Redes de computadores Protocolo TCP/IP e Classificação da redes Redes de Computadores O TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) é o conjunto de protocolos fundamentais que possibilita a comunicação na Internet e na maioria das redes modernas. Diferentemente de protocolos como IPX/SPX ou AppleTalk (obsoletos), o TCP/IP tornou-se o padrão universal. Seguem as informações essenciais: Arquitetura em Camadas (Modelo TCP/IP) Camada Protocolos Chave Função Principal Aplicação HTTP, FTP, SMTP, DNS, SSH Interface para aplicações (navegação, e-mail, transferência de arquivos). Transporte TCP, UDP TCP:  Entrega confiável e ordenada de dados. UDP:  Entrega rápida, sem confiabilidade. Rede (Internet) IP, ICMP, ARP IP:  Endereçamento e roteamento de pacotes entre redes. ICMP:  Mensagens de erro/controle (ex.: ping). Enlace/Física Ethernet, Wi-Fi, PPP Transmissão física de dados entre dispositivos na mesma rede. LAN (Local Area Network) A LAN (Local Area Network) é uma rede local utilizada para conectar dispositivos em uma área geográfica pequena, como uma residência, escritório, escola ou empresa. Seu objetivo é permitir o compartilhamento de recursos, como arquivos, impressoras, acesso à Internet e serviços. MAN (Metropolitan Area Network) A MAN (Metropolitan Area Network) é uma rede metropolitana, projetada para interligar várias redes locais (LANs) dentro de uma mesma cidade ou região metropolitana. Ela possui alcance maior que uma LAN e menor que uma WAN. -> Pode ser publica ou privada -> A interconexão das redes privada, entre suas filiais gera a MAN, área maior que uma LAN WAN (Wide Area Network) A WAN (Wide Area Network) é uma rede de longa distância, utilizada para conectar redes locais (LANs) e redes metropolitanas (MANs) que estão separadas por grandes distâncias geográficas, como cidades, estados, países ou continentes. PAN (Personal Area Network) A PAN (Personal Area Network), ou Rede de Área Pessoal, é uma rede de curtíssimo alcance, criada para conectar dispositivos eletrônicos de um único usuário. Geralmente, seu alcance é de até 10 metros, embora algumas tecnologias possam atingir distâncias um pouco maiores. O principal objetivo da PAN é permitir a comunicação e a troca de dados entre dispositivos pessoais, de forma simples, rápida e com baixo consumo de energia. WLAN – Wireless Local Area Network (Rede Local Sem Fio) Conceito Rede local sem fio que cobre um espaço limitado, como uma casa, escritório ou escola. Exemplos Wi-Fi doméstico conectando smartphones, notebooks e smart TVs a um roteador; Rede Wi-Fi de uma empresa permitindo acesso à Internet e a servidores internos; Wi-Fi em salas de aula ou laboratórios universitários. WMAN – Wireless Metropolitan Area Network (Rede Metropolitana Sem Fio) Conceito Rede sem fio que abrange uma cidade ou área metropolitana, conectando múltiplas redes locais. Exemplos WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), utilizado para fornecer Internet de alta velocidade em áreas urbanas; Redes públicas de Wi-Fi cobrindo centros urbanos, praças e prédios governamentais; Conexões sem fio entre campi universitários espalhados por diferentes bairros da mesma cidade. WWAN – Wireless Wide Area Network (Rede de Longa Distância Sem Fio) Conceito Rede sem fio de ampla abrangência, capaz de cobrir estados, países ou continentes, geralmente utilizando infraestrutura de telecomunicações. Exemplos Redes móveis 3G, 4G e 5G operadas por companhias de celular; Conexões via satélite, como aquelas usadas em áreas rurais ou embarcações no mar; Dispositivos com modems LTE ou 5G embutidos acessando a Internet sem precisar de Wi-Fi. Comparativo Característica LAN MAN WAN Abrangência Casa, prédio, empresa Cidade Países e continentes Distância Até alguns quilômetros Dezenas de quilômetros Centenas ou milhares de quilômetros Velocidade Alta Média/Alta Variável Exemplo Rede de um escritório Rede de uma prefeitura Internet Topologias de rede -> Topologia Ponto a Ponto (Point-to-Point) A topologia ponto a ponto (Point-to-Point – P2P) é uma topologia de rede na qual dois dispositivos são conectados diretamente por um único enlace de comunicação, sem a necessidade de equipamentos intermediários, como switches ou hubs. É uma das topologias mais simples e eficientes, pois toda a largura de banda do enlace é dedicada exclusivamente à comunicação entre esses dois dispositivos. Computador A ───────── Computador B -> Topologia Estrela (Star Topology) A topologia estrela é a topologia de rede mais utilizada atualmente em redes locais (LANs). Nela, todos os dispositivos são conectados a um equipamento central, normalmente um switch (ou, em redes antigas, um hub). Toda a comunicação entre os dispositivos passa por esse equipamento central, que é responsável por encaminhar os dados ao destino correto. Como funciona Computador │ │ Notebook ──── Switch ──── Impressora │ │ Servidor │ Smartphone Topologia em Anel (Ring Topology) A topologia em anel (Ring Topology) é uma topologia de rede em que cada dispositivo é conectado a exatamente dois outros dispositivos, formando um círculo fechado (anel). Assim, cada equipamento atua como um ponto intermediário, recebendo e retransmitindo os dados até que eles cheguem ao destino. Foi bastante utilizada em redes antigas, especialmente com a tecnologia Token Ring (IBM) e em algumas redes de fibra óptica, mas atualmente é menos comum em redes locais Ethernet. Como funciona PC1 / \ PC2 PC5 | | PC3 ------- PC4 Cada computador possui ligação apenas com os dois vizinhos. Topologia em Barramento (Bus Topology) A topologia em barramento (Bus Topology) é uma topologia de rede em que todos os dispositivos compartilham um único cabo principal, chamado de barramento (backbone). Todos os computadores são conectados a esse cabo, e os dados transmitidos percorrem todo o barramento até encontrar o destinatário. Foi muito utilizada nas primeiras redes Ethernet (10BASE2 e 10BASE5), mas atualmente praticamente não é mais empregada, tendo sido substituída pela topologia estrela. A topologia em barramento utiliza ocabo coaxialcomo meio principal de transmissão (backbone). As tecnologias mais comuns envolvidas nesse tipo de rede são a 10Base5 (cabo coaxial grosso) e a 10Base2 (cabo coaxial fino) Como funciona Cabo Principal (Barramento) ═══════════════════════════════════════════════ │ │ │ │ PC1 PC2 PC3 PC4 ═══════════════════════════════════════════════ Todos os dispositivos compartilham o mesmo cabo de comunicação. Topologia em Árvore (Tree Topology) A topologia em árvore (Tree Topology) é uma topologia de rede que combina as características das topologias estrela e barramento. Nela, existe uma estrutura hierárquica, semelhante aos galhos de uma árvore, onde um equipamento principal conecta outros equipamentos, que por sua vez conectam novos dispositivos. É muito utilizada em redes corporativas, universidades, data centers e campi, pois facilita a expansão e o gerenciamento da rede. Como funciona Core Switch │ ┌───────────────┼───────────────┐ │ │ │ Switch A Switch B Switch C │ │ │ │ │ │ PC1 PC2 PC3 PC4 PC5 PC6 Topologia Mista (Híbrida) A topologia mista, também chamada de topologia híbrida, é uma topologia de rede que combina duas ou mais topologias diferentes em uma mesma infraestrutura. Ela é muito utilizada em empresas de médio e grande porte, pois permite aproveitar as vantagens de cada topologia conforme a necessidade da organização.