Sistemas de Informação Redes e Protocolos de Multimédia

1. 9948 – Redes e
protocolos multimédia

2. Redes de computadores
Uma rede de computadores é formada
por um conjunto de
máquinas/dispositivos eletrónicos capazes
de trocar informações e partilhar recursos
de software e hardware entre si.

3. Meios necessários ao funcionamento de
uma rede
Meios Físicos ou de Hardware:
◦ Computadores
◦ Periféricos (Impressoras, drives, etc.)
◦ Meios físicos de transmissão - com ou sem fios (wireless)
◦ Dispositivos de ligação (placa de rede - NIC, Modem, Hub, Switch, …)

4. Meios necessários ao funcionamento de
uma rede
Meios Lógicos ou software:
◦ Drivers da placa de rede ou do modem
◦ Sistema Operativo de rede
◦ Protocolos de comunicação
◦ Utilitários e programas

5. Internet
A Internet é um amplo sistema de comunicação que conecta
muitas redes de computadores.

6. Classificação das redes –
Segundo a extensão geográfica
LAN
É o nome que se dá a uma rede de carácter local, e onde estão ligados alguns sistemas
numa área geográfica pequena, normalmente um escritório ou uma casa.
• Os utilizadores da LAN podem utilizar diversos serviços desde a impressão até à
partilha de ficheiros.
• O acesso a ficheiros, nomeadamente para leitura e/ou escrita é gerida pelo
administrador da LAN (administrador de sistemas).
• Um servidor de LAN pode também ser configurado como servidor de web, sendo
conveniente tomar as devidas precauções.

7. Classificação das redes –
Segundo a extensão geográfica
WAN
É uma rede de comunicação de dados que funciona além do escopo geográfico de uma
rede local, funciona em longa escala a nível mundial.
• As WANs normalmente conectam dispositivos separados por uma área geográfica
maior do que a que pode ser atendida por uma rede local.
• As WANs utilizam os serviços das operadoras, como companhias telefónicas, empresas
de TV a cabo, sistemas de satélites e provedores de rede.
• As WANs utilizam conexões seriais de vários tipos para fornecer acesso à largura de
banda em grandes áreas geográficas.

8. Protocolos de rede
Protocolos de rede são os conjuntos de normas que permitem que
duas ou mais máquinas conectadas à internet se comuniquem entre
si.
Funcionam como uma linguagem universal
ou seja
Pode ser interpretada por computadores de qualquer fabricante,
de qualquer sistema operativo.

9. Classificação das redes –
Segundo o protocolo de comunicação - LAN
Ethernet
É o tipo mais comum de protocolo de LAN, foi padronizada pelo IEEE como 802.3;
Pode ser encontrado em casas e escritórios em todo o mundo;
É reconhecível pelos cabos de cobre utilizados nas ligações

10. Classificação das redes –
Segundo o protocolo de comunicação - LAN
Ethernet

11. Classificação das redes –
Segundo o protocolo de comunicação - LAN
Token- Ring
Funciona ao circular numa topologia em anel onde as estações precisam aguardar
a receção para poderem transmitir. A partir daí, a transmissão é realizada durante
uma pequena janela de tempo e apenas pelas que possuem o token.

12. Classificação das redes –
Segundo o protocolo de comunicação - LAN
FDDi
Define como o tráfego da LAN é transmitido pela cablagem de fibra ótica. A cablagem de
fibra ótica é usada quando é necessário cobrir distâncias maiores, geralmente entre
andares ou prédios, ou quando é necessária maior segurança. Permite uma velocidade
mais rápida. Utiliza tokens e está a começar a ficar também em desuso.

13. Classificação das redes –
Segundo o protocolo de comunicação - WAN
Os protocolos de WAN distinguem-se pela sua capacidade de distribuir dados
com eficiência por longas distâncias, como centenas de quilómetros.
Geralmente, isso é necessário para unir dados entre várias LANS.
Alguns dos protocolos de WAN mais comuns em uso atualmente são:
◦ Frame Relay
◦ X.25
◦ ISDN

14. Classificação das redes –
Segundo o protocolo de comunicação – Sem
fios
A maioria dos protocolos sem fio atualmente em uso é baseada no padrão 802.11 e é diferencia-se
pela letra que aparece após o número. Os quatro protocolos principais são:
 "802.11a" foi projetado para transportar dados por distâncias mais curtas e com velocidades
maiores (até 54 megabits por segundo, ou Mbps).
 "802.11b" faz o oposto, operando em velocidades mais baixas de até 11 Mbps, mas com maior
fiabilidade em distâncias maiores e com mais objetos obstruindo o ambiente.
 “802.11g" combina o melhor dos dois protocolos anteriores, operando até 54 Mbps em distâncias
maiores.
 “802.11n" é o mais recente protocolo sem fio a ser lançado. Pode operar em velocidades
superiores a 150 Mbps e em distâncias maiores que os outros protocolos.

15. Topologia Barramento/Bus
Todos os computadores são ligados em um mesmo barramento físico de dados.
Vantagens:
• Uso do cabo é económico;
• Fácil de trabalhar e instalar;
• Simples e relativamente fiável;
• Fácil expansão.
Desvantagens:
• Rede pode ficar extremamente lenta em situações de tráfego pesado;
• Problemas são difíceis de isolar;
• Falha no cabo paralisa a rede inteira.

16. Topologia Estrela
A mais comum atualmente, a topologia em estrela utiliza cabos de par trançado e um
concentrador como ponto central da rede.
Vantagens:
• Uso do cabo é económico;
• Fácil de trabalhar e instalar;
• Simples e relativamente fiável;
• Fácil expansão.
Desvantagens:
• Rede pode ficar extremamente lenta em situações de tráfego pesado;
• Problemas são difíceis de isolar;
• Falha no cabo paralisa a rede inteira.

17. Topologia Anel
Na topologia em anel os dispositivos são conectados em série, formando um circuito
fechado (anel). Os dados são transmitidos unidireccionalmente de nó em nó até atingir o
seu destino.
Vantagens:
• Todos os computadores acedem à rede igualmente;
• Performance não é afetada com o aumento de utilizadores.
Desvantagens:
• Falha de um computador pode afetar o restante da rede;
• Problemas são difíceis de isolar.

18. Topologia Malha
. Todos os nós estão atados a todos os outros nós, como se estivessem entrelaçados.
Vantagens:
 Maior redundância e fiabilidade;
 Facilidade de diagnóstico.
Desvantagem:
 Instalação dispendiosa.

19. Classificação das redes –
Segundo o meio de transmissão
Rede de Cabo coaxial
O cabo coaxial foi o primeiro cabo disponível no mercado, usado ainda nos dias de hoje.
Vantagens das redes por cabo coaxial:
• baixos custos de implementação
• topologia simples de implementar (topologia barramento)
• resistência a ruídos e interferências
Desvantagens do cabo coaxial:
• distâncias limitadas
• baixo nível de segurança
• dificuldade em fazer grandes mudanças na topologia da rede.

20. Classificação das redes –
Segundo o meio de transmissão
Rede de Cabo de par trançado
Têm vindo a substituir as redes de cabo coaxial nos últimos anos.
Vantagens
• Maior taxa de transferência de arquivos;
• Cabo barato;
• Baixo custo de manutenção;
• Flexível, ideal para locais em que é necessário passar o cabo por paredes, etc.
Desvantagens
• Comprimento de no máximo 100. Acima disso começam a ocorrer perdas;
• Baixa imunidade a interferência externas (pode ser minimizada com blindagem, mas o custo também
aumenta).

21. Classificação das redes –
Segundo o meio de transmissão
Rede de Cabo de fibra ótica
Ao invés dos cabos de cobre, os cabos de fibra ótica, transmitem os dados através de sinais óticos
(fotões), em vez de sinais elétricas (eletrões).
Vantagens das redes de fibra ótica:
• excelente meio para a transmissão de dados (sinais digitais) com elevadas taxas de transmissão
• imunes a interferências eletromagnéticas
• permitem transportar os sinais digitais sem perdas através de distâncias superiores
• Abundância de Matérias-Primas para Fibra Ótica
Desvantagens das redes de fibra ótica :
• fragilidade
• instalação difícil
• custo elevado em comparação a outros tipos de cabos

22. É volumoso e ideal apenas por um curto
período de tempo devido à sua alta atenuação
Pode ser instalado facilmente, relativamente
resistente a interferências
Cabo Coaxial
Tem problema de atenuação e oferece largura
de banda relativamente baixa. Além disso, é
suscetível a interferências e ruídos.
É o mais flexível e mais barato entre os três
tipos de cabos, fácil de instalar e operar
Cabo de Par Traçado

23. Precisa de habilidades de instalação
complicadas, difíceis de trabalhar e caras a
curto prazo.
• É pequeno em tamanho e leve em peso.
• É imune à interferência eletromagnética.
• Pode transmitir uma grande quantidade de dados
com baixa perda em alta velocidade por longas
distâncias.
Cabo de Fibra Ótica

24. Velocidades médias por tipo de cabo

25. Cablagem das redes
 Cabos elétricos - normalmente cabos de cobre (ou de outro material condutor), que transmitem os
dados através de sinais elétricos.
 Cabos óticos - cabos de fibra ótica, que transmitem a informação através de ou luminosos.
Os cabos elétricos mais utilizados em redes podem ser de dois tipos:
 Cabo coaxial (coaxial cable)
 Cabos de pares trançados (twisted-pair cable)

26. Cablagem das redes
Cabos coaxiais

27. Cablagem das redes
Cabos de par traçado
 Cabos UTP (Par Trançado sem Blindagem)
o É o cabo mais usado em redes domésticas e em grandes
redes industriais
 Cabos STP (Par Trançado com blindagem)
o é revestido por uma malha metálica
o recomendado para ambientes com interferência
eletromagnética acentuada

28. Cablagem das redes
Cabos de par traçado

29. Cablagem das redes
Fibra Ótica
É o meio de transmissão mais adequado para
os sistemas de comunicação mais exigentes .
Vantagens
 Enorme velocidade de transmissão;
 Imunes a interferências eletromagnéticas;
 Menor perda de sinal;
 Maiores distâncias sem necessidade de
repetidores;
 Alta taxa de transferência;
 Espessura mais fina, mais leves.
Desvantagens:
 Muito caro (cabos, acessórios, mão de obra);
 Difícil de instalar; Quebra com facilidade;
 Difícil de ser remendado;
 Injustificada a utilização em redes locais.

30. Cablagem das redes
Fibra Ótica

31. Sistema de comunicação
Emissor Mensagem Recetor
Codifica Descodifica
Envia alerta de receção

32. Tipos de Sinal
Apresenta uma variação contínua ao
longo do tempo, podendo ter
características de amplitude e
frequência bastante variáveis.
É um sinal com valores discretos
(descontínuos) no tempo e em
amplitude.
Só toma valores entre zero e um.

33. Tipos de Sinal - Diferenças
 Na transmissão digital a informação é convertida para bit enquanto que na analógica a
informação é gerida sem essa conversão.
 O sinal analógico varia continuamente podendo assumir todos os valores entre a sua
amplitude máxima e mínima, por outro lado, o sinal digital(binário) só assume dois valores (0
e 1), saltando de um valor para o outro instantaneamente formando uma onda quadrada.
Exemplo: Quando usamos um scanner ou qualquer outro dispositivo de digitalização estamos a
transformar um sinal analógico em um sinal digital.

34. Tipos de Sinal
Exemplos de Sinais Analógicos:
• Som — Som é a vibração mecânica de um meio
físico, como o ar, água ou barbantes. A
intensidade de pressão de um ponto em um meio
físico pode ser a definição de um sinal.
• Potencial elétrico —A diferença de potencial
elétrico entre dois pontos é a definição de um
número enorme de sinais. Muitas vezes os dois
pontos são dois fios metálicos, como em um
microfone ou em uma antena de televisão.
• Nível de água — O nível de água em um tanque
pode ser visto como um sinal, e sua medição, por
uma régua por exemplo, é uma forma de
transmissão deste sinal.
Exemplos de Sinais Digitais:
 CD — Um CD carrega dois sinais digitais, com
44100 amostras por segundo, e 16 bits de
resolução cada.
 Redes Ethernet — A camada física das redes
Ethernet recebem uma sequência de bits a serem
transmitidos, podendo chegar a pacotes com mais
de 1000 bits.
 Comportas de um Canal — É possível definir
sinais digitais a partir das comportas do canal de
Suez ou do Panamá, representando o fato de cada
uma dela estar aberta ou fechada.

35. Placas de Rede
Também chamada de adaptador de rede ou NIC, sigla de Network
Interface Card, em inglês
É o dispositivo de hardware responsável pela comunicação entre
os computadores ou dispositivos de uma rede.
A placa de rede é o hardware que permite aos dispositivos
conversarem entre si através da rede.
A sua função é controlar todo o envio e receção de dados através
da rede.

36. Placas de Rede
Cada arquitetura de rede exige um tipo específico de
placa de rede.
Além da arquitetura usada, as placas de rede à venda
no mercado diferenciam-se também pela taxa de
transmissão, cabos de rede suportados e barramento
utilizado (On-Board, PCI, ISA ou Externa via USB).

37. Comutador (hub)
É um dispositivo que tem a função de interligar os computadores de uma rede local.
No momento em que isso ocorre, nenhum outro computador consegue enviar sinal. A sua libertação
acontece após o sinal anterior ter sido completamente distribuído.
O hub recebe dados vindos de um
computador e transmite-os às
outras máquinas.

38. Comutador (hub)
Caso o cabo de uma máquina seja desconectado ou apresente algum defeito, a rede não deixa de
funcionar.
É possível adicionar um outro hub ao já existente.
Os Hubs são adequados para redes pequenas e/ou domésticas. Havendo poucos computadores é muito
pouco provável que surja algum problema de desempenho.

39. Comutador (switch)
É um aparelho muito semelhante ao hub, mas tem uma grande diferença: os
dados vindos do computador de origem somente são transmitidos ao
computador de destino.
Criam uma espécie de canal de comunicação exclusiva entre a origem e o
destino.
Isso aumenta o desempenho da rede já que a comunicação está sempre
disponível, exceto quando dois ou mais computadores tentam enviar dados
simultaneamente à mesma máquina.
Ocorrência de erros menos comum que nos hubs.

40. Diferenças entre comutador (switch) e
concentrador (hub)

41. Modem
O seu nome é a contração das palavras
Modulador e Desmodulador.
Executa uma transformação, por modulação
(modem analógico) ou por codificação (modem
digital), dos sinais emitidos pelo computador,
gerando sinais analógicos adequados à
transmissão.

42. Modem - funcionamento

43. Router
• Utilizado em redes de maior porte.
• Faz a função de switch.
• Tem a capacidade de escolher a melhor rota que um determinado
pacote de dados deve seguir para chegar ao seu destino.
• São capazes de interligar várias redes e trabalham em conjunto
com hubs e switchs.
• Podem ser instalados recursos extra como uma firewall ou um
serviço de criptografia.

44. Routers - tipos
Routers Estáticos
◦ Focado em escolher o menor caminho para os dados, sem considerar os
congestionamentos.
Routers dinâmicos
◦ Focado em escolher o caminho mais rápido, mesmo que este seja o
mais distante.
◦ Considera os congestionamentos.
◦ Capazes de fazer compressão de dados para elevar a taxa de
transferência.

45. Repetidores
Recebe o sinal Repete e amplifica o sinal

46. Repetidores

47. Repetidores

48. Pontes (Bridges)
Equipamentos que possuem a capacidade de segmentar uma rede local em várias sub-redes.
Quando uma estação envia
um sinal, apenas as estações
que estão no seu segmento a
recebem.
Manipulam pacotes em vez
de sinais.

49. Pontes (Bridges)

50. Estações de trabalho

51. Servidores

52. Servidores

53. Servidores - tipos
• Servidor de arquivos
• Servidor web
• Servidor de impressão
• Servidor DNS
• Servidor Proxy
• Servidor de bases de dados

54. Atividade Prática
Monta uma rede doméstica.
Identifica:
1. Os equipamentos (hardware) necessários para que seja possível ligação à internet, não
esquecendo a instalação elétrica (manutenção/eletricista e cablagem), o computador e os
dispositivos de rede necessários.
2. Preço da montagem da rede.
3. Justifica as escolhas.

55. Quase não existia comunicação entre
equipamentos.
Modelo OSI - Antes
Cada fabricante utilizava protocolos
e tecnologias próprias.
PROBLEMA

56. Modelo OSI
• Criado em 1970
• Formalizado em 1983
Principal objetivo
 Modelo standard para protocolos de comunicação entre os mais diversos
sistemas.

57. Modelo OSI

58. Principais funções de cada camada
7. Aplicação
Fornece serviços às aplicações do utilizador.
6. Apresentação
Encriptação e compressão de dados.
Assegura a compatibilidade entre camadas
de aplicação de sistemas diferentes
5. Sessão
Controla (estabelece, faz a gestão e
termina), as sessões entre aplicações.

59. Principais funções de cada camada
4. Transporte
Controlo de fluxo de informação,
segmentação e controlo de erros 3. Rede
Encaminhamento (routing) de pacotes e
fragmentação de endereçamento lógico
2. Dados
Controla o acesso ao meio físico de
transmissão.
Controlo de erros da camada física 1. Física
Define as características do meio físico de
transmissão da rede, conectores, interfaces,
codificação ou modulação de sinais.

60. Modelo OSI e os Protocolos de rede

61. TCP/IP
Conjunto das regras de comunicação em redes de computadores e na Internet .
Objetivo principal:
• Fornecer um endereço IP a cada máquina da rede a fim de poder encaminhar
pacotes de dados.
• Organizar os pacotes de dados formados pelo protocolo IP e assegura que os
pacotes cheguem na ordem correta e garante que a conexão entre dois pontos
da rede esteja segura e livre (TCP).

62. TCP/IP
O protocolo TCP/IP, foi concebida para responder a diversos critérios, entre os
quais:
• Fracionamento das mensagens em pacotes;
• Utilização de um sistema de endereços;
• Encaminhamento dos dados na rede (routing);
• Controlo dos erros de transmissão de dados.

63. IP
É o responsável por endereçar e encaminhar os pacotes que circulam nas redes
de computadores.
Os pacotes de informação são divididos em duas partes:
• o cabeçalho que possui as informações de endereçamento do pacote
• os dados que são a mensagem a ser transmitida propriamente dita.

64. IP
• O endereço IP (ou somente IP) é uma sequência de números composta de 32 bits.
• Esse valor consiste num conjunto de quatro grupos de 8 bits.
• Cada conjunto é separado por um ponto e recebe o nome de octeto ou simplesmente byte,
já que um byte é formado por 8 bits.
• Cada conjunto pode ir de 0 a 255.

65. IP
Padrão IANA (Internet Assigned Numbers Authority) para a distribuição nas
redes locais.
Divide os protocolos IP em 3 classes:
Classe A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255- Permite até 16 milhões de computadores em cada rede
(máximo de 1 rede);
Classe B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255- Permite até 65.534 computadores em uma rede (máximo
de 21 redes);
Classe C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255- Permite até 254 computadores em uma rede (máximo
de 255 redes).

66. IP
Nas redes locais (LAN) usam-se exclusivamente IP's da Classe C:
192.168.XXX.XXX
Os IP's 192.168.0.0 e 192.168.255.255 não podem ser atribuídos, pois destinam-
se a testes e ao funcionamento interno das redes.

67. IP
• Atualmente, a versão mais utilizada do protocolo IP é a versão 4, que possui
32 bits no campo de endereço.
• O IPv4 permite 4 biliões de endereços, aproximadamente.
• O IPv6, por possuir 128 bits no campo de endereço, possibilita a inclusão na
Internet de aproximadamente 256 triliões de dispositivos na Internet.

68. DHCP
DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol, é o protocolo do serviço TCP/IP que permite
distribuir automaticamente configurações de rede aos terminais, que se liguem na rede.
Serve para fornecer:
• endereço de rede (IP)
• máscara de rede
• Default Gateway
• Servidor(es) de DNS
• Domínio a que as máquinas pertencem
• etc…

69. DNS
• O Domain Name Service é um serviço que permite ao utilizador escrever o
nome de um domínio num browser para carregar uma página web.
• A função do DNS é traduzir um nome (por exemplo: www.fnac.pt), para o
endereço IP do servidor onde a página que quer ver está a alojada.

70. DNS
Fnac.pt
o browser manda um pedido
ao servidor DNS para
transformar esse conjunto de
letras num endereço IP
É feita a ligação e
mostrado o
conteúdo da
página
O DNS
encontra o
endereço

71. Servidores Proxy
• Os servidores proxy são normalmente utilizados como ponte entre a origem e o destino de
uma requisição.
• É possível em determinadas redes observar que o computador precisa passar pelo servidor
proxy para aceder à Internet, e este é um dos usos comuns para servidores proxy.

72. Servidores Proxy
• Controlo de acesso – É possível para os administradores do servidor proxy
permitir que determinados utilizadores tenham, ou não, acesso à Internet através
de restrições aplicadas ao login do próprio utilizador ou aos endereços IP, dando
ao ambiente uma camada extra de proteção.
• Filtro de conteúdo – Estando no meio do caminho, o servidor também permite
que determinados sites sejam, ou não, acedidos. Entre as regras que podem ser
aplicadas estão as destinadas ao bloqueio de sites específicos, podendo chegar
ao bloqueio de categorias inteiras.