Guia de Redes: Topologias, Modelo OSI e Arquitetura TCP/IP

Fundamentos de Redes de Computadores

Rede: Conjunto de equipamentos integrados e compartilhamento de recursos.

Topologia de Rede

Refere-se à maneira como os dispositivos são interligados. Seus principais pilares são:

• Confiabilidade: Segurança e disponibilidade.
• Desempenho: Eficiência na transmissão de dados.
• Escalabilidade: Facilidade de anexar novos equipamentos à rede.

Tipos de Topologia

• Estrela: Possui um nó central responsável por interligar as estações e dispositivos.
  • Vantagens (++): Alta escalabilidade e o mau funcionamento de uma estação não impacta as demais.
  • Desvantagens (--): Todos os dispositivos dependem do nó central; se ele falhar, a rede é interrompida.
• Anel: A conexão é feita por repetidores.
  • Anel Simples: A informação trafega em apenas um sentido, passando por todos os computadores.
  • Anel Composto: A informação trafega nos dois sentidos.
  • Vantagens (++): No modelo composto, há redundância de tráfego.
  • Desvantagens (--): Quanto mais equipamentos, mais lenta a rede se torna; se um ponto falhar, a rede para.
• Barramento: Similar à topologia em anel, mas a rede não se fecha. Pode ser simples ou dupla (a dupla permite enviar dois dados simultaneamente). Possui terminadores em suas extremidades.

Tipos de Enlace e Comunicação

• Tipos de Enlace:
  • Ponto a Ponto: Ligação direta entre dois pontos.
  • Multiponto: Mais de dois dispositivos ligados utilizando apenas uma conexão (link).
• Tipos de Comunicação:
  • Simplex: A informação trafega em um único sentido.
  • Half-Duplex: A informação trafega nos dois sentidos, mas apenas um de cada vez.
  • Full-Duplex: Tráfego nos dois sentidos simultaneamente.

Classificação de Redes por Abrangência

• PAN: Redes de área pessoal (ex: residências).
• CAN: Redes de campus (ex: universidades).
• LAN: Redes locais limitadas geograficamente, geralmente particulares, com alta taxa de transferência e baixo custo (ex: empresas).
• MAN: Redes metropolitanas que abrangem distâncias intermediárias, com menor taxa de transferência e maior custo, interligando LANs.
• WAN: Redes de longa distância que interligam MANs e LANs; a maior delas é a Internet.

Modelo OSI

O Modelo OSI visa realizar a comunicação de diversos equipamentos e definir soluções genéricas para redes, buscando atingir compatibilidade, portabilidade, interoperabilidade e escalabilidade. Ele define o modelo, protocolos de camada e perfis funcionais.

1. Camada 1 - Física: Responsável pelo tráfego de bits e define o tipo de comunicação.
2. Camada 2 - Enlace de Dados: Garante a transferência confiável entre os sistemas conectados, corrige erros do nível físico e trabalha com o endereço MAC.
3. Camada 3 - Rede: Fornece meios e procedimentos para transferência de uma fonte de rede para um host de destino em uma rede diferente.
4. Camada 4 - Transporte: Separa as camadas e controla o fluxo lógico. Opera em TCP (orientado à conexão) e UDP (não orientado à conexão).
5. Camada 5 - Sessão: Controla os estados da sessão (abertura, fechamento, etc.).
6. Camada 6 - Apresentação: Camada de tradução que converte os dados para a transmissão.
7. Camada 7 - Aplicação: Promove a interação entre usuário e máquina (protocolos HTTP, SMTP, FTP).

Arquitetura TCP/IP

A principal diferença em relação ao modelo ISO/OSI é a substituição das camadas de Aplicação, Apresentação e Sessão por uma única camada de "Aplicação". A camada de Rede passa a ser chamada de Internet, e as camadas de Enlace e Física tornam-se Acesso à Rede.

1. 1. Aplicação: Comunicação entre aplicativos e a camada de transporte.
2. 2. Transporte: Capta o que é enviado pela aplicação e transforma em pacotes para a camada de Internet (multiplexação).
3. 3. Internet: Responsável pelo roteamento dos pacotes, definindo o caminho a ser percorrido.
4. 4. Rede (Acesso à Rede): Envia o datagrama recebido pela Internet em forma de quadro.

Meios de Transmissão e Cabeamento

• Cabo Coaxial: Barato, leve e flexível. Possui blindagem dupla, núcleo de cobre cercado por isolante e malha metálica. Ideal para ambientes com muita interferência.
  • Thinnet: Cabo fino (10Base2).
  • Thicknet: Cabo grosso (10Base5).
• Par Trançado:
  • UTP: Não blindado, muito comum em redes LAN.
  • STP: Blindado.
• Fibra Óptica: Filamento de vidro altamente eficiente, imune a ruídos e interferências eletromagnéticas. Possui custo elevado e é sensível à umidade.
• Rádio: Transmissão por ondas eletromagnéticas entre emissor e receptor, sem meios físicos. Captado por antenas, possui baixo custo e longo alcance.