Apostila de Redes de computadores

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Apostila de Redes de computadores
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  1 Prof. Jefferson Costa jefferson@jeffersoncosta.com.br www.jeffersoncosta.com.br Apostila de Redes de computadores Autor: Jefferson Costa Tem 33 anos e é docente há 15 anos. Atua há mais de 17 anos na área de informática, é administrador de redes Linux, Ethical Hacker e perito em segurança forense computacional. Site:  www.jeffersoncosta.com.br Fan page:  www.facebook.com/jeffersoncosta.com.br Canal no youtube:  www.youtube.com/jcosta20 Twitter:  @ProfJcosta E-mail:  jefferson@jeffersoncosta.com.br São Paulo 2010  2 Prof. Jefferson Costa jefferson@jeffersoncosta.com.br www.jeffersoncosta.com.br Sumário Capítulo 1 ........................................................................................................... 5   Rede de computadores ....................................................................................... 5   Rede local  –  (Local Área Network)   ................................................................................ 6   Rede pessoal  –  (PAN - Personal Area Network)   .......................................................... 6   Rede metropolitana  –  (MAN - Metropolitan Area Network)   ......................................... 6   Redes geograficamente distribuídas (WAN  –  Wide Área Network)   ........................... 7   Arquiteturas de Redes ........................................................................................ 7   Ponto-a-ponto (Workgroup)   ........................................................................................... 8   Cliente/Servidor   ............................................................................................................... 9   Topologias .......................................................................................................... 9   Barramento   .................................................................................................................... 10   Anel  ................................................................................................................................. 11   Estrela   ............................................................................................................................ 12   Outras topologias   ......................................................................................................... 13   Padrões de comunicação .................................................................................. 14   Ethernet   .......................................................................................................................... 15   Fast Ethernet 802.3   ....................................................................................................... 17   Gigabit Ethernet   ............................................................................................................ 18   Token Ring IEEE 802.5   ................................................................................................. 18   Fiber Distributed Data Interface (FDDI) ANSI X3T9.5   ................................................ 18   ATM  ................................................................................................................................. 19   Componentes físicos de uma rede .................................................................... 21   Placa adaptadora de rede (NIC)   ................................................................................... 21   Hubs   ............................................................................................................................... 22   Switch   ............................................................................................................................. 25   Repetidores   ................................................................................................................... 25   Bridge   ............................................................................................................................. 26   Roteadores   .................................................................................................................... 26   Brouters   ......................................................................................................................... 28   Gateways   ....................................................................................................................... 29   Capítulo 2 ......................................................................................................... 30   Introdução ao cabeamento estruturado............................................................. 30   Cabeamento estruturado ................................................................................... 30   Normas e sistemas   ....................................................................................................... 31   Projeto e infraestrutura   ................................................................................................ 32   Forma física de instalação   ........................................................................................... 32   Cabos ................................................................................................................ 32   Certificações ..................................................................................................... 33    3 Prof. Jefferson Costa jefferson@jeffersoncosta.com.br www.jeffersoncosta.com.br Estatísticas ........................................................................................................ 33   Tendências ........................................................................................................ 34   Cabeamento não estruturado ............................................................................ 34   Cabeamento proprietário .................................................................................. 34   Tipos de cabos .................................................................................................. 34   Cabo coaxial   .................................................................................................................. 34   Cabo coaxial banda larga (Coaxial grosso)   ............................................................... 36   Cabo coaxial banda base (Coaxial fino)   ..................................................................... 37   Par trançado   .................................................................................................................. 38   Par trançado com blindagem - (STP - Shielded Twisted Pair)   ................................. 39   Par trançado sem blindagem - (UTP - Unshielded Twisted Pair)   ............................. 40   Configuração das pontas  ............................................................................................. 41   Fibra óptica   .................................................................................................................... 42   Fibras multímodo de índice gradual   ........................................................................... 44   Fibras multímodo degrau   ............................................................................................. 44   Fibras monomodo   ......................................................................................................... 45   Capítulo 3 ......................................................................................................... 46   Wireless - Redes sem fio .................................................................................. 46   IEEE - Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos   ...................................... 47   IEEE 802.11  .................................................................................................................... 47   Wi-Fi  ................................................................................................................................ 47   Como funcionam? ............................................................................................ 47   Classificação das redes sem fios  ................................................................................ 48   WPAN   ............................................................................................................................. 48   WLAN  .............................................................................................................................. 48   WMAN (Wi-Max)   ............................................................................................................. 48   WWAN   ............................................................................................................................ 48   Principais padrões ............................................................................................ 48   802.11A  ........................................................................................................................... 49   802.11b  ........................................................................................................................... 49   802.11g  ........................................................................................................................... 49   802.11n   ........................................................................................................................... 49   Outros padrões:   ............................................................................................................ 49   Tecnologias   ................................................................................................................... 50   IrDA  ................................................................................................................................. 50   Bluetooth   ....................................................................................................................... 50   Equipamentos Wireless .................................................................................... 50   O início desacreditado ...................................................................................... 51   Modos de operação ........................................................................................... 51   Estendendo alcance, layout avançado de rede   ......................................................... 52   Layout  ............................................................................................................................. 52    4 Prof. Jefferson Costa jefferson@jeffersoncosta.com.br www.jeffersoncosta.com.br Otimizando o sinal   ........................................................................................................ 52   Segurança   ...................................................................................................................... 53   WEP   ................................................................................................................................ 53   WPA  ................................................................................................................................ 53   WPA2   .............................................................................................................................. 54   Capítulo 4 ......................................................................................................... 54   Modelo ISO / OSI ............................................................................................ 54   As camadas   ................................................................................................................... 55   Capítulo 5 ......................................................................................................... 62   Protocolos ......................................................................................................... 62   Tipos de protocolos:   ..................................................................................................... 63   IPX/SPX   .......................................................................................................................... 63   NetBeui   ........................................................................................................................... 63   DLC (Data Link Control)   ............................................................................................... 63   SMB (Server Message Block)   ...................................................................................... 64   Pilhas múltiplas de transporte   ..................................................................................... 64   Introdução ao TCP/IP ....................................................................................... 64   Internet Protocol (IP)   ..................................................................................................... 65   Transmission Control Protocol (TCP)   ......................................................................... 66   Principais protocolos que formam o protocolo TCP/IP:   ........................................... 66   Arquitetura TCP/IP   ........................................................................................................ 68   Endereçamento IP ............................................................................................ 69   Endereço reservado   ...................................................................................................... 70   Submáscara   ................................................................................................................... 71   Cálculo de endereço IP  ................................................................................................. 72   Referências bibliográficas ................................................................................ 74    5 Prof. Jefferson Costa jefferson@jeffersoncosta.com.br www.jeffersoncosta.com.br Capítulo 1 Rede de computadores Inicialmente, os computadores eram máquinas caríssimas que centralizavam em um único ponto o processamento das aplicações de vários usuários, e muitas vezes, de toda uma organização. Com a redução de custos do hardware e a introdução dos microcomputadores no cenário da informática, a estrutura centralizada cedeu lugar a uma estrutura totalmente distribuída, na qual, diversos equipamentos dos mais variados portes, processam informações de formas isoladas, o que acarreta uma série de problemas. Dentre eles destaca-se a duplicação desnecessária de recursos de hardware (impressoras, discos, etc.) e de software (programas, arquivos de dados, etc.). Nesse cenário, surgiram as redes de computadores, onde um sistema de comunicação foi introduzido para interligar os equipamentos de processamentos de dados (estações de trabalhos), antes operando isoladamente com o objetivo de permitir o compartilhamento de recursos, ou seja, uma rede. Uma rede é um grupo de pelo menos dois computadores que são ligados entre si de forma que possam se comunicar uns com os outros, compartilhando recursos e informações com maior velocidade e praticidade. A maioria das redes é baseada em alguma espécie de cabo utilizado para ligar os computadores entre si, além do cabo, é necessária outra peça física para fazer a conexão entre os computadores, este equipamento é chamado de placa de interface de rede (NIC), ou simplesmente placa de rede.
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