domingo, 15 de fevereiro de 2015

Camadas de rede (OSI/ISO)

As camadas de rede são divididas em vários níveis, quanto mais alto mais distante da linguagem de hardware uma camada é, elas são divididas de modo hierárquico, sendo que cada camada superior recebe dados de uma inferior em um download e cada camada inferior recebe dados de uma superior num upload. Apresento-lhes as camadas de rede no padrão OSI/ISO.

      1-  Camada física:

A camada física é responsável por administrar as grandezas físicas do sinal, principalmente a potência, amplitude e frequência e meio de transmissão.
Hoje em dia os exemplos mais comuns são os padrões  100Base-TX e 1000Base-TX para transmissão de sinal através de cabos UTP e 802.11g e 802.11n para transmissões wireless.

      2- Camada de enlace:

É a camada mais baixa a trabalhar com dados em forma digital, isso faz dela o principal portão e fiscal do fluxo de bits entre sua máquina e a rede local, supervisionando, manipulando  e descartando bits quando julga necessário.
O protocolo de camada de enlace mais conhecido hoje em dia é o Ethernet.

      3- Camada de rede:

Costuma ser a camada mais baixa a operar a nível de software, ou seja, computacional, fazendo com que máquinas inteligentes como PCs, Notebooks, celulares sejam capazes de implementar uma infinidade de protocolos nesse nível para todo tipo de finalidade, e conectividade (permite que computadores de redes diferentes se comuniquem).
Sendo uma camada implementada por software, ela é capaz de interpretar e manipular os bits recebidos através de processamento de dados, verificando se estes estão válidos ou corrompidos, consegue particionar a janela de transmissão de bits e estabelecer regras e rótulos para transferência.
Finalmente, possui a notável capacidade de fazer com que computadores de redes diferentes possam se comunicar. O protocolo de camada de rede IP (Internet Protocol) por exemplo, praticamente definiu o conceito de Internet.

      4- Camada de transporte:

Este nível logo acima da camada de rede introduz o conceito de “portas”, e orientação à conexão, as portas são implementadas pelo sistema operacional para que os programas abertos no sistema operacional possam utilizar o a camada de rede para se comunicar, e realmente funcionam como portas, são normalmente abertas por programas que pedem essa abertura ao sistema operacional, e funcionam como um endereço destinatário dentro do sistema operacional, o destino será o programa que está esperando chegar a correspondência de dados em forma de pacote de camada de rede. Os protocolos mais utilizados nessa camada são o TCP (Transfer Control Protocol) e o UDP (User Datagram Protocol).

      5- Camada de Sessão:

São as políticas de estabelecimento da sessão, implementadas pelo software aplicativo que está a se comunicar com a rede, eu particularmente não concordo em chamar isso de camada.

      6- Camada de Apresentação:

Acho preferível suprimir o conceito sobre essa camada.

      7- Camada de Aplicação:

É o protocolo utilizado pelo software aplicativo para receber e enviar dados e está em função do tipo de aplicação. Por exemplo, temos o protocolo HTTP para enviar e receber dados ao acessar um site na internet, FTP para realizar downloads e uploads em servidores FTP, POP3 para receber email no Outlook da Microsoft, o Skype tem seu próprio protocolo de aplicação para se comunicar com a rede Skype, assim como Whatsapp por exemplo.

Abaixo segue um exemplo prático ilustrado de um email transitando pelo cabo de rede até chegar ao navegador Google Chrome:




segunda-feira, 9 de fevereiro de 2015

Switches ethernet - funcionamento

Como já foi dito, a função principal do switch é interligar dispositivos computacionais em uma rede local e ele trabalha em nível 2 (enlace).

As correspondências que os switches são encarregados de transportar, são chamadas de quadros ethernet, o switch segue várias etapas operacionais baseadas em um algoritmo que leva em conta o conteúdo da tabela CAM (content addressable memory) de sua memória e o tráfego de quadros em cada porta do aparelho, a tabela CAM associa portas com endereços MAC, seria mais ou menos assim:

Porta
Endereço MAC
1
XX:XX:XX:XX:XX:XX
1
YY:YY:YY:YY:YY:YY
2
ZZ:ZZ:ZZ:ZZ:ZZ:ZZ
...
... ... ... ... ... ... ...




quarta-feira, 28 de janeiro de 2015

Switches ethernet - Padrões de velocidade

Para entender o que é um switch, clique aqui


Os switches podem ser encontrados em velocidades variadas no caso de switches residenciais ou até mesmo mistas no caso de switches corporativos, como por exemplo, um switch com 16 portas 10/100 mais uma porta 10/100/100.

As velocidades mais comuns são de 10, 100 e 1000 Megabits/s, os switches com portas de 10 Megabits estão entrando em esquecimento devido ao aumento crescente da demanda por fluxo de dados, os switches de 1000 Megabits estão ganhando popularidade devido ao fato de já existirem planos de internet até mesmo residenciais de mais de 100 Mbits/s (clique aqui para entender os termos bits e bytes).

As velocidades máximas estão em função do padrão do switch, da quantidade de pares de par trançado presentes no(s) cabo(s) utilizado(s) ligados ponto-a-ponto do switch ao(s) dispositivo(s) final(is) em questão, qualidade do cabo (categoria), e comprimento do mesmo, como mostra as tabelas abaixo: 

Padrão ethernet
Velocidade máxima
10Base-T Ethernet (IEEE 802.3)
10 Mbits/s
Fast Ethernet (IEEE 802.3u)
10/100 Mbits/s
Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z)
10/100/1000 Mbits/s
10 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ae)
10.000 Mbits/s



Tipo de cabo
Comprimento máximo
Velocidade Máxima
Cabo UTP cats 4/5/5e/6 de 2 pares
100 metros
100 Mbits/s
Cabo UTP cats 5e/6/ de 4 pares
100 metros cat5e/
250 metros cat6
1.000 Mbits/s
Cabo AUI (padrão diferente do UTP)
7/15 metros (depende to tipo)
10.000 Mbits/s

A velocidade da conexão (enlace):

Como já foi dito na primeira parte desse artigo, um dispositivo computacional precisa de um adaptador para se conectar a outro dispositivo.

Para facilitar o entendimento vamos a um exemplo prático, supondo que você deseja ligar seus dois computadores à duas  das portas do seu aparelho de rede híbrido (modem, roteador, switch, AP Wi-Fi) que seu provedor te disponibilizou para que os dois computadores troquem dados entre eles e entre a internet (clique aqui para saber como funciona a internet), o aparelho de rede possui 4 portas LAN na traseira, os computadores estão cada um a 10 metros do aparelho em questão, você leu o manual do aparelho na internet depois de pesquisar no Google o modelo do mesmo e descobriu que ele trabalha com até 1 Gigabit/s de velocidade, e você descobriu também que seus computadores possuem adaptadores de rede 100MBits/s, você dispõe de 2 cabos ethernet cat5e de 20 metros cada um.

Cat5e de 20 metros (respeita o limite de 100 metros) – limite de velocidade: 1.000 Mbits/s
Switch de 100Mbits – Limite de velocidade cai 100 Mbits/s
Adaptadores de 1.000Mbits – Limite de velocidade na rede dos computadores continua 100  Mbits/s

A parte da topologia que nos interessa é a ilustrada na imagem abaixo, veja que há um gargalo criado pelo switch limitando a velocidade final ponto-a-ponto entre o computador de mesa e o notebook:



Resultado: A velocidade de conexão dos computadores em questão com o switch será de 100 Mbits/s logo a conexão entre as duas máquinas será de 100 Mbits/s, essa é a velocidade máxima com que o computador de mesa e o laptop podem se comunicar, caso o laptop e o PC estivessem ligados diretamente um ao outro, não haveria o gargalo de 100 Mbits, e teríamos uma conexão de 1.000 Mbits.

quinta-feira, 22 de janeiro de 2015

Afinal, como o que é e como funciona a bendita internet? Qual o segredo da mágica?

A internet é a rede mundial de computadores, onde computadores podem trocar dados com outros computadores até do outro lado do mundo.

Então como funciona a internet?

Ao acessar a internet você simplesmente está acessando uma colossal malha de aparelhos e computadores.

Ao contratar os serviços de um provedor de internet, não demora muito para depararmos com termos do como "modem", "roteador", "wirelress", mas afinal, pra que servem estes dispositivos?

Computador: Uma máquina que pode acessar a internet, pode ser um celular, um PC, um Notebook...

Switch: Aparelho que serve de central de rede interna, conectando computadores locais.

Modem: Aparelho que converte sinais analógicos vindos do provedor em digitais para a infraestrutura de rede, ou converter sinais digitais da infraestrutura de rede para analógicos e enviar para o provedor.

Roteador/Router: Aparelho que serve como ponte de comunicação da rede externa para a rede interna.

Ponto de Acesso Wi-fi/AP Wi-fi/AP Wireless: Aparelho que conecta computadores com um switch através de ondas de rádio.

Provedor/ISP: Uma estação de computadores que te fornece acesso à rede mundial de computadores através da concessão de um endereço IP de internet único ao seu modem.

Internet: É uma malha gigante composta por todos os dispositivos listados acima, acessando a malha você pode ter acesso a computadores do mundo inteiro, estar na malha, significa estar ONLINE, estar conectado.

Abaixo está uma imagem animada ilustrativa sobre o funcionamento da internet:










quarta-feira, 9 de abril de 2014

Velocidades de dispositivos na informática

Segue a lista das velocidades dos dispositivos mais comuns e alguns em desuso só por curiosidade.
Velocidades médias de dispositivos computacionais

Dispositivos de armazenamento
Dispositivo
Velocidade em bytes/s
Disquete de 1,44MB
200KB
Pendrive USB 1.1 de marca boa
1MB
Pendrive USB 2.0 de marca boa
12MB
Hard Disk (HD, ou disco rígido) SATA de 7200RPM
50-100 MB(varia bastante)
SSD
300-400 MB

Memórias
Dispositivo
Velocidade em bytes/s
DDR1 de 400Mhz
3.200 MB
DDR2 de 667Mhz
5.333 MB
DDR3 de 1333Mhz
10.666 MB


Redes
Dispositivo
Velocidade em bytes/s
Adaptador Ethernet 10 Mb
Até 2,5 MB
Adaptador Ethernet 10/100 Mb
Até 25 MB
Adaptador Ethernet 10/100/1000 Mb (gigabit)
Até 250 MB
Adaptador Wi-Fi X Mb
Varia com o sinal, costuma ser X/20 MB
Exemplo: wi-fi 54Mb padrao G: +- 2MB

Switches ethernet - Introdução

(Atualizado dia 28/01/2015)


Basicamente a função de um switch ethernet é extender a quantidade de computadores e dispositivos numa rede interna que podem se comunicar e acessar internet dentro da mesma, o switch faz isso interligando computadores e aparelhos de rede como Access Points wifi e roteadores da mesma malha interna através de cabos do tipo par trançado (UTP ou STP) de modo que estes computadores fiquem isolados do domínio de colisão um do outro, evitando tráfego indesejado para outras máquinas que não estejam fazendo parte da transação de dados, o fucionamento do switch é exatamente como um conector de pontes onde o cabo é uma ponte, inclusive é possível conectar um switch à outro switch para que computadores de um switch se comunique com computadores do outro switch. Para um dispositivo se conectar ao switch ethernet ele precisa logicamente de um adaptador ethernet.

O switch opera em nível 2 (enlace)


Tipos de switches disponíveis no mercado




É conveniente dividir os switches em duas categorias, switches corporativos e switches residenciais;

Os switches corporativos: funcionam exatamente como os residenciais, só que em média são maiores, possuem mais portas de conexão, costumam ser modulares (ou mesmo módulos) e gerenciáveis, suportam fluxo de tráfego interno total máximo maior, consomem mais energia e são mais caros, um switch corporativo mediano possui pelo menos 16 portas.

Switches corporativos são vendidos como aparelhos de switch ethernet ou módulos de switch como pode ser observado nas figuras abaixo:



Switch Cisco Linksys


Módulo Switch Cisco


Switches residenciais: são mais simples e muito mais baratos e muitas vezes são mais do que suficientes pra atingir a demanda de lares no novo paradigma da década de 2010 em que um ou outro usuário faz downloads pesados e que portanto precisa se conectar à internet pelo cabo, menos de 10% dos usuários já fez transferência de arquivos de um PC ou Notebook para o outro computador desses tipos pela rede, e finalmente vários usuários estão deixando de usar computador para usar celular.


Switches residenciais são vendidos de várias formas:



Embutido de um modem roteador wireless doméstico com 4 portas de switch:






Roteador wireless com doméstico com 4 portas de switch:



Switch puro, costuma ter pelo menos 8 portas:









Embutido em um roteador doméstico cabeado com 4 portas de switch, parece que não é mais vendido esse tipo de aparelho devido à grande demanda por aparelhos mais completos :



Grandezas de dados na informática

Grandezas de dados na informática


É essencial saber o conceito de bits e bytes, isso vale não só pra resolver problemas com internet, visto que precisamos conhecer essas unidades também para não ficarmos perdidos ao lermos quanto um arquivo está ocupando num HD, cartão, memória, etc...

- A definição de BIT é binary unit (unidade binária), é a menor quantidade de dados com a qual o computador consegue trabalhar, é a unidade mínima absoluta que pode assumir valor 0 (ZERO) ou 1(UM).
- A definição de BYTE é um conjunto de 8 bits

Tabela de equivalências para bytes
1 Byte
 8 bits
--
--
1 Kilobyte 
1024 bytes
2^10 bytes
1024 bytes
1 Megabyte
1024 Kilobytes
2^20 bytes
1.048.576 bytes
1 Gigabyte
1024 Megabytes
2^30 bytes
1.073.741.824 bytes
1 Terabyte
1024 Gigabytes
2^40 bytes
1.099.511.627.776 bytes



Tabela de equivalências para bits
1 Bit
 --
--
--
1 Kilobit
1000 Bits
10^3 Bits
1.000 Bits
1 Megabit
1000 Kilobits
10^6 Bits
1.000.000 Bits
1 Gigabit
1000 Megabits
10^9 Bits
1.000.000.000 Bits
1 Terabit
1000 Gigabits
10^12 Bits
1.000.000.000.000 Bits


Então para converter bits em bytes basta dividir a quantidade de bits por 8.