambos os lados.

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Ponto de acesso é um dispositivo que permite que dispositivos sem fio, como smartphones, tablets e laptops, se conectem a uma rede com fio (como a internet ou uma rede local) através de Wi-Fi. Ele funciona como um intermediário, transmitindo dados entre a rede com fio e os dispositivos que se conectam sem fio.

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A OLT é responsável por converter os sinais eletrônicos dos equipamentos do provedor de serviços em sinais ópticos e vice-versa, transmitindo-os para os usuários finais através da rede de fibra.

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Dispositivo essencial em redes de fibra óptica que converte o sinal óptico, transmitido pela fibra, em sinal elétrico, permitindo a conexão dos dispositivos do usuário à internet. Ela funciona como um ponto de acesso na rede, fornecendo a última ligação entre a rede central do ISP e o ambiente do usuário.

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Topologia é o canal no qual o meio de rede está conectado aos computadores e outros componentes de uma rede de computadores. Essencialmente, é a estrutura topológica da rede, e pode ser descrito física ou logicamente.

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A topologia de barramento é uma configuração de rede onde todos os dispositivos são conectados a um único cabo central (barramento). Este cabo funciona como um canal de comunicação, permitindo que os dados sejam transmitidos de um dispositivo para outro.

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A topologia ponto a ponto é uma forma simples de conectar dispositivos em uma rede, onde cada dispositivo se conecta diretamente a outro, sem um servidor central. Esta topologia é comum em redes domésticas pequenas ou em pequenas empresas onde a simplicidade e o baixo custo são prioritários.

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Uma configuração onde todos os dispositivos (computadores, impressoras, etc.) se conectam a um único dispositivo central, como um switch ou hub. Essa configuração se parece com uma estrela, com os dispositivos conectados como raios a partir do centro.

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Consiste em estações conectadas através de um circuito fechado, em série. Ele não interliga as estações diretamente, mas consiste de uma série de repetidores ligados por um meio físico, sendo cada estação ligada a estes repetidores. É uma configuração em desuso.

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Forma de organizar redes de computadores onde os nós são agrupados em uma estrutura similar a uma árvore, com um nó raiz que se ramifica para outros nós, criando níveis de hierarquia. Essa topologia combina elementos de topologias em estrela e em barramento, oferecendo escalabilidade e facilidade na identificação de erros.

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É uma arquitetura de rede em que cada dispositivo ou nó está conectado a outros dispositivos, criando uma rede redundante e resiliente. Esta configuração permite múltiplos caminhos para a comunicação, garantindo que a rede permaneça operacional mesmo em caso de falha de um nó ou link.

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Combina duas ou mais topologias de rede diferentes, como estrela, barramento, anel ou malha, para criar uma estrutura de rede mais flexível e adaptável. Essa combinação permite que a rede aproveite os benefícios de diferentes topologias, ao mesmo tempo que minimiza suas desvantagens.