Infraestrutura de Redes: Tipos e Protocolos

INFRAESTRUTURA DE REDES Antonio Leães Infraestrutura de dados e redes Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto você deve apresentar os seguintes aprendizados Determinar os tipos mais conhecidos de redes empresariais Identificar protocolos padrões de comunicação e terminologias de redes Relacionar as características das redes móveis com as suas respectivas capacidades Introdução Neste capítulo você vai estudar os principais tipos de redes de dados empresariais identificados na atualidade bem como verificar as suas características e analisar como funcionam Você também vai identificar os tipos de protocolospadrão de comunicação das redes e as suas ter minologias Por fim vai explorar as características das redes de dados móveis e as suas respectivas capacidades Conceito de redes empresariais O termo redes talvez seja o mais conhecido por pessoas que não são espe cialistas em tecnologia Isso porque vivemos em redes por exemplo nossa rede familiar nossa rede de amigos nossa rede de trabalho entre outras Tudo ao nosso redor depende de redes e das interações que ocorrem dentro delas Podemos destacar ainda o fato de estarmos normalmente conectados a redes sociais conforme aponta Lima Filho 2015 Isso não é diferente para dispositivos tecnológicos como computadores celular TV etc Quando esses dispositivos estão se comunicando ou estão conectados uns com os outros estão operando em redes Mas para que tudo isso funcione perfeitamente existe a necessidade de uma infraestrutura de dados e redes A infraestrutura para se tornar eficiente e ao mesmo tempo segura necessita de equipamentos como firewall controle de listas de acesso ACL entre outros Na Figura 1 temos um esboço simplificado dessa infraestrutura A seguir vamos descrever as principais redes empresariais existentes atualmente Figura 1 Infraestrutura básica de uma rede Fonte Entenda 2018 documento online Tipos de redes empresariais Existe uma grande variedade de redes de computadores mas elas podem variar em termos de fi nalidade e abrangência Por exemplo uma rede que abrange uma área de cobertura regional ou nacional possui características diferentes de uma rede local interna Sendo assim uma rede pode abranger um ou dois dispositivos em uma sala ou milhares espalhados ao redor do mundo Algumas das diferentes redes classificadas conforme tamanho ou abran gência são rede de área pessoal ou PAN rede de área local ou LAN rede metropolitana ou MAN rede de longa distância ou WAN Em termos de finalidade muitas redes podem ser consideradas de propósito geral o que significa que elas são usadas para tudo desde enviar arquivos Infraestrutura de dados e redes 2 para uma impressora até acessar a Internet Alguns tipos de redes no entanto servem a um propósito muito particular Algumas das diferentes redes clas sificadas conforme o propósito são rede de área de armazenamento ou SAN rede privada corporativa ou EPN rede privada virtual ou VPN As VPNs do inglês virtual private networks são redes virtuais privadas muito utilizadas por profissionais que por exemplo precisam estar com frequência fora da rede LAN ou WAN de um escritório Por ser uma rede móvel a rede VPN possibilita que um computador telefone ou tablet se conecte à rede por meio de uma conexão cripto grafada em qualquer lugar do mundo Assim é possível obter acesso aos dados de um computador do escritório sem correr o risco de as informações serem capturadas Protocolos padrões de comunicação Os protocolos de comunicação são descrições formais de formatos e regras de mensagens digitais Os protocolos de comunicação abrangem autenticação detecção e correção de erros e sinalização Eles também podem descrever a sintaxe a semântica e a sincronização de comunicações analógicas e digitais Protocolos de comunicação são implementados em hardware e software Existem diferentes protocolos que são usados em todos os lugares nas co municações analógicas e digitais É importante salientar que as redes de computadores não podem existir sem eles Protocolo TCPIP A sigla TCPIP signifi ca transmission control protocolinternet protocol O TCPIP é um conjunto de protocolos em camadas usado para comunicação pela Internet O modelo de comunicação desse conjunto é o modelo cliente servidor em que um computador que envia uma solicitação é o cliente e um computador para o qual a solicitação é enviada é o servidor de arquivos na Internet 3 Infraestrutura de dados e redes Protocolo HTTP HTTP é a sigla para hypertext transfer protocol que signifi ca protocolo de transferência de hipertexto Tratase do protocolo mais básico utilizado para navegação em sites da internet O HTTP é o protocolo utilizado na conexão entre cliente e servidor de dados sendo o cliente por exemplo o navegador que utilizamos para acessar um site ou mesmo uma aplicação que possa estar consumindo um serviço na Web os chamados Web services Nesse caso o cliente envia um pedido de acesso a uma página ou serviço para o servidor que analisa essa requisição e envia uma resposta de permissão de acesso com ela são enviados os arquivos que possibilitam interpretar por exemplo a página que estamos tentando acessar Protocolo HTTPS HTTPS é a sigla para hypertext transfer protocol secure que signifi ca proto colo de transferência de hipertexto seguro Esse protocolo funciona de forma extamente igual ao protocolo HTTP com a diferença de o HTTPS contar com uma camada extra de proteção indicando que sites e domínios que possuem esse protocolo são seguros para acesso O protocolo HTTPS é muito adotado por sites que oferecem meios de pagamento online e necessitam aumentar a proteção para assegurar que os dados as informações de contas e os dados de cartões de crédito dos usuários estejam protegidos Essa proteção é garantida por meio de um certificado digital que cria uma criptografia dos dados o que impossibilita que o acesso a dados de usuários seja possível por meio de ataques cibernéticos Um certi ficado SSL secure sockets layer é o responsável por criar esse canal seguro entre o cliente e o servidor fornecendo assim a camada extra de segurança do protocolo HTTPS É comum encontrarmos sites que começam com HTTPS na Internet A diferença entre HTTP e HTTPS está no significado da letra s que significa secure isto é seguro Ou seja em uma comunicação com o protocolo HTTP estamos estabelecendo a comunicação utilizando uma linguagem normal e sem segurança Já na comunicação HTTPS estamos conectados por meio de uma linguagem codificada e sem possibilidade de espiões Infraestrutura de dados e redes 4 Protocolo DHCP O DHCP do inglês dynamic host confi guration protocol ou protocolo de confi guração dinâmica de host é um protocolo clienteservidor Por meio dele os servidores gerenciam um pool de endereços IP exclusivos além de informações sobre os parâmetros de confi guração do cliente bem como atribuem endereços a esses pools de endereços Os clientes habilitados para DHCP enviam uma solicitação ao servidor DHCP sempre que se conectam a uma rede solicitando informações de confi guração para a rede local à qual estão conectados Um cliente geralmente trans mite uma consulta para essa informação imediatamente após a inicialização O servidor DHCP responde à solicitação do cliente fornecendo informações de configuração de IP especificadas anteriormente por um administrador de rede Isso inclui um endereço IP específico bem como o período de tempo também chamado de concessão para o qual a alocação é válida Ao atualizar uma atribuição um cliente DHCP solicita os mesmos parâmetros mas o servidor DHCP pode atribuir um novo endereço IP com base nas políticas definidas pelos administradores Protocolo FTP A necessidade de rede surgiu principalmente para facilitar o compartilhamento de arquivos entre pesquisadores até hoje a transferência de arquivos conti nua sendo uma das instalações mais usadas O protocolo que lida com essas transferências é o fi le transfer protocol ou FTP Protocolo SFTP O SFTP secure fi le transfer protocol é um protocolo seguro de transferência de arquivos Ele é executado sobre o protocolo SSH e suporta a funcionalidade completa de segurança e autenticação do SSH Protocolo SSH O protocolo secure shell SSH é um protocolo para comunicações de rede seguras projetado para ser relativamente simples e de baixo custo de imple mentação A versão inicial SSH1 concentravase em fornecer um recurso de logon remoto seguro para substituir o Telnet e outros esquemas de logon remoto que não ofereciam segurança 5 Infraestrutura de dados e redes Protocolo POP3 O POP3 é um protocolo clienteservidor que possibilita que os emails sejam armazenados para o cliente pelo servidor de Internet Periodicamente o cliente ou seu destinatário de email verifi ca sua caixa de correio no servidor e faz o download de qualquer email usando o POP3 Esse protocolo padrão é incorporado aos produtos de email mais populares Protocolo SMTP O SMTP simple mail transfer protocol é o protocolo padrão para serviços de email em uma rede TCPIP que permite a transmissão e entrega de emails pela Internet sendo um protocolo da camada de aplicação Protocolo IMAP O IMAP internet message access protocol é um protocolo de email padrão que armazena mensagens de email em um servidor de email mas permite que o usuário exiba e manipule as mensagens como se estivessem armaze nadas localmente nos dispositivos de computação do usuário fi nal Isso permite que os usuários manipulem as mensagens diretamente no servidor sem necessidade de realizar download para seu dispositivo Características das redes móveis Em redes como vimos na seção anterior um protocolo é um conjunto de regras que determinam o formato e a transmissão de dados Um protocolo defi ne todos os aspectos necessários para dispositivos se comunicarem sem problemas Por exemplo as redes sem fi o 80211 contam com um amplo conjunto de protocolos que as regulam O padrão 80211b permite uma transferência máxima de 11 Mbps e foi ratificado pelo Institute of Electrical and Electronic Engineers IEEE em 1999 O 80211g permite uma transferência máxima de 54 Mbps e foi rati ficado em 2003 Ele define retrocompatibilidade com dispositivos 80211b o que significa que uma rede pode incluir ambos os tipos de dispositivos É importante salientar que a rede sem fio é uma mídia compartilhada em que apenas um dispositivo pode falar por vez Infraestrutura de dados e redes 6 O protocolo 80211n é o mais recente desenvolvido pelo IEEE sendo o mais atualizado em relação à transferência de dados Esse protocolo permite uma transferência máxima de 600 Mbps dependendo da implementação Ele inclui as seguintes melhorias conforme aponta Marin 2010 utilização de bandas de frequência de 24 GHz e 5 GHz ligação de canal que agrega dois canais de 20 MHz em um canal de 40 MHz o que permite uma taxa de dados mais alta mas diminui o número de canais disponíveis tecnologia MIMO multiple input multiple output que utiliza sinais multipercurso como vantagem na rede sem fio Em uma rede 80211 a b ou g não baseada em MIMO os sinais multipercurso eram percebidos como interferências o que diminuía a capacidade de um receptor de recuperar as informações da mensagem no sinal A Figura 2 mostra a arquitetura de comunicação entre dispositivos móveis em redes sem fio dentro de um contexto geral que abrange uma ampla faixa de redes envolvendo LAN e redes de celulares Figura 2 Arquitetura de comunicação em rede de dispositivos móveis Fonte Córdova e Gondim 2016 documento online 7 Infraestrutura de dados e redes O núcleo da rede de dados de dispositivos móveis conecta as redes de acesso por rádio à Internet pública O núcleo da rede opera em conjunto com os componentes da rede celular de voz existente particularmente o mobile switching system ou MSC Dada a quantidade considerável de infraestrutura existente na rede celular de voz o método utilizado pelos projetistas dos ser viços de dados é evidente deixar o núcleo da rede celular de voz GSM global system for mobile communications intacto acrescentando funcionalidade de dados por dispositivo móvel em paralelo à rede de voz existente A alternativa é integrar novos serviços de dados diretamente no núcleo da rede por exemplo a integração das tecnologias IPv6 nova e IPv4 legada na Internet Acesse o link a seguir e leia uma matéria interessante sobre os desafios que a IoT Internet of Things ou Internet das Coisas encara no que tange à infraestrutura de dados httpsqrgopagelinkbp7VC É importante destacar que todos os tipos de redes sem fio experimentam degradação de sinal isto é perdem sua força no caminho entre o transmissor e o receptor por razões diversas Por exemplo a partir do momento em que um sinal de antena é irradiado em todas as direções ele perde sua força principalmente devido à distância entre o transmissor e o receptor Esses são desafios que devem ser considerados sempre que for necessário projetar um canal de infraestrutura de rede para a transmissão de dados A seguir estão listadas algumas das falhas que podem ocorrer em um canal sem fio Redução da força do sinal as radiações eletromagnéticas emitidas por aparelhos em redes móveis podem ser atenuadas quando atravessam uma parede fazendo com que exista perda do sinal Essa atenuação também pode ocorrer à medida que o aparelho receptor fica mais distante do aparelho transmissor Interferência de outras fontes várias fontes transmitindo na mesma frequência os seus sinais eletromágneticos podem causar interferência umas nas outras Os aparelhos transmissores de sinal de rede podem concorrer com telefones sem fio Infraestrutura de dados e redes 8 Propagação multivias parte das ondas enviadas podem se perder no caminho Por exemplo se as ondas se refletem em objetos e no solo tomam caminhos de comprimentos diferentes entre um emissor e um receptor Isso resulta no embaralhamento do sinal recebido no destinatário CÓRDOVA R T GONDIM P R L Arquitetura baseada em SDN para gerenciamento de mobilidade distribuído em redes IP móveis heterogêneas In SIMPÓSIO BRASILEIRO DE REDES DE COMPUTADORES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS 34 2016 Salvador Anais Bahia 2016 Disponível em httpwwwsbrc2016ufbabrdownloadsWPEIF1552071 ArquiteturaSDNGerenciamentoMobilidadeDistribuidopdf Acesso em 12 ago 2019 ENTENDA sua rede de dados Blog Webeasy 2018 Disponível em httpwwwwebe asycombrblog20180604entendasuaredededados Acesso em 12 ago 2019 LIMA FILHO E C Fundamentos de redes e cabeamento estruturado São Paulo Pearson 2015 MARIN P S Cabeamento estruturado desvendando cada passo do projeto à instalação 3 ed São Paulo Editora Érica 2010 Leituras recomendadas ABNT NBR 14565 cabeamento de telecomunicações para edifícios comerciais Rio de Janeiro 2007 COMER D E Redes de computadores e internet 6 ed Porto Alegre Bookman 2016 DERFLER F J FREED L Tudo sobre cabeamento de redes Rio de Janeiro Campus 1994 MORIMOTO C E Redes guia prático São Paulo GDH Press e Sul Editores 2008 SCRIMGER R LASALLE P PARIHAR M TCPIP a bíblia Rio de Janeiro Campus 2002 SOARES NETO V SILVA A P C JUNIOR M B Telecomunicações redes de alta velocidade cabeamento estruturado São Paulo Editora Érica 2002 TANENBAUM A S Redes de computadores Rio de Janeiro Campus 1997 9 Infraestrutura de dados e redes Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para esta Unidade de Aprendizagem Na Biblioteca Virtual da Instituição você encontra a obra na íntegra Conteúdo