Redes

Cenários da vida real

Imagine que em sua casa existam quatro computadores, um em cada quarto, e que cada computador se conecte a Internet, através de uma linha telefônica individual. Teremos no final do mês uma conta bem alta. Com o que você está gastando com as quatro linhas, você pode contratar uma Internet banda larga que você poderia ficar 24h conectado em com velocidades bem maiores que a sua linha discada. O problema é, como compartilhar um único ponto de Internet banda larga, com os quatro computadores. A operadora ou provedor que lhe vender o serviço irá afirmar que você precisa contratar links distintos (claro, eles querem vender). Mais o fato é que o cabo que chega até a sua casa entrega uma velocidade X, como por exemplo 128 Mbps. Esses 128 Mbps contratados são seus, você pagou por eles, nada mais justo do que você poder utilizá-los em dois ou mais computadores.

Na figura 1, nos temos computadores com suas placas de fax modem ligadas diretamente à linha telefônica. Observe que a impressora do PC2 fica monopolizada nesse computador.


figura 1

Vejamos um outro cenário.
Você possui quatro computadores já interligados por um hub ou switch.


figura 2

Nesse segundo caso, nenhum computador se conecta a Internet.
Poderia ainda ser uma rede sem fio AdHoc (cada computador possui sua placa wireless e se comunicam diretamente uns com os outros, não existe a presença de um elemento concentrador). Ainda sem se conectarem a Internet.


figura 3

Em qualquer um dos três cenários, poderíamos implementar nossa solução.

A implementação com um netrouter, seria relativamente simples. Você apenas precisaria desembolsar uma grana e ler o manual de instalação. Você encontrará esse tipo de netrouter com no mínimo 5 portas, o que irá atender ao seu cenário. Uma porta para receber o link Internet e outras quatro para os demais computadores na rede.

figura 4

Como nem tudo são flores, caso você opte por uma solução netrouter, deverá ficar atento para as expectativas de crescimento. Se você comprou um netrouter de 5 portas e quer adicionar um quinto computador, isso pode representar um problema.



Parte física da rede

Vamos ver o que precisaremos para implementar nossa solução.
A pior implementação, em termos de custo, seria a da figura 1. Não existe um hub ou um switch na rede, você poderá adquirir um de 8 portas por R$ 80,00. Normalmente esses equipamentos são encontrados em 8, 16, 24 e 48 portas. Dê preferência pelo switchs, são um pouco mais caros mais possuem melhor desempenho.

A maioria dos computadores, já possuem pelo menos um adaptador de rede. Embora, caso exista algum computador sem esse adaptador, você deverá adquirir um.
Se isso acontecer, você deverá saber quais são os melhores e os mais comuns adaptadores de rede do mercado. Temos placas de R$ 15,00 até R$ 1000,00 (placas para servidor de de alto desempenho). Vamos falar rapidamente sobre elas.



figura 5

Estaremos tratando dos adaptadores Ethernet. Ethernet é um protocolo da camada física...(complicou??? Vamos esclarecer). Existem outros tipos de rede que são utilizados em aplicações diversas. Os grandes provedores de link dedicado utilizam Frame Relay para distribuir seus links pela cidade. Esse tipo de rede é uma rede de alto desempenho e possui segurança em sua forma de implementação o que permite que empresas grandes possuam redundância a falhas, o que é nos dias de hoje crucial para se prestar um bom serviço. Como se pode imaginar, se gasta muito para implementar esse tipo de rede. Para uso dentro das empresas, escritórios ou na sua casa, a Ethernet é a mais indicada e provavelmente a que você irá encontrar.

Os adaptadores ethernet são popularmente conhecidos como placa de rede ou em alguns tutoriais também referenciados como NIC (Network Interface Card – Cartão de Interface de Rede). Ela pode ser com conexão para fibra óptica, cabo coaxial (muito antigo, não se utiliza mais) ou cabo UTP no qual será tratado nesse curso.

Dos cabos UTP, o mais comum de ser encontrado é o CAT 5e ou categoria 5.


figura 6

Ao comprar um adaptador ethernet CAT5e, você deve observar alguns detalhes. Como por exemplo à velocidade que é facilmente encontrada nas taxas de 10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps. Normalmente ele sempre é compatível com duas ou mais velocidades. Você deve encontrar as descrições 10/100 ou 10/100/1000.
Encontrará vários fabricantes. Alguns renomados, outros nem tanto. Mais uma coisa é certa, fuja das mascas desconhecidas; elas normalmente não possuem suporte para linux ou Windows e os drivers são difíceis de serem encontrados.
Posso considerar as placas 3Com e Intel como as melhores classificando-as como Top de linha. Em um segundo escalão, temos Encore, Realtek, LG e D-Link. Depois temos uma infinidade de fabricantes poucos conhecidos, se você quiser se aventurar por algum desse, boa sorte. Você vai precisar.

Então, vejamos: para que possamos compartilhar a Internet, precisamos garantir que os computadores possam se conectar a sua pequena rede seja através de uma rede com cat5 ethernet (802.3) ou através de rede sem fio (802.11b).
Garanta que todas as máquinas possuem um adaptador ethernet.

DICA: não confunda a entrada do adaptador ethernet com a entrada do seu modem, elas são incompatíveis. O seu modem utiliza RJ11 e o adaptador ethernet 802.3 utiliza o RJ45 que é um pouco maior.

Agora você deve providenciar, caso já não existam, os cabos de rede para interligar os computadores ao seu equipamento ativo (hub ou switch). Existem duas formas de providenciar os cabos, uma é desembolsar uma grana e comprá-los já prontos. Você encontrará facilmente nos tamanhos de 1, 1.5, 2, 2.5 e 3 metros. O preço vai variar entre R$ 9,00 à R$ 16,00 cada. Caso a distância seja maior, o jeito é você mesmo fazer seu cabo. Vou dar aqui uma “palhinha” de como fazer, mais sugiro que nas próximas férias vocês façam o curso de Introdução ao cabeamento estruturador aqui mesmo na Faculdade.

O cabo UTP CAT5 é composto por 4 pares de cabos identificados por cores.






figura 7

Eles são trançados, por isso o CAT5 recebe o nome de par trançado. Existe uma geometria para esse trancamento o que evita que um sinal interfira no outro par.
Como mostra na figura 7, você deve desencapar até 2 cm da ponta do cabo, sem ferir os pares.
Existem ferramentas apropriadas para fazer essa confecção. Na maioria dos casos, um alicate de crimpagem, veja bem, CRIMPAGEM e não GRIMPAGEM como muitos costumam dizer.


figura 8

Agora você precisa saber qual a ordem correta dos cabos no rj45. Existe duas formas de crimpagem, a 568A e a 568B. Para a confecção de um cabo normal, você utiliza uma delas nas duas pontas. Para a confecção de um cabo cruzado ou cross-over, você utiliza 568A em uma ponta e 568B em outra ponta. Não há diferença alguma de desempenho entre uma ou outra, a diferença fica unicamente na ordem com que os cabos serão colocados no rj45. O cabo cross é necessário para ligar dois computadores diretamente sem passar por um hub ou switch ou para interligar dois equipamentos ativos.
O esquema abaixo poderá orientá-lo à posição correta de cada uma das cores.

Branco /Laranja TX+ 1
Laranja TX- 2
Branco/Verde RX+ 3
Azul 4
Branco/Azul 5
Verde RX- 6
Branco/Marrom 7
Marrom 8
1 RX+ Branco/Verde
2 RX- Verde
3 TX+ Branco/Laranja
4 Azul
5 Branco/Azul
6 TX- Laranja
7 Branco/Marrom
8 Marrom

568B 568A

O próximo passo é encaixar os cabos, na ordem correta, no conector rj45. Cuide para que todos os pares sejam encaixados até à extremidade do conector, caso contrário o cabo não irá funcionar.


figura 9

Após a confecção dos cabos, fica um dever de casa, pesquise sobre o acabamento que deve ser feito, para que o serviço fique bonito.

Se você não quiser se preocupar com padrão 568A ou 568B dos cabos, em comprar cabos, furar paredes no seu escritório ou no seu apartamento, você pode dar um pulinho no shopping OI e adquirir adaptadores wireless para os seus computadores. Você vai encontrar para o seu desktop, adaptadores PCI e adaptadores USB. O valor pode variar de R$ 60,00 à R$ 180,00, pesquise e escolha principalmente um que já possua driver para Windows XP.



NOTA: infelizmente a solução wireless adotada nesse curso não poderá ser implementada com o Coyote linux, pois esse linux em sua versão mais atual não possui driver para esses adaptadores. Para a montagem da rede wifi utilizaremos o Windows XP Professional.

Agora que a parte física já funciona, vamos à parte lógica.
Começaremos com a primeira pergunta. Você já instalou algum sistema operacional em sua vida? Não. Tudo bem. Iremos dar uma passada rápida por instalação, ok!

Suponhamos que os computadores que necessitam ser instalados, possuem unidade de CD-ROM, caso não tenha, os passos deverão se outros. Para o nosso exemplo, ficaremos com o CD-ROM por ser mais comum em máquinas domésticas e de pequenos escritórios.

Você precisa de um cd do Windows XP. Não esqueça de licenciá-lo principalmente se você está implementando essa solução em seu local de trabalho.

Agora você precisa entrar no bios do computador para configurar a prioridade de boot para o CD-ROM antes do IDE0 (seu Hard Disk). Alguns bios são acessados pressionando a tecla DEL quando a máquina estiver iniciando. No entanto essa tecla pode variar de computador, como F2, F10 etc.
Após tudo configurado, a sua media deverá possuir a capacidade de inicializar o sistema.
Nesse nosso curso, faremos à instalação do Windows XP. Para isso iremos formar grupos, pois não temos tempo hábil para refazer todo o laboratório.
Fique atento e anote tudo que julgar importante.

Um pouco sobre redes de computadores

O que é redes de computadores?
É a interligação de dois ou mais computadores com a finalidade de compartilhar recursos e informações.

Agora para confundir um pouco. Vamos substituir, na frase acima, a palavra computadores por palm, ou por celulares com rede sem fio ou até mesmo catracas eletrônicas, impressoras de rede, telefone ip. Podemos perceber que redes de computadores são bem mais complexas do que a definição acima. Por hora, a definição servirá para que possamos entender os próximos conceitos.

No mundo das redes de computadores, temos três topologias primárias. Vejamos cada uma delas.

Topologias das Redes de Computadores
Ao longo da historia das redes, varias topologias foram experimentadas, com maior ou menor sucesso. Os três tipos abaixo são esquemas básicos empregados na conexão dos computadores. Os outros são variantes deles:

Estrela - Todas as conexões partem de um ponto central (concentrador), normalmente um hub ou switch. É o modelo mais utilizado atualmente.


















Anel - Todos os computadores são conectados em um anel. É a topologia das redes Token Ring, popularizadas pela IBM nos anos 80. Hoje, esse modelo é mais utilizado em sistemas de automação industrial.








Barramento - Os computadores são conectados num sistema linear de cabeamento em seqüência. Esse arranjo era usado nas primeiras gerações de redes Ethernet. Está sendo lentamente abandonado.









Introdução ao TCP/IP

O TCP/IP é uma pilha de protocolo de padrão industrial que é usado para comunicações entre os computadores. O TCP/IP foi desenvolvido para comunicações através de redes de larga escala. Daí a sua utilização na maior rede de todos os tempos, a Internet.
O processo de comunicação

O processo pelo qual o TCP/IP transmite dados entre duas localizações é semelhante ao processo utilizado pelos correios, primeiro eu preciso saber o endereço de destino e enviar a carta, que no caso das redes é o pacote.
O processo de comunicação TCP/IP é iniciado usando uma aplicação no computador de origem que prepara os dados a serem transmitidos no formato que uma aplicação no computador de destino pode ler. É como escrever uma carta em uma língua que o destinatário possa entender. Então, os dados são associados com a aplicação e computador de destino, de forma semelhante quando você endereça uma carta para um destinatário em uma casa. O endereço do computador de destino é então adicionado ao dado, exatamente como o endereço do destinatário é especificado na carta.
Endereçamento IP Classificado
Para ser capaz de se comunicar em uma rede, cada computador precisa ter um endereço IP único. No endereçamento IP classificado, existem três classes utilizadas para atribuir endereços IP aos computadores. O tamanho e tipo de rede determinam a classe de endereço IP que você aplica quando você fornece endereços IP para os computadores e outros hosts em sua rede.

O endereço IP é o único identificador que diferencia um computador de outro em uma rede e ajuda a localizar onde o computador reside na rede.
O endereço IP identifica a localidade de um computador na rede; de forma similar a um endereço numérico que identifica uma casa na cidade. Assim como o endereço para uma casa especifica precisa ser único mas segue certas convenções de endereçamento, um endereço IP deveria ser único mais de acordo com um formato padrão. Um endereço IP consiste de um conjunto de quatro números, cada um pode variar de 0 a 255.
Componentes de um Endereço IP
Da mesma forma que o endereço de uma casa tem duas partes — um endereço de rua e um código de endereçamento postal (CEP) — um endereço IP também tem duas partes — o ID de host e o ID de rede.


ID de Rede
A primeira parte de um endereço IP é o ID de rede, que identifica o segmento de rede no qual o computador está localizado. Todos os computadores no mesmo segmento precisam ter o mesmo ID de rede, assim como todas as casas em uma área específica devem ter o mesmo código de endereçamento postal.
ID de Host
A segunda parte do endereço IP é o ID de host, que identifica um computador, roteador ou outro dispositivo dentro de um segmento. O ID de host para cada host deve ser único dentro do ID de rede, da mesma forma que o endereço da rua para uma casa precisa ser único dentro do código de endereçamento postal.
É importante notar que assim como dois CEP’s diferentes podem ter cada um uma casa de número 100, dois computadores com diferentes IDs de rede podem ter o mesmo ID de host. Entretanto, a combinação entre eles, deve resultar em uma identificação única.
Exercícios: Qual é a parte da rede e qual é a parte dos hosts?
Modelo: 10.0.0.5/255.0.0.0 Rede_10._______________ Host __0.0.5_________
172.16.0.9/255.255.0.0 Rede__________________ Host _______________
192.168.0.2/255.255.255.0 Rede__________________ Host _______________
192.168.4.2/255.255.255.0 Rede__________________ Host _______________
192.168.233.1/255.255.0.0 Rede__________________ Host _______________
192.168.0.1/255.0.0.0 Rede__________________ Host _______________
OBS: 192.168.0.1/255.255.255.0 é diferente de 192.168.1.1/255.255.255.0
Alguns utilitários TCP/IP
Hostname: este utilitário exibe o nome de host do seu computador.
Ipconfig: este utilitário exibe e atualiza a atual configuração TCP/IP, incluindo o endereço IP (somente Windows). No linux temos o ifconfig.
Ping: este utilitário verifica configurações e testa a conectividade IP entre dois computadores. O ping utiliza o protocolo ICMP, ele envia uma requisição ICMP do computador de origem e o computador de destino responde com uma resposta ICMP.
Para testar a configuração TCP/IP do seu próprio computador, você usa o loopback. Loopback é o endereço IP 127.0.0.1. Para testar a configuração do sistema usando loopback local, digite ping 127.0.0.1
ROTEADORES
Os roteadores possuem um papel importantíssimo em sua vida, mesmo que você não saiba disso. Isso por que, a Internet como conhecemos hoje, somente é possível pelo roteamento que é feito. Em poucas palavras, roteadores fazem todo o trabalho quando digitamos www.motogp.com no navegador e pressionamos .
Em uma rede que possui acesso à Internet, seja qual for o tamanho, é uma rede roteada. Isso por que o roteamento nada mais é do que o processo de encaminhar e receber informações entre redes distintas. Exemplificando, seria o seguinte:
Eu tenho meus 10 computadores em minha pequena rede. Eu resolvi dar a esses computadores os endereços ips 192.168.0.1 até 192.168.0.10, e a mascara de todos eles é 255.255.255.0. Esses dez computadores poderão se “falar” por que estão na mesma rede concorda? Eles estão na rede 192.168.0.0. Porém quando eu passo a querer me comunicar com computadores fora dessa rede, que é o caso da Internet onde milhões de redes diferentes trocam informações, o papel do roteador passa a ser obrigatório para essa comunicação. Quando for pensar em roteador, faça a seguinte analogia. Quando eu não sei onde encontrar alguma coisa, eu peço ao meu roteador padrão (gateway padrão). Isso não garante que o gateway padrão irá saber onde está o computador destino, porém é uma referência que os computadores na rede possuem.
Por tanto o roteador padrão é o computador ou equipamento que conhece outras redes. Por esse motivo, um roteador sempre terá mais que uma placa de rede. Para poder se comunicar diretamente com duas redes.
Se estivermos em uma rede não roteada, as informações obrigatórias para que um computador possa se comunicar com outros em sua rede, são: ip e mascara. Quando se trata de uma rede roteada ou com acesso à Internet, devemos informar: ip, mascara e gateway padrão.
DHCP e DNS
Em redes pequenas, podemos rapidamente configurar o endereço ip nos computadores. Isso é chamado de configuração estática. Porém alguns inconvenientes podem surgir. Imagine que você configurou os endereçamentos ips em suas quatro máquinas e um belo dia seu irmão, que não entende nada de informática, adquire um computador e rapidamente se desfaz do antigo. Ao colocar o novo computador na rede, ainda ficará faltando a configuração de IP para que o novo computador possa navegar. Em conseqüência disso, seu irmão irá te ligar no celular e provavelmente você terá que largar o que está fazendo para atendê-lo. Tudo bem, esse não foi um bom exemplo. Mude a palavra irmão por chefe. Agora sim, seria melhor não ter esse cara te ligando.
Se existisse um servidor DHCP (dynamic host configuration protocol / protocolo de configuração dinâmica de host) na sua rede, ele poderia configurar o ip automaticamente. Assim, quando uma nova máquina fosse conectada à rede, ela receberia um endereço que possibilitaria a navegação na Internet sem maiores problemas. Lembre-se que estamos falando de poucas máquinas, mais nada impede de serem 50 computadores.