As redes de computadores evoluíram ao longo dos anos para atender às mais diversas necessidades, desde o envio de mensagens até a execução de videoconferências e monitoramento remoto. Essa aula tem como objetivo introduzir os principais conceitos relacionados às redes de computadores, com ênfase na classificação das redes, suas topologias e a estruturação de diferentes tipos de redes, como LANs (Local Area Networks) e WANs (Wide Area Networks).
Classificação das Redes de Computadores
Para entender o funcionamento das redes de computadores, é importante saber como elas são classificadas. Existem diversas formas de categorizar as redes, dependendo de fatores como:
- Abrangência geográfica: Onde as redes são classificadas de acordo com a área que cobrem, desde redes pessoais (PANs) até redes globais (WANs).
- Modelo Computacional: Como os computadores na rede se comunicam, seja em um modelo cliente-servidor ou ponto-a-ponto.
- Tipo de Comutação: Modo como os dados são transmitidos dentro da rede.
- Topologia: A forma como os dispositivos estão fisicamente conectados.
- Pilha de Protocolos: Conjunto de regras que gerenciam a comunicação na rede.
Vamos explorar mais detalhadamente alguns desses conceitos.
Redes de Computadores por Abrangência Geográfica
As redes podem ser classificadas de acordo com a área que cobrem, o que ajuda a definir suas aplicações e capacidades.
- PAN (Personal Area Network): Redes pessoais que conectam dispositivos próximos, geralmente em um raio de alguns metros. Exemplos incluem conexões Bluetooth e infravermelho, muito usadas para dispositivos móveis ou periféricos.
- LAN (Local Area Network): É a rede local mais comum, presente em escritórios, residências ou escolas. A LAN cobre uma área limitada, como uma sala ou um edifício inteiro, utilizando tecnologias como Ethernet ou Wi-Fi para conectar dispositivos.
- WLAN (Wireless Local Area Network): Semelhante à LAN, mas sem a necessidade de cabeamento, pois utiliza sinais de radiofrequência para conectar dispositivos. Um exemplo é a tecnologia Wi-Fi.
- CAN (Campus Area Network): Uma rede de campus que conecta múltiplos prédios, como universidades ou hospitais, sendo composta por várias LANs interligadas.
- MAN (Metropolitan Area Network): Uma rede metropolitana que conecta diversas LANs em uma cidade ou área metropolitana. As MANs geralmente utilizam infraestrutura de telecomunicações, como serviços de operadoras.
- WAN (Wide Area Network): Redes de longa distância que conectam cidades, estados e até países. A WAN mais conhecida é a internet, que interliga milhões de dispositivos ao redor do mundo.
- VLAN (Virtual Local Area Network): Redes locais virtuais que permitem que dispositivos fisicamente separados sejam agrupados em uma mesma rede através de configuração de software. Isso facilita a segmentação de redes dentro de uma mesma infraestrutura física.
Tipos de Computação
As redes também podem ser classificadas de acordo com a forma como os dados são processados. Aqui, existem duas categorias principais:
- Computação Centralizada: Nesse modelo, um único computador central (servidor) é responsável por realizar todo o processamento, e os outros dispositivos conectados à rede (terminais) apenas fornecem entrada e saída de dados. Esse tipo de computação era comum em ambientes mais antigos, onde sistemas como TELNET e SSH eram utilizados.
- Computação Distribuída: Nesse modelo, cada dispositivo na rede possui seu próprio poder de processamento. As redes distribuídas podem ser divididas em duas categorias:
- Cliente/Servidor: Nessa configuração, há um servidor que atende às requisições feitas por outros dispositivos, chamados clientes. Esse é um modelo de rede altamente organizado e eficiente, embora envolva maior custo e complexidade na implementação e manutenção.
- Ponto-a-Ponto (P2P): Aqui, todos os dispositivos da rede podem atuar como clientes ou servidores, dependendo da necessidade. Esse modelo é mais simples e econômico, mas apresenta menos segurança e controle centralizado.
Topologias de Redes
A topologia de rede define a forma como os computadores estão conectados entre si. Diferentes topologias oferecem vantagens e desvantagens dependendo das necessidades de cada rede.
- Totalmente Conectada: Cada computador está conectado diretamente a todos os outros. Esse tipo de rede oferece alta redundância, mas é inviável em redes maiores devido à quantidade de cabos necessários.
- Malha: Semelhante à topologia totalmente conectada, mas com menos conexões. A redundância ainda é alta, mas o cabeamento excessivo torna sua implementação complicada.
- Anel: Cada computador está conectado ao próximo, formando um círculo. Se um computador falha, a rede pode parar, embora existam tecnologias como o Token Ring que podem ajudar a evitar esse problema.
- Linear (Barramento): Todos os computadores são conectados a um único cabo central. A desvantagem é que, se o cabo falhar, toda a rede para de funcionar. Essa topologia foi comum em redes Ethernet usando hubs.
- Estrela: Os computadores são conectados a um dispositivo concentrador, como um switch. Se um computador falha, apenas ele é afetado, e a rede continua funcionando. Essa é a topologia mais comum em redes modernas.
- Árvore: Também conhecida como estrela hierárquica, combina várias redes em estrela conectadas. Essa topologia é muito utilizada em grandes redes de empresas e universidades.
- Sem Fio (Wireless): Utiliza sinais de rádio para conectar dispositivos à rede, eliminando a necessidade de cabeamento físico. O ponto de acesso (WAP) é o responsável por interligar os dispositivos com a rede física.
Outros Termos Relacionados às Redes de Computadores
Além das classificações por abrangência geográfica e topologia, existem outros conceitos importantes no estudo das redes de computadores:
- Internet: A maior rede de computadores do mundo, conectando bilhões de dispositivos em todo o planeta.
- Intranet: Uma rede privada que utiliza os mesmos protocolos da internet para compartilhar informações de forma restrita, geralmente dentro de uma empresa ou organização.
- Extranet: Extensão de uma intranet que permite o acesso remoto a determinados usuários externos, facilitando a colaboração entre parceiros ou clientes.
Considerações Finais
As redes de computadores são um dos pilares da tecnologia moderna, permitindo a comunicação eficiente e rápida entre dispositivos. Ao entender como classificar as redes de acordo com sua abrangência, modelo computacional e topologia, podemos escolher a melhor solução para cada necessidade específica, seja em uma empresa, residência ou instituição de ensino.
A classificação correta das redes também ajuda a compreender suas aplicações e limitações. Por exemplo, redes PAN são ideais para conectar dispositivos pessoais, enquanto WANs são necessárias para conectar usuários em diferentes cidades ou países.
O avanço contínuo das tecnologias de redes, como a migração para redes sem fio e o desenvolvimento de novas topologias, garante que as redes de computadores continuarão a evoluir, se adaptando às necessidades crescentes da sociedade digital.