Os redes de computadores Eles são um conjunto de computadores conectados entre si para compartilhar recursos. O recurso mais comum compartilhado é a conexão com a Internet. Neste artigo você encontrará a definição destes, seus tipos, como funcionam e muito mais.
O que são Redes de Computadores?
As redes de computadores são referidas como um conjunto de computadores conectados eletronicamente uns aos outros para compartilhar informações. Recursos como arquivos, aplicativos, impressoras e software são informações comuns compartilhadas em redes de computadores.
A vantagem da rede pode ser vista claramente em termos de segurança, eficiência, capacidade de gerenciamento e custo-benefício, pois permite a colaboração entre usuários em uma ampla gama. Basicamente, a rede consiste em um componente de hardware como computador, hub, switch, roteadores e outros dispositivos que compõem a infraestrutura de uma rede.
Esses são os dispositivos que desempenham um papel importante na transferência de dados de um lugar para outro usando diferentes tecnologias, como ondas de rádio e cabos. Existem muitos tipos de redes de computadores úteis em vários setores, sendo as redes mais comuns a Rede de Área Local (LAN) e a Rede de Área Alargada (WAN).
História e progresso das Redes de Computadores
As redes de computadores são muito essenciais para a globalização atual, pois o mundo evolui para um planeta avançado isso pode ser evidenciado através da História e evolução da tecnologia. Um dos principais fatores que contribuem para o surgimento da tecnologia da informação no mundo são as redes e a comunicação de dados, pois o avanço da tecnologia não está apenas nos dispositivos, mas também no sistema.
Networking começou há muito tempo pela ARPANET. Quando a Rússia lançou seu satélite SPUTNIK no espaço no ano de 1957, os americanos criaram uma agência chamada Advanced Research Project Agency (ARPA) e lançaram seu primeiro satélite dentro de 18 meses após o estabelecimento. Então, compartilhando as informações em outro computador, eles usaram a ARPANET.
E tudo isso é obra do Dr. Lied Lieder dos Estados Unidos. Então, em 1969, a ARPANET chega à Índia e eles mudaram esse nome para RED. Na década de 1960, a Advanced Research Projects Agency (ARPA) começou a financiar o projeto da Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET) para o Departamento de Defesa dos Estados Unidos.
O desenvolvimento da rede começou em 1969, com base em projetos desenvolvidos durante a década de 1960. A ARPANET evoluiu para a Internet moderna. Na década de XNUMX, as redes de computadores eram basicamente sinônimo de serviços de informática e telefonia. estrutura principal e a distinção entre redes locais e amplas ainda não existia.
Os mainframes eles eram tipicamente "ligados em rede" a uma série de terminais com conexões seriais rodando em RS-232 ou alguma outra interface elétrica. Se um terminal em uma cidade precisasse se conectar a uma unidade central em outra cidade, um modem de longa distância de 300 bauds usaria a Rede Telefônica Pública Analógica (PSTN) existente para formar a conexão.
A tecnologia era realmente primitiva, mas era uma época emocionante, no entanto, a qualidade e a confiabilidade do PSTN aumentaram significativamente em 1962 com a introdução do Pulse Code Modulation (PCM), que converteu sinais de voz analógicos em fluxos digitais.
Na década de 1980, o crescimento das arquiteturas de LAN cliente/servidor continuou, enquanto o dos ambientes de computação de mainframe declinou. No entanto, o maior desenvolvimento na área de LANs na década de 1980 foi a evolução e padronização da Ethernet.
A década de 1990 marcou o início de dois eventos que representaram a contínua evolução e comercialização da Internet. Primeiro, a ARPAnet deixou de existir. A MILNET e a Defense Data Network cresceram na década de 1980 para transportar a maior parte do tráfego relacionado ao Departamento de Defesa dos EUA.
Na década de 1990, a pesquisa e o desenvolvimento de redes também forjaram avanços surpreendentes nas áreas de roteadores de alta velocidade. A necessidade de proteger a infraestrutura da Internet também se tornou primordial à medida que os aplicativos da Internet abundavam, tornando-se um dispositivo central da infraestrutura de telecomunicações e das redes de computadores do mundo.
Como funcionam as Redes de Computadores?
As redes de computadores são conectadas por meio de nós, como computadores, roteadores e switches, usando cabos, fibra ótica ou sinais sem fio. Esses links permitem que os dispositivos em uma rede se entrelacem e ocorra um fluxo de informações e recursos. As redes de computadores seguem determinados protocolos, que definem como as comunicações são enviadas e recebidas.
Esses protocolos permitem que diferentes dispositivos se comuniquem. Cada dispositivo em uma rede usa um protocolo de Internet ou endereço IP, que se refere a uma série de números que identifica exclusivamente um dispositivo e permite que ele seja reconhecido por outros terminais. Roteadores são dispositivos virtuais ou físicos que facilitam a comunicação entre diferentes redes.
Os roteadores analisam as informações para determinar a melhor maneira de os dados chegarem ao seu destino final. Os switches conectam os terminais e gerenciam a comunicação nó a nó dentro de uma rede, garantindo que os pacotes de informação que trafegam pela rede cheguem ao seu destino final.
Tipos de Redes de Computadores
Existem vários tipos de redes de computadores disponíveis. Podemos classificá-los de acordo com seu tamanho e sua finalidade. O tamanho de uma rede deve ser expresso pela área geográfica e pelo número de computadores que fazem parte de suas redes. Inclui dispositivos alojados em uma única sala para milhões de dispositivos.
À medida que as necessidades de rede evoluíram, também evoluíram os tipos de redes de computadores que atendem a essas necessidades. Estes são os tipos mais comuns e mais usados de redes de computadores:
LAN
Uma LAN (Local Area Network) conecta computadores a uma distância relativamente curta, permitindo que eles compartilhem dados, arquivos e recursos. Por exemplo, uma LAN pode conectar todos os computadores em um prédio residencial, escritório, escola ou hospital. As LANs são geralmente de propriedade e operação privadas.
Recursos da LAN
- É uma rede privada, portanto, um órgão regulador externo nunca a controla.
- A LAN opera a uma velocidade relativamente maior em comparação com outros sistemas WAN.
- Existem vários tipos de métodos de controle de acesso à mídia, como ethernet.
Vantagens de usar LAN
- Recursos de computação como discos rígidos, DVD-ROMs e impressoras podem compartilhar redes locais. Isso reduz significativamente o custo de compra de hardware.
- Você pode usar o mesmo software na rede em vez de comprar software licenciado para cada cliente na rede.
- Os dados de todos os usuários da rede podem ser armazenados em um único disco rígido do computador servidor.
- Você pode transferir facilmente dados e mensagens entre computadores em rede.
- Será fácil gerenciar os dados em um só lugar, o que torna os dados mais seguros.
- A LAN oferece a capacidade de compartilhar uma única conexão com a Internet entre todos os usuários da rede.
Desvantagens de usar LAN
- O administrador da LAN pode verificar os arquivos de dados pessoais de cada usuário da LAN, portanto, não oferece boa privacidade.
- Os usuários não autorizados podem acessar os dados críticos de uma organização caso o administrador da LAN não consiga proteger o repositório de dados centralizado.
- A rede de área local requer administração de LAN constante, pois há problemas relacionados à configuração de software e falha de hardware.
WAN
Como o próprio nome sugere, uma WAN (Wide Area Network) conecta computadores em uma ampla área, como de região para região ou mesmo de continente para continente. A Internet é a maior WAN e conecta bilhões de computadores em todo o mundo. Normalmente, você encontrará modelos de propriedade coletiva ou distribuída para gerenciamento de WAN.
Recursos de WAN
- Os arquivos de software serão compartilhados entre todos os usuários; portanto, todos podem acessar os arquivos mais recentes.
- Qualquer organização pode formar sua rede global integrada usando WAN.
Vantagens de usar WAN
- A WAN tem a capacidade de cobrir uma área geográfica maior. Portanto, escritórios comerciais localizados a distâncias maiores podem se comunicar facilmente.
- Relacionam dispositivos como telefones celulares, laptops, tablets, computadores, consoles de jogos, etc.
- As conexões WAN funcionam usando transmissores e receptores de rádio integrados aos dispositivos do cliente.
Desvantagem de usar WAN
- O custo inicial de configuração do investimento é muito alto.
- É difícil manter a rede WAN. Você precisa de técnicos qualificados e administradores de rede.
- Há mais erros e problemas devido à ampla cobertura e ao uso de diferentes tecnologias.
- Requer mais tempo para resolver problemas devido ao envolvimento de várias tecnologias com e sem fio.
- Oferece menos segurança em comparação com outros tipos de redes.
MAN
As MANs (Metropolitan Area Networks) são geralmente maiores que as LANs, mas menores que as WANs. Cidades e entidades governamentais geralmente possuem e administram a MAN.
Características do MAN
- Cobre principalmente vilas e cidades em um alcance máximo de 50 km O meio mais usado são fibras ópticas, cabos Taxas de dados adequadas para aplicações de computação distribuída.
Vantagens de usar o MAN
- Oferece comunicação rápida usando portadoras de alta velocidade, como cabos de fibra óptica.
- Ele fornece excelente suporte para uma grande rede e maior acesso a WANs.
- O barramento duplo na rede MAN oferece suporte para a transmissão de dados em ambas as direções ao mesmo tempo.
- Uma rede MAN inclui principalmente algumas áreas de uma cidade ou uma cidade inteira.
Desvantagens do uso do MAN
- Você precisa de mais cabo para estabelecer a conexão MAN de um lugar para outro.
- Na rede MAN, é difícil proteger o sistema contra hackers.
PAN
Uma PAN (Personal Area Network) serve uma pessoa. Por exemplo, se você tiver um iPhone e um Mac, há uma boa chance de ter configurado um PAN que compartilhe e sincronize conteúdo – mensagens de texto, e-mails, fotos e muito mais – em ambos os dispositivos.
Características do NAP
- É principalmente uma rede de dispositivos pessoais equipados dentro de uma área limitada.
- Ele permite que você gerencie a interconexão de dispositivos de TI em um ambiente de usuário único.
- O PAN inclui dispositivos móveis, tablets e laptops.
- Ele pode ser conectado sem fio à Internet chamado WPAN.
- Uso de dispositivos para PAN: mouses sem fio, teclados e sistemas Bluetooth.
Vantagens de usar PAN
- As redes PAN são relativamente seguras.
- Oferece apenas soluções de curto alcance até dez metros Estritamente restrito a uma pequena área
Desvantagens de usar PAN
- Você pode estabelecer uma conexão ruim com outras redes nas mesmas bandas de rádio.
- limites de distância.
Além do descrito acima, existem outros tipos importantes de redes:
WLAN
Uma WLAN (Wireless Local Area Network) é como uma LAN, mas as conexões entre os dispositivos da rede são feitas sem fio.
Ele ajuda a conectar um ou vários dispositivos por meio de comunicação sem fio em uma área limitada, como casa, escola ou prédio de escritórios. Ele oferece aos usuários a capacidade de se mover dentro de uma área de cobertura local que pode estar conectada à rede. Hoje, a maioria dos sistemas WLAN modernos são baseados nos padrões IEEE 802.11.
SAN
Una SAN (red de área de almacenamiento) es una red especializada que proporciona acceso al almacenamiento a nivel de bloque: red compartida o almacenamiento en la nube que, para el usuario, se ve y funciona como una unidad de almacenamiento que está físicamente conectada a Um computador.
CAN
A CAN (Campus Area Network) também é conhecida como rede corporativa. Uma CAN é maior que uma LAN, mas menor que uma WAN. As CANs atendem a sites como faculdades, universidades e campi corporativos.
VPN
Uma VPN (Rede Privada Virtual) é uma conexão ponto a ponto segura entre dois terminais de rede (consulte “Nós” abaixo). Uma VPN estabelece um canal criptografado que mantém a identidade e as credenciais de acesso de um usuário, bem como qualquer informação transferida, inacessíveis a hackers.
É um serviço gratuito ou pago que mantém sua navegação na web segura e privada por meio de hotspots WiFi públicos.
POLÔNIA
Apelidado de “Passive Optical Local Area Network”, é uma tecnologia de rede que ajuda você a se integrar ao cabeamento estruturado. Permite solucionar problemas de suporte de protocolo como funciona a internet e aplicativos de rede. POLAN permite que você use um divisor óptico que ajuda a separar um sinal óptico de uma fibra óptica monomodo. Converta este único sinal em vários sinais.
HAN
Uma rede local é sempre construída usando dois ou mais computadores interconectados para formar uma rede local (LAN) dentro de casa. Esse tipo de rede ajuda os proprietários de computadores a se conectarem com vários computadores. Esta rede permite compartilhar arquivos, programas, impressoras e outros periféricos.
Rede privada empresarial
As redes Enterprise Private Networks (EPN) são criadas e de propriedade de empresas que desejam conectar com segurança vários locais para compartilhar vários recursos de computação.
Estrutura de rede
A estrutura das redes de computadores inclui tanto as partes físicas quanto os softwares necessários para instalar as redes de computadores, tanto nas empresas quanto nas residências.
Os componentes de hardware são o servidor, o cliente, o peer, o meio de transmissão e os dispositivos de conexão. Os componentes de software são o sistema operacional e os protocolos.
Componentes de hardware
Servidores são computadores altamente configurados que gerenciam recursos de rede. O sistema operacional de rede geralmente é instalado no servidor e, portanto, dá ao usuário acesso aos recursos da rede. Os servidores podem ser de vários tipos: servidores de arquivos, servidores de banco de dados, servidores de impressão, entre outros.
Clientes: São computadores que solicitam e recebem serviços de servidores para acessar e utilizar os recursos da rede.
Pares: são aqueles que fornecem e recebem serviços de outros pares em uma rede de grupo de trabalho.
Meio de transmissão: eles são os canais pelos quais os dados são transferidos de um dispositivo para outro em uma rede. Os meios de transmissão podem ser meios guiados, como cabos coaxiais, cabos de fibra óptica, ou talvez meios não guiados, como micro-ondas, ondas infravermelhas.
Dispositivos de conexão: estes agem como middleware entre redes ou computadores, fazendo uma ponte entre mídia de rede. Alguns dos dispositivos de conexão comuns são:
- roteadores
- pontes
- Hubs
- Repetidores
- comutadores
componentes de software
Os sistemas de rede de computadores geralmente estão localizados no servidor e disponibilizam estações de trabalho em rede para compartilhar arquivos, bancos de dados, aplicativos, impressoras, entre outros.
Conjunto de protocolos: são uma regra ou diretriz seguida por cada rede para comunicação de dados. O conjunto de protocolos é um pacote de regras relacionadas que são estabelecidas para redes de computadores. Os dois conjuntos de protocolos populares são:
- Modelo OSI (Open System Interconnections)
- Modelo TCP/IP
Topologias de rede
A topologia de uma rede refere-se ao contorno de uma rede e como os diferentes nós de uma rede estão ligados e ligados uns aos outros e como eles se comunicam. As topologias são físicas (o layout físico dos terminais em uma rede) ou lógicas (o modo como os sinais operam na mídia da rede ou o modo como os dados passam pela rede de um terminal para outro).
Entre a grande variedade de topologias encontramos as seguintes:
Topologia de malha
Em uma configuração de malha, os dispositivos são conectados com muitas interconexões repetidas entre os nós da rede. Em uma topologia de malha verdadeira, cada nó tem uma conexão com todos os outros nós da rede. Existem dois tipos de topologias de malha:
Topologia de malha completa: Isso acontece quando cada nó possui um circuito que o liga a todos os outros nós de uma rede. A configuração de malha completa é muito cara, mas causa mais redundância, portanto, no caso de um desses nós falhar, o tráfego de rede pode ser redirecionado para qualquer um dos outros nós disponíveis. A malha completa geralmente é mantida para redes de backbone.
Topologia de malha parcial- O custo de implementação é muito menor e gera menos sobrecarga do que a topologia de malha completa. Com malha parcial, alguns nós são estabelecidos em um esquema de malha completa, mas outros são vinculados apenas a um ou dois na rede. A topologia de malha parcial é frequentemente encontrada em redes de borda vinculadas a um backbone de malha completa.
topologia estrela
Em uma configuração em estrela, os dispositivos são conectados a um computador central, denominado polo gastronómico. Os nós se comunicam pela rede passando dados pelo hub. Sua principal vantagem é que se um nó que não funciona corretamente não afeta os demais que estão nessa rede. Por outro lado, a grande desvantagem é que se o computador central falhar, toda a rede fica inutilizável.
Topologia de barramento
Nesta configuração, um barramento é o backbone, conectando todos os terminais em uma rede local (LAN). Também conhecido como a coluna vertebral. Isso geralmente é usado para se referir às conexões de rede vitais que compõem a Internet. As topologias de barramento são relativamente baratas e fáceis de instalar para redes pequenas.
Há uma grande vantagem nessa configuração, que é muito fácil de conectar a um computador ou dispositivo e geralmente requer menos cabos do que uma topologia em estrela. Por outro lado, uma desvantagem é que, se toda a rede cair, ou se houver uma ruptura no cabo principal, pode ser difícil identificar o problema.
Topologia de anel
Neste caso encontramos, por exemplo, uma rede local (LAN) cuja topologia é um anel. Assim, onde encontramos todos os nós que estão ligados em um circuito fechado. As mensagens transitam pelo anel, com cada nó lendo as mensagens. A principal vantagem de uma rede em anel é que ela pode abranger distâncias maiores do que outros tipos de redes, porque as mensagens são restauradas por cada nó à medida que passam por ele.
Topologia de árvore
Esta é uma topologia "híbrida" que combina recursos de barramento e topologias em estrela. Em uma rede em árvore, grupos de redes dispostos em estrela são conectados a um backbone de barramento linear. A topologia em árvore é uma boa escolha para grandes redes de computadores, pois a topologia em árvore "divide" toda a rede em partes mais fáceis de gerenciar.
No entanto, toda a rede depende de um hub central, e uma falha do hub central pode paralisar toda a rede.
Protocolo de rede
Um protocolo de rede é um conjunto estabelecido de regras que estabelecem como os dados são transmitidos entre diferentes dispositivos na mesma rede. Essencialmente, ele permite que os dispositivos conectados se comuniquem, independentemente das diferenças em seus processos internos, estrutura ou design.
Os protocolos de rede são a razão pela qual você pode se comunicar facilmente com pessoas em todo o mundo e, portanto, desempenhar um papel crítico nas comunicações digitais modernas. Os protocolos de rede possibilitam que os dispositivos interajam entre si devido a regras já estabelecidas e incorporadas ao software e hardware dos dispositivos.
Esses protocolos de rede pegam processos em grande escala e os dividem em pequenas tarefas ou funções específicas. Isso ocorre em todos os níveis da rede e cada função deve cooperar em cada nível para completar a tarefa maior em mãos. O termo conjunto de protocolos refere-se a um conjunto de protocolos de rede menores que funcionam em conjunto uns com os outros.
Os protocolos de rede geralmente são criados de acordo com os padrões da indústria por várias organizações de rede ou tecnologia da informação. Nem as redes locais (LANs) nem as redes de longa distância (WANs) poderiam funcionar como funcionam hoje sem o uso de protocolos de rede.
Um conjunto de redes cooperantes é chamado de conjunto de protocolos. O conjunto TCP/IP abrange muitos protocolos em todas as camadas, como dados, rede e camadas de encaminhamento, que funcionam para habilitar a conectividade com a Internet. Esses incluem:
Protocolo de controle de transmissão (TCP): Eles usam um conjunto de regras para lidar com mensagens com outras estações da Internet no nível de pacotes de informação.
Protocolo de datagrama de usuário (UDP): Funciona como um protocolo de comunicação alternativo ao TCP e é utilizado para estabelecer conexões de baixa latência e resistência a falhas entre aplicações e a Internet.
Protocolo de Internet (IP): usa um conjunto de regras para enviar e receber mensagens no nível de endereço da Internet.
Além disso, os protocolos de rede adicionados que incluem o Protocolo de transferência de hipertexto (HTTP) e o Protocolo de Transferência de Arquivos (FTP), cada um dos quais definiu conjuntos de regras para troca e publicação de informações.
Serviços de uma rede
Estes são os que têm a capacidade de facilitar uma operação de rede. Normalmente é facilitado por um servidor (que pode estabelecer um ou mais serviços), baseado em formalidades de rede que são estabelecidas na camada de aplicação no padrão de Interconexão de Sistemas Abertos da rede.
Os serviços de rede devem apresentar uma série de produtos para os usuários, para que o trabalho de uma rede seja eficaz.
Acesso: refere-se aos serviços que alcançam a confirmação de um usuário para permitir a conexão mesmo dos territórios com menor acessibilidade.
Arquivos: Baseia-se em dotar a rede de uma ampla capacidade de stock para descarregar ou dispensar os discos das várias frequências. Isso suporta armazenar o máximo de dados do servidor, comprimindo os requisitos de frequência.
Impressão: Este é um serviço que permite a partilha de impressoras entre vários beneficiários, reduzindo o consumo. Existem dispositivos com capacidade para recolher os trabalhos à espera de serem impressos.
E-mail: É uma das redes mais utilizadas que concedeu grandes avanços na comunicação em comparação com outras redes. Este serviço, para além do seu conforto, reduziu o preço da transferência de informação e a rapidez da sua entrega.
informações: servidores de informações podem ser arquivos com base em sua compreensão, assim como vários documentos. Ou, podem utilizar informações colocadas para sua passagem pelas aplicações, como é o exemplo dos servidores de dados.
Vantagens das redes de computadores
Sendo o mundo das redes de computadores tão amplo, as vantagens são infinitas. Estas são as principais vantagens destas redes de computadores:
- Armazenamento central de dados : Os arquivos podem ser armazenados em um nó central (o servidor de arquivos), levando em consideração a diferentes tipos de servidores existe, pois pode ser compartilhado e disponibilizado para todos e cada um dos usuários em uma organização.
- Qualquer pessoa pode se conectar a uma rede de computadores: Há uma gama inconsequente de habilidades necessárias para se conectar a uma rede de computadores moderna. A facilidade de associação permite que até mesmo crianças e jovens comecem a baixar os dados.
- Resolução de problemas mais rápida: Como um procedimento grande é dividido em alguns procedimentos menores, cada um atendido por todos os dispositivos associados, um problema explícito pode ser resolvido em menos tempo.
- Confiabilidade: A confiabilidade implica um backup das informações por meio de Padrões de segurança de computador. Devido a algum motivo que o equipamento falha, e assim por diante, as informações são prejudicadas ou inacessíveis em um PC, outra duplicata de informações semelhantes pode ser acessada em outra estação de trabalho para uso futuro, permitindo um trabalho sem problemas e maior manuseio sem interrupção.
- Grande flexibilidade: Essa inovação é conhecida por ser verdadeiramente adaptável, pois oferece aos usuários a oportunidade de pesquisar tudo sobre coisas fundamentais.
- Segurança por meio de autorização: A segurança e proteção das informações também é resolvida através do sistema. Como apenas os clientes do sistema são aprovados para acessar registros ou aplicativos específicos, nenhum outro indivíduo pode quebrar a proteção ou segurança das informações.
- Aumente a capacidade de armazenamento: Como os dados, registros e ativos serão compartilhados com outras pessoas, deve-se garantir que todas as informações sejam armazenadas de forma legítima. Com essa inovação de gerenciamento de sistemas, você pode fazer isso sem problemas, tendo todo o espaço necessário para a capacidade.
Desvantagens das redes de computadores
Apesar de ser uma área com um grande número de vantagens, não está isenta de apresentar algumas desvantagens, pelo que entre as principais desvantagens das redes informáticas estão:
- Falta robustez: Se o servidor principal de um sistema de PC ficar isolado, toda a estrutura será encerrada e travada. Além disso, se você tiver um dispositivo de ponte ou um servidor de link central que falhe, toda a rede também será interrompida. Para gerenciar esses problemas, sistemas gigantescos devem ter um PC inovador para preencher como servidor de documentos para influenciar a configuração e manter o sistema menos exigente.
- Falta independência: A organização de redes inclui um procedimento que é trabalhado usando um PC, para que as pessoas dependam de uma quantidade maior de trabalho diretamente de um PC. Além disso, eles estarão vinculados ao servidor de documentos principal, o que significa que, se estiver isolado, o framework ficará inutilizável, deixando os usuários ociosos.
- Vírus e Malwares: No caso de até mesmo uma rede de computadores em um sistema ficar contaminada com um vírus, há uma chance de que cercas alternativas também sejam contaminadas. Os vírus podem se espalhar em um sistema de rede de forma eficaz, tendo em vista a disponibilidade entre os diferentes dispositivos.
- Custo da rede: O custo de operação da rede, incluindo cabeamento e equipamentos, pode ser caro.
