REDES E COMUNICAÇÃO DE DADOS
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                                                                            Editado por Raimundo G. Nóbrega Filho
  

3. COMUNICAÇÃO POR MEIO DE REDES

 
A palavra rede (network) tem várias definições. Aplicada aos computadores, rede é uma maneira de conectar computadores para que eles tenham consciência um do outro e possam juntar seus recursos.

Na área comercial, as redes revolucionaram o uso da tecnologia dos computadores. Muitas empresas que costumavam depender de um sistema centralizado em um mainframe com uma série de terminais agora usam redes de computadores, em que cada empregado que precisa de um computador tem um em sua mesa. A tecnologia e a perícia dos computadores não estão mais centralizadas no mainframe de uma companhia e em seu departamento de sistemas e informações; elas estão distribuídas por toda a organização, entre uma rede de computadores e usuários preparados.

 
3.1 Quatro Vantagens de Redes
 

Nas empresas, escolas e em muitos outros tipos de organização, as redes de computadores de todos os tipos oferecem tremendos benefícios. Quatro dos mais evidentes são:
 

Vamos analisar cada uma dessas vantagens um pouco mais detalhadamente.
 

ACESSO SIMULTÂNEO É urn fato na computação comercial em que a maioria dos funcionários que trabalham em escritórios usa os mesmos programas. Com uma rede, as empresas podem economizar milhares de dólares comprando versões especiais para rede dos programas mais comumente usados, em vez de comprar cópias separadas para cada máquina. Quando os funcionários precisam usar um programa, eles simplesmente o carregam do dispositivo comum de armazenamento para seus próprios computadores. Como uma única cópia de rede do programa atende simultaneamente às necessidades de um grande número de usuários, todos os funcionários economizam também o espaço de armazenamento que aquele programa ocuparia em um disco rígido local.

O mesmo vale para dados que vários funcionários precisam acessar ao mesmo tempo. Aqui entra a questão da integridade dos dados e não apenas do dinheiro. Se os funcionários mantêm cópias separadas dos dados em discos rígidos diferentes, isso dificulta sua atualização. Assim que uma alteração é feita em uma máquina, começa a haver discrepâncias e fica muito difícil saber qual dado está correto. Manter dados usados por mais de uma pessoa em um dispositivo de armazenamento compartilhado soluciona todo o problema.

DISPOSITIVOS PERIFÉRICOS COMPARTILHADOS Talvez o maior incentivo para as pequenas empresas ligarem seus computadores em rede seja o compartilhamento dos dispositivos periféricos, especialmente aqueles de custo elevado, como as impressoras a laser e os scanners. Muitas impressoras a laser custam bem mais de 1.000 dólares, muito embora a maioria dos usuários só precise acessá-las ocasionalmente. Compartilhar um dispositivo como esse torna o custo muito mais justificável. Com uma rede, o compartilhamento de equipamentos é facilitado.

CÓPIAS DE SEGURANÇA MAIS FÁCEIS Para as empresas, os dados podem ser extremamente valiosos, portanto é crucial assegurar que os funcionários nunca deixem de fazer cópias de segurança (backup) dos dados que utilizam. Uma maneira de abordar esse problema é manter todos os dados valiosos em um dispositivo de armazenamento compartilhado que os empregados possam acessar por meio de uma rede. Assim, uma pessoa pode ficar encarregada de fazer cópias de segurança regulares dos dados armazenados naquele dispositivo.

CORREIO ELETRÔNICO Uma das aplicações de maior alcance da comunicação de dados é o correio eletrônico (e-mail), um sistema para troca de mensagens escritas (e, cada vez mais, mensagens verbais) por meio de uma rede. O correio eletrônico pode ser encarado como o resultado do cruzamento do sistema postal com a secretária eletrônica. Em um sistema e-mail, cada usuário tem um endereço exclusivo. Para enviar uma mensagem a alguém, você digita o endereço dessa pessoa no correio eletrônico e depois digita a mensagem. Quando você terminar, a mensagem será enviada àquele endereço. A próxima vez que o usuário acessar o sistema, ele será informado de que há uma correspondência para ele. Alguns sistemas notificam os destinatários assim que a mensagem é entregue. Depois de ler a mensagem, o destinatário pode salvá-la,
eliminá-la, passá-la para outra pessoa ou responder com outra mensagem.

Além de enviar uma página de texto, muitos sistemas permitem que você anexe, ao final da sua mensagem, dados como um arquivo de planilha eletrônica ou um documento de um editor de texto. A rede local também pode ser conectada a uma das grandes redes de informações, como CompuServe, Internet ou Bitnet. Essa conexão pode permitir acesso a literalmente milhões de usuários de correio eletrônico em todo o mundo.

O correio eletrônico é eficiente e barato. Os usuários enviam mensagens por escrito sem precisar se preocupar com o fato de o outro usuário estar ou não usando seu computador no momento. Por intermédio de redes centralizadas, a mensagem é entregue quase instantaneamente. E mais, o custo é mínimo. Depois de instalada a rede, o correio eletrônico é muito barato. Ele tem oferecido ao mundo empresarial uma forma de comunicação totalmente nova e imensamente valiosa.

3.2 Tipos de Redes
 

Uma dificuldade na discussão de redes é que elas são apresentadas em uma variedade incrível de formas e tamanhos. A rede pode ser um grupo de cinco micros conectados a uma impressora a laser, ou pode ser um grupo de 5 mil micros, minis e mainframes espalhados por todo o globo. Aqui, examinaremos quatro categorias genéricas usadas para descrever os vários tipos de rede usados hoje em dia.

REDES LOCAIS Uma rede de computadores de qualquer variedade, localizados relativamente perto um do outro e conectados por um fio contíguo (ou por uma ligação sem fio) é chamada rede local (LAN - Local Area Network). Uma rede local pode consistir em apenas dois ou três computadores conectados entre si para compartilhar recursos, ou pode incluir várias centenas de computadores. Qualquer rede que exista dentro de um único prédio, ou mesmo em um grupo de prédios adjacentes, é considerada uma rede local (veja a Figura 5).

A rede local permite que todos os computadores conectados a ela compartilhem recursos de hardware, software e dados. Os recursos mais comumente compartilhados são os dispositivos de armazenamento em disco e as impressoras. O dispositivo de armazenamento em disco compartilhado em uma rede local é chamado servidor de arquivos ou servidor da rede. Para os usuários de redes locais, a rede é, ou deveria ser, completamente transparente. Quanto melhor sua implementação, mais invisível ela será; o ideal é que os usuários não precisem nem mesmo estar cientes de sua existência.

REDES REMOTAS A rede de longa distância ou remota (WAN - Wide Area Network) consiste normalmente na conexão de duas ou mais redes locais, geralmente em uma área geográfica ampla. Por exemplo, a matriz e a fábrica de uma companhia podem estar localizadas em uma cidade, mas o escritório de marketing em outra. Cada área precisa de recursos, dados e programas locais, mas também precisa compartilhar dados com a outra área, porque a divisão de marketing recebe pedidos de produtos e insere-os diretamente no sistema de computador. A rede remota também permite que o pessoal de marketing acesse informações contábeis atualizadas e os pedidos
recebidos.

O RELACIONAMENTO CLIENTE-SERVIDOR Descrever uma rede como local ou de longa distância dá uma idéia da área física coberta pela rede. Uma maneira de descrever como cada computador de uma rede, chamado nó, interage com os outros na mesma rede é explicar como estão organizados. Uma abordagem em relação à organização das redes é chamada cliente-servidor (veja a Figura 6), uma estratégia hierárquica na qual um determinado computador atende às necessidades de armazenamento - e às vezes às necessidades de processamento - de todos os outros nós da rede.

Figura 6 - Este computador, projetado para ser um servidor central, está equipado com vários discos rígidos, um acionador de fitas para backup e um acionador de CD-ROMs. Ele utiliza um sistema operacional multi-tarefa especializado e executa uma variedade de programas de gerenciamento e monitoramento, além de srviços de arquivis e impressão.

O tipo mais comum de organização cliente-servidor é uma rede local composta de microcomputadores conectados a um servidor da rede, que pode ou não ser usado também como principal dispositivo de armazenamento da rede. Um programa cliente em execução em um dos microcomputadores pode solicitar dados específicos ao servidor. O programa servidor pode recuperar os dados solicitados em seus bancos de dados e retorná-los ao cliente.

O principal computador de uma rede, aquele que armazena arquivos e proporciona aos nós da rede acesso a esses arquivos, chama-se servidor de arquivos. O servidor de arquivos pode também armazenar bancos de dados e dar a impressão de estar operando da maneira que acabamos de descrever. Mas o servidor de arquivos simplesmente proporciona acesso ao arquivo de banco de dados. Quando um programa que está em execução em um nó precisa de dados de um banco de dados, o servidor de arquivos concede-lhe acesso ao arquivo de banco de dados. Qualquer ordenação ou consulta ao banco de dados é feita pelo programa em execução no nó.

Em uma verdadeira organização cliente-servidor, é o servidor quem roda o programa de gerenciamento do banco de dados. O cliente solicita dados específicos ao servidor, em vez de acessar o arquivo inteiro, e o servidor envia apenas as informações solicitadas de volta ao cliente.
 

COMPUTAÇÃO "PONTO A PONTO" Outro tipo de organização é a computação 'Ponto a ponto' (peer-to-peer), uma estratégia de rede na qual os computadores da rede atuam tanto como cliente quanto como servidor. Em outras palavras, cada nó tem acesso a todos ou a apenas alguns recursos dos outros nós. Por exemplo, com o software Windows for Workgroups (veja a Figura 7), os usuários têm acesso aos discos rígidos e impressoras conectados aos computadores do grupo de trabalho.

A rede local ponto a ponto permite que os usuários compartilhem dispositivos periféricos, incluindo armazenamento em disco, para terem acesso a dados e programas. Além disso, algumas redes muito sofisticadas, como as redes de computadores Unix, possibilitam a computação distribuída, que permite aos usuários recorrer à potência de computação de outros computadores da rede. Isso significa que as pessoas podem transferir tarefas que exigem muita potência da CPU - como os desenhos tridimensionais - para os computadores disponíveis, deixando suas próprias máquinas livres para trabalhar.

 
3.3 Topologias de Redes

 
Topologia de rede é o layout fisico dos fios que conectam os nós da rede. Há três topologias comuns: barramento linear, estrela e anel (figura 8). Há vários fatores que devem ser considerados para determinarmos qual a melhor topologia para uma certa situação. Entre as considerações estão o tipo dos computadores instalados, o tipo de fiação (se houver), o custo dos componentes e serviços necessários para implementar a rede, e o desempenho desejado.

Figura 8 - Tipos de topologias de redes
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A primeira estrutura está disposta em forma de estrela, na qual sempre existe um equipamento no centro da rede coordenando o fluxo das informações. Na rede em estrela, para "chamar" outro, um mirco deve enviar o pedido de comunicação ao controlador, que então passará as informações ao destinatário. Pode ser bem mais eficiente que o em barra, mas tem limitação no número de nós que o equipamento central pode controlar e, se o controlador "sair do ar", sai também toda a rede.

Na topologia de rede em barramento, existe um sistema de conexão (um cabo) que interliga os vários micros da rede. Nesse caso, o software de controle do fluxo de informações deverá estar presente em todos os micros. Assim, quando um micro precisa comunicar-se com outro, ele "solta" na linha de comunicação uma mensagem com códigos para identificar qual micro deverá receber as informações que se seguem. Pode apresentar problemas de eficiência, mas não os problemas do primeiro tipo.

A terceira topologia mostrada na figura é uma rede em anel que pode ser considerada uma rede em barramento, com as extremidades do cabo juntas. Esse tipo de ligação não permite tanta flexibilidade quanto a ligação em barramento, forçando a uma maior regularidade do fluxo de informações suportado por um sistema de detecção, diagnóstico e recuperação de erros nas comunicações mais sofisticado.

 
TOPOLOGlAS HÍBRIDAS O barramento linear, a estrela e o anel às vezes são combinados para formar topologias híbridas. Uma rede híbrida em um prédio alto pode usar o barramento linear para interligar os andares do prédio, no sentido vertical, e o anel ou outras topologias em cada um dos andares, conforme mostra a Figura 9.

 
3.4 A Placa de Rede

O tipo e a topologia de uma rede estabelecem sua estrutura básica, mas cada computador ainda precisa de hardware para transmitir e receber dados. O dispositivo que executa essa função é aplaca de rede (NIC - Network Interface Card - Placa de Interface de Rede). A placa de rede (Figura 10) é um tipo de placa de expansão - uma placa de circuito impresso que se encaixa em um dos slots de expansão do computador e proporciona uma porta na parte detrás do PC à qual se ligará o cabo da rede. O computador também precisa de um software de rede que lhe informe como usar a placa de rede.

Tanto o software de rede quanto a placa de rede têm de estar de acordo com um protocolo, que é um conjunto de padrões de comunicação. O protocolo de rede é um tipo de linguagem para a comunicação de dados. Para haver intercâmbio de dados entre computadores, estes precisam falar a mesma língua.

Caso constante no campo dos computadores, os protocolos estão em estado de alteração contínua. Sempre que alguém surge com um novo padrão, alguém inventa outro que faz o mesmo trabalho com maior rapidez e confiabilidade. Hoje, os protocolos mais comuns usados em redes são Ethernet, token ring e ARCNET. (A maioria das redes de alto desempenho do Macintosh usa o protocolo Ethernet, mas a porta de rede de baixo desempenho de cada Macintosh usa um protocolo proprietário chamado LocalTalk.) Cada um desses protocolos foi projetado para um determinado tipo de topologia de rede e tem certas características padrão.

Figura 10 - Uma Placa de rede