Redes Conceitos

Certificado ISO 9001:2000 Nº 23.0021/98

Centro de Informática – CETEP Quintino www.ciquintino.com.br

Elaborada pelos Professores: André Vieira e Marcelo Lucena

A POLÍTICA DA QUALIDADE DO CI “Prover cursos de educação profissional de formação inicial (cursos instrumentais) na área de informática, tendo como foco: • A adequação destes às tendências do mercado de trabalho; • A satisfação dos alunos e colaboradores; • A promoção da cultura profissional de excelência junto aos alunos; • A inclusão digital da sociedade; • A busca da melhoria contínua dos serviços prestados e da eficácia do Sistema de Gestão.”

O CURSO DE REDES E CABEAMENTOS O Curso de Redes e Cabeamentos (antigo Curso de Redes: Windows 95 e NT), oferecido pelos Centros de Informática da FAETEC, foi reestruturado considerando-se a importância da Comunicação de Dados, como instrumento para agilização e resolução de problemas, objetivando as atuais necessidades do mercado de trabalho e o avanço tecnológico.

APOSTILA DE REDES E CABEAMENTOS Equipe de Elaboração André Vieira e Marcelo Lucena Revisão Carlos Lobo Aprovação Sandra Regina Barbosa

Apostila de Redes e Cabeamentos – Versão 001/05

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ÍNDICE C A P Í T U L O1

INTRODUÇÃO A REDES REDE DE COMPUTADORES EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO USO DA REDE DE COMPUTADORES

04 04 05

C A P Í T U L O2

MIDIA DE TRANSMISSÃO CABO COAXIAL CABO PAR-TRANÇADO CABO FIBRA ÓPTICA

12 12 13

C A P Í T U L O3

DISPOSITIVO DE CONECTIVIDADE PLACA DE REDE REPETIDOR HUB BRIDGE SWITCH ROTEADORES GATEWAY

15 16 16 17 17 17 17

CAPÍTULO4

PADROES DE ACESSO E MODELOS IEEE ETHERNET FAST ETHERNET TOKEN RING

18 18 18

CAPÍTULO5

PADROES DE TRANSMISSÃO 10 BASE 2 10 BASE 5 10 BASE T 10 BASE FL 100 BASE TX 100 BASE T4 100 BASE FX

19 19 19 19 19 19 20

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CAPITULO6

TOPOLOGIAS DE REDE TOPOLOGIA EM BARRAMENTO TOPOLOGIA EM ESTRELA TOPOLOGIA EM ANEL

20 20 21

CAPITULO7

ENDEREÇAMENTO IP INTRODUÇÃO INDENTIFICANADO REDE E HOST CLASSES DE ENDEREÇO IP MÁSCARAS DE SUB -REDE REGRAS BÁSICAS PARA ENDEREÇAMENTO IP

21 21 22 22 23

CAPITULO8

MODELOS DE COMPUTAÇAO COMPUTACAO CENTRALIZADA COMPUTACAO DISTRIBUIDA COMPUTACAO COLABORATIVA CLIENTE-SERVIDOR

23 24 24 24

CAPITULO9

REDES PEAR TO PEAR COM WIN9X/ME/XP

25

E CONECTANDO A INTERNET

BIBLIOGRAFIA

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INTRODUÇÃO Redes de Computadores Nenhuma outra tecnologia evoluiu tão rápida e então pouco espaço de tempo como a informática. Em poucas décadas, vimos computadores que ocupavam um andar inteiro, pesando algumas toneladas, de processamento duvidoso e custando milhões de dólares, serem substituídos por estações de trabalho que cabem numa mesa, podendo realizar milhões de operações por segundo a um preço acessível a todos. A massificação do uso de computadores por parte das empresas, universidades e governos,a internacionalização da economia e sua dispersão geográfica, geraram uma enorme necessidade de interligar sistemas para a troca de informações de forma rápida e segura. Mesmo em menor escala, as redes permitem a pequenas e médias empresas maior agilidade e eficiência na troca de informações e compartilhamento de dados e recursos como, por exemplo, impressoras e discos. Suponha que você possua uma impressora laser que é utilizada por todo se setor . Se você não possui uma rede que disponibilize a impressora para todas as estações do setor, cada um que desejar utilizar a impressora, deverá copiar um arquivo para um disquete e levalo até onde ela estiver. Parece simples, mas se a impressora estiver em um outro andar?E se o arquivo a ser impresso for maior que a capacidade de armazenamento do disquete ? Todos esses, e outros, problemas podem ser contornados, mas se você estiver utilizando uma rede, o ato de imprimir um arquivo seria tão normal quanto imprimi-lo em uma impressora conectada diretamente a sua estação. Não importa se você está conectando uma impressora a dois microcomputadores ou interligado dos sistemas em países diferentes via satélite, a realidade das redes de comunicação vai estar cada vez mais ligada ao nosso cotidiano. Evolução dos Sistemas de Comunicação A história das redes de comunicação surge muito antes do advento do computador. Seu início e sua evolução estão intimamente ligados a necessidade de troca de informações entre as pessoas, empresas ou qualquer outra organização. Os mais simples sinais de comunicação são os gestos físicos como um aceno de mão ou um sorriso. Embora os sinais transmitam algum tipo de informação, é necessário que tanto o emissor quanto o receptor possam entendê-los. Por exemplo, para que se possa conversar com um russo que só conheça sua língua nativa, nós devemos ou conhecer russo ou solicitar a ajuda de um tradudor. Uma linguagem comum torna a comunicação muito mais fácil. O Código Morse, utilizado no sistema telegráfico, é um exemplo de uma linguagem comum, ou padrão para a comunicação de dados. Ele faz uso de combinação único de pontos e traços para representar letras, números e sinais de pontuação da linguagem escrita. Nos sistemas modernos de comunicação de dados através de redes de computadores, os dados são transmitidos através de dígitos binários, ou bits, ou invés de pontos e traços. Igualmente ao Código Morse, deve existir um padrão de representação para o sistema binário de forma que este possa ser compreendido tanto pelo emissor quanto pelo receptor. Apostila de Redes e Cabeamentos – Versão 001/05

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Dentre os diversos códigos de caracteres binários, merecem destaque o ASCII (American Standart Code For Information) e o EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code). A maioria dos fabricantes de computadores, como a DEC e a HP, utiliza o código ASCII para representação de dados. A IBM tradicionalmente utiliza o código EBCDIC, embora seus sua linha PC de computadores utilize o ASCII. Embora similares, ASCII e EBDIC utilizam diferentes padrões, ou combinação de 0 e 1 para representar os diversos caracteres. EBCDIC é um padrão com 8 bits que representa 256 diferentes caracteres, enquanto o ASCII é um código de 7 bits que pode representar até 128 diferentes caracteres. A tabela a seguir, ilustra o padrão para alguns caracteres ASCII e EBCDIC. O que são Redes de Computadores Estritamente falando, redes de computadores são computadores conectados entre si, com o objetivo de compartilhar informações e recursos, programas, impressoras, agendas de grupos, correio eletrônico, etc. Trazendo benefícios aos usuários que irão utilizá-la. Uso das Redes de Computadores A utilização as redes trazem vantagens, entre elas: As redes permitem um gerenciamento de recursos mais eficiente: A utilização de uma única impressora de excelente qualidade por múltiplos usuários, em vez de várias impressoras de baixa qualidade, conectada a cada máquina. As redes ajudam a manter as informações confiáveis e atualizadas. O compartimento de arquivos pode ajudar a assegurar que exista somente uma versão de um arquivo em circulação e que qualquer um que use o arquivo esteja sempre trabalhando com a versão mais recente da informação. As redes ajudam a acelerar o compartimento de dados A transferência de dados através da rede é sempre mais rápida que qualquer outro meio de compartilhamento, como disquetes, zip`s, fitas e outros. As redes permitem que grupos de trabalho atuem com mais eficiência O correio eletrônico e as agendas de grupo permitem que componentes de uma equipe de trabalho troquem informações e agendem compromissos de forma prática e eficiente. Apostila de Redes e Cabeamentos – Versão 001/05

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Tipos de Redes

Quando levamos em consideração a área de atuação das redes, a tecnologia utilizada em cada tipo de rede, podemos classificá-las de acordo com os seguintes tipos de redes: LANs - ( Local Area Network – Redes Locais ) Redes locais (LANs) são basicamente um grupo de computadores (PCs Desktop’s) conectados entre si e a um servidor. Os usuários de uma LAN executam suas tarefas a partir de seus computadores (PCs Desktop’s). Entre as tarefas podemos destacar os banco de dados, planilhas e editores de texto ou aplicações gráficas . Normalmente temos um grupo destes usuários executando uma aplicação no servidor. Os módulos mais importantes de uma rede local são: - Servidores ( Servers) - Workstations (PCs Desktops – Estações Individuais) - Recursos de Comunicação

Servidor (Server) O servidor de rede é um computador com elevada capacidade de processamento sua função é fornecer serviços à rede. Em geral esta máquina processa grandes volumes de dados(databases), requerendo CPUs rápidas e dispositivos de armazenamento (Hard Disks, Optical Disks), de alta capacidade rápido acesso. Os serviços que um servidor normalmente oferece à rede, onde estes serviços podem ou não estarem centralizados em um único microcomputador , são: - Servidor de Aplicação (Application Server) - Servidor de Arquivo (File Server) - Servidor de Impressoras (File Printers) - Servidor de Rede ( NetWork Server) -Servidor de Bancos de Dados Relacional (Relational DataBase Server) - Servidor de Correio Eletrônico (Mail Server) - Servidor de Paginas da Internet (Web Server) Apostila de Redes e Cabeamentos – Versão 001/05

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- Servidor de Resolução de Nomes (Win´s Server, Dns Server) - Servidor de Endereço IP dinâmico ( DHCP Server) Dentro da tecnologia atualmente disponível, o hardware servidor é composto de um Pentium III/V, K7, ou então máquinas RISC ou CISC de fabricantes como HP, Sun, Digital (linha ALPHA PC) ou IBM. O QUE É SISTEMA OPERACIONAL? O sistema operacional tem a função de interagir na comunicação de hardwares e softwares. Para que um aplicativo como editor de texto possa abrir um arquivo que está armazenado no Hard Disk, ele faz a solicitação e o sistema operacional acessa o Hard Disk. Os maiores sistemas operacionais do mercado são os baseados em Microsoft Windows, Linux e o Unix. Os mais comuns são os da família de sistemas operacionais da Microsoft inclui o Microsoft Winndows 98/ME, o WINDOWS 2000 Professional, Windows 2000 Server\Advanced Server e Windows XP Professional\Home. A maioria dos ambientes de trabalho pode se beneficiar da utilização de um ou mais desses sistemas operacionais. Apesar das semelhanças entre esses sistemas, eles apresentam várias diferenças. Existem sistemas operacionais para máquinas clientes e para servidores. Algumas diferenças entre esses sistemas como: velocidade de processamento, máximo de hardware suportado e configurações que podem ser feitas, determinam as diferenças entre o cliente e o servidor. SISTEMA OPERACIONAL ( Servidor ) Todos os sistemas para servidor são multi-tarefa preempitiva dando maior segurança para os aplicativos. Ao abrir um aplicativo no servidor, este aplicativo usará um canal para o processador. Este canal não será usado por um segundo aplicativo que for iniciado. Com isso se uma aplicação congelar a outro não será afetada. O Sistema Operacional do Servidor se enquadra na categoria “NOS’’ (Networking Operating Systems). Os “NOS” mais adotados no mercado são: Netware 3x,4x,5x,6x

- Novell Inc.

Windows NT Server 3x,4x

- Microsoft Corp.

Windows2000 Server

- Microsoft Corp

Linux

- Hed Hat, Conectiva, ...

Unix

- IBM, SUN, HP, SCO, ...

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Os “NOS” são fundamentais na definição de uma LAN. Um estudo criterioso deve ser feito visando a escolha do “NOS” mais adequado às necessidades de uma LAN. Este estudo deve considerar diversos aspectos como: distribuição e quantidade de PCs (“desktops”), aplicações, necessidade de interface com outros “NOS” e sistemas operacionais dos “desktops”, aderência a padrões, performance, etc. WorkStations ( Estação de Trabalho Individuais ) As Workstations ( PCs Desktop usuários acessam arquivos aplicações workstations são executadas tarefas planilhas ( Excel, Lotus ), edição Graphics).O hardware da workstation informações a serem processados.

) são estações individuais de trabalho. A partir dela os no servidor e executam tarefas locais. Em geral nas com editores de textos (Word, WordpPerfect, etc ), de gráficos e apresentações ( PowerPoint, Harvard varia entre 486 e Pentium II/III e dependerá das

SISTEMA OPERACIONAL(Cliente) Entre os sistemas clientes existem os multitarefa preempitiva para todos os aplicativos e os multitarefa cooperativa para alguns aplicativos. Os sistemas clientes Windows 95 e 98 trabalham com suporte multitarefa preempitiva para aplicativos de 32 bits e baseados em MS-DOS e multitarefa cooperativa para aplicativos de 16 bits. Isso quer dizer que aplicações 16 bits são executadas no mesmo canal de acesso ao processador, se um aplicativo travar o outro trava junto. Os sistemas Windows 2000 Professional e Windows XP professional\Home são multi tarefa preempitiva , cada aplicação tem o seu próprio canal O “SO LOCAL” Sistema Operacional Local utilizado nas WorkStations deve ser feito visando a escolha da necessidade da LAN em alguns casos o “NOS” utilizado no servidor. Dentre os SOs Locais utilizados nas WorkStations são: DOS

- Microsoft Corp.

Windows 3x

- Microsoft Corp.

Windows9x

- Microsoft Corp

Windows Me

- Microsoft Corp

Windows NT WorkStation

- Microsoft Corp.

Windows2000 Professional

- Microsoft Corp.

Linux,

- HatRet, Conectiva, ...

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Recursos de comunicação E toda a infraestrutura de hardware e software necessária para a comunicação entre os diversos componentes de uma LAN. Os recursos a serem utilizados na comunicação entre os equipamentos podemos citar: HUB, cabo par-trançado(UTP/STP), cabo coaxial, placas de rede, repetidores, bridges(pontes), roteadores(routers), cabeamento, padrões de acesso etc. Protocolo de Lans Protocolo é a linguagem de comunicação entre os micros da rede, é a parte do sistema operacional responsável em ditar as normas para a comunicação entre os micros. Os protocolos mais utilizados são as seguintes: IPX/SPX Internet Packet Exchange/Sequence Packet Exchange. Ele foi desenvolvido para suportar redes NetWare, e suporta redes de tamanho pequeno e médio e também tem a capacidade básica de roteamento. NetBeui NetWork Basic End User Interface. Ele suporta pequenas LANs é rápido e simples. Porém, tem uma estrutura arquitetônica inerente que limita sua eficiência a medida que a rede se expande. TCP/IP

Transfer Control Protocol/Internet Protocol. Ele foi desenvolvido para ser protocolo roteável, e serve como padrão para redes Wans e para acesso a Internet.

Aplicatição Integrar com NetWare Conectar a Internet Trabalhar com UNIX Roteamento (WAN) Rede grande Rede pequena

NetBeui

X

IPX/SPX X

X

TCP/IP X X X X X

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WANs – ( Wide Area NetWork – Redes Remotas ) A interligação de diversos sistemas de computadores localizados em regiões fisicamente distantes. As WANs utilizam linhas de transmissão de dados oferecidas por empresas de telecomunicações mais comuns são: AT&T, Sprint, MCI e Northern Telecom (NT). A necessidade de transmissão de dados entre computadores surgiu com os mainframes, bem antes do aparecimento dos PC’s. Com os PC’s houve um aumento da demanda por transmissão de dados a longa distância. Isto levou ao surgimento de diversos serviços de transmissão de dados (RENPAC, TRANSDATA, MINASPAC). Os serviços são geralmente de aluguel de linhas privadas (Leased lines) ou discadas (Switched) permitindo a utilização de diversos protocolos tais como SNA, PPP/TCP-IP, etc. As redes WAN’s estão passando por uma evolução muito grande com a aplicação de novas tecnologias de telecomunicações e com a utilização de fibra ótica (Optical fiber). Novos padrões estão surgindo para fibra ótica, destacando-se ATM ( Asynchronous Transfer Mode) que disponibiliza a transmissão de dados (texto, binário),dados de aplicação em “tempo real” como som e imagem em uma única linha e em altíssima velocidade ( 300Mbps ou superior). A velocidade passa a ser determinada pelos equipamentos que processam as informações (Clientes/Servidores) e não do meio físico. A conecção entre os equipamentos geralmente e feita através de Modem’s de e linhas de 64Kbps, enlaces E1 (2048Mbps). Estes serviços são oferecidos pelas concessionárias de telecomunicações. Protocolos utilizados em Wans Assim como nas Lans os protocolos de Wans tem a mesmas funções basicas e outras também. Os protocolos utilizados em Wans são: X.25 e Frame Relay Protocolo utilizado no acesso a rede comutadas de pacotes como a REMPAC. PPP ( Point to Point Protocol ) e Protocolo que permite transmitir pacotes de dados que trafegam em linhas seriais ( linhas telefônicas ). Interfaces Físicas

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A interface física é utilizada para acesso aos serviços de transmissão de dados, são utilizadas (hoje) linhas de comunicação que conversam com modems, estes conversam via interface serial síncrono ou assíncrono com os computadores. Os modems de diversas velocidades ( 9,6Kbps, 14.4Kbps, 28.8Kbps, 64Kbps) alem de DSU/CSUs que vão de 64Kbps até os links T1(1.54Mbits/sec a E1(2048Mbtis/séc Alguns padrões de interface física são: Padrão RS-232 ou EIA-232 - Velocidades típicas de 38.4Kbps, 57Kbps, 115.2Kbps - Padrão utilizados pelos fabricantes de equipamentos de informática e telecomunicações . - Conector padrão e o DB 25 que corresponde ao padrão ISO 2110. Isto também vale para a função dos pinos. - Os sinais de tensão são balanceados nos limites entre –25V a +25v, sendo o padrão de +/- 12V. Padrão V35 -

Velocidade

típicas

de

64Kbps,

T1(

1.54Mbits/sec

)

e

E1(2.048Mbtis/sec). - Conhecido como padrão de alta velocidade para transmissão de dados (64Kbps em diante). Padrão RS 530 ou EIA 530 - Velocidade tipicas de 64Kbps, T1( 1.54Mbits/sec ) e E1(2.048Mbtis/sec). - Baseado no conector DB25 como padrão, com sinas de tensão balanceados .

Internet A Internet também pode ser considerada como uma WAN de alcance mundial. Onde vários computadores estão conectados através do protocolo TCP/IP e conexões discadas, ou dedicada. A grande maravilha talvez esteja no protocolo TCI/IP que possibilita total compartilhamento de recursos e informações, e ainda disponibiliza serviços como GOPHER, WWW e FTP e etc. Em nosso curso nos preocuparemos com a rede LAN por ter um uso mais difundido mas todas as informações serviram de base para a instalações de uma rede WAN e entendermos como funciona e foi formada a Internet.

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MIDIA DE TRANSMISSÃO Tipos de Cabos Os cabos talvez sejam responsáveis por 50% do fracasso ou do sucesso da instalação de uma rede. Muito dos problemas encontrados nas redes são identificados como causados pela má instalação ou montagem dos cabos. Um cabo bem feito contará pontos a seu favor no restante da rede, em caso de dúvidas com algum cabo o melhor é não utilizá-lo. Entre as ferramentas necessárias temos: Alicate de crimpar para conectores BNC e RJ45 Ferro de solda, ferramentas diversas Para testes dos cabos contamos com equipamentos que medem com precisão o seu bom funcionamento. Para cada tipo de cabo temos vários tipos de testadores. Métodos de Transmissão Existem dois métodos de transmissão em redes modernas: Banda passante base e Banda passante larga. O método de transmissão de banda base( BaseBand ) Define que somente um sinal digital pode viajar pela mídia e que sua velocidade não pode ser superior a 100Mbp. A informação e posta na mídia sem tipo de modulação e cada sinal transmitido utiliza a largura da banda total da mídia O cabo UTP, de Par-Trançado, Fibra Ótica e o cabo Coaxial para banda base são os mais comuns para esse tipo de transmissão. O método de transmissão de banda larga Permite que vários sinais possam viajar ao mesmo tempo pela mídia. Como por exemplo, um cabo coaxial CATV com uma largura de banda de 500Mhz pode levar 80 canais de TV de 6MHz de largura de banda cada um (6Mhz não e o valor limitante de velocidade ).O sistema de TV a cabo é o melhor exemplo de vários canais podem ser vistos, mesmo viajando através de um único cabo. Os cabos de Fibra Óptica e o Coaxial para banda larga são os mais comuns para esse tipo de transmissão.

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Cabos Par-trançado O Par trançado conhecido como fio de telefone, consiste de dois fios enrolados em espiral envolto em material plástico .Sua construção busca reduzir o ruído e manter constante as propriedade elétrica do meio através de todo o seu comprimento. A transmissão no par trançado pode ser tanto analógico quanto digital. Sua faixa passante é bastante alta, considerando o fato de o mesmo ter sido projetado para o tráfego analógico telefônico. A principal desvantagem do par trançado é sua susceptibilidade à interferência e ruído a altas e médias freqüências, porém estes efeitos podem ser minimizados com uma blindagem adequada. Existem basicamente, dois tipos de modelos: os cabos não blindados (UTP – Unshielded Twisted-Pair wire ) e os cabos blindados (STP – Shielded twisted-Pair wired) O par trançado é o meio de transmissão mais comum utilizado nos sistemas telefônicos, conseqüentemente, existe uma grande quantidade de linhas de comunicação disponíveis para serem utilizadas em redes de comunicação de dados. Shielded Twisted-pair (STP) possui uma camada de proteção que garante maior proteção contra ruídos, fazendo do cabo mais seguro para lugares como dutos. Unshielded Twisted-pair (UTP) mais utilizados, mais flexíveis e pode carregar o sinal por até 100 metros sem a necessidade de um hub. Este cabo está dividido nas seguintes categorias: Categoria 1 Cabo telefônico pode carregar apenas voz e não dados. Categoria 2 Cabos UTP para transmissão de dados até 4 Mbps(mega bytes por segundo). E consiste de 4 pares trançados . Categoria 3 Cabo UTP para transmissão de dados até 10 Mbps(mega bytes por segundo). E consiste de 4 pares trançados . Categoria 4 Cabo UTP para transmissão de dados até 20 Mbps(mega bytes por segundo). E consiste de 4 pares trançados . Categoria 5 Cabo UTP para transmissão de dados até 100 Mbps(mega bytes por segundo). E consiste de 4 pares trançados . Categoria 5e Cabo UTP para transmissão de dados até 155 Mbps(mega bytes por segundo). E consiste de 4 pares trançados Apostila de Redes e Cabeamentos – Versão 001/05

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Categoria 6 Cabo UTP para transmissão de dados até 250 Mbps(mega bytes por segundo). E consiste de 4 pares trançados Categoria 7 Cabo UTP para transmissão de dados até 350 Mbps(mega bytes por segundo). E consiste de 4 pares trançados Padrão EIA/TIA 568 A e 568 B 123 456 78 Ligação de Hub e estações

Pino 1 2 3 4 5 6 7 8

568 A B. verde Verde B. Laranja Azul B. Azul Laranja B. Marrom Marrom

Ligação micro a micro

Pino 1 2 3 4 5 6 7 8

568 A 568 B B. verde B. Laranja Verde Laranja B. Laranja B. Verde Azul Azul B. Azul B.Azul Laranja Verde B. Marrom B.Marrom Marrom Marrom

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Pino 1 2 3 4 5 6 7 8

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Cabo Fibra Óptica A transmissão de dados através de fibra óptica é baseada na utilização da luz como um condutor de sinais. O cabo consiste de uma fibra de vidro revestida com aço inoxidável, por onde é realizada a transmissão da luz. Ao redor do filamento existe uma outra substância de baixo índice de refração, que faz com que os raios sejam refletidos internamente, minimizando assim as perdas de transmissão. O cabo de fibra óptica é mais leve e menor que o fio de cobre, podendo transmitir informações em velocidade muito superiores ao do par trançado e do cabo coaxial. O número de bits por segundo que pode ser transmitido pelo cabo é na faixa de bilhões de bits por segundo (1GBps) Uma das principais vantagens do cabo de fibra óptica é sua imunidade a interferência eletromagnética e a ruídos.Em função disto, é possível a colocação do cabo em locais subterrâneo, submersos no oceano ou através de rodovias. Uma outra característica importante é a segurança dos dados que trafegam neste meio. Isto ocorre em função deste meio não emitir radiação, o que impossibilita de se captar facilmente informações trafegadas. Embora o cabo de fibra óptica apresente inúmeras vantagens, o seu custo é muito superior aos demais meios, porém sua utilização é cada vez mais crescente.

DISPOSITIVO DE CONECTIVIDADE Placas de Rede A placa de rede que você irá adquirir deve ser adequada ao tipo de rede escolhido Ethernet, Fast Ethernet ou Token Ring. Algumas placas vem com capacidades de conexão para todos os tipos de cabos . Porém devemos saber qual o tipo de barramento (PCI, ISA) disponível do equipamento a ser instalada a placa, sendo que, sempre que possível seria melhor o desempenho com a utilização de placas PCI. Quanto aos preços, uma placa de rede poderá variar entre R$45,00 e R$ 350,00 mudando apenas o fabricante e a origem da mesma. Quanto a instalação no equipamento deveremos ficar atentos para a sua configuração. Será necessário especificar uma IRQ e um Endereço de E/S para a placa. (IRQ 10, Endereço 300H são os mais utilizados), porém devemos tomar certo cuidado com o hardware já instalado para que não cause conflito este novo equipamento. Procure produtos que ofereçam garantia de pelo menos 1 ano. Entre as funções de uma placa de rede temos: - Preparação dos dados: Para que possam ser enviados pelos cabos. A placa de rede converte os bits de dados em um sentido e no outro quando estes passam do computador para o cabo. - Endereçam os dados: Cada placa de rede tem seu próprio e único endereço Apostila de Redes e Cabeamentos – Versão 001/05

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chamado de endereço MAC (MAC ADRESS), que ela fornece ao frame. A placa coloca um identificador nos dados quando estes são postos na rede. - Controlam o fluxo de dados: A placa dispõe de uma RAM para ajudá-la a controlar o fluxo de dados e não sobrecarregar o computador nem os cabos. - Faz a conexão com o outro computador: Antes de enviar alguma informação, cada placa inicia primeiramente um diálogo com cada uma das outras placas da rede. Algumas informações sobre tamanho das palavras, intervalos de comunicação etc. são resolvidos nesta etapa.

Repetidor O repetidor trabalha na camada física da rede e tem a função de apenas amplificar o sinal, permitindo conectar segmentos de uma rede local entre 500 e 1.500 metros. Utilizando um repetidor você poderá aumentar a distância entre computadores de uma rede. Hub O hub também trabalha na camada física da rede e tem a função de conectar as máquinas e amplificar o sinal, permitindo conectar e aumentar o segmento de uma rede local. O hub pode ser ativo e passivo. Hub passivo – Este tipo de hub não requer energia para ser utilizado e por isso ele não amplifica o sinal, apenas conecta as máquinas. Hub ativo – Já o hub ativo necessita de energia e amplifica o sinal aumentando distância para a transmissão do sinal.

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Bridge e Switch Um bridge ou switch, ao contrário do repetidor, além do trabalho do nível físico da rede também trabalha ne camada de enlace, conseguindo uma melhoria da performance da rede, através do controle de tráfego. Se, por exemplo, um bridge ou switch interliga dois segmentos de cabo A e B, apenas os pacotes endereçados pelo segmento A para o segmento B serão encaminhados. Qualquer tráfego dentro do segmento A que não referencie o segmento B só é conhecido pelos nós do segmento A. Essa segmentação é feita através da tabela que é montada usando os endereços MACs das máquinas. Nessa tabela é identificado quem trabalha no segmento A e no segmento B, quando um pacote chega a porta do switch ou bridges ele verifica o endereço de origem e destino, se os dois endereços forem de segmentos diferentes ele diexa passar o pacote se não ele bloqueia. Roteadores Os roteadores (routers) são mais inteligentes do que as bridges e funcionam reencaminhado mensagens através de algoritmos de roteamento complexo. Os roteadores trabalham na camada de rede e podem tratar um único tipo de protocolo ou múltiplos protocolos. Os roteadores podem decidir qual o melhor caminho para enviar um pacote entre duas redes, fazendo isso se ganhar velocidade na transmissão de dados. Um roteador pode se comunicar com outro roteador. Essa comunicação faz com que as tabelas de roteamento sejam trocadas. Em rede com dezenas de roteadores esasa comunicação é fundamental para o bom desempenho das comunicações. Gateway Um gateway permite interligar redes de arquiteturas totalmente diferentes, como por exemplo, uma rede DECnet e uma SNA. O gateway está envolvido com as camadas mais altas do modelo OSI.

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PADRÕES DE ACESSO E MODELOS IEEE IEEE 802.3 - Ethernet e IEEE 802.3u – Fast Ethernet A rede Ethernet e a Fast Ethernet é a mais conhecida dentre as atualmente utilizadas, e , está no mercado há mais tempo do que as outras tecnologias de rede. A redução dos preços e uma relativa alta velocidade de transmissão de dados fomentaram a ampla utilização da Ethernet e Ehternet. Ela poderá ser utilizada com topologia barramento (Coaxial)Ethernet ou Estrela(Par trançado com HUB)Ethernet e Fast Ethernet. Neste tipo de rede, cada PC “ouve” o tráfego na rede e se não ouvir nada, eles transmitem as informações. Se dois clientes transmitirem informações ao mesmo tempo, eles são alertados sobre à colisão , param a transmissão e esperam um período aleatório para cada um antes de tentar novamente, este método é conhecido como Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) . Vejamos um exemplo prático: Vamos supor que você deseje armazenar uma planilha no winchester de uma outra máquina. Pelo método ethernet , a primeira coisa que sua placa de rede faz é escutar o que está acontecendo no cabo para determinar se, no momento, há alguém utilizando o cabo para transmitir dados. Essa é a parte carrier sense do CSMA/CD. Aqui há duas possibilidades. Ou a rede, no momento, está ocupada, ou não está. Se a rede estiver ocupada sua placa continua tentando até que ela esteja livre. Uma vez que detecte que não existem dados trafegando então ela envia a planilha para o outro PC. Em caso de colisão os dados são perdidos é cada um dos envolvidos na colisão aguardam o período para retransmitir não havendo perdas para o usuário. A medida que o número de estações aumentam, aumentam também o número de colisões. IEEE 802.5 - Token Ring O método de acesso de token ring ( passagem de permissão) utiliza um método circular para determinar qual estação tem permissão para transmitir. O token ring opera em topologia em anel e garante que todas as estações da rede tenham chance de transmitir dados. Ele alcança esse objetivo utilizando um padrão especial de bit conhecido como token ou permissão. Em uma rede token ring, seu computador pacientemente monitora a rede até que ele veja um padrão especial de bits denominado permissão. Ao ver a transmissão ele envia um pacote de dados. Este pacote de dados viaja pelo anel e o destinatário recebe na passagem. Quando o pacote retornar ao transmissor ele passa o token para a próxima estação. Este processo se repete infinitamente. Os tempos necessários são medidos em frações de segundos.

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PADROES DE TRANSMISSÃO Lan - Implementação Ethernet Padrões IEEE 10BaseT 10Base2 10Base5 10BaseFl 100BaseTX e 100BaseFX 10baseT Em 1990, o IEEE publicou o 802.3 para redes usando par-trançado, 10Baset (10 Mbps baseband, através cabo par-trançado) é uma rede que usa o cabo UTP para conectar computadores. O STP pode fazer parte dessa especificação também. Por usar o cabo Par-Trançado o tamanho máximo de uma rede 10BaseT e de 100 metros sem nada para amplificar o sinal, podendo dobrar com um ou hub (ativo). O mínimo de cabo entre dois computadores é de 2.5 metros. 10Base2 Essa topologia é chamada 10Base2 pela especificação IEEE 802.3 porque transmite a 10 Mbps baseband, usando o cabo coaxial fino (thinnet) O sinal nessa topologia pode chegar a 185 metros sem nada para amplificar o sinal, podendo ter no máximo 30 computadires por segmento de 185 metros. 10Base5 Essa topologia é chamada 10Base5 pela especificação IEEE 802.3 porque transmite as 10 Mbps, baseband, usando o cabo coaxial grosso (triknet). Por utilizar um cabo mais resistente a ruído, o sinal pode ser transmitido por até 500 metros. 10BaseFL Para redes que usem fibra óptica, foi publicado a especificação 10BaseFL ( 10 Mbps, baseband, através de fibra óptica ). Um dos motivos por se utilizar 10BaseFL é a distância de 2000 metros sem nada que amplifique o sinal. 100BaseTX e 100BaseFX

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Novas especificações foram publicadas para redes ethernet com transmissão de dados de alta velocidade. 100BaseTx ( 100 Mbps, baseband, cabo par-trançado com 2 pares Categoria 5 ) 100BaseFX (100Mbps, baseband, cabo fibra óptica ).

TOPOLOGIA DE REDE A topologia de rede, nada mais é do que os arranjo físico de uma rede. Podemos encontrar abaixo as principais topologias para LAN: Barramento Na topologia de barramento, os nós ficam conectados a uma única linha de transmissão e todos compartilham o mesmo meio tanto para receber como para enviar mensagens. Esse tipo de topologia é utilizado nas redes que implementam broadcasting. Devido a maneira que os nós estão conectados a linha. Caso haja algum problema com o meio de transmissão, por exemplo, um rompimento do cabo, toda os nós da redes ficarão incomunicáveis. Pode parecer tanto quanto arriscada a implementação deste tipo de topologia, mas a verdade, a maioria das redes já foi assim, como, por exemplo, a Ethernet. Estrela Na topologia em estrela todos os nós são ligados ponto-a-ponto a um nó central (hub).Quando um nó quer se comunicar com um outro nó qualquer diferente do hub, o nóorigem envia a mensagem primeiro para o hub e, posteriormente, o hub envia a mensagem para o nó-destino. A grande vantagem desta topologia é a sua simplicidade de implementação e baixo custo. Sua desvantagem, no entanto, praticamente a desqualifica, pois se hub sofrer qualquer problema,todos os outros nós não poderão se comunicar. Uma solução comum para esta problema é adotar a redundância de equipamentos críticos que, em caso de falha, poderão assumir as funções do equipamento inoperante. A topologia em estrela é normalmente empregada na ligação de terminais assíncronos a sistemas de tempo compartilhado (time-sharing), quando o número de terminais não é muito grande e a distância que os separa do hub for pequena.

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Anel A topologia em anel (ring ou loop) se assemelha em muito com a topologia de barramento.Primeiramente, os nós compartilham o mesmo meio de transmissão, se comunicando atreves Do conceito de broadcasting. Em segundo lugar, caso haja um problema com a linha, toda a rede ficará indisponível. Alguns fabricantes utilizam essa topologia em suas redes locais, sendo a tecnologia de fibra ótica é baseado neste concepção. Falaremos sobre esta topologia e seu funcionamento, no capítulo de redes locais. ENDEREÇAMENTO IP Introdução Cada dispositivo conectado a uma rede TCP/IP é identificado por um único endereço IP. Se um computador tiver múltiplos adaptadores de rede, cada um terá o seu próprio endereço IP. Este endereço, é representado em notação decimal pontilhada, isto é, como o valor decimal de cada octeto (oito bits ou um byte) do endereço separado por um ponto. Segue um exemplo de endereço IP:

192.168.1.100

Como os endereço IP identificam dispositivos em uma rede, deve ser atribuído um endereço IP exclusivo a cada dispositivo na rede. Embora um endereço IP tenha um único valor, ele contem dois tipos de informação identificador de rede e identificador de host de seu computador. Identificador de rede – identifica os sistemas que estão localizados na mesma rede física. Todos os sistemas na mesma rede física devem ter o mesmo identificador de rede, que deve ser exclusivo na interconexão de redes. Identificador de host- identifica uma estação de trabalho , um servidor um roteador ou outro TCP IP numa rede. O endereço da cada dispositivo deve ser exclusivo para aquele identificado de rede. Um computador conectado a uma TCP IP utiliza o identificador de rede e de host para determinar quais pacotes devem receber ou ignorar, bem como para determinar o escopo de suas transmissões ( apenas comutadores com o mesmo identificador de rede aceitam mensagens de difusão em nível IP entre si ). As redes que se conectam à internet publica devem obter um identificador de rede oficial do centro de informações de rede internet (inter NIC, internet, Network information Center ) para garantir a exclusividade do identificador da rede IP. Após receber um identificador de rede, o administrador da rede local deve atribuir identificadores de host exclusivos para os computadores da rede local. Embora as redes privadas que não estejam conectadas à internet possam utilizar seu próprio identificador Apostila de Redes e Cabeamentos – Versão 001/05

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de rede, obter um identificador de rede válido no inter NIC permitirá que uma rede privada seja conectada à internet no futuro, sem atribuir, endereço novamente. A comunidade internet definiu classes endereço para acomodar redes de tamanhos diversos. A classe de endereço pode ser reconhecida no primeiro octeto de um endereço IP. A tabela abaixo resume a relação entre o primeiro octeto de um determinado endereço, e seus campos de identificação de rede e de host. Identifica também o numero total de identificadores de rede e de host para cada classe de endereço que faz parte do esquema de endereçamento da internet. Este exemplo utiliza w.x.y.z para designar os bytes do endereço IP. CLASSE

VALORES DE W

IDENTIFICADOR DE REDE

IDENTIFICADOR DE HOST

REDES DISPONIVIES

A B C

1- 26 128 – 191 192 – 223

W W.X W.X.Y

X.Y.Z Y.Z Z

126 16.384 2.097.151

HOST DIPSONIVIES POR REDE 16,777,214 65.534 254

Os endereços de classe A tem o bit de mais alta ordem sempre 0 Os endereços de classe B tem os dois bti’s de mais alta ordem 10 Os endereços de classe C tem os três btis de mais alta ordem 110 Máscaras de Sub-Rede

Endereço IP Mascara Rede Id de Rede

223.200.10.

200

de 255.255.25 5.

0

223.200.10.

0

Obs.: Classe C

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Máscaras de Sub-Rede As máscaras de sub-rede são valores de 32 bits que permitem que os destinatários de pacotes IP distingam a porção do identificador de rede do endereço IP do host. Por exemplo, quando o endereço IP é 194.157.57 e o host e a máscara de sub-rede é 255.255.255.0, o identificador de rede é 194.157.57 e o de host é 27. Como a classe de um host é facilmente determinada, configurar um host com uma máscara de sub-rede pode parecer redundante. Mas as máscaras de sub-rede são utilizadas também para maior segmentação de um identificador de rede atribuído, entre diversas redes locais. Às vezes, apenas parte de um octeto precisa ser segmentada, utilizando-se apenas alguns poucos bits para especificar identificadores de sub-rede e o mesmo identificador de rede. Regras básicas para endereçamento IP Existem algumas regras gerais que devem ser seguidas quando se aplica endereços a host ou redes, principalmente se este host ou essa rede se propõem a cassar o mundo Internet. •

Endereço 127 é reservado para teste (look-back) e comunicação interprocessos no computador local; não é um endereço de rede válido.

•

Os endereços 224 e superiores são reservados para protocolos especiais (IGMP – difusão limitada de Protocolo de gerenciamento de grupos Internet e outros), e não podem ser utilizados como endereço de host.

•

O endereço 255 (todos os bits on) não deve ser usado nem para host nem para rede, pois ele é interpretado como broadcast.

•

O endereço 0 (todos os bits off) também não deve ser usado, ele interpretado como endereço de rede somente.

•

O endereço de um host deve ser único para uma rede

MODELOS DE COMPUTAÇAO Modelos de computação e desenvolvimento da rede são baseados nas seguintes tecnologias de networking:

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Computação centralizada No modelo de computação centralizada, computadores grandes, chamados mainframes são usados armazenar e organizar dados. Os usuários entram com seus dados em " dispositivos locais " chamados terminais. Um terminal incorpora um dispositivo, como um teclado, hardware de comunicação de forma que um único mainframe poderia processar pedidos de terminais remotos múltiplos. Em computação centralizada, o mainframe provê todo o armazenamento de dados e habilidades de computacional; o terminal simplesmente é um dispositivo remoto. Foram criadas redes de computadores quando organizações começaram a requerer que aqueles mainframes compartilhassem informações e serviços com outro mainframes. Computação distribuída Em computação distribuída, computadores pessoais (PCs) tenha a própria capacidades de processando. No modelo de computação distribuída, a aplicação é dividida em tarefas, e cada tarefa é nomeada a um computador por processar. Os resultados do processo pode ser enviado como dados a outros computadores. Computação colaborativa Na computação colaborativa usa computadores que "colaboram" habilidades de processos compartilhando-os. No modelo de computação colaborativa, podemos compartilhar dois ou mais computadores com a mesma tarefa. Computação colaborativa permite computadores para pedir recursos de processamento de outros computadores quando necessário. Cliente-servidor Em um ambiente cliente-servidor utilizaremos a mesma rede local porém o que irá mudar será a concentração dos dados ou dos sistemas a serem utilizados em um servidor o qual será utilizado somente para esta função (Salvo raras exceções). No ambiente cliente-servidor o processamento é realizado pelo servidor enquanto do lado do cliente ficam as aplicações visuais para acesso ao servidor. É comum encontrarmos ambientes em que o banco de dados se localiza do servidor, podendo ser um SQL Server, Oracle, DB2 da IBM. Do lado do cliente encontramos aplicações desenvolvidas em Visual Basic, PowerBilder, Delphi, ASP, JAVA e etc. Estes programas não realizam nenhum tipo de processamento no ambiente cliente-servidor ficando para o servidor todo o gerenciamento de dados e manutenção de dados.

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REDES PEAR TO PEAR COM WIN9X/ME/XP O Sistema Operacional Microsoft Windows XP é a versão mais nova entre sistemas operacionais desktop da Microsoft. O Windows XP foi projetado para fornecer aos administradores e profissionais de suporte de sistemas uma série de ferramentas avançadas e recursos para melhor gerenciar seus computadores e reduzir os custos com suporte em empresas. Além disto, o Windows XP oferece um amplo conjunto de recursos e uma interface com o usuário aprimorada para aumentar a produtividade. Com seus novos recursos para trabalho em rede, o Windows XP acaba com os antigos problemas encontrados em se instalar uma rede local, tornando mais fácil a instalação e manutenção. Na verdade todos os recursos necessários para a instalação de uma rede já estão disponíveis no Windows XP, ficando para o administrador, tratar de assuntos como compartilhamento de recursos, cadastro de novos usuários, etc. Entre os recursos deste sistema operacional temos; §

Melhor interface com o usuário

§

Plug and Play

§

Arquitetura 32 bits

§

Interligação em rede embutida

§

Segurança centralizada

§

Perfis de usuário e de hardware

§

Administração de Backup Remotos

§

Maior rapidez de processamento (Impressão, gravação, rede, desempenho geral)

§

Multitarefa Preemptiva para aplicativos de 32 bits

§

Dial-Up Networking

§

Envio/Recebimento de Mensagens Embutido

§

Scripts de Instalação personalizados

O Windows XP dispõe de componentes de 32 bits de interligação em rede que permite seu funcionamento com a maioria das redes principais – Netware, Windows NT e outros servidores. Apostila de Redes e Cabeamentos – Versão 001/05

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Os recursos do Windows XP para componentes de 32 bits foram projetados para serem executados em um ambiente multitarefa, esses componentes não utilizam memória de modo real e oferecem uma interligação em rede rápida e estável. O Windows XP dispõe de versões de 32 bits de protocolos compatíveis com IPX/SPX e TCP/IP. Suporta também uma variedade de outros protocolos e clientes de rede de 16bits. Através do ambiente de rede os usuários podem localizar os servidores da rede mesmo aqueles de diferentes fornecedores de rede – todos em um único espaço de nome, e com o suporte de nomes de caminho universal UNC (Universal Naming Convention). Acessar recursos da rede é tão fácil quanto acessar ao seu disco rígido. São os seguintes os componentes a serem instalados para a configuração da rede: A placa de rede Possibilita a conexão do computador a rede, muitas vezes conhecida como Adaptador de rede. O cliente Que permite acesso a recursos como pastas e impressoras que foram compartilhados. O serviço Que permite compartilhar os recursos entre os usuários da rede. O protocolo A linguagem de comunicação entre os micros da rede. A configuração poderá ser realizada no item Rede do painel de controle. As duas partes principais da instalação de uma rede são: configuração do hardware e do software. Antes de prosseguirmos verifique se o hardware (placa de rede) está instalado em seu computador e qual seu configuração. (IRQ e Endereço, isto poderá ser detectado utilizandose o software da própria placa).

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Os passos para configuração §

Instalação do Hardware . Clique no botão iniciar -> configurações -> painel de controle. . Clique duas vezes em no ícone rede.

Vamos instalar a placa de rede (Hardware): Clique em adicionar, Adaptador, e em adicionar, selecione o adaptador NE2000 compatível informe os parâmetros de configuração de acordo com a placa de rede. (Outros adaptadores poderão ser utilizados de acordo com a placa utilizada)

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Verifique a instalação dos seguintes clientes: Cliente para rede Microsoft Caso este cliente não esteja instalado você poderá faze-lo clicando em Adicionar, cliente. Verifique também a presença do seguinte protocolo: TCP/IP Caso este protocolo não estejam instalados você poderá faze-lo clicando em Adicionar, protocolo.

§

Definindo os recursos que serão compartilhados Clique em Compartilhamento de impressão e arquivos e marque as duas opções. Caso nesta máquina não for compartilhar nenhum recurso, esta operação não necessitará de ser executada.

§

Identificando este equipamento na rede Clique na guia identificação e informe um nome para este computador, este nome irá identificá-lo na rede, informe o nome do grupo de trabalho e uma descrição para este computador. O grupo de trabalho deverá ser único para um grupo de computadores que tiverem as mesmas características de operação.

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De acordo com o projeto lógico, iniciaremos o compartilhamento de recursos; Dentre os recursos compartilhados temos: HD, CD, Impressoras, Drivers etc. O processo de compartilhamento de recursos será idêntico em todos os recursos Clique com o botão direito no recurso, clique em compartilhamento, informe os dados do compartilhamento: Nome, senha etc. clique em OK e o novo compartilhamento estará estabelecido. A partir de agora, quem possuir a senha acessará o recurso (Se não for informada a senha a mesma não será solicitada).

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BIBLIOGRAFIA TANENBAUM, Andrew S., Computer Networks. New Jersey: Prentice Hall, 1996. COMER, Douglas E. Interligação em Rede com TCP/IP. Volume I. Rio de Janeiro: Campus, 1998 SOARES, Luiz Fernando Gomes. Rede de Computadores: Das LANs, MANs e WANs às Redes ATM. Rio de Janeiro: Campus. SOUSA, Lindemberg Barros de, Rede de Computadores: Dados, Voz e Imagem Lindemberg Barros de Sousa - São PauloÉrica,1999. Carvalho, T. C. M. B. , Gerenciamento de Redes: uma abordagem de sistemas abertos, Makon Books, 1993. Menascé D.A. e Schawabe, D. , Redes de Computadores: aspectos técnicos e operacionais, Ed, Camous, 1984.

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