Na era digital de hoje, networking é essencial para conectar vários dispositivos e permitir uma comunicação eficaz. As redes de computadores não são apenas para compartilhamento de dados, mas também suportam uma ampla gama de aplicativos em negócios, educação e entretenimento. Com uma boa compreensão de networking, indivíduos e organizações podem usar melhor a tecnologia, aumentar a produtividade e reduzir os custos operacionais.
Este artigo de Bardimin discutirá vários conceitos importantes, como tipos de rede, métodos de transmissão de dados e arquiteturas Ethernet que são frequentemente usados. Com esse conhecimento, espera-se que os leitores possam entender como as redes funcionam e como construir e gerenciar redes eficazes.
O que é uma rede?
Rede é o processo de conectar vários dispositivos de computador para se comunicar e trocar dados. Qualquer dispositivo conectado pode servir como remetente e receptor de dados. Os dados transmitidos são empacotados em pacotes, cada um com um endereço de origem e destino claros para garantir que as informações cheguem corretamente.
Tipos de tecido
Vários tipos de redes são frequentemente usados, cada um com características e finalidades diferentes:
LAN (Local Area Network):
Uma rede local que geralmente cobre uma pequena área, como uma casa ou escritório. As LANs permitem que dispositivos dentro de um alcance limitado compartilhem recursos e informações rapidamente. As velocidades de transferência de dados dentro das LANs são normalmente altas, geralmente atingindo 1 Gbps ou mais.
WAN (Wide Area Network):
Uma rede que cobre uma área maior, como uma cidade ou país. Uma WAN conecta várias LANs pela Internet ou outros canais de telecomunicações. O exemplo mais comum de uma WAN é a internet.
MAN (Metropolitan Area Network):
Uma rede que cobre uma área maior que uma LAN, mas menor que uma WAN, como uma cidade ou campus universitário. O MAN é frequentemente usado para conectar várias LANs dentro de uma única área metropolitana, permitindo a comunicação e a troca de dados entre locais.
Noções básicas de comunicação de rede
A comunicação entre computadores em uma rede ocorre quando os dados são enviados de um dispositivo para outro. Nesse processo, o computador que envia os dados é chamado de remetente, enquanto o computador que recebe os dados é chamado de receptor. Esse processo envolve o envio de dados na forma de pacotes de dados, que são as menores unidades de informação que podem ser enviadas por uma rede.
Definição de Remetente e Destinatário
- Remetente: O dispositivo que inicia a comunicação enviando dados. O remetente é responsável por empacotar as informações em um pacote de dados e enviá-las ao destinatário.
- Receptor: O dispositivo que recebe o pacote de dados do remetente. O destinatário processará e compreenderá as informações recebidas de acordo com o endereço de destino no pacote.
Explicação de pacotes de dados e endereços e destinos de origem
Cada plano de dados tem vários componentes importantes, incluindo o endereço de origem e o endereço de destino:
- Pacote de dados: Uma unidade de informação que é empacotada para ser enviada por uma rede. Este pacote contém os dados reais, bem como informações de controle, como endereços de origem e destino.
- Endereço de origem: mostra o endereço do remetente, para que o destinatário saiba de onde vem o pacote.
- Endereço de destino: indica o endereço do destinatário, garantindo que o pacote de dados chegue ao dispositivo certo.
Cada dispositivo na rede tem um endereço exclusivo para comunicação eficaz, como endereços MAC e endereços IP. Um endereço MAC é um endereço físico na placa de rede (NIC) de cada dispositivo, enquanto um endereço IP é um endereço lógico que pode ser definido manual ou automaticamente por meio do protocolo DHCP. Dessa forma de endereçamento, a rede pode organizar bem a comunicação e garantir que cada pacote de dados chegue ao seu destino correto.
Modo de transmissão de dados
O modo de transmissão é a maneira como os dados são enviados de um dispositivo para outro em uma rede. Cada modo tem características diferentes na direção da comunicação e do uso da largura de banda. Existem três modos principais de transmissão a serem observados:
Simplex Mode
Em simplex mode, a comunicação só acontece em uma direção. Um dispositivo pode enviar dados, mas não pode recebê-los e vice-versa. Um exemplo desse modo é uma estação de rádio, onde um sinal é enviado ao ouvinte sem permitir que ele responda. Dispositivos como teclados e monitores também funcionam neste modo; O teclado envia apenas a entrada para o computador, enquanto o monitor exibe apenas a saída.
Half-Duplex Mode
Em half-duplex mode, a comunicação pode ocorrer em duas direções, mas não simultaneamente. Um dispositivo pode enviar e receber dados, mas apenas uma direção está ativa por vez. Um exemplo desse modo é um walkie-talkie, onde uma pessoa fala enquanto a outra ouve, depois se revezam falando. Embora ambos os dispositivos possam se comunicar, há um intervalo de tempo em que um dispositivo precisa esperar antes de enviar dados novamente.
Full-Duplex Mode
Em full-duplex mode, a comunicação ocorre em ambas as direções simultaneamente. Ambos os dispositivos podem enviar e receber dados ao mesmo tempo sem interrupção. O exemplo mais comum desse modo é a comunicação telefônica, onde ambas as partes podem falar e ouvir ao mesmo tempo. Este modo fornece a maior velocidade de comunicação, pois utiliza toda a largura de banda do canal para transmissão de dados.
Arquitetura Ethernet
Ethernet é a tecnologia de rede mais usada para conectar dispositivos em uma rede local (LAN). Introduzida na década de 1970, a Ethernet oferece uma solução eficiente e acessível para comunicação de dados. Sua popularidade se deve a vários fatores, incluindo facilidade de instalação, baixo custo, bem como a capacidade de suportar altas velocidades de transferência de dados. A Ethernet também é flexível, pode usar diferentes tipos de cabos, como par trançado e fibra óptica, o que a torna adequada para uma ampla gama de aplicações, desde residências até grandes empresas.
Tipos de Ethernet
Vários tipos de Ethernet são projetados para atender a diferentes necessidades de velocidade e aplicação:
- Fast EthernetFast Ethernet, conhecida como 100BASE-TX, oferece velocidades de transferência de dados de até 100 megabits por segundo (Mbps). Esta é uma melhoria significativa em relação ao padrão Ethernet original que operava a 10 Mbps. O Fast Ethernet usa cabos de par trançado e foi projetado para compatibilidade com dispositivos mais antigos. É amplamente utilizado em redes locais de pequeno e médio porte.
- Gigabit EthernetGigabit Ethernet, ou 1000BASE-T, fornece velocidades de transferência de dados de até 1 gigabit por segundo (Gbps), que é dez vezes mais rápido que a Fast Ethernet. Embora originalmente projetado para usar cabos de fibra óptica, agora o Gigabit Ethernet também pode funcionar com cabos de par trançado. Essa tecnologia é ideal para aplicativos que exigem alta largura de banda, como streaming de vídeo e transferências de arquivos grandes.
Comparação de velocidade e uso
| Tipo Ethernet | Velocidade de transferência de dados | Uso geral |
| Fast Ethernet | 100 Mbps | Redes locais de pequeno e médio porte |
| Gigabit Ethernet | 1 Gbps | Redes modernas, data centers, aplicativos de alta largura de banda |
A Fast Ethernet é adequada para redes que não requerem velocidades muito altas, enquanto a Gigabit Ethernet é a primeira escolha em ambientes que exigem o máximo desempenho e eficiência no gerenciamento de dados.
Rede ponto a ponto
Uma rede peer-to-peer (P2P) é um modelo no qual cada dispositivo em uma rede pode funcionar como cliente e servidor. Isso significa que cada computador pode enviar e receber dados e compartilhar recursos como arquivos e impressoras sem a necessidade de um servidor central. Em uma rede P2P, todos os dispositivos têm os mesmos direitos e nenhum dispositivo controla toda a rede. Esse modelo é frequentemente usado para compartilhamento de arquivos, comunicação direta e colaboração.
Excesso:
Baixo custo: as redes ponto a ponto não requerem servidores dedicados caros, resultando em menores custos de instalação e manutenção. Muitas funções básicas já estão presentes no sistema operacional usado por cada dispositivo.
Fácil de instalar: A instalação da rede P2P é bastante fácil, pois requer apenas uma configuração básica em cada computador e uma conexão física entre os dispositivos. Os usuários não precisam configurar servidores ou hardware adicionais.
Confiabilidade: Se um dispositivo tiver um problema, a rede ainda poderá funcionar. Cada dispositivo pode funcionar de forma independente, aumentando assim a confiabilidade geral do sistema.
Descentralização: Na ausência de um servidor central, os usuários têm mais controle sobre seus dados e recursos, proporcionando flexibilidade no gerenciamento de informações.
Deficiência:
Gerenciamento complicado de recursos: Na ausência de um servidor central, o gerenciamento de recursos se torna mais difícil porque precisa ser feito manualmente em cada dispositivo. Os usuários precisam rastrear e gerenciar o acesso aos recursos um por um.
Segurança vulnerável: as redes P2P podem ser mais fáceis de atacar porque não há controle centralizado. Cada usuário é responsável pela segurança de seus dados, o que pode levar a confusão e risco.
Dificuldades no backup de dados: Sem um local central para armazenar arquivos compartilhados, o backup de dados se torna um desafio. Os usuários devem configurar backups separadamente em cada dispositivo.
Uso de recursos do computador: Se vários usuários acessarem uma impressora ou outro recurso conectado a um dos computadores, esse computador exigirá mais recursos de processamento para atender às solicitações de outros usuários.
Conclusão
Em redes de computadores, a comunicação entre computadores é realizada por meio do envio de dados em pacotes que possuem um endereço de origem e destino. Existem três modos de transmissão: simplex (unidirecional), half-duplex (bidirecional incomparável) e full-duplex (bidirecional juntos). Ethernet é a arquitetura de rede mais comum, usando o método CSMA/CD para evitar colisões ao enviar dados. Variações como Fast Ethernet e Gigabit Ethernet oferecem velocidades de transferência de até 100 Mbps e 1000 Mbps.
O modelo de rede ponto a ponto (P2P) permite que cada computador funcione como cliente e servidor, reduzindo custos com direitos de acesso iguais. Embora o P2P seja fácil de instalar e confiável, surgem desafios no gerenciamento e segurança de dados porque não há um local central para armazenamento de arquivos. Compreender esses conceitos ajuda indivíduos e organizações a maximizar a tecnologia da informação e melhorar a eficiência da comunicação.
