🏠 Voltar ao Índice
1 / 20

🌐 Introdução às Redes de Computadores

Fundamentos e Conceitos Básicos

Século XXI
Convergência da coleta, transporte, armazenamento
e processamento de informações

👨‍🏫 Baseado no Material Acadêmico

Conceitos Fundamentais
Hardware e Software de Rede

📋 Tópicos da Aula

🎯 Introdução e Definições

Convergência da informação no século XXI
Conceito de rede de computadores
Diferença entre rede e sistema distribuído

💼 Usos de Redes

Aplicações comerciais
Aplicações domésticas
Usuários móveis
Questões sociais

🔧 Hardware de Rede

Tecnologias de transmissão
Classificação por escala
PAN, LAN, MAN, WAN

⚙️ Software de Rede

Hierarquias de protocolos
Tipos de serviços
Modelos de referência
OSI e TCP/IP

🎯 Objetivo Final

Compreender os fundamentos das redes de computadores
e sua estrutura em camadas

🏛️ Introdução e Definições

🌍 O Século XXI e a Convergência

Convergência da coleta, transporte, armazenamento e processamento de informações
Substituição de sistemas computacionais centralizados
Ascensão das redes de computadores

📖 Definição: Rede de Computadores

Conjunto de computadores autônomos interconectados
Interconexão permite troca de informações
Meios: fios de cobre, fibras ópticas, tecnologias sem fio

🌐 Rede de Computadores

Computadores independentes
Usuário vê máquinas separadas
Cada computador mantém autonomia

🔗 Sistema Distribuído

Apresentados como sistema único
Middleware esconde complexidade
Exemplo: World Wide Web
💡 Diferença Fundamental:
A diferença é determinada pelo SOFTWARE, não pelo hardware

💼 Aplicações Comerciais

🎯 Objetivo Principal: Compartilhamento de Recursos

Programas
Equipamentos (impressoras)
Principalmente: DADOS

🖥️ Modelo Cliente-Servidor

Máquinas clientes acessam dados
Computadores servidores mais potentes
Modelo predominante

💬 Comunicação

E-mail para funcionários
VoIP (Voz sobre IP)
Videoconferências

🛒 Comércio Eletrônico

B2C: Business to Consumer
(empresa para consumidor)
B2B: Business to Business
(empresa para empresa)

⚡ Meio de Comunicação Poderoso

Colaboração entre funcionários
Acesso remoto a sistemas
Integração de processos

🏢 Exemplo Empresarial

Funcionários acessam banco de dados central, compartilham impressora
e se comunicam por e-mail - tudo através da rede corporativa

🏠 Aplicações Domésticas

🌟 Principal Motivador

Acesso à Internet tornou-se o principal motivo
para compra de computadores domésticos

🌐 Acesso a Informações Remotas

Navegar na World Wide Web
Pesquisas e estudos
Notícias e informações

👥 Comunicação entre Pessoas

E-mail
Mensagens instantâneas
Redes sociais (Facebook)

🔄 Comunicação P2P

Comunicação peer-to-peer
Sem servidor central
Compartilhamento direto de arquivos
Música e vídeos

🎮 Entretenimento

Distribuição de música
Filmes e TV (IPTV)
Jogos online

🛒 Comércio Eletrônico Doméstico

Compras online
Acesso a bancos (internet banking)
Leilões - C2C (consumidor para consumidor)

📱 Usuários Móveis

🚀 Segmento de Mais Rápido Crescimento

Computadores móveis (notebooks, smartphones)
Conectividade principalmente por redes sem fio

📡 Tecnologias de Conectividade

Redes celulares (3G/4G)
Hotspots Wi-Fi (padrão 802.11)
Conectividade ubíqua

🛒 M-Commerce

Comércio móvel
Compras via smartphone
Pagamentos móveis

📍 Serviços Baseados em Localização

GPS embutido nos aparelhos
Navegação e mapas
Serviços contextuais
Aplicações de proximidade

⚡ Vantagens da Mobilidade

Acesso constante à informação
Trabalho remoto
Comunicação instantânea

🌍 Impacto da Mobilidade

Smartphones transformaram como acessamos informação,
nos comunicamos e fazemos negócios em qualquer lugar

⚖️ Questões Sociais

🗣️ Liberdade vs. Censura

Conteúdo pode ser ofensivo
Debates sobre necessidade de censura
Liberdade de expressão

⚖️ Neutralidade da Rede

Todo tráfego deve ser tratado igualmente
Sem discriminação pela rede
Princípio fundamental

🕵️ Privacidade

Vigilância de empregadores
Vigilância governamental (Carnivore)
Coleta de dados por empresas (cookies)
Localização de dispositivos móveis

🛡️ Segurança

Spam (mensagens indesejadas)
Vírus e malware
Roubo de identidade (phishing)

💭 Reflexão

As redes trouxeram benefícios enormes, mas também
criaram novos desafios para privacidade, segurança e ética

🔧 Hardware de Rede

📏 Duas Dimensões Principais de Classificação

Tecnologia de Transmissão
Escala (tamanho da rede)

📡 Redes de Broadcast

Canal único compartilhado
Todas as máquinas compartilham
Pacote recebido por todas
Endereço identifica destinatário

🔗 Redes Ponto a Ponto

Conectam pares individuais
Múltiplas conexões simultâneas
Roteamento através de intermediários
Pacotes podem ter múltiplos caminhos

💡 Analogia

Broadcast: Como falar em um auditório - todos ouvem
Ponto-a-ponto: Como uma conversa telefônica - conexão dedicada

BROADCAST: Uma→Todas | PONTO-A-PONTO: Uma→Uma (via intermediários)

📏 Classificação por Escala - PAN e LAN

👤 PAN - Rede Pessoal

Cobre a distância de uma pessoa

📱 PAN - Personal Area Network

Exemplo principal: Bluetooth
Conecta computador a periféricos sem fios
Mouse, teclado, fones de ouvido
Alcance: poucos metros

🏢 LAN - Rede Local

Rede privada que opera em um único prédio ou campus

📶 LAN Sem Fio

Wi-Fi (IEEE 802.11)
Tecnologia mais comum
Flexibilidade de conexão
Fácil instalação

🔌 LAN Com Fio

Ethernet comutada
Alta velocidade
Maior confiabilidade
Menor latência

🎯 Características das LANs

Alta velocidade, baixa latência, propriedade privada
Controle total sobre configuração e segurança

🌍 MAN e WAN

🏙️ MAN - Rede Metropolitana

Abrange uma cidade

📺 MAN - Metropolitan Area Network

Exemplo mais conhecido: rede de televisão a cabo
Fornece também acesso à Internet
Conecta diferentes bairros de uma cidade
Infraestrutura compartilhada

🌐 WAN - Rede de Longa Distância

Abrange grande área geográfica (país, continente)

🖥️ Componentes da WAN

Hosts: Computadores dos usuários
Sub-rede de comunicação:
• Linhas de transmissão
• Roteadores (elementos de comutação)

🔐 VPN - Rede Privada Virtual

Tipo especial de WAN
Usa infraestrutura da Internet
Conecta escritórios com segurança
Criptografia para proteção

🌐 Internet - Rede Interligada

Conjunto de redes interconectadas
Muitas vezes com tecnologias diferentes
A Internet (maiúsculo) é o exemplo mais conhecido

⚙️ Software de Rede

🏗️ Software Altamente Estruturado

Organizado para gerenciar complexidade
Estrutura em camadas hierárquicas

📚 Hierarquias de Protocolos

Redes organizadas como pilha de camadas ou níveis
Cada camada oferece serviços à camada superior
Esconde detalhes de implementação
Regras de comunicação = Protocolo

🎯 Objetivos das Camadas

Oferecer serviços à camada superior
Esconder complexidade
Abstrair detalhes de implementação
Facilitar manutenção

📋 Conceitos Fundamentais

Protocolo: Regras e convenções
Arquitetura: Conjunto de camadas
Serviço: O que é oferecido
Interface: Como acessar

🏢 Analogia: Sistema Postal

Você escreve carta → Coloca no correio → Sistema de transporte → Entrega
Cada etapa tem suas regras, mas você não precisa conhecer todas

🔧 Questões de Projeto das Camadas

🛡️ Confiabilidade

Criar rede que funcione corretamente
Apesar de componentes não confiáveis
Técnicas de detecção de erros
Técnicas de correção de erros

🔒 Segurança

Proteger contra ameaças
Garantir confidencialidade
Garantir autenticação
Integridade dos dados

📈 Evolução e Escalabilidade

Rede deve poder crescer
Adaptar-se a novas tecnologias
Suportar mais usuários
Manter performance

⚡ Alocação de Recursos

Gerenciar largura de banda
Controle de fluxo
Controle de congestionamento
Qualidade de serviço

🎯 Desafio Central

Equilibrar simplicidade, eficiência, confiabilidade e escalabilidade
em um sistema complexo e distribuído

🔄 Tipos de Serviços

📞 Serviços Orientados a Conexões

Modelados a partir do sistema telefônico
Primeiro: estabelece conexão ("tubo")
Depois: dados enviados em ordem
Por fim: conexão é liberada

📮 Serviços Não Orientados a Conexões

Modelados a partir do sistema postal
Cada mensagem = datagrama
Contém endereço de destino completo
Roteadas independentemente

📋 Primitivas de Serviço

Serviço definido por conjunto de primitivas (operações)
Para serviços orientados a conexões:
LISTEN, CONNECT, ACCEPT, RECEIVE, SEND, DISCONNECT

🔍 Diferença Fundamental

Serviço: Conjunto de operações que uma camada oferece (o "quê")
Protocolo: Regras que governam troca de mensagens (o "como")
São conceitos distintos e independentes
CONEXÃO: Setup → Dados → Teardown
SEM CONEXÃO: Dados com endereço completo

📚 Modelos de Referência

🏛️ Duas Arquiteturas Importantes

Modelo de Referência OSI
Arquitetura TCP/IP
Fundamentais para compreensão de redes

🌐 Modelo OSI

Desenvolvido pela ISO
Bastante geral
Conceitos ainda válidos
Possui sete camadas
Criado com princípios bem definidos

🔗 TCP/IP

Base da Internet atual
Amplamente implementado
Modelo prático
Quatro camadas principais
Foco na interoperabilidade

📏 Princípios para Criação de Camadas

Necessidade de diferentes graus de abstração
Definição de funções claras para cada camada
Minimizar informações entre interfaces
Número de camadas suficiente mas não excessivo

🎯 Importância dos Modelos

Fornecem estrutura conceitual para entender
como diferentes protocolos e tecnologias se relacionam

🏛️ Modelo OSI - 7 Camadas

📚 Open Systems Interconnection

Modelo de referência com sete camadas bem definidas

7️⃣ Aplicação

Interface com usuário

6️⃣ Apresentação

Formatação de dados

5️⃣ Sessão

Controle de sessões

4️⃣ Transporte

Entrega fim-a-fim

3️⃣ Rede

Roteamento

2️⃣ Enlace

Controle de acesso

1️⃣ Física

Transmissão de bits

🎯 Características do Modelo OSI

Cada camada tem função específica e bem definida
Camadas superiores dependem das inferiores
Permite modularidade e padronização
Facilita desenvolvimento e manutenção
7-Aplicação | 6-Apresentação | 5-Sessão | 4-Transporte
3-Rede | 2-Enlace | 1-Física

🎯 Resumo dos Conceitos Fundamentais

Redes de computadores são a base da sociedade digital

🏛️ Definições Fundamentais

Convergência da informação no século XXI
Computadores autônomos interconectados
Diferença entre rede e sistema distribuído

💼 Aplicações

Comerciais: compartilhamento e comunicação
Domésticas: acesso à Internet e entretenimento
Móveis: conectividade ubíqua

🔧 Hardware

Broadcast vs. Ponto-a-ponto
PAN, LAN, MAN, WAN
Diferentes escalas e tecnologias

⚙️ Software

Hierarquias de protocolos
Serviços vs. protocolos
Modelos OSI e TCP/IP
🎓 Próximos Passos:
Aprofundar nos modelos OSI e TCP/IP
e estudar protocolos específicos de cada camada

🧠 Quiz - Teste seus conhecimentos!

📝 Questão 1

Qual é a principal diferença entre rede de computadores e sistema distribuído?

A) O hardware utilizado
B) A velocidade de transmissão
C) O número de computadores
D) O software (middleware)

🛠️ Exercício Prático - Identificando Tipos de Rede

🎯 Cenário: Classificação de Redes

Analise os cenários abaixo e identifique o tipo de rede
e a tecnologia de transmissão mais adequada

📋 Cenários para Análise:

A: Conectar mouse e teclado sem fio ao notebook
B: Rede de uma universidade com vários prédios
C: Sistema de TV a cabo de uma cidade
D: Filiais de banco em todo o país
E: Computadores de um laboratório

💡 Considere:

Distância coberta
Número de usuários
Propriedade da rede
Tecnologia mais adequada
Tipo de transmissão

🎯 Respostas Sugeridas:

A: PAN - Bluetooth (ponto-a-ponto)
B: LAN - Wi-Fi/Ethernet (broadcast/comutada)
C: MAN - Cabo coaxial (broadcast)
D: WAN - Redes terrestres/satelitais (ponto-a-ponto)
E: LAN - Ethernet comutada (ponto-a-ponto)
🎓 Lição Aprendida:
A escolha da tecnologia depende da escala, requisitos
e características específicas de cada aplicação

🌟 Aplicações Modernas das Redes

🚀 Como os Conceitos se Aplicam Hoje

Exemplos atuais dos princípios estudados

📱 Aplicações Móveis Atuais

🚗 Carros conectados: 5G + GPS
💳 Pagamentos móveis: NFC + Internet
🏥 Telemedicina: Consultas remotas
🎮 Cloud Gaming: Jogos na nuvem
🏠 Smart Home: IoT residencial

🌐 Tendências de Conectividade

🛰️ Starlink: Internet via satélite global
📡 5G: Ultra-baixa latência
🔗 Edge Computing: Processamento local
⚡ WiFi 6/7: Maior eficiência
🌍 Metaverso: Realidade virtual conectada

🔮 Futuro das Redes (2025-2030)

6G com velocidades de terabits
Redes auto-configuráveis com IA
Internet das Coisas ubíqua
Computação quântica distribuída

💡 Conexão com os Fundamentos

Todas essas aplicações modernas são baseadas nos
princípios fundamentais estudados: camadas, protocolos e escalabilidade

📚 Referências e Conclusão

📖 Material Base:

TANENBAUM, Andrew S.; WETHERALL, David J. Redes de computadores. 5. ed. São Paulo: Pearson, 2011.
Capítulos 1 - Introdução
Conceitos fundamentais de redes de computadores
Classificações e tecnologias
Modelos de referência OSI e TCP/IP

📚 Tópicos Abordados:

Definições e conceitos
Aplicações comerciais e domésticas
Hardware: PAN, LAN, MAN, WAN
Software: protocolos e camadas
Modelos de referência

🎯 Competências Desenvolvidas:

Compreensão de tipos de rede
Distinção entre serviços e protocolos
Conhecimento de escalas de rede
Visão das questões sociais
Base para estudos avançados

🎓 Próximos Estudos

Aprofundamento nos modelos OSI e TCP/IP
Protocolos específicos de cada camada
Tecnologias emergentes e futuro das redes

🌟 Mensagem Final

As redes de computadores são a infraestrutura fundamental
da sociedade digital moderna. Compreender seus princípios
é essencial para qualquer profissional de tecnologia.