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MDULO DE:

INTRODUO S REDES DE COMPUTADORES

AUTORIA:

Ing. M.Sc./D.Sc. ANIBAL D. A. MIRANDA



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Mdulo de: INTRODUO S REDES DE COMPUTADORES

Autoria: Ing. M.Sc./D.Sc. Anibal D. A. Miranda

Primeira edio: 2008

Todos os direitos desta edio reservados

ESAB ESCOLA SUPERIOR ABERTA DO BRASIL LTDA

http://www.esab.edu.br

Av. Santa Leopoldina, n 840/07

Bairro Itaparica Vila Velha, ES

CEP: 29102-040



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Apresentao Familiarizao do aluno com as diversas tcnicas de conectividade entre computadores,

criando redes de tamanhos diferentes ,assim como, entender a importncia dos protocolos

de comunicaes para um correto funcionamento desses sistemas interligados de redes.

Objetivo O histrico, finalidades, formas de transmisso, conceitos bsicos de telecomunicaes,

protocolos, meios de transmisso, topologias, equipamentos, conceitos de segurana em

redes, arquitetura de redes e tecnologias de redes.

Ementa Conceitos gerais; sistemas operacionais de rede; princpios de telecomunicaes; redes de

computadores; topologia de redes; cabeamento de rede; padres meios de redes; modelo

TCP/IP; dispositivos de redes; gerenciamento de redes; servidores de rede; tecnologias de

redes; segurana de redes; Internet; intranet; extranet.


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Sobre o Autor Engenheiro eletrnico especializado nas reas de Teleinformtica e Telecomunicaes.

Mestrado e Doutorado outorgados pelo Instituto Tecnolgico de Aeronutica (ITA) em 1998 e

2004 respectivamente.

A Tese de Mestrado rendeu o Primeiro premio "Comandante Quandt de Telecomunicaes" na TELEXPO de So Paulo em 1999. Categoria: Trabalhos Tcnicos.

Autor de softwares na rea de engenharia de trfego, principalmente para medir, analisar e

emular o comportamento agregado de pacotes IP.

Autor de vrios artigos tcnicos apresentados em importantes congressos a nvel nacional e

internacional.

Boa experincia no estudo, anlise, dimensionamento e implementao de projetos na rea

de Teleinformtica.


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SUMRIO UNIDADE 1 .............................................................................................................................. 8

Conceitos Gerais ................................................................................................................... 8 UNIDADE 2 ............................................................................................................................ 16

Sistemas Operacionais De Rede ........................................................................................ 16 UNIDADE 3 ............................................................................................................................ 39

Princpios De Telecomunicaes (Parte I) .......................................................................... 39 UNIDADE 4 ............................................................................................................................ 65

Princpios De Telecomunicaes (Parte II) ......................................................................... 65 UNIDADE 5 ............................................................................................................................ 79

Redes De Computadores (Parte I) ...................................................................................... 79 UNIDADE 6 ............................................................................................................................ 86

Redes De Computadores (Parte II) ..................................................................................... 86 UNIDADE 7 .......................................................................................................................... 101

Redes De Computadores (Parte III) .................................................................................. 101 UNIDADE 8 .......................................................................................................................... 112

Topologias De Rede.......................................................................................................... 112 UNIDADE 9 .......................................................................................................................... 125

Cabeamento De Redes (Parte I) ....................................................................................... 125 UNIDADE 10 ........................................................................................................................ 143

Cabeamento De Redes (Parte II) ...................................................................................... 143 UNIDADE 11 ........................................................................................................................ 161

Padres Para Meios De Redes ......................................................................................... 161 UNIDADE 12 ........................................................................................................................ 164

Protocolos de Redes ......................................................................................................... 164 UNIDADE 13 ........................................................................................................................ 166

O Modelo OSI ................................................................................................................... 166 UNIDADE 14 ........................................................................................................................ 177

O Modelo TCP/IP (Parte I) ................................................................................................ 177


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UNIDADE 15 ........................................................................................................................ 185 O Modelo TCP/IP (Parte II) ............................................................................................... 185

UNIDADE 16 ........................................................................................................................ 189 O Modelo TCP/IP (Parte III) .............................................................................................. 189

UNIDADE 17 ........................................................................................................................ 196 Equipamentos De Rede (Parte I) ...................................................................................... 196

UNIDADE 18 ........................................................................................................................ 208 Equipamentos De Rede (Parte II) ..................................................................................... 208

UNIDADE 19 ........................................................................................................................ 217 Gerenciamento De Redes ................................................................................................. 217

UNIDADE 20 ........................................................................................................................ 224 Servidores De Rede (Parte I) ............................................................................................ 224

UNIDADE 21 ........................................................................................................................ 231 Servidores De Rede (Parte II) ........................................................................................... 231

UNIDADE 22 ........................................................................................................................ 239 Tecnologias De Redes (Parte I) ........................................................................................ 239

UNIDADE 23 ........................................................................................................................ 261 Tecnologias De Redes (Parte II) ....................................................................................... 261

UNIDADE 24 ........................................................................................................................ 274 Tecnologias De Redes (Parte III) ...................................................................................... 274

UNIDADE 25 ........................................................................................................................ 281 Segurana Em Redes (Parte I) ......................................................................................... 281

UNIDADE 26 ........................................................................................................................ 289 Segurana Em Redes (Parte II) ........................................................................................ 289

UNIDADE 27 ........................................................................................................................ 295 Segurana Em Redes (Parte III) ....................................................................................... 295

UNIDADE 28 ........................................................................................................................ 304 Internet .............................................................................................................................. 304

UNIDADE 29 ........................................................................................................................ 315 Intranet .............................................................................................................................. 315

UNIDADE 30 ........................................................................................................................ 319 Extranet ............................................................................................................................. 319


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GLOSSRIO ........................................................................................................................ 323

BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................... 347


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UNIDADE 1 Objetivo: Entender a importncia dos sistemas de comunicaes distncia.

Conceitos Gerais

Introduo

Define-se como sistema o conjunto de objetos ou pessoas

intrinsecamente relacionados entre si para um determinado fim

ou propsito. Nesse sentido, uma rede de comunicaes um

sistema de dispositivos eletrnicos, objetos e pessoas

intrinsecamente conectadas tendo como objetivo bsico o

compartilhamento de recursos uns com outros. As redes esto ao nosso redor, at mesmo

dentro de ns.

Nosso prprio organismo uma rede interligada de rgos. Na atual sociedade, as redes

esto presentes na comunicao (TV/Rdio, celular, Internet, telefone, compra com carto de

crdito/dbito), nas necessidades bsicas (rede de esgoto, rede de energia eltrica, rede de

abastecimento de gua) e na nossa vida social (relacionamentos, amizades, famlia). Enfim,

estamos e fazemos parte de vrias redes.

Desde os primrdios a comunicao uma das maiores necessidades da sociedade

humana. Portanto tornou-se um desafio aproximar as comunidades mais distantes e facilitar

a comunicao entre elas. Com a unio dos computadores e das comunicaes os sistemas

computacionais sofreram uma profunda mudana na sua organizao.

Como dito inicialmente, as redes de computadores surgiram da necessidade de se

compartilhar recursos especializados para uma maior comunidade de usurios

geograficamente dispersos.


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Histrico

As redes de computadores foram criadas inicialmente para suprir uma necessidade militar. A

dcada dos anos 60 foi um perodo de grande tenso entre as duas maiores potencias dessa

poca, isto , os Estados Unidos da Amrica e a Unio Sovitica. Os americanos iniciaram

programas de pesquisas para encontrar uma forma de interconectar os vrios centros de

comando do pas, de modo que o seu sistema de informaes seja robusto, ou seja, que

continuasse funcionando mesmo que houvesse um conflito nuclear. Com o fim da guerra fria,

esta estrutura passou a ser utilizada para uso cientfico e educacional.

No Brasil, as universidades foram as primeiras a se beneficiarem com essa estrutura de

rede. Os servios disponveis restringiam-se a correio eletrnico e transferncia de arquivos.

Somente em 1990, a Fapesp (Fundao de Amparo Pesquisa de So Paulo) conectou-se

com a Internet. A partir de abril de 1995, o Ministrio das Comunicaes e o Ministrio da

Cincia e Tecnologia decidiram lanar um esforo comum de implantao de uma rede

integrada entre instituies acadmicas e comerciais. Desde ento vrios fornecedores de

acesso e servios privados comearam a operar no Brasil.

A seguir esto algumas datas importantes na evoluo das redes de computadores e dos

protocolos:

1968 - Foi desenvolvido pela ARPA (Advanced Research Projects Agency) o primeiro backbone. O objetivo desse projeto era interligar as universidades e tambm a rea militar.

1975 - A DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency) que deu lugar a

ARPA comeou a desenvolver os protocolos TCP/IP.

1979 Foi formado um comit para comandar o desenvolvimento desses protocolos. Esse comit se chamava ICCB - Internet Control and Configuration Board.

1983 - A DARPA concedeu os direitos do cdigo dos protocolos TCP/IP

Universidade da Califrnia para que fosse distribudo em sua verso UNIX. A DARPA

pediu a todos os computadores que estavam conectados a ARPANET para que


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usassem os protocolos TCP/IP. Esses protocolos se difundiram rapidamente, em

razo de no ser um aplicativo comercial.

1985 - A Fundao Nacional de Cincia dos Estados Unidos (NSF) criou a NSFNET, que era uma rede de alta capacidade destinada a atender, tanto nos EUA como em

outros paises, as entidades cientficas e de pesquisa.

1989 - A ARPANET deu lugar a NSFNET, bem como o ICCB foi substitudo pela

Internet Advisory Board (IAB). A IAB possua dois grupos principais: o IRTF (Internet

Research Task Force) e o IETF (Internet Engeneering Task Force).

1995 - Muitas redes foram criadas ou desenvolvidas objetivando a melhora do trfego

de informaes via Internet. Deu-se ainda nessa dcada a conexo de muitos setores

Internet, visando prestar e obter servios pela rede.

Evoluo dos Sistemas de Computao

Na dcada de 50, computadores eram mquinas grandes e complexas, operadas por

pessoas altamente especializadas. Usurios enfileiravam-se para submeter suas leitoras de

cartes ou fitas magnticas que eram processados em lote. No havia nenhuma forma de

interao direta entre usurios e mquina.

Graas ao avano na dcada de 60, foram desenvolvidos os primeiros terminais interativos,

que permitiam aos usurios acesso ao computador central atravs de linhas de

comunicao. Foi criado um mecanismo que viabilizava a interao direta com o

computador, e outros avanos nas tcnicas de processamento deram origem aos sistemas

de tempo compartilhado (time-sharing), permitindo que vrias tarefas dos diferentes usurios

ocupassem simultaneamente o computador central, revezando o tempo de execuo do

processador.

Na dcada seguinte, foram feitas mudanas nos sistemas de computao, onde um sistema

nico centralizado transformou-se em um de grande porte, que estava disponvel para todos


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os usurios de uma determinada organizao. Com o desenvolvimento dos

microcomputadores, tornou-se vivel a instalao em locais distintos, pois no era mais

necessrio concentrar esses equipamentos em determinada rea especfica.

Tornava-se ento cada vez mais necessrio que os dados ficassem armazenados em

sistemas de grande porte e centralizados e compartilhados e os perifricos interconectados.

Foi possvel ento trabalhar em ambientes de trabalho cooperativos interligando recursos

no s no mbito industrial como no acadmico.

Problemas de desempenho surgiram, mas em resposta foram criadas novas arquiteturas que

possibilitavam a distribuio e o paralelismo melhorando o desempenho, a confiabilidade e

modularidade dos sistemas computacionais.

Evoluo das Arquiteturas de Computao

A maioria dos computadores projetados at a dcada de 80 teve sua concepo baseada

nos modelos originais do matemtico hngaro-americano John Louis Von Neumann.

Von Neumann foi um personagem crucial no desenvolvimento cientfico e tecnolgico da

segunda metade do sculo XX. Contribuiu decisivamente para mudar a histria da

Inteligncia Artificial e criou a conhecida "arquitetura de Von Neumann" para computadores

com unidade de armazenamento e memria tornando vivel o modelo bsico criado por Alan

Mathison Turing. Em 1951, o primeiro computador eletrnico, o EDVAC (Electronic Discrete

Variable Automatic Computer), foi concludo, seguindo a proposta de Von Neumann.

Von Neumann props que as instrues fossem armazenadas na memria do computador,

pois elas eram lidas de cartes perfurados e executadas na hora, uma a uma. Armazenando-

as na memria para depois execut-las, tornaria o computador mais rpido, j que, no

momento da execuo, as instrues seriam obtidas com rapidez eletrnica.

A maioria dos computadores atuais ainda segue o modelo proposto pelo matemtico, onde

um computador sequencial digital que processa informaes passo a passo, ou seja, os


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mesmos dados de entrada produzem sempre a mesma resposta. A interao perfeita entre o

modo como os programas so desenvolvidos e a maneira como so interpretados foi uma

das razes para o grande sucesso desse modelo.

1951 - John Louis Von Neumann ao lado do EDVAC

Sistemas Fortemente Acoplados e Fracamente Acoplados

A revoluo nos sistemas de computadores comeou com os avanos da tecnologia dos

circuitos integrados (chips), que reduziram em muito os custos. Vrias arquiteturas foram ento propostas, tentando contornar as limitaes de confiabilidade, custo e desempenho.

Surgiu ento a ideia de sequncias mltiplas e independentes de instrues em um sistema

composto por vrios elementos de processamento, conhecido como Sistemas Fortemente


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Acoplados onde dois ou mais processadores compartilham uma nica memria e so

controlados por apenas um nico sistema operacional. Tais sistemas so geralmente

utilizados no processamento de aplicaes que fazem uso intensivo da CPU, onde o

processamento voltado para a soluo de um nico problema.

Depois surgiram os sistemas fracamente acoplados que possuam dois ou mais sistemas de

computao, conectados atravs de linhas de comunicao. Cada sistema funcionava de

forma independente, possuindo seu(s) prprio(s) processador(es), memria e dispositivos. A

utilizao de sistemas fracamente acoplados caracteriza-se pelo processamento distribudo

entre os seus diversos processadores. A diferena principal entre os dois sistemas est no

espao de endereamento (memria) compartilhado por todos os processadores nos sistema

fortemente acoplado, enquanto nos sistemas fracamente acoplados cada sistema tem sua

prpria memria individual. Alm disso, a taxa de transferncia entre CPUs e memria em

sistemas fortemente acoplados normalmente maior que nos fracamente acoplados.

Abaixo seguem vrias razes para o uso de sistemas de mltiplos processadores

(fortemente ou fracamente acoplados):

Custo/desempenho: A evoluo da tecnologia de sntese de circuitos integrados tem conduzido os custos de microprocessadores e memrias a valores bem reduzidos;


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Versatilidade: Um sistema de mltiplos processadores pode apresentar um grande potencial de processamento, podendo ser moldado aplicao;

Modularidade: O fato de um sistema de computao modular aumenta a relao

custo/desempenho, pois poder ser utilizado para diversas configuraes,

acompanhando o crescimento e facilitando a manuteno do mesmo;

Concorrncia: Mquinas destinadas a aplicaes que necessitam alto desempenho requerem a utilizao de processamento concorrente.

Algumas desvantagens de um sistema de mltiplos processadores de acordo com os

requisitos particulares do sistema:

O desenvolvimento de aplicativos para tais sistemas pode ser mais complexo e muito

complicado, o que aumenta o custo;

A decomposio das tarefas mais complexa mesmo que realizada pelo software;

O desenvolvimento do software de diagnstico muito complexo;

Uma falha na estrutura de comunicao pode comprometer outros processos.

Sistemas Assimtricos e Simtricos

Inicialmente, os sistemas com mltiplos processadores estavam limitados aos sistemas de

grande porte, restritos ao ambiente universitrio e s grandes corporaes. Com a evoluo

dos computadores pessoais e estaes de trabalho os sistemas multitarefa evoluram para

permitir a existncia de vrios processadores no modelo assimtrico e simtrico.

No multiprocessamento assimtrico somente um processador principal executa servios do

sistema operacional. Sempre que um processador secundrio precisar realizar outra

operao, ter de requisitar o servio ao processador principal. Dependendo do volume de


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tarefas destinadas aos processadores secundrios, o sistema pode se tornar indisponvel,

em razo do elevado nmero de interrupes que so feitas pelo processador principal.

Em outra situao se o processador principal falhar, o sistema para, necessitando ser

configurado para que o processador secundrio assuma a funo de principal. Mas este tipo

de sistema no utiliza de forma satisfatria o hardware, em razo da assimetria dos

processadores, que no realizam as mesmas funes.

Em um sistema simtrico (j o nome o indica) os processadores trabalham de forma

simtrica, ou seja, todos os processadores podem realizar as mesmas funes

independentemente, praticamente todos tm a mesma hierarquia, a no ser a inicializao

do sistema que executada pelo processador principal. Qualquer programa poder ser

executado por qualquer processador ou por mais de um ao mesmo tempo de forma paralela.

Quando existe falha em um dos processadores, mesmo sendo o principal, o sistema continua

em funcionamento sem a necessidade de interferncia manual, porm o sistema operar

com menor capacidade de processamento.

O uso de mais de um processador faz com que o acesso memria possa ser simultneo,

podendo causar algum conflito. Ficando a cargo do hardware e do sistema operacional

gerenciar esses acessos e (se possvel) solucionar os possveis conflitos que possam ser

criados por eles.

Os sistemas simtricos so mais eficientes que os assimtricos, pois possibilitam melhor

gerenciamento do processamento e das operaes de entrada/sada, apesar de ser a sua

implementao bastante complexa.


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UNIDADE 2 Objetivo: Saber qual a funcionalidade de um sistema operacional de rede.

Sistemas Operacionais de Rede

O Que um Sistema Operacional de Rede

Basicamente, um sistema operacional de rede um conjunto de mdulos que ampliam as

tarefas dos sistemas operacionais locais, complementando-os com um conjunto de funes

bsicas, e de uso geral, que tornam transparente o uso de recursos compartilhados da rede.

Portanto, um computador de rede tem o sistema operacional local interagindo com o sistema

operacional de rede, para que possam ser utilizados os recursos de rede to facilmente

quanto os recursos na mquina local. Em efeito, o sistema operacional de rede coloca um

redirecionador entre o aplicativo do cliente e o sistema operacional local para redirecionar as

solicitaes de recursos da rede para o programa de comunicao que vai buscar os

recursos na prpria rede.


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O sistema operacional de rede, portanto, controla os sistemas e dispositivos dos

computadores em uma rede e permite que se comuniquem uns com os outros. Normalmente

o modelo de operao do sistema operacional de rede o modelo Cliente/ Servidor, ou seja,

o ambiente onde o processamento da aplicao compartilhado com outro cliente (que

solicita um servio) e um ou mais servidores (prestam esses servios). Os tipos de

arquiteturas para sistemas operacionais de rede podem ser:

Peer-to-Peer: Nestas redes todos poderiam ser (ou no) servidores, mas certamente todos so clientes, normalmente neste tipo de redes os servidores so no dedicados,

mas nada impediria o contrario.

Cliente/Servidor: Nestas redes podem existir dois tipos:

o Servidor Dedicado

o Servidor no Dedicado

No caso dos sistemas Cliente/Servidor o sistema cliente possui caractersticas mais simples,

voltadas para a utilizao de servios, enquanto que o sistema do servidor possui maior

quantidade de recursos, com o nico propsito de serem disponibilizados aos clientes da

rede. Os sistemas baseados em Unix so potencialmente clientes e servidores, sendo feita a

escolha durante a instalao dos pacotes, enquanto que os sistemas Windows, existem

verses clientes (Windows 2000 Professional, Windows XP) e verses servidores (Windows

2000 Server, Windows 2003 R2 e Windows 2008 Server). A seguir os principais sistemas

operacionais de rede.

Sistemas UNIX

O sistema UNIX foi criado nos Laboratrios Bell em 1970 por Ken Thompson, Dennis Ritchie

e Brian Kernigham, entre outros, para ajudar no controle dos projetos internos do prprio

laboratrio. Era um sistema bsico e voltado principalmente para programadores e cientistas.


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Durante o ano de 1975, Ken Thompson quando trabalhava como professor assistente na

Universidade da Califrnia, em Berkeley, continuou a desenvolver o sistema UNIX projetado

inicialmente nos laboratrios da Bell (Bell Lab). Este desenvolvimento foi tomado pelos

outros professores e alunos, que desenvolveram uma srie de melhorias no sistema original.

Estas melhorias geraram um sistema operacional com algumas diferenas em relao ao

sistema UNIX do Bell Lab. e passou a ser conhecido como o "UNIX de Berkeley". Algumas

empresas comearam a comercializar esta verso do sistema operacional, sendo a mais

conhecida a verso chamada SunOS da Sun Microsystems.

1972 - Ken Thompson e Dennis M. Ritchie com o PDP-11

Em 1979, a AT&T resolveu lanar comercialmente o UNIX. Esta verso ficou sendo

conhecida como "Verso 7". Aps algum tempo, em 1982, alguns problemas da verso 7


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foram corrigidos e foi lanada a verso chamada de "System III" (Sistema Trs). A partir

deste ponto, houve uma evoluo paralela de dois "tipos" de UNIX. Uma comercializada pela

AT&T e outra proveniente da Universidade da Califrnia.

At 1983, o uso do UNIX estava principalmente voltado para aplicaes cientficas, sendo o

sistema mais utilizado no meio acadmico. Neste ano, a AT&T resolveu agregar uma srie

de caractersticas e facilidades, visando assim, o usurio comercial. Este procedimento

sempre encontrou barreiras, pois o usurio comercial achava que o UNIX era por demais

cientfico e nada user friendly (amigvel), sendo s usado por programadores e cientistas. A

verso comercial ficou sendo conhecida como "System V" (Sistema Cinco).

A partir de 1989 foram formados pelas maiores empresas na rea de computao dois

grandes consrcios, visando uma unificao e padronizao de todos os sistemas UNIX

existentes no mercado. Esta padronizao necessria para que se tenha uma portabilidade

de todas as aplicaes desenvolvidas para UNIX, dando assim uma fora maior de

penetrao do UNIX no mercado comercial. Ao contrrio do que aconteceu no Brasil, onde o

UNIX foi um substituto para minicomputadores e movia basicamente sistemas multiusurios

com terminais burros, no exterior o UNIX era o sistema High-end, de alto desempenho, em

redes e grfico, s encontrando alguma concorrncia no NT.

O UNIX E A Internet

Os Laboratrios Bell usavam computadores com diferentes arquiteturas (o que dificultava

muito a comunicao entre os diferentes usurios das diferentes arquiteturas), o sistema

operacional UNIX teve em conta certa portabilidade. O principal objetivo deste novo sistema

era que pudesse ser instalado e utilizado em diferentes plataformas de computao.

Um grupo de pesquisadores da Universidade da Califrnia, em Berkeley, interessou-se

particularmente pelo UNIX e desenvolveu para ele um conjunto de aplicaes, chegando

mesmo a modificar o Kernel (ncleo) do sistema operacional. Estas modificaes levaram

implementao de novas funcionalidades em particular com as comunicaes para o


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trabalho entre redes (em ingls Inter Networks), termo que logo seria conhecido

simplesmente como Internet.

A verso UNIX de Berkeley - SD UNIX (Berkeley Software Distribution) foi tambm

disponibilizada s universidades norte-americanas, que licenciaram o cdigo do UNIX do Bell

Labs e fomentaram o desenvolvimento de verses paralelas do UNIX. A maior delas foi o

BSD UNIX, da Universidade da Califrnia em Berkeley. Ele foi a base do desenvolvimento da

ARPANET e seu famoso conjunto de protocolos conhecido como TCP/IP. Desta forma surgiu

a Internet, iniciada essencialmente com carter militar e cientfico/acadmico at a exploso

comercial da atualidade e quase que inteiramente desenvolvida e implementada pelo sistema

operacional UNIX.

Atualmente, o UNIX System V o padro internacional de fato no mercado UNIX, constando

das licitaes de compra de equipamentos de grandes clientes na Amrica, Europa e sia.

Atualmente, UNIX o nome dado a uma grande famlia de Sistemas Operativos que

partilham de muitos dos conceitos dos Sistemas Unix originais, sendo todos eles

desenvolvidos em torno de padres como o POSIX (Portable Operating System Interface) e

outros. Alguns dos Sistemas Operativos derivados do UNIX so: BSD (FreeBSD, XFree86,


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OpenBSD e NetBSD), Solaris (anteriormente conhecido por SunOS), IRIX, AIX, HP-UX,

Ultrix, Tru64, Linux (nas suas centenas de distribuies), e at o MacOS X (baseado em um

Kernel Mach BSD chamado Darwin). Existem mais de quarenta sistemas operacionais do

tipo UNIX, rodando desde celulares a supercomputadores, de relgios de pulso a sistemas

de grande porte.

A Famlia Microsoft

A figura abaixo apresenta os sistemas operacionais que antecederam famlia Windows NT

e Windows Server 2003/2008:

Solues Microsoft

Famlia Windows XP: Home, Professional (32 bits) e a verso para 64 bits.

Famlia Windows 2000: Professional, Server, Advanced Server, Datacenter Server.

Windows CE e Embedded

Windows Vista

Famlia Windows .NET Server 2003: Web Server, Standard Server, Enterprise Server

e Datacenter Server


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Windows Server 2008

A Famlia Windows XP

Oriundo do Windows 2000 e do Windows Millennium possue o Kernel (ncleo) do Windows

2000. Foram lanadas trs verses: Home (antigo ME), Professional (que o antigo 2000

Professional) com suporte para uma arquitetura de 64 bits. A verso para 64 bits tem

capacidade de enderear 64 GBytes de RAM e est otimizada para a famlia de

processadores Intel Itanium. Tambm possui suporte de multiprocessamento para dois

processadores Intel Itanium.

A Famlia Windows 2000 Server

Aqui temos as seguintes verses:

Server 1 a 4 processadores e 4 GB de RAM, arquitetura de 32 Bits;

Advanced Server 1 a 8 processadores e 8 GB de RAM, arquitetura de 64 Bits;

Datacenter Server 1 a 32 processadores e 64 GB de RAM, arquitetura de 64 Bits.

A Famlia Windows .NET Server 2003 R2

Prxima verso do Windows 2000 Server;

Vrias verses: Web, Standard, Enterprise, Datacenter.


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Segue abaixo uma tabela com alguns recursos do Windows.NET Server 2003.

Chave: = Recurso includo = Recurso com suporte parcial = Recurso no includo

Recurso Servidores Web

Standard Server

Enterprise Server

Datacenter Server

Tecnologias de Cluster

Balanceamento de carga da rede

Cluster de falhas

Comunicaes e Servios de Rede

Conexes de rede virtual privada (VPN)

Servio de protocolo de incio de sesso (SIP)

Servio de autenticao da Internet (IAS)

Ponte de rede


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Compartilhamento de conexo com a Internet (ICS)

Servios de Diretrio

Active Directory

Suporte para servios de metadiretrio (MMS)

Servios de Arquivo e Impresso

Sistema de arquivos distribudos (DFS)

Sistema de arquivos com criptografia (EFS)

Restaurao de cpia duplicada

SharePoint Team Services

Armazenamento removvel e remoto


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Servio de fax

Servios para Macintosh

Servios de Gerenciamento

IntelliMirror

Conjunto de diretivas resultante (RSoP)

Windows Management Instrumentation (WMI)

Servidor de instalao remota (RIS)

Servios de Segurana

Firewall de conexo com a Internet

Servios de certificado


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Servios de Terminal

rea de trabalho remota para administrao

Terminal Server

Diretrio de sesso do Terminal Server

Servios de Multimdia

Windows Media Services

Escalonabilidade

Suporte a 64 bits para computadores Intel Itanium

Memria com adio a quente

Acesso no uniforme memria (NUMA)


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Controle de processos

Programa de suporte a Datacenter

Servios de Aplicativos de Web

.NET Framework

Internet Information Services (IIS)

ASP.NET

Pode ser limitado devido falta de suporte pelo hardware OEM.

O Windows Server 2003 R2 amplia o sistema operacional Windows Server 2003, fornecendo

uma forma mais eficaz de gerenciamento e controle de acesso a recursos locais e remotos

enquanto se integra facilmente ao ambiente existente do Windows Server 2003. O Windows

Server 2003 R2 fornece uma plataforma Web escalonvel e segurana melhorada,

interoperabilidade contnua com sistemas UNIX e permisso de novos cenrios, incluindo o

gerenciamento remoto simplificado do servidor, melhoria de identidade e gerenciamento de

acessos, alm de um gerenciamento mais eficaz de armazenamento.

O Windows Server 2003 R2 Enterprise Edition tambm distribui novas licenas dinmicas

que permitem aos clientes um valor maior atravs da virtualizao de seu servidor. Esta

pgina fornece uma viso geral dos benefcios, novos recursos e melhorias no Windows

Server 2003 R2. Com base na segurana melhorada, na confiabilidade e no desempenho

fornecidos pelo Windows Server 2003 Service Pack 1 (SP1), o Windows Server 2003 R2


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amplia a conectividade e o controle a recursos locais e remotos. As empresas podem se

beneficiar de seus custos reduzidos e eficcia maior, conseguida atravs do gerenciamento

otimizado e controle sobre os recursos da empresa.

O Windows Server 2003 R2 permite a manuteno do desempenho, disponibilidade e

benefcios de produtividade de um servidor em um escritrio filial ao evitar problemas

tipicamente associados com solues de servidores como limitao de conectividade e

despesas de gerenciamento.

O Windows Vista

O lanamento da verso da Microsoft Windows Vista ocorre a mais de cinco anos aps o

lanamento do Windows XP (a verso anterior do sistema operacional desktop da Microsoft)

fazendo deste perodo o mais longo entre lanamentos consecutivos de verses do

Windows. Oficialmente o Windows Vista foi disponibilizado ao pblico em Novembro de

2007.

O Windows Vista possui centenas de novos recursos e funes, como uma nova interface

grfica do usurio, funes de busca aprimoradas, novas ferramentas de criao multimdia

como o Windows DVD Maker, e completamente renovadas aplicaes para redes de

comunicao, udio, impresso e subsistema de exibio. O Windows Vista tambm tem

como alvo aumentar o nvel de comunicao entre mquinas em uma rede domstica

usando a tecnologia Peer-to-Peer, facilitando o compartilhamento de arquivos e mdia digital

entre computadores e dispositivos.

Para aqueles que o desenvolveram, o Vista introduz a verso 3.0 do Microsoft.NET

Framework, que tem como alvo tornar significativamente mais fcil o caminho para os que

buscam desenvolver aplicativos de alta qualidade com a tradicional Windows API.

Uma das mais comuns crticas ao Windows XP e aos seus predecessores so as suas

geralmente exploradas vulnerabilidades de segurana e a total susceptibilidade a malware,

vrus e buffer overflows. Em considerao a isso, o ento presidente da Microsoft, Bill Gates,


29

anunciou no comeo de 2002 uma iniciativa de Computao Confivel de grande escala na

empresa que tinha como objetivo desenvolver a segurana nos softwares desenvolvidos

pela empresa.

Segundo a Microsoft, esta verso do Windows vem com uma tecnologia de bloqueio que

evita o funcionamento de cpias no autorizadas. Esta tecnologia limita o uso da plataforma

restringindo as suas funcionalidades caso o usurio no ative o sistema em um prazo de 30

dias, mas j existem cracks disponveis na Internet que conseguem quebr-lo. Existia no

Windows XP um sistema parecido, denominado WPA (Windows Product Activation), que

avisa quando o usurio estava usando uma cpia no autorizada do sistema, mas que

tambm j foi inteiramente quebrado por crackers.

De acordo com a Microsoft, computadores que podem executar Windows Vista so

classificados com "Vista Capable" e "Vista Premium Ready". Um Vista Capable ou PC

equivalente precisa ter no mnimo um processador de 800 MHz, 512 MB de RAM e uma

placa grfica de classe DirectX 9, e no ser capaz de suportar os grficos "high end" do

Vista, incluindo a interface do usurio Aero.

Um computador Vista Premium Ready ter a vantagem da funo "high end" do Vista, mas

precisar no mnimo de um processador de 1 GHz, 1 GB de memria RAM, e uma placa

grfica Aero-compatvel com no mnimo 128 de memria grfica e suportando o novo

Windows Display Driver Model. A companhia tambm oferece uma beta do Windows Vista

Upgrade Advisor atravs do seu site Web para determinar a capacidade de um PC para

executar o Vista em seus vrios modos.

O utilitrio somente executvel no Windows XP. Mas percebe-se que a maioria dos PCs

atuais atende s necessidades do novo Windows. Atualmente, chama-se Designed For

Windows Vista (Verso).

Os requisitos de Hardware para a instalao do Windows Vista so listados na tabela abaixo:


30

Hardware Mnimo Recomendado

Processador 800 MHz 2 GHz (Dual Core)

Memria RAM 512 MB 2 GB

GPU (Graphic Processor

Unit)

DirectX 9 capaz GPU capaz DirectX 9 com Hardware Pixel

Shader v2.0 e suporte Driver WDDM.

Memria do GPU 64 MB RAM 128MB de RAM ou 256MB para maior

resoluo de vdeo.

Capacidade do HD 20 GB 80 GB

Espao livre do HD 15 GB 20 GB

Tipo de HD Normal Normal com memria flash/disco rgido

Hbrido.

Outros drivers CD-ROM DVD-ROM

O Windows Server 2008

O Windows Server 2008 o mais recente lanamento da linha de sistemas operacionais

para servidores Windows. o sucessor do Windows Server 2003, que fora lanado h

(quase) cinco anos. Assim como o Windows Vista, o Windows Server 2008 foi projetado

sobre o Kernel (ncleo) do Windows NT 6.0.

O Windows Server 2008 foi lanado oficialmente em Maro de 2008 e apresenta, aos

usurios, vrias melhoras em relao s verses anteriores, entre elas podemos mencionar

as seguintes:

Novo processo de reparao de sistemas NTFS: o processo em segundo plano que repara os arquivos danificados.


31

Criao de sesses de usurio em paralelo: reduo dos tempos de espera nos Terminal Services e na criao de sesses de usurio de grande escala.

Fechamento limpo de Servios: os tempos longos de espera antes da finalizao de

servios so praticamente eliminados.

Kernel Transaction Manager: melhoras na gesto concorrente de recursos.

Sistema de arquivos SMB2: o acesso aos servidores multimdia torna-se de 30 a 40 vezes mais rpido.

Address Space Load Randomization (ASLR): proteo contra malware durante o

carregamento de drivers na memria.

Windows Hardware Error Architecture (WHEA): protocolo melhorado e padronizado para reporte de erros.

Virtualizacin de Windows Server: melhoras no desempenho da virtualizao.

PowerShell: incluso de uma console melhorada com suporte grfico (GUI) para administrao do sistema.

Server Core: o ncleo do sistema renovou-se com muitas e novas caractersticas.

Porem o Server Core no possui uma interface grfica (GUI) para as configuraes. A

maioria destas caractersticas deve ser configurada via linha de comando ou

remotamente. Entre as principais caractersticas do Server Core temos: Ativao do

Produto, Configurao de Vdeo, Configurao de Horrio e Time Zone, Remote

Desktop, Gerenciamento de Usurios locais, Firewall, WinRM (remote shell),

Configuraes de IP, Nome do Computador/ Domnio, Instalao de Features e Roles.

A Famlia Netware

Sistema operacional de rede da Novell que ainda muito utilizado no mundo todo. o

primeiro sistema operacional de rede para um compartilhamento real de arquivos. Foi o


32

DOS 3.X + NETWARE (NOVELL)

primeiro sistema operacional de rede para PCs baseado no sistema operacional DOS.

Desenvolvido pela Novell, o NetWare um sistema proprietrio usando multitarefa

cooperativa para executar muitos servios em um computador, e os protocolos de rede so

baseados no arqutipo da Xerox XNS. Atualmente suporta TCP/IP junto com o prprio IPX/SPX.

A origem do sistema operacional Netware se remonta no inicio da dcada dos 80. Foi criado

em 1982, em Provo (Utah) pela empresa SuperSet (atual Novell) e foi lder de mercado

(80%) entre 1985 e 1995. Ainda possui maior desempenho do mercado como Servidor de

Arquivo e foi o primeiro a oferecer proteo no Nvel III (Espelhamento de Servidores).

Os nveis mencionados a seguir so referentes aos nveis do modelo OSI que ser explicado

em detalhe mais adiante na Unidade 13. Nesse sentido, a famlia Netware utiliza:

Para os nveis 3, 4 e 5 (de Rede, Transporte e Sesso): O padro IPX/SPX (Novell);

Para o nvel 6 (de Aplicao): O padro NVT (Network Virtual Terminal) e o NCP

(Netware Core Protocol) ambos desenvolvidos pela Novell;

O Netware tambm conhecido pelas suas caractersticas:

Desempenho, confiabilidade e segurana;

O servidor de rede Netware um servidor dedicado.

uma rede que funciona com o modelo Cliente/Servidor.


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Algumas caractersticas

Verificao de leitura aps escrita;

HOT-FIX da Tabela de blocos inutilizveis.

TTS (Transaction Tracking System): Uma ferramenta de proteo a bases de dados.

Bindery na verso 3.x e NFS na verso 4.x e 6.x.

A Famlia Linux

O sistema operacional Linux um sistema baseado no UNIX. Foi desenvolvido por Linus

Torvalds, inspirado no sistema Minix. O Linux um dos mais proeminentes exemplos de

desenvolvimento com cdigo aberto e de software livre. O seu cdigo fonte est disponvel

sob licena GPL (GNU Public License) para qualquer pessoa utilizar, estudar, modificar e

distribuir de acordo com os termos da licena. Inicialmente desenvolvido e utilizado por

grupos de entusiastas em computadores pessoais, o sistema Linux passou a ter a

colaborao de grandes empresas, como a IBM, a Sun Microsystems, a Hewlett-Packard, e a

Novell, ascendendo como um dos principais sistemas operacionais para servidores -- oito

dos dez servios de hospedagem mais confiveis da Internet utilizam o sistema Linux nos

seus servidores Web. Existem sistemas Linux para diversas arquiteturas computacionais,

como supercomputadores, microcomputadores e aparelhos celulares.

O kernel Linux foi, originalmente, escrito (na linguagem C) por Linus Torvalds do

Departamento de Cincia da Computao da Universidade de Helsinki, Finlndia, com a

ajuda de vrios programadores voluntrios atravs da Usenet. O Linux um sistema

operacional com todas as caractersticas dos sistemas UNIX, mas para processadores com

arquitetura Intel x86 e x/64 de 32 e 64 bits respectivamente. Existe um nmero grande de

diferentes distribuies (distros), mas o ncleo (Kernel) do sistema Linux basicamente o

mesmo para cada uma delas. A seguir uma tabela com algumas (das vrias) distribuies

Linux:.


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Quadro com algumas (das vrias) distribuies Linux:

Nome Plataforma

Redhat Linux Intel, Alpha, Itanium.

SCO/Caldera Linux Intel

Conectiva Linux Intel (em portugues)

Linux-Mandrake Intel, PowerPC

S.u.S.e. Linux Intel, PowerPC, Alpha, Sparc, Itanium, Mainframes...

Debian GNU/Linux PowerPC, Alpha, Sparc, ...

Turbo Linux Intel,...

MkLinux (Apple) Intel, PA-RISC, PowerPC

Slackware Intel, Alpha, Sparc

Ubuntu Intel (x86 e x64), Sparc

Os sistemas operacionais de rede no diferem daqueles usados em mquinas monousurio.

Obviamente, eles precisam de uma interface controladora de rede e de um software

especfico para gerenciar tal interface, alm de programas que permitam a ligao de

usurios a mquinas remotas e seu acesso a arquivos tambm remotos. Tais caractersticas

no chegam a alterar a estrutura bsica do sistema operacional usado para mquinas com

um nico processador. J os sistemas operacionais distribudos precisam de mais do que

uma simples adio de algumas linhas de cdigo a um sistema usado em mquinas

monoprocessadas, pois tais sistemas diferem dos centralizados em pontos muito crticos.

Por exemplo, os sistemas operacionais distribudos permitem que programas rodem em

vrios processadores ao mesmo tempo, necessitando, portanto de algoritmos de


35

escalonamento de processador bem mais elaborados e complexos, de forma a otimizar o

grau de paralelismo disponvel no sistema.

O melhor exemplo da utilizao dos sistemas operacionais de rede so as redes locais,

conhecidas como redes LAN. Nesse ambiente, cada estao pode compartilhar seus

recursos com o restante da rede. Caso um computador sofra qualquer problema, os demais

componentes da rede poderiam continuar com o processamento, apenas no dispondo dos

recursos oferecidos por este.

Sistemas Distribudos

Assim como nos sistemas operacionais de rede, cada estao (de um sistema distribudo)

tambm possui seu prprio sistema operacional, mas o que caracteriza como sendo um

sistema distribudo (tambm conhecido como cluster) a existncia de um relacionamento

mais forte entre os seus componentes (processadores), onde geralmente (mas no

necessariamente) os sistemas operacionais so os mesmos, funcionando como um nico

sistema centralizado. Um sistema Distribudo formado por um conjunto de mdulos

processadores interligados por um sistema de comunicao (cabos de rede ou canais de

transmisso de dados).

Como as aplicaes so distribudas, a redundncia uma grande vantagem, pois quando

h problema com um dos componentes (processador) outro assume a tarefa em questo.

Alguns fabricantes, juntamente com rgos de padronizao, definiram padres para a

implementao de sistemas distribudos. O Distributed Computing Enviroment (DCE), o

Common Object Request Broker Architecture (CORBA) e o Object Linking and Embedding

(OLE) so alguns dos padres para o desenvolvimento de aplicaes em ambientes

distribudos.


36

Um sistema de computo com arquitetura distribuda pode possuir um nmero ilimitado de

mdulos autnomos para processamento, interconectados de tal forma que, para o usurio

final, o sistema todo se apresente como uma nica mquina, no qual o controle geral

implementado atravs da cooperao de elementos descentralizados. Uma rede de

computadores tambm pode (em teoria) estar formada por um nmero ilimitado de estaes,

mas a independncia dos vrios mdulos de processamento preservada em razo da

tarefa de compartilhamento de recursos e troca de informaes, em outras palavras, em uma

rede de computadores a troca de informaes entre os diferentes computadores no to

elevada se comparada com um sistema de computo com arquitetura distribuda onde a

comunicao entre os diferentes processadores crtica e extremamente elevada.

Lembrar que o objetivo de um sistema distribudo comum para todos os mdulos de

processamento, todos eles devem desenvolver tarefas intimamente relacionadas para um

determinado objetivo, da que a comunicao entre todos os processadores do sistema deve

ser elevada e muito bem coordenada.

Um exemplo prtico (e muito interessante) de um sistema distribudo o projeto SETI

(Search for Extra Terrestrial Intelligence). O projeto SETI, desenvolvido pela Universidade de

Berkeley na Califrnia, um experimento cientfico que utiliza o tempo ocioso dos

computadores conectados Internet para seu

objetivo principal de procura por vida

inteligente extraterrestre. Qualquer pessoa

conectada Internet pode participar basta

rodar o programa gratuito disponvel no site

BOINC (http://boinc.berkeley.edu).

Basicamente, este programa permite que sua

mquina disponibilize o tempo ocioso dela para

fazer parte de projetos cientficos, o projeto

esta constitudo por diferentes protetores de

tela e disponibilizado para as plataformas

Windows, MacOS, e Linux.


37

O funcionamento bsico sobre como a sua mquina chega a fazer parte do sistema

distribudo desse projeto o seguinte: Logo aps da instalao do software, voc deve

configurar a sua mquina e escolher o protetor de tela do projeto em questo. Desta forma

cada vez que a sua mquina ative o protetor de tela, devido a que voc parou de utilizar ela

(mas sem deslig-la e com conexo a Internet), a sua mquina far parte de algum dos

seguintes projetos: SETI@home, Climateprediction.net, Rosetta@home, World Community

Grid, entre vrios outros. Portanto, cada vez que o protetor de tela seja ativado a sua

mquina far parte, de forma automaticamente, do sistema distribudo de computo do projeto

SETI, assim que voc retome o uso da sua mquina, o protetor de tela ser desativado e a

mquina liberada do sistema de computao distribuda do projeto SETI at a seguinte vez

que o protetor de tela seja ativado novamente.

O pessoal encarregado de escrever e desenvolver esse projeto atravs de simples protetores

de tela foi muito experto j que eles visavam praticamente todo o poder computacional de

cada uma das mquinas que iriam fazer parte do projeto e eles s poderiam conseguir isso

quando a mquina estiver ligada, conectada a Internet e praticamente parada, (teoricamente)

s rodando o protetor de tela que o software que permite que uma mquina seja parte do

sistema distribudo, portanto, toda a capacidade de processamento da CPU estaria dedicada

exclusivamente aos dados e clculos enviados desde os processadores centrais do projeto

para a sua mquina.

Incluso Digital

Novas tecnologias e o acesso Internet transformaram a

sociedade brasileira e mundial na sociedade da informao.

Mas grande parte da populao ainda no tem acesso a esses

recursos devido a vrios fatores, como custos altos para a

infraestrutura e ausncia de interesses polticos para tanto.

Muitos rgos mundiais vm discutindo sobre esse assunto e

principal documento que reconhece a importncia da incluso digital foi publicado pela


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Organizao das Naes Unidas (ONU) no final de 2003. Projetos coordenados em conjunto

por empresas privadas, governo e a sociedade civil, so o ponto de partida para que se

criem condies de acesso para as regies e pessoas mais carentes.

Nesse sentido, a incluso digital ou infoincluso a democratizao do acesso s

tecnologias da Informao, de forma a permitir a insero de todos na sociedade da

informao. Incluso digital tambm simplificar a sua rotina diria, maximizar o tempo e as

suas potencialidades. Um indivduo incluso digitalmente no aquele que apenas utiliza

essa nova linguagem, que o mundo digital, para trocar e-mails, mas o que usufrui desse

suporte para melhorar as suas condies de vida.

Entre as estratgias inclusivas esto projetos e aes que facilitam o acesso de pessoas de

baixa renda s Tecnologias da Informao e Comunicao (TIC). A incluso digital volta-se

tambm para o desenvolvimento de tecnologias que ampliem a acessibilidade para usurios

com deficincia.

Dessa forma, toda a sociedade pode ter acesso a informaes disponveis na Internet, e

assim produzir e disseminar conhecimento. A incluso digital insere-se no movimento maior

de incluso social, um dos grandes objetivos compartilhados por diversos governos ao redor

do mundo nas ltimas dcadas. Dois novos conceitos so incorporados s polticas de

incluso digital: a acessibilidade de todas as TIs (e-Accessibility), neste caso, no somente

populao deficiente, mas tambm dar a competncia necessria de uso das novas

tecnologias para pessoas e assim incorpor-las sociedade da informao (e-

Competences).


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UNIDADE 3 Princpios De Telecomunicaes (Parte I)

Objetivo: Entender os princpios bsicos que regem as Telecomunicaes.

Qualquer tipo de comunicao ocorre quando a informao

transmitida (ou enviada) entre uma fonte de informao e o usurio

que requisitou essa informao. Para que a informao seja

transferida de um ponto a outro, deve existir um meio ou canal de

transmisso entre a fonte e o receptor. As trs partes, transmissor,

canal e receptor representam assim o sistema de informao completo.

O sistema mais simples de comunicao quando existe a conversao entre duas pessoas,

nesse cenrio bsico vamos supor que as duas pessoas esto se afastando uma da outra.

Neste caso, a pessoa que faz de fonte comea a elevar a voz para que a outra pessoa possa

ouvi-la, porm existir um ponto em que no ser mais possvel ouvir a fala da outra pessoa

mesmo que ela esteja gritando com toda fora. Para que continue a existir uma comunicao

entre as duas pessoas ser necessria a ajuda de dispositivos que permitam o envio da fala

entre elas, mas essa informao falada deve ser previamente processada (pelos

dispositivos) antes de ser enviada pelo canal de transmisso.

Portanto, essa informao falada deve ser colocada em um formato (linguagem) que

compreensvel por mquinas, neste caso diz-se que a informao foi convertida em dados. A

transmisso de dados ocorre quando estes so transferidos eletronicamente entre as duas

pessoas. E assim, a conversao entre elas continuar a existir surgindo ento, o conceito

de comunicao distncia ou telecomunicao.

O sistema eletrnico de informao resultante pode ser um sistema de telemetria, um

sistema digital de computao, um sistema de telefonia ou TV, etc. Em todos os casos

estamos perante um sistema de telecomunicaes.


40

Comutao Nas Redes De Telecomunicaes

A funo de comutao, ou chaveamento, em um sistema de comunicaes trata da

alocao dos recursos (meios de transmisso, repetidores, sistemas intermedirios, etc.) do

sistema para a transmisso de dados pelos diversos dispositivos conectados.

Quanto ao tipo de comutao utilizado, poderemos classificar as redes de Telecomunicaes

em trs tipos:

Comutao de Circuitos

Comutao de Pacotes

Comutao de Mensagens

Comutao De Circuitos

Nas redes de comutao de circuitos, antes de ser enviada qualquer informao, procede-se

ao estabelecimento de um caminho fsico" ponta a ponta entre os terminais que pretendem

estabelecer a comunicao, em outras palavras, deve previamente existir uma conexo fsica

entre os usurios pela qual a informao dever ser transmitida. A comunicao via

comutao de circuitos envolve trs etapas:

1) Estabelecimento da conexo;

2) Transferncia da informao;

3) Desconexo do circuito.

Portanto, na comutao de circuitos os recursos do sistema so alocados para estabelecer a

conexo, mantendo-se alocados at que a conexo seja desfeita, em outras palavras, entre

os ns de Transmisso e Recepo (e vice-versa), um canal (circuito) fsico totalmente


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dedicado at a finalizao da conexo onde esse circuito desfeito e passa a ser liberado

para que outros usurios (da rede telefnica) possam fazer uso dele.

O caminho dedicado entre a origem e o destino pode ser:

Um caminho fsico formado por uma sucesso de enlaces ou conexes fsicas;

Uma sucesso de canais de frequncia, como nos sistemas FDMA (Frequency

Division Multiple Access), isto , canais com acesso mltiplo por diviso de frequncia,

alocados em cada enlace ou conexo fsica.

Uma sucesso de canais de tempo, como nos sistemas TDMA (Time Division Multiple

Access), alocados em cada enlace (ou conexo), sendo bastante utilizada nos atuais

sistemas telefnicos para as ligaes telefnicas comuns.

Comutao De Mensagens

A comutao de mensagens um segundo tipo de comutao possvel nas redes de

telecomunicaes. Nestas redes de comutao de mensagens no existe um caminho fsico

pr-estabelecido entre o emissor e o receptor.


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Na comutao de mensagens a estao adiciona o endereo de destino da mensagem e

transmite esta mensagem (completa) de n em n, em um processo conhecido como Store-

and-Forward, ou seja, traduzindo do ingls, algo assim como armazenar (temporariamente a

mensagem recebida) e logo envi-la ou encaminh-la para o seguinte n. As mensagens s

seguem para o n seguinte aps terem sido integralmente recebidas do n anterior e assim

sucessivamente at chegar ao destino final. Por tal motivo, cada n deve ter uma capacidade

considervel de armazenamento para poder temporariamente segurar a mensagem.

Um exemplo tpico deste tipo de redes o servio de Correio Eletrnico X.400, por exemplo,

das redes X.25.

Comutao De Pacotes

No contexto de redes de computadores, a comutao de pacotes um paradigma de

comunicao de dados em que pacotes (unidade de transferncia de informao) so

individualmente encaminhados entre ns da rede atravs de conexes tipicamente

compartilhadas por outros ns. Este contrasta com o paradigma rival, a comutao de

circuitos, que estabelece uma ligao virtual entre ambos os ns para seu uso exclusivo

durante a transmisso (mesmo quando no h nada a transmitir). A comutao de pacotes

utilizada para otimizar a largura de banda da rede, minimizar a latncia (i.e., o tempo que o

pacote demora a atravessar a rede) e aumentar a robustez da comunicao.


43

Nesta tcnica a transmisso da informao dividida em envelopes de dados discretos,

denominados pacotes. Desse modo, em caso de falha durante a transmisso, a informao

perdida afeta uma frao do contedo total, em vez de afetar o todo. A estao receptora

encarrega-se de montar os pacotes recebidos na sequncia correta para reconstruir o

arquivo (mensagem) enviado.

A grande diferena em relao comutao de mensagens que na comutao por

pacotes, por ser cada pacote menor que a mensagem, o atraso de transmisso total da

mensagem reduzido. Redes com comutao de pacotes requerem ns de comutao com

menor capacidade de armazenamento e procedimentos de recuperao de erros mais

eficientes do que para comutao de mensagens.

A comutao de pacotes mais complexa, apresentando maior variao na qualidade de

servio, introduzindo Jitter1 e atrasos vrios; porm, utiliza melhor os recursos da rede, uma

vez que so utilizadas tcnicas de multiplexao temporal estatstica.

A comutao por pacotes pode efetuar-se:

Com ligao (circuito virtual): estabelecido um caminho virtual fixo (sem parmetros

fixos, como na comutao de circuitos) e todos os pacotes seguiro por esse caminho.

Uma grande vantagem que oferece a garantia de entrega dos pacotes, e de uma

forma ordenada. Exemplos: ATM (comutao de clulas), Frame Relay e X.25;

Sem ligao (datagrama): Os pacotes so encaminhados de forma independente com

nmeros de sequncia, oferecendo flexibilidade e robustez superiores, j que a rede

pode reajustar-se mediante a quebra de um enlace de transmisso de dados.

necessrio enviar-se sempre o endereo de origem. Ex: endereo IP.

1 Basicamente o Jitter a variao estatstica do retardo na entrega dos pacotes de dados em uma rede.


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Formato Das Mensagens

Os dados transportados por uma rede de computadores devem conter, no mnimo, as

seguintes partes:

Bytes de sincronismo (no incio do quadro);

Um identificador (endereo) dos dados;

Campos de controle que implementam o protocolo, isto , mensagens de movimento

de dados na rede;

Dados do usurio (do processo de aplicao);

Um elemento para verificar erros de transmisso, normalmente denominado como

campo de verificao de erros, ou campo de sequncia de quadro FCS (Frame Check

Sequence) posicionado tipicamente no final do quadro;

Largura De Banda

A largura (ou comprimento) de banda a caracterstica fsica de um sistema de

telecomunicaes que indica a velocidade na qual a informao pode ser transmitida em um

determinado instante de tempo pelo canal de informao (par tranado, radiofrequncia, ou

fibra ptica). Em sistemas analgicos, mede-se em ciclos por segundo (Hertz) e em sistemas

digitais em bits por segundo (bps).

Em radiocomunicao ela corresponde faixa de frequncias ocupada pelo sinal modulado

sem sofrer distoro, isto , corresponde faixa de frequncias na qual um sistema de

comunicaes tem uma resposta aproximadamente plana (com variao inferior a 3db), na

regio f = f2 f1 a potncia do sinal modulado mxima.

A transmisso de grande quantidade de informao, em um intervalo pequeno de tempo,

necessita sistemas de banda larga para acomodar os sinais. Uma utilizao eficiente de um

sistema exige a minimizao do tempo de transmisso, para permitir o envio do mximo de


45

informaes no menor tempo possvel. A largura de banda representa uma limitao em

sistemas de comunicao. Se a banda for insuficiente, poder ser necessrio diminuir a

velocidade de sinalizao aumentando o tempo de transmisso.

Podemos comparar a largura de banda como uma estrada. Esta estrada representa a

conexo de rede e os carros so os dados. Quanto maior (mais ampla) for a estrada mais

carros circularo por ela e consequentemente mais carros chegaro a seus destinos mais

rpido. O mesmo principio pode ser aplicado aos dados transmitidos por um canal, quanto

maior a largura de banda deste, maior o volume de dados transmitidos por intervalo de

tempo.

Capacidade De Canal

A capacidade de canal a propriedade de um determinado canal fsico sobre o qual a

informao transmitida. Porm agora devemos interpretar com cuidado o que um canal.

O canal significa no somente o meio fsico (cabos, ondas de rdio, etc.) de transmisso,

mas tambm no conceito do canal devem ser includas as seguintes especificaes:

Os tipos de sinais transmitidos, isto , se os sinais so binrios (com dois nveis s 0s

ou 1s) ou com M-nveis de codificao (neste caso temos os sinais M-ary), ou outro

tipo de sinal.


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O tipo de receptor utilizado (o receptor determina a probabilidade de erro).

Todas estas especificaes devem ser includas no conceito de Capacidade de Canal. Por

exemplo, decidimos utilizar uma codificao de 4-ary dgitos em lugar de dgitos binrios para

enviar informao digital sobre um mesmo canal fsico, evidentemente que com smbolos 4-

ary a quantidade de informao enviada dobrar do que com dgitos binrios. Vejamos o

porqu disto:

Sistemas De Comunicao Digital M-Ary

Normalmente a comunicao digital utiliza um nmero finito de smbolos entre o receptor e o

transmissor, sendo o nmero mnimo igual a dois smbolos (o caso binrio 0s e 1s). Mas

existem os sistemas de comunicao digital com M smbolos (M-ary Comunication Systems),

onde M = 2n com n sendo o nmero de bits a serem transmitidos por cada smbolo M.

Por exemplo, se escolhermos n = 2 bits, ento teramos M = 22 = 4 smbolos, isto significa

que para cada dois bits de informao basta transmitir um nico smbolo 4-ary, duplicando

assim a capacidade de transmisso. Se escolhermos n = 3 bits, ento M = 23 = 8 smbolos,

ou seja, um nico smbolo 8-ary permitiria o envio de 3 bits. Com n = 4 bits, podemos lograr o

envio de M = 24 = 16 smbolos e assim sucessivamente.

Em resumo quanto maior o nmero de smbolos (nveis) M-ary maior ser a capacidade de

canal para transmitir a informao digital, em outras palavras, pode-se incrementar a

velocidade (taxa) de transmisso da informao incrementando o nmero de smbolos (ou

nveis de codificao) M. Obviamente o custo de utilizar transmissores e receptores

suportando nveis de codificao (M-ary) cada vez maiores ser elevado.


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Modulao

interessante notar que muitas formas no eltricas de comunicao, tambm envolvem um

processo de modulao, como a fala, por exemplo. Quando uma pessoa fala, os movimentos

da boca so realizados a taxas de frequncias baixas, da ordem de 10 Hertz, no podendo a

esta frequncia produzir ondas acsticas propagveis. A transmisso da voz atravs do ar

conseguida pela gerao de tons portadores de alta frequncia nas cordas vocais,

modulando estes tons com as aes musculares da cavidade bucal. O que o ouvido

interpreta como fala , portanto, uma onda acstica modulada, similar, em muitos aspectos, a

uma onda eltrica modulada.

Em um sistema de transmisso de dados, seja este digital ou analgico, com ou sem-fio,

extremamente necessrio utilizar mtodos de inserir a informao til que desejamos

transmitir dentro de um sinal de Radiofrequncia (RF), chamado de onda portadora (Carrier),

que ser o veculo de transporte da informao de um ponto a outro. Estes mtodos de

poder inserir a informao dentro de um sinal de RF so conhecidos como modulao da


48

onda portadora. Estes mtodos de modulao permitem que a informao que queremos

enviar seja transportada (embutida) j seja nos parmetros de amplitude, frequncia ou fase

da onda portadora.

Nos sistemas de modulao digital, os bits do sinal de informao so codificados atravs de

smbolos. A modulao responsvel por mapear cada possvel sequncia de bits de um

comprimento preestabelecido em um smbolo determinado. O conjunto de smbolos gerado

por uma modulao chamado de constelao, sendo que cada tipo de modulao gera

uma constelao de smbolos diferentes. Os smbolos nos quais as sequncias de bits de um

sinal de informao so transformadas que sero transmitidos pela onda portadora.

Normalmente quando enviamos informao digital por linhas analgicas o processo de

modulao converte os bits de informao em sinais analgicos para que possam ser

enviados corretamente pelo canal de comunicao. No lado do receptor o processo de

demodulao faz exatamente o contrrio, isto , os sinais analgicos so processados para

serem transformados novamente em bits de informao. O equipamento que realiza a

modulao e demodulao denominado MODEM (MOdulao/DEModulao).


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Tcnicas Bsicas de Modulao Analgica

Existem trs tcnicas para a modulao de sinais analgicos, a saber:

1. Modulao em amplitude (AM),

2. Modulao em frequncia (FM) e

3. Modulao em fase (PM).

Modulao Em Amplitude AM (Amplitude Modulation)


50

A modulao AM a forma de modulao em que a amplitude da onda portadora (sinal

verde na figura) varia em funo do sinal modulador (sinal vermelho na figura), o sinal

modulador o sinal que contem a nossa informao, ou seja, o sinal modulador a

informao desejada (ou informao til) que estamos transmitindo. Nesta tcnica de

modulao AM, tanto a frequncia como a fase da onda portadora so mantidas constantes,

como pode ser visualizado na onda (sinal) de sada dada pelo sinal azul na figura. Este

ltimo sinal (em azul) o sinal que enviado pelo ar at os receptores, por isso que se

denomina sinal de sada (Output) do transmissor.

Modulao Em Frequncia FM (Frequency Modulation)

Agora se em lugar de variar a amplitude, o sinal modulador variar a frequncia da portadora,

pode-se esperar uma melhor qualidade de transmisso, uma vez que a frequncia do sinal

no afetada por interferncias. A contrapartida para a melhor qualidade da FM uma

largura de banda maior. No caso de estaes de rdio, enquanto uma transmisso de AM

pode ser razoavelmente efetuada numa faixa de 10 kHz, uma de FM precisa de larguras to

altas como 150 a 200 kHz para uma boa qualidade.


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Por isso, as frequncias reservadas para transmisses comerciais de rdios de FM esto na

faixa de frequncias muito altas VHF (Very High Frequency), a faixa comercial das

radioemissoras de FM vai desde os 88 MHz at os 108 MHz, nesta faixa (ainda) possvel

acomodar um nmero razovel de estaes de rdio (aproximadamente 90 emissoras).

Modulao Em Fase PM (Phase Modulation)

As tcnicas de modulao FM e PM tm muitas caractersticas semelhantes. A modulao

por fase um tipo de modulao analgica que se baseia na alterao da fase da portadora

de acordo com o sinal modulador (mensagem). A diferena da modulao FM, a modulao

PM no muito utilizada exceto, talvez, no (mal chamado) mtodo FM Synthesis para

instrumentos musicais, introduzido pela Yamaha por volta de 1982. Isto, principalmente, se

deve ao requerimento de um equipamento (Hardware) bem mais complexo para seu

processamento e tambm porque poderiam existir problemas de ambiguidades para

determinar se, por exemplo, o sinal tem 0 de fase ou 180 de fase.


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Pode-se observar na figura como a frequncia do sinal de sada (sinal azul) diminui quando o

sinal modulador (sinal vermelho) esta decrescendo, diferente da modulao FM onde a

diminui justo quando o sinal modulador esta no seu ponto mnimo.

Tcnicas Bsicas De Modulao Digital

Tambm denominada modulao discreta ou codificada. Utilizada em casos em que se est

interessado em transmitir uma forma de onda ou mensagem, que faz parte de um conjunto

finito de valores discretos representando um cdigo. No caso da comunicao binria, as

mensagens so transmitidas por dois smbolos apenas. Um dos smbolos representado por

um pulso S(t) correspondendo ao valor binrio "1" e o outro pela ausncia do pulso (nenhum

sinal) representando o dgito binrio "0".


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Como se pode observar, os bits possuem estados bem definidos (1 ou 0) e por esta razo

no podem ser transmitidos (irradiados) com eficincia como um sinal senoidal. Os

processos de modulao digital consistem em modular uma informao binria atravs de

uma onda portadora analgica senoidal, utilizando as mesmas tcnicas da modulao

analgica.

A diferena fundamental entre os sistemas de comunicao de dados digitais e analgicos

(dados contnuos) bastante bvia. No caso dos dados digitais, envolve a transmisso e

deteco de uma dentre um nmero finito de formas de onda conhecidas (no presente caso

a presena ou ausncia de um pulso), enquanto que, nos sistemas contnuos h um nmero

infinitamente grande de mensagens cujas formas de onda correspondentes no so todas

conhecidas.

No caso especfico do sinal modulador ser um sinal digital, essas tcnicas de modulao

analgica, vistas anteriormente, tomam as seguintes denominaes:

Modulao ASK (Amplitude Shift Keying)

A tcnica de modulao ASK (ou modulao por chaveamento da amplitude) tambm

conhecida como a modulao On-Off, ASK o mtodo mais simples de modulao digital.

Consiste na alterao da onda portadora em funo do sinal digital a ser transmitido. A onda

resultante consiste ento em pulsos de radiofrequncia, que representam o sinal binrio 1 e

espaos representando o dgito binrio 0 (supresso da portadora).


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Da o nome de On-Off porque pareceria que a onda portadora ligada e desligada

dependendo do valor dos bits de informao enviados. Atualmente esta tcnica no mais

utilizada em sistemas de transmisso digital.

Modulao FSK (Frequency Shift Keying)

O processo de modulao FSK (ou modulao por chaveamento da frequncia) consiste em

variar a frequncia da onda portadora em funo do sinal modulador, no presente caso, o

sinal digital a ser transmitido. Este tipo de modulao pode ser considerado equivalente

modulao em FM para sinais analgicos.

A amplitude da onda portadora modulada mantida constante durante todo o processo da

modulao; quando ocorrer a presena de um nvel lgico "1" no sinal digital, a frequncia da

portadora modificada para uma frequncia f1, e para um valor 0 a frequncia da portadora

muda para um valor f2 estas mudanas de frequncias podem ser depois compreendidas no

processo de demodulao.

Modulao PSK (Phase Shift Keying)

A tcnica PSK (ou modulao por chaveamento da fase) o processo pelo qual se altera a

fase da onda portadora em funo do sinal digital a ser transmitido. Quando ocorrer uma

transio de nvel lgico do sinal digital a ser transmitido (sinal modulador), haver uma

mudana de 180 graus na fase da onda portadora com relao fase anterior.


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A transio de fases observada pode ser tanto de nvel lgico 0 para 1 como de nvel lgico 1

para 0. Para este tipo de modulao deve ser utilizada a deteco sncrona, j que esta tem

como base o conhecimento preciso a respeito da fase da onda portadora recebida, bem

como da sua frequncia. Esta tcnica de modulao devido ao fato mencionado envolve

circuitos de recepo (demodulao) mais sofisticados; em compensao oferece melhor

desempenho que as tcnicas ASK e FSK. Por tal motivo a modulao PSK bastante

utilizada em sistemas de telecomunicaes.

Resumo dos Tipos de Modulao

O quadro a seguir apresenta um resumo dos diferentes tipos de modulao utilizando tanto

uma onda portadora analgica ou digital e a informao enviada analgica ou digital.


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Demodulao

o processo que nos permite reverter o processo da modulao. Tambm chamado de

deteco, envolve dispositivos eletrnicos, chamados modems, encarregados de detectar a

onda portadora modulada e extrair dela o sinal modulante (a informao desejada).

No processo da demodulao para sinais digitais, a forma de onda no importante, pois ela

j conhecida. O problema se resume a determinar se o pulso est presente ou ausente,

portanto, o rudo do canal no tem influncia nesse sentido. Entretanto o rudo do canal

poder causar certos erros nas decises. A deciso na deteco pode ser facilitada com a

passagem do sinal atravs de filtros que reforam o sinal til e suprimem o rudo ao mesmo

tempo. Isso permite melhorar muito a relao Sinal/Rudo reduzindo a possibilidade de erro.

Nos sistemas digitais o problema da deteco (demodulao) um problema um pouco mais

simples que nos sistemas contnuos. Durante a transmisso, as formas de onda da onda

portadora modulada so alteradas pelo rudo do canal. Quando este sinal recebido no

receptor, devemos decidir qual das duas formas de onda possveis conhecidas foi


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transmitida. Uma vez tomada a deciso a forma de onda original recuperada sem nenhum

rudo.

Multiplexao

Um dos maiores problemas na implementao de uma rede de comunicao de dados o

alto custo das linhas de comunicao. Por isso h a necessidade de otimizar estas linhas.

Por exemplo, se cada estao de trabalho possuir uma linha direta ao servidor, a atividade

mdia nesta linha ser excessivamente baixa, devido a perodos inativos longos com

nenhum ou pouqussimo fluxo de dados. Se existem perodos ativos entre as vrias linhas

que nunca coincidem, possvel comutar uma nica linha para atender os vrios terminais.

Mas existe a possibilidade de mais de um terminal estar ativo em determinado instante, e se

no existem regras para as estaes ligadas ao comutador surgir um conflito na linha

gerando um grave problema. Este problema pode ser resolvido fazendo com que a linha que

sai do comutador seja maior do que qualquer linha de entrada, sendo assim a linha de sada

maior que a soma das linhas de entrada eliminando o problema.

Com isso o comutador executa a funo de multiplexador. O multiplexador (MUX) um

dispositivo cuja funo permitir que mltiplas estaes de trabalho possam compartilhar


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uma linha de comunicao. Do lado oposto encontra-se o demultiplexador (DEMUX) que faz

o processo contrrio distribuindo os sinais desde o canal principal para os respectivos canais secundrios.

Portanto, em um sistema unidirecional, existe um MUX na transmisso e um DEMUX na

recepo. Dois sistemas so necessrios para uma comunicao bidirecional, cada um com

seu prprio canal principal de comunicaes. Em um sistema bidirecional, existe um

MUX/DEMUX em cada terminao, sendo a comunicao realizada por um nico par de

cabos (para tranado, coaxial, fibras). fundamental nestes dispositivos minimizar o efeito

Cross-Talk e maximizar a separao de canais.

O canal principal tem capacidade (largura de banda) suficiente para suportar o uso

compartilhado pelos canais secundrios. Com isso, os multiplexadores reduzem o nmero de

linhas de comunicao necessrias, conseguindo uma reduo nos custos, pois diminuem o

cabeamento necessrio.

O processo de multiplexao (ou multicanalizao) se divide em: Multiplexao por diviso

de frequncia (FDM), multiplexao por diviso de tempo (TDM) e multiplexao estatstica

por diviso de tempo (STDM).

FDM (Frequency Division Multiplexing)

Na tcnica de multiplexao por diviso de frequncia, a largura de banda da linha principal

de comunicaes dividida em vrias frequncias com isso surgem vrias bandas mais

estreitas, e cada terminal tem acesso a uma, ou seja, esta tcnica permite transmitir

simultaneamente vrios canais (sinais), atravs de um nico canal fsico (meio de

transmisso), onde cada sinal de usurio (canal secundrio de comunicao) possui uma

banda espectral (frequncia) prpria e bem definida, que, em condies normais de

funcionamento bem menor que a largura de banda total da linha (canal) de comunicao

principal.


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TDM (Time Division Multiplexing)

Esta tcnica da multiplexao por diviso de tempo intercala os bits, que fluem das linhas de

baixa velocidade entrantes para dentro da linha sada de alta velocidade. Em ambos os

mtodos o resultado que uma nica linha de alta velocidade transmite de forma serializada

um nmero de sinais (canais) de entrada com velocidades mais baixas.

Portanto, a tcnica TDM permite transmitir simultaneamente vrios canais (sinais), dentro do

mesmo canal fsico (meio de transmisso), onde cada sinal de usurio (canais de

comunicao secundrios A, B e C da figura) possui uma janela de tempo prprio e definido

de uso da banda para transmisso.


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No caso desta tcnica TDM o uso da largura de banda (da linha de comunicaes principal)

poderia no ser timo, sobre todo quando poderiam existir canais de usurios que no

estejam transmitindo nada, j que essa janela de tempo no estaria sendo temporariamente

utilizada por ningum, portanto, desperdiando banda, mas o ponto a favor que a qualidade

de servio elevada por termos uma banda garantida para cada usurio.

STDM (Statistical TDM)

A tcnica de multiplexao estatstica por diviso de tempo ou simplesmente multiplexao

estatstica uma tcnica muito til quando se quer fazer um melhor uso da largura de banda

total do canal principal de comunicaes. Nesta tcnica somente uma parcela de tempo

alocada se (e somente se) existir trfego, ao contrrio da TDM, e com isso se evita a m

utilizao da linha principal. Neste caso temos um uso aprimorado da largura de banda, mas

poderia no existir uma qualidade de servio no atendimento como o caso do sistema

TDM, j que a banda no necessariamente seria garantida para todos os usurios e certas

demoras poderiam ser verificadas durante a transmisso e/ou recepo de dados


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FDM x TDM

Na multiplexao por diviso de frequncia (FDM) cada subcanal com determinada

frequncia atribuda a cada um dos componentes do grupo, sendo assim pode se tornar

difcil a expanso neste mtodo visto que a adio de subcanais precisar de uma

reatribuio de frequncias.

Na multiplexao por diviso de tempo (TDM), como o tempo dividido entre os terminais, o

multiplexador examina as linhas de baixa velocidade em uma ordem pr-definida, e a linha

de alta velocidade possui apenas um nico sinal em um determinado instante. Isto difere da

FDM, na qual, vrios sinais so enviados ao mesmo tempo, porm cada um com uma

diferente frequncia. Normalmente a FDM usada para sinais analgicos e a TDM com

sinais digitais.

Para separar as frequncias alocadas com a tecnologia FDM utiliza-se de guardas-de-banda.

Na tecnologia TDM a separao das fatias de tempo obtida com espaos de tempo entre

quadros sucessivos de amostras completas de todos os canais. No caso da tecnologia TDM

tem-se a TDM sncrona e a TDM assncrona, que veremos mais adiante.

Sincronizao

Obs.: Se o trfego na linha uniforme, ento mais vantajoso o uso da tecnologia

TDM, que proporciona uma melhor utilizao da capacidade da linha.


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O processo de sin

esab

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