LIÇÃO 4 - CONCEITOS DE COMUNICAÇÕES
E REDES DE COMPUTADORES
E REDES DE COMPUTADORES
Olá, aluno(a)! Nesta lição, o nosso objetivo é apresentar os principais conceitos relacionados às redes de computadores. Para isso, discutiremos os tipos existentes de redes quanto à extensão geográfica. Isso é importante, uma vez que, atualmente, estamos, na maioria das vezes, conectados a alguma rede, não é mesmo? Além disso, saberemos como as redes são classificadas.
Geralmente, nas empresas, ainda existe a necessidade de impressão de documentos, formulários, cópias etc. Esta situação demanda infraestrutura e controle das impressões, já que tonner e papel são recursos finitos bem como possuem custo elevado tanto para a natureza quanto para o orçamento da empresa.
Mas como fazer este controle das impressões? Todo funcionário deve ter uma impressora à disposição? Ou deverá haver um funcionário, somente, com a função de imprimir para todos os demais?
Este cenário persistiu por muito tempo. Nos anos 90, trabalhei como responsável pela impressão em uma empresa. Não era nada fácil porque, muitas vezes, o funcionário que solicitava o atendimento não havia formatado o documento como deveria e sempre achavam que a culpa era da impressora.
Felizmente, com a popularização das redes de computadores, mais especificamente, com o uso das LANs (Local Area Network, em português, Rede de Área Local) nas empresas, hoje, temos servidores de impressão. Mas o que é isso? É, simplesmente, um equipamento que fica disponível para que todos enviem os documentos que desejam imprimir, o servidor — que é um computador — faz o controle e registra todas as impressões.
Atualmente, temos, até mesmo, impressoras tipo “n”, aquelas que, no tipo de impressora, após numeração, têm um “n”. Esta letra significa que a impressora já possui uma espécie de servidor de impressão próprio e necessita, somente, ser configurado. A impressora Laser Hp P4014n é um exemplo de equipamento, dentre vários, que já vem com o miniservidor de impressão. Para ela ficar disponível na rede, basta configurá-la, e todos que estão autorizados poderão enviar as suas impressões, sem a necessidade de controle humano.
A própria impressora fará a impressão e o controle das cópias. Legal, não é mesmo? Isso resolveu parte significativa dos problemas de gestão das impressões, além de tornar o processo prático e automatizado.
Você sabia que existe uma rede mundial de computadores e que você deve usá-la praticamente todo dia? Se você pensou na “www”, você acertou! A World Wide Web, em português, “rede de alcance mundial”, é mais conhecida como “rede mundial de computadores”. Ela foi criada por Tim Berners-Lee e objetiva conectar documentos, vídeos e conteúdos por meio de hiperlinks.
Você pode acessar a página do projeto dessa grande rede. Para isso, clique aqui.
Este serviço surgiu em 1989, com o objetivo de facilitar o acesso às informações por meio de uma linguagem que padroniza o formato e a busca pelas informações, que é o HTML (Hipertext Markup Language). É por meio dele que os navegadores de Internet conseguem encontrar as informações que precisamos.
Para realizar a transferência das informações, foi criado o HTTP (Hipertext Transfer Protocol), que é um protocolo que realiza a comunicação. Agora, você entende o motivo pelo qual, antes do www, nos sites que você acessa, existe a sigla que estamos apresentando. Assim, quando você faz uma requisição de acesso a algum tipo de conteúdo, será estabelecida uma conexão com um servidor e um pedido será enviado a ele, que, por sua vez, analisará e retornará com uma resposta.
A fim de que tudo funcione bem e o hipertexto tenha significado, é necessário que os computadores estejam interligados por meio de redes de computadores que permitirão que eles se comuniquem trocando dados. Assim, é perceptível a grande importância das redes de computadores.
De acordo com Guimarães e Lages (2005), as redes de computadores são formadas por um conjunto de dois ou mais equipamentos interligados, com a finalidade de compartilhar recursos e trocar informações. As redes de computadores estão presentes na sociedade, impactando o nosso dia a dia em diversos locais, como: no mercado de trabalho, nas casas e em nossas relações sociais.
Um exemplo de uma rede de computadores, praticamente, onipresente nos tempos atuais é a internet. Esta rede é caracterizada por ser descentralizada, envolvendo diferentes meios de comunicação e permitindo a troca de informações constantes, no entanto existem diversas outras importantes redes de computadores disponíveis. Elas, geralmente, são classificadas de acordo com a sua disposição geográfica e hierárquica.
As redes classificadas como PAN (Personal Area Network) ou Rede de Área Pessoal são formadas por dispositivos muito próximos uns dos outros. Como exemplo deste tipo de rede, podemos citar dois computadores (desktop) em uma sala trocando informações entre si e ligados a uma impressora.
A LAN (Local Area Network), também conhecida como Rede de Área Local, possui “cobertura limitada” quanto à extensão geográfica que pode ser utilizada. Este tipo de rede é composto por computadores conectados entre si, por meio de dispositivos tecnológicos como: placas de redes, switch, hub, roteadores etc. Ela possibilita o compartilhamento e a troca de informações, de forma dinâmica. Trata-se de uma rede local que permite a interconexão de equipamentos de comunicação. Dentre as características dela, podemos destacar: meios que permitem altas taxas de transmissão, propriedade particular e topologias estrela, anel e barramento.
A MAN (Metropolitan Area Network) é a rede que abrange áreas metropolitanas. Corresponde a uma rede que compreende um espaço de média dimensão (região, cidade, campus etc.). Normalmente, uma rede MAN está associada à interligação de várias LANs. As características dela são semelhantes às da LAN. Contudo, ela cobre uma área maior (geralmente, utiliza cabos ópticos). Redes de TV a cabo são um exemplo de MAN.
Uma rede WAN (Wide Area Network) ou rede de longa distância abrange uma grande área geográfica, ou seja, um país, continente etc. As WANs possibilitam a comunicação em longa distância, interligando redes dentro de uma grande região geográfica. Surgiu em detrimento da necessidade de compartilhar informações entre usuários geograficamente distantes ou dispersos. Tem, como características, o custo elevado (satélites e micro-ondas) e a propriedade pública.
Figura 1 - Tipos de redes de computador: classificação quanto à extensão
Fonte: o autor.
#PraCegoVer: ilustração de um conjunto e um subconjunto de círculos que representam a categorização das redes quanto à extensão. O primeiro círculo, que é o menor de todos, está identificado como PAN, e as tecnologias, geralmente, utilizadas são: IEE 802.15 e bluetooth, que abrange 10 metros. O segundo círculo, um pouco maior, está identificado como LAN e possui os protocolos IEE 802.11 e wifi, que abrange 150 metros. O terceiro círculo está identificado como MAN, com os protocolos IEE 802.16 e Wimax fixo, que abrange 50 quilômetros. O último círculo é a rede WAN, com os protocolos IEE 802.20 e Wimax móvel, que abrange 150 quilômetros. O conjunto dos círculos, dentro uns dos outros, constitui a imagem geral.
As redes de computadores também podem ser classificadas quanto à sua hierarquia, ou seja, o modo como os computadores se comunicam pela rede. Dentre os principais tipos de classificação relacionados à hierarquia estão as redes ponto a ponto e as redes cliente-servidor.
As redes ponto a ponto são utilizadas para compartilhamento de arquivos e recursos. São caracterizadas por serem:
Redes pequenas.
De fácil instalação e baixo custo.
Não são muito seguras do ponto de vista de restrição de acesso às informações.
Apresentam um sistema de conexão (cabeamento) simples.
Têm baixo custo de implementação (instalação e manutenção). Geralmente, todos os computadores e seus recursos são compartilhados.
As redes cliente-servidor têm um ou mais servidores (computadores e recursos exclusivos) para prover serviços de rede aos demais computadores conectados (os clientes). Essas redes surgiram da necessidade de criar estrutura centralizada ao processamento em um computador central (o servidor). São exemplos de serviços de rede que um computador-servidor pode disponibilizar: servidor de e-mail, serviço de impressão, servidor de acesso à internet etc. Veja as suas características, a seguir:
Maior custo de implementação.
Existência de um computador com alto grau de processamento, denominado servidor.
Apresentam estrutura de segurança mais elaborada.
Existência de um computador-servidor dedicado a suportar a execução de várias tarefas que exigem hardware de alta performance.
As redes em barramento têm um canal que é compartilhado entre todos os processadores. O controle pode ser centralizado ou distribuído. Tem alto poder de expansão com o uso de repetidores.
As redes em anel utilizam ligações ponto a ponto, que operam em um único sentido de transmissão. Possui limitação quanto à expansão.
Há, também, meios existentes para realizar a interligação entre os nós das redes. Por exemplo, existe o cabo coaxial. Os cabos de alta qualidade não são maleáveis e são difíceis de instalar, enquanto os cabos de baixa qualidade podem ser inadequados para trafegar dados em alta velocidade e longas distâncias. Há uma capacidade constante e baixa, independentemente do comprimento, evitando, assim, vários problemas técnicos. O cabo coaxial pode ser usado em ligações ponto a ponto ou multiponto. Tem maior imunidade aos ruídos eletromagnéticos de baixa frequência e, por isso, era o meio de transmissão mais usado em redes locais.
O cabo de par trançado é um meio físico que consegue uma taxa de transmissão alta e mais rápida. Tem dois ou mais fios entrelaçados em forma de espiral e, por isso, reduz o ruído. A desvantagem são as interferências de ruídos.
A fibra óptica faz a transmissão de dados a partir do envio de um sinal de luz codificado dentro do domínio de frequência do infravermelho. O cabo óptico é um filamento de sílica e de plástico onde é feita a transmissão da luz. As fontes de transmissão de luz podem ser diodos emissores de luz (LED) ou lasers semicondutores. É o mais usado em ambientes externos.
Os equipamentos para o funcionamento das redes mencionadas são:
Hubs: a partir deles, as conexões da rede são concentradas (por isso, também são chamados de concentradores). Cada equipamento permanece em um segmento próprio. Facilitam o gerenciamento da rede, pois o defeito fica isolado no segmento de rede. Cada hub pode receber vários micros. Há hubs com 4, 8, 16 e 32 portas.
Bridges (pontes): conectam múltiplas LANs, como a LAN da administração com a LAN do RH. Isso divide o tráfego na rede, apenas transmitindo informações de um lado para outro quando for necessário.
Roteadores: garantem que os pacotes de mensagens sejam dirigidos aos endereços certos na rede.
Repetidores: utilizados quando se deseja repetir o sinal enviado por um equipamento quando a distância a ser percorrida é maior do que o recomendado (180 metros).
As redes de computadores podem ser melhor entendidas como uma malha que interliga bilhões de sistemas computacionais para a transmissão de dados. Esses dispositivos também são conhecidos por “nós” e, quando conectados, enviam, recebem e trocam tráfego de dados, voz e vídeo graças ao hardware e ao software que compõem o ambiente.
Mas para que serve uma rede? Esta é uma pergunta que ouço muito em sala de aula. Do ponto de vista das relações sociais, as redes de computadores quebram barreiras geográficas bem como possibilitam que informações sejam compartilhadas entre pessoas e empresas do mundo inteiro, disponibilizando, local e globalmente, informação.
Posso enumerar diversos exemplos importantes das aplicações das diversas categorias de redes de computadores: compartilhamento de arquivos, compartilhamento de hardware (por exemplo, impressoras e discos rígidos), acesso e utilização de aplicativos. Há, também, a possibilidade de estabelecer o modelo cliente-servidor, o qual permite que os dados sejam armazenados em servidores, onde os dispositivos do usuário final (clientes) possam acessar essas informações.
A rede também viabiliza a voz sobre IP (VoIP), um serviço que permite aos usuários enviarem dados de voz por protocolos de internet, evitando as ligações convencionais. Além disso, na rede, a comunicação é mais rápida e pode incluir vídeo, imagens, texto e voz.
Os jogos — e tenho certeza que você já desfrutou deste recurso — permitem que usuários joguem, simultaneamente, mesmo estando em locais diferentes. Por fim, mas não menos importante, o e-commerce, que possibilita os usuários venderem e comprarem tanto produtos quanto serviços pela internet, facilitando a vida de todo mundo, em especial, durante a pandemia, não é mesmo?
Agora que compreendeu os tipos de rede existentes, além da internet, você poderá fazer uma pesquisa, mais aprofundada, sobre os tipos de rede utilizados em cada local. Por exemplo, qual rede usam na sua escola? E no shopping que você frequenta? Fique atento(a), pois são as experiências do seu dia a dia que vão enriquecendo os seus aprendizados.
GUIMARÃES, A. M.; LAGES, N. A. Introdução à Ciência da Computação. Rio de Janeiro: LTC, 2005.