Apostila de Redes Boa

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Redes de Computadores 
Aula 06/10/2009 
Roteador é um equipamento usado para fazer a comutação de protocolos, a 
comunicação entre diferentes redes de computadores provendo a comunicação entre 
computadores distantes entre si. 
Roteadores são dispositivos que operam na camada 3 do modelo OSI de referência. A 
principal característica desses equipamentos é selecionar a rota mais apropriada para 
repassar os pacotes recebidos. Ou seja, encaminhar os pacotes para o melhor caminho 
disponível para um determinado destino. 
Funcionamento 
Os roteadores iniciam e fazem a manutenção de tabelas de rotas executando processos e 
protocolos de atualização de rotas, especificando os endereços e domínios de 
roteamento, atribuindo e controlando métricas de roteamento. O administrador pode 
fazer a configuração estática das rotas para a propagação dos pacotes ou através de 
processos dinâmicos executando nas redes. 
Os roteadores passam adiante os pacotes baseando-se nas informações contidas na 
tabela de roteamento. O problema da configuração das rotas estáticas é que, toda vez 
que houver alteração na rede que possa vir a afetar essa rota, o administrador deve 
refazer a configuração manualmente. Já o conhecimento de rotas dinâmicas são 
diferentes. Depois que o administrador fizer a configuração através de comandos para 
iniciar o roteamento dinâmico, o conhecimento das rotas será automaticamente 
atualizado sempre que novas informações forem recebidas através da rede. Essa 
atualização é feita através da troca de conhecimento entre os roteadores da rede. 
Protocolos de roteamento 
São protocolos que servem para trocar informações de construção de uma tabela de 
roteamento. É importante ressaltar a diferença entre protocolo de roteamento e 
protocolo roteável. Protocolo roteável é aquele que fornece informação adequada em 
seu endereçamento de rede para que seus pacotes sejam roteados, como o TCP/IP e o 
IPX. Protocolo de roteamento possui mecanismos para o compartilhamento de 
informações de rotas entre os dispositivos de roteamento de uma rede, permitindo o 
roteamento dos pacotes de um protocolo roteado. Exemplo de protocolo de roteamento: 
RIP, OSPF, IGRP , BGP, EGP, etc. 
IPX é um protocolo proprietario da Novell. O IPX opera na camada de rede. 
O protocolo Novell IPX/SPX ou Internetwork Packet Exchange/Sequenced Packet 
Exchange' é um protocolo proprietário desenvolvido pela Novell, variante do protocolo 
"Xerox Network Systems" (XNS). IPX é o protocolo nativo do Netware - sistema 
operacional cliente-servidor que fornece aos clientes serviços de compartilhamento de 
arquivos, impressão, comunicação, fax, segurança, funções de correio eletrônico, etc. 
IPX não é orientado a conexão. 
O IPX/SPX tornou-se proeminente durante o início dos anos 80 como uma parte 
integrante do Netware, da Novell. O NetWare tornou-se um padrão de facto para o 
Sistema Operativo de Rede (SOR), da primeira geração de Redes Locais. A Novell 
complementou o seu SOR com um conjunto de aplicações orientada para negócios, e 
utilitários para conexão das máquinas cliente. 
 
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Tipos 
Entre meados da década de 1970 e a década de 1980, microcomputadores eram usados 
para fornecer roteamento, Apesar de computadores pessoais poderem ser usados como 
roteadores, os equipamentos dedicados ao roteamento são atualmente bastante 
especializados, geralmente com hardware extra para acelerar sua funções como envio de 
pacotes e encriptação. 
Roteadores modernos de grande porte assemelham-se a centrais telefônicas, cuja 
tecnologias atualmente estão sendo convergidas, e que no futuro os roteadores podem 
até mesmo substituir por completo. 
Um roteador que conecta um cliente à Internet é chamado roteador de ponta. Um 
roteador que serve exclusivamente para transmitir dados entre outros roteadores (por 
exemplo, em um provedor de acesso) é chamado um roteador núcleo. Um roteador é 
usado normalmente para conectar pelo menos duas redes de computadores, mas existe 
uma variação especial usada para encaminhar pacotes em uma VLAN. Nesse caso, 
todos os pontos de rede conectados pertencem à mesma rede. 
Pacote 
Em uma rede de computadores ou telecomunicações, pacote, trama ou datagrama é 
uma estrutura unitária de transmissão de dados ou uma sequência de dados 
transmitida por uma rede ou linha de comunicação que utilize a comutação de pacotes. 
A informação a transmitir geralmente é quebrada em inúmeros pacotes e então 
transmitida. Além da parte da informação, o pacote possui um cabeçalho, que contém 
informações importantes para a transmissão, como o endereço do destinatário, soma 
para checagem de erros, prioridades, entre outras. 
Um pacote deve ser completo, sem depender de trocas anteriores, porque não há 
qualquer conexão ou duração fixa entre dois pontos de comunicação, como ocorre por 
exemplo na maior parte das conversas telefônicas por voz. Se a rede de comutação de 
pacotes for do tipo datagrama, cada pacote tem um tratamento independente, sem 
qualquer ligação com o tratamento dado aos nós de pacotes anteriores. 
Protocolo 
Em sentido restrito, protocolo significa algo ou alguém que se pré-dispõe a por algo ou 
alguém como pronto a ser utilizado ou requerido de certa forma pré-concebida, através 
de recursos a ele atribuídos, ou ainda, é a padronização de leis e procedimentos que são 
dispostos para a execução de uma determinada tarefa. 
O TCP/IP é um conjunto de protocolos de comunicação entre computadores em rede 
(também chamado de pilha de protocolos TCP/IP). Seu nome vem de dois protocolos: o 
TCP (Transmission Control Protocol - Protocolo de Controle de Transmissão) e o IP 
(Internet Protocol - Protocolo de Interconexão). O conjunto de protocolos pode ser visto 
como um modelo de camadas, onde cada camada é responsável por um grupo de tarefas, 
fornecendo um conjunto de serviços bem definidos para o protocolo da camada 
superior. As camadas mais altas estão logicamente mais perto do usuário (chamada 
camada de aplicação) e lidam com dados mais abstratos, confiando em protocolos de 
camadas mais baixas para tarefas de menor nível de abstração. 
 
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Administrador de rede 
O Administrador de Rede tem como atribuição principal o gerenciamento da rede local, 
bem como dos recursos computacionais relacionados direta ou indiretamente. 
O Perfil deste profissional deve possuir curso técnico ou superior em Redes de 
Computadores, Ciência da Computação ou equivalente, e/ou ser uma pessoa com 
grande experiência na área de informática. É importante que seja familiarizado com os 
equipamentos e software com os quais trabalha, tendo como forma de comprovação as 
tão valorizadas certificações, emitidas por grandes empresas através de provas. 
Exemplos são as MCP, MCSA e MCSE, certificações profissionais da Microsoft; E 
também a famosa Formação Cisco-CCNA, vista por muitos profissionais como 
requisito obrigatório para quem deseja garantir sua vaga no mercado de grandes 
empresas, em início de carreira. 
No aspecto pessoal, o profissional deve ser dinâmico e ter interesse em buscar 
alternativas técnicas e gerenciais através da dedicação. Deve ser confiável, prestativo e 
possuir facilidade de comunicação com seus usuários, além de funcionar como 
mediador com o Departamento de Informática(DIN) nas questões técnicas e 
administrativas da rede local.É quase obrigatório também, devido as mudanças e os 
avanços que a tecnologia sofre em curto espaço de tempo, que o profissional da área de 
informática, se mantenha sempre atualizado, seja por meio do uso de novas tecnologias 
e, ou, freqüentando salas de cursos e treinamentos, e até mesmo cursando uma Pós-
Graduação, que por sinal, é muito bem vista nessa área. 
 
Comutador (redes) 
 
Um switch é um dispositivo utilizado em redes de computadores para reencaminhar 
frames entre os diversos nós. Possuem diversas portas, assimcomo os concentradores 
(hubs) e a principal diferença entre o comutador e o concentrador é que o comutador 
segmenta a rede internamente, sendo que a cada porta corresponde um dominio de 
colisão diferente, o que significa que não haverá colisões entre pacotes de segmentos 
diferentes — ao contrário dos concentradores, cujas portas partilham o mesmo domínio 
de colisão. Outra importante diferença está relacionada ao gerenciamento da rede, com 
um Switch gerenciável, podemos criar VLANS, deste modo a rede gerenciada será 
divida em menores segmentos. 
 
 
Funcionamento - Os comutadores operam semelhantemente a um sistema telefônico 
com linhas privadas. Nesse sistema, quando uma pessoa liga para outra a central 
telefônica as conectará em uma linha dedicada, possibilitando um maior número de 
conversações simultâneas. 
Um comutador opera na camada 2 (camada de enlace), encaminhando os pacotes de 
acordo com o endereço MAC de destino, e é destinado a redes locais para 
segmentação. Porém, existem atualmente comutadores que operam juntamente na 
camada 3 (camada de rede), herdando algumas propriedades dos roteadores (routers). 
Os comutadores não propagam domínios Cut Through - O comutador envia o quadro 
logo após ler o MAC de destino do quadro. Este método não averigua a o valor da soma 
de verificação. 
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Concentrador 
HUB ou Concentrador, é a parte central de conexão de uma rede. Muito usado no 
começo das redes de computadores ele é o dispositivo ativo que concentra a ligação 
entre diversos computadores que estão em uma Rede de área local ou LAN. Trabalha na 
camada física do modelo OSI, ou seja, só consegue encaminhar bits. 
Apesar de sua topologia física ser em estrela, a lógica é comparada a uma topologia em 
barramento por não conseguir identificar os computadores em rede pelos endereços 
IP, não conseguindo assim rotear a mensagem da origem para o destino. 
Neste caso o HUB é indicado para redes com poucos terminais, pois o mesmo não 
comporta um grande volume de informações passando por ele ao mesmo tempo devido 
sua metodologia de trabalho por broadcast, que envia a mesma informação dentro de 
uma rede para todas as máquinas interligadas. Devido a isto, sua aplicação para uma 
rede maior é desaconselhada, pois geraria lentidão na troca de informações pelo 
aumento do domínio de colisão. 
Atualmente fabricantes costumam anunciar a venda de HUBS gerenciáveis que na 
verdade trabalham com função semelhante a um Switch. 
Encaminhamento 
No contexto das redes de computadores o encaminhamento (ou roteamento) de 
pacotes designa o processo de reencaminhamento de pacotes, que se baseia no endereço 
IP e máscara de rede dos mesmos. É, portanto, uma operação da terceira camada do 
modelo OSI.Este processo pressupõe uma tabela de encaminhamento (tabela de routing) 
em cada roteador que descreve o caminho precorrido por uma mensagem desde o ponto 
de origem até ao seu ponto de destino parecida com a seguinte: 
Rede Máscara Nexthop 
192.168.20.0 255.255.255.0 192.168.0.254 
* - 213.12.123.133 
 
Máscara de rede 
A máscara de rede especifica a gama de IPs (domínio de colisão) que pode ser 
abrangida por um determinado endereço, e é especialmente necessária no processo de 
encaminhamento (routing). Ainda, com simples cálculos, pode-se gerir eficientemente o 
espaço de endereçamento disponível, o que nos primeiros tempos da existência da 
Internet era muito importante, já que os endereços eram alugados em grupos. 
A notação formal de uma máscara de rede é o formato típico de um endereço IP e, 
aplicada com uma operação AND sobre um endereço IP, devolve a rede a que este 
pertence. Por exemplo: 
 
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 192.168. 20.5 = 11000000.10101000.00010100.00000101 
& 255.255.255.0 = 11111111.11111111.11111111.00000000 
 ------------- ----------------------------------- 
 192.168. 20.0 = 11000000.10101000.00010100.00000000 
 
Ou seja, o IP 192.168.20.5 pertence, aparentemente, à rede 192.168.20.0. Para 
simplificar a representação, convencionou-se que a máscara de rede poderia 
acompanhar o IP especificando o número de bits '1' contíguos, separada por uma barra 
'/'. Por exemplo, a rede anterior podia ser representada como 192.168.20.0/24. 
O espaço de endereçamento também é ditado pela máscara de rede, e é equivalente à 
negação dos seus bits a '0', exceptuando o primeiro e último endereço (endereços de 
rede e broadcast, respectivamente). Por exemplo, uma máscara de 255.255.255.192 irá 
disponibilizar 62 enderecos. 
 
Gestão do espaço de endereçamento 
A utilização da máscara de rede foi particularmente útil numa altura em que era comum 
alugar-se blocos de endereços IP. Os operadores tinham, assim, que distinguir nos seus 
routers cada um desses blocos, e isso era feito através da máscara de rede. 
Suponha-se que dispomos dos seguintes endereços: de 192.168.10.0 a 192.168.10.255, e 
que existem 5 clientes interessados. Os requisitos de cada um deles são: 
 
Ora, pelas nossas contas, vamos precisar de 65+24+4+6+12=111 endereços, e vamos ter 
que organizar a nossa rede em função dos blocos associados. 
• Para A vamos precisar de 65 endereços. Como os blocos funcionam em 
potências de 2, iremos reservar uma rede de 128 endereços. 
• Para B será suficiente uma de 32. 
• Para C deverá ser uma rede de 8, já que os 4 oferecidos pelo bloco 
imediatamente inferior corresponderiam, na verdade, a 2 endereços utilizáveis. 
• Para D idem — uma rede de 8. 
• Para E seria necessário uma rede de 16 endereços. 
Vamos verificar as contas: 128+32+8+8+16=192 < 256, pelo que podemos satisfazer 
todos os clientes com a nossa pequena rede. Em termos de divisão, 
 
Rede A: 192.168.10. 0 / 25 = 255.255.255.128 ( 0-127) 
Rede B: 192.168.10.128 / 27 = 255.255.255.224 (128-159) 
Rede C: 192.168.10.160 / 29 = 255.255.255.248 (160-167) 
Rede D: 192.168.10.168 / 29 = 255.255.255.248 (168-175) 
Rede E: 192.168.10.176 / 28 = 255.255.255.240 (176-191) 
Pelas contas anteriores e olhando para a nossa divisão, sabemos que o IP 
192.168.10.163/29 iria pertencer ao cliente C. Vamos verificar: 
 192.168. 10.163 = 11000000.10101000.00001010.10100011 
& 255.255.255.248 = 11111111.11111111.11111111.11111000 
 --------------- ----------------------------------- 
 192.168. 10.160 = 11000000.10101000.00001010.10100000 
 
 
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e que o IP 192.168.10.169/29 iria pertencer ao cliente D: 
 192.168. 10.169 = 11000000.10101000.00001010.10101001 
& 255.255.255.248 = 11111111.11111111.11111111.11111000 
 --------------- ----------------------------------- 
 192.168. 10.168 = 11000000.10101000.00001010.10101000 
E também podemos verificar que ainda nos sobra espaço para uma rede de 64 
endereços. Esta rede é o subespaço que sobrou das contas anteriores: 192+64=256! Já 
agora, podemos facilmente deduzir que a rede seria 192.168.10.192/27 
Uma máscara de subrede também conhecida como subnet mask ou netmask é um 
número de 32 bits usada para separar em um IP a parte correspondente à rede pública, à 
subrede e aos hosts. 
Uma subrede é uma divisão de uma rede de computadores - é a faixa de endereços 
lógicos reservada para uma organização. A divisão de uma rede grande em menores 
resulta num tráfego de rede reduzido, administração simplificada e melhor performance 
de rede. No IPv4 uma subrede é identificada por seu endereço base e sua máscara de 
subrede. 
 
Endereços de Rede e Endereços Lógicos 
O termo endereço de rede pode tanto significar o endereço lógico, ou seja o endereço 
da camada de rede – tal como o endereço IP, como o primeiro endereço (endereço base) 
de uma faixa de endereços reservada a uma organização. 
Os computadores e dispositivos que compõem uma rede – tal como a Internet – 
possuem um endereço lógico. Oendereço de rede é único e pode ser dinâmico ou 
estático. Este endereço permite ao dispositivo se comunicar com outros dispositivos 
conectados à rede. Para facilitar o roteamento os endereços são divididos em duas 
partes: 
• O endereço (número) da rede que identifica toda a rede/subrede: o endereço de 
todos os nós de uma subrede começam com a mesma sequência. 
• O endereço (número) do host que identifica uma ligação a uma máquina em 
particular ou uma interface desta rede. 
Isto funciona de maneira semelhante a um endereço postal onde o endereço de rede 
representa a cidade e o endereço do host representa a rua. A máscara de subrede é usada 
para determinar que parte do IP é o endereço da rede e qual parte é o endereço do host. 
 
 
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Classes IPv4 
O esquema de endereçamento de rede mais comum é chamado IPv4. Os endereços IPv4 
consistem de endereços de 32 bits divididos em 4 octetos e uma máscara de subrede do 
mesmo tamanho. Há três tipos de redes "classful": Uma rede “classful” é uma rede que 
possui uma máscara de rede 255.0.0.0, 255.255.0.0 ou 255.255.255.0. 
Classe Bits iniciais Início Fim 
Máscara de Subrede 
padrão 
Notação 
CIDR 
A 0 1.0.0.1 126.255.255.254 255.0.0.0 /8 
B 10 128.0.0.1 191.255.255.254 255.255.0.0 /16 
C 110 192.0.0.1 223.255.255.254 255.255.255.0 /24 
Máscaras de Subrede 
Os 32 bits das Máscaras de Subrede são divididos em duas partes: um primeiro bloco de 
1s seguido por um bloco de 0s. Os 1s indicam a parte do endereço IP que pertence à 
rede e os 0s indicam a parte que pertence ao host. 
Normalmente, as máscaras de subrede são representadas com quatro números de 0 a 255 
separados por três pontos. A máscara 255.255.255.0 (ou 
11111111.11111111.11111111.00000000), por exemplo, em uma rede da classe C, 
indica que o terceiro byte do endereço IP é o número de subrede e o quarto é o número 
do host (veja a seguir). 
Embora normalmente as máscaras de subrede sejam representadas em notação decimal, 
é mais fácil entender seu funcionamento usando a notação binária. Para determinar qual 
parte de um endereço o da rede e qual é o do host, um dispositivo deve realizar uma 
operação "AND". 
 
 
 
 
 
 
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Exemplo 
 
Endereço decimal Binário 
Endereço completo 192.168.5.10 11000000.10101000.00000101.00001010 
Máscara da subrede 255.255.255.0 11111111.11111111.11111111.00000000 
Porção da rede 192.168.5.1na 11000000.10101000.00000101.00000000 
 
A Porção da Rede é o AND entre o Endereço e a Máscara. 
As máscaras de subrede não precisam preencher um octeto ("byte"). Isto permite que 
uma rede “classfull” seja subdividida em subredes. Para criar uma subrede reserva-se 
alguns bits do host para a rede. O exemplo a seguir mostra como os bits podem ser 
"emprestados" para converter uma rede classfull em uma subrede. 
 
Exemplo 
 
 
Endereço 
Decimal Binário 
Endereço Completo de 
Rede 192.168.5.130 11000000.10101000.00000101.10000010 
Máscara de Subrede 255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11000000 
Porção da Subrede 192.168.5.128 11000000.10101000.00000101.10000000 
 
No exemplo dois bits foram emprestados da porção do host e são usados para identificar 
a subrede. 
 
 
 
 
 
 
 
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Diferenças entre Hub, Switch e Roteador 
 
Hub 
O hub é um dispositivo que tem a função de interligar os computadores de uma rede 
local. Sua forma de trabalho é a mais simples se comparado ao switch e ao roteador: o 
hub recebe dados vindos de um computador e os transmite às outras máquinas. No 
momento em que isso ocorre, nenhum outro computador consegue enviar sinal. Sua 
liberação acontece após o sinal anterior ter sido completamente distribuído. 
Em um hub é possível ter várias portas, ou seja, entradas para conectar o cabo de rede 
de cada computador. Geralmente, há aparelhos com 8, 16, 24 e 32 portas. A quantidade 
varia de acordo com o modelo e o fabricante do equipamento. 
Caso o cabo de uma máquina seja desconectado ou apresente algum defeito, a rede não 
deixa de funcionar, pois é o hub que a "sustenta". Também é possível adicionar um 
outro hub ao já existente. Por exemplo, nos casos em que um hub tem 8 portas e outro 
com igual quantidade de entradas foi adquirido para a mesma rede. 
Hubs são adequados para redes pequenas e/ou domésticas. Havendo poucos 
computadores é muito pouco provável que surja algum problema de desempenho. 
Switch 
O switch é um aparelho muito semelhante ao hub, mas tem uma grande diferença: os 
dados vindos do computador de origem somente são repassados ao computador de 
destino. Isso porque os switchs criam uma espécie de canal de comunicação exclusiva 
entre a origem e o destino. Dessa forma, a rede não fica "presa" a um único computador 
no envio de informações. 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. Essa característica também diminui a ocorrência de 
erros (colisões de pacotes, por exemplo). 
Assim como no hub, é possível ter várias portas em um switch e a quantidade varia da 
mesma forma. 
O hub está cada vez mais em desuso. Isso porque existe um dispositivo chamado "hub 
switch" que possui preço parecido com o de um hub convencional. Trata-se de um tipo 
de switch econômico, geralmente usado para redes com até 24 computadores. Para redes 
maiores, mas que não necessitam de um roteador, os switchs são mais indicados. 
Roteadores 
O roteador é um equipamento utilizado em redes de maior porte. Ele é mais 
"inteligente" que o switch, pois além de poder fazer a mesma função deste, também tem 
a capacidade de escolher a melhor rota que um determinado pacote de dados deve seguir 
para chegar em seu destino. É como se a rede fosse uma cidade grande e o roteador 
escolhesse os caminhos mais curtos e menos congestionados. Daí o nome de roteador. 
Existem basicamente dois tipos de roteadores: 
Estáticos: este tipo é mais barato e é focado em escolher sempre o menor caminho para 
os dados, sem considerar se aquele caminho tem ou não congestionamento; 
Dinâmicos: este é mais sofisticado (e conseqüentemente mais caro) e considera se há 
ou não congestionamento na rede. Ele trabalha para fazer o caminho mais rápido, 
mesmo que seja o caminho mais longo. De nada adianta utilizar o menor caminho se 
esse estiver congestionado. Muitos dos roteadores dinâmicos são capazes de fazer 
compressão de dados para elevar a taxa de transferência. 
Os roteadores são capazes de interligar várias redes e geralmente trabalham em conjunto 
com hubs e switchs.