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Hardware de Redes

O hardware de rede de computadores varia de acordo com tipo de conexão. Assim são formados por cabos, placas de redes, roteadores, hubs, servidores e outros componentes.

Cabos

   Os cabos fazem parte da estrutura física utilizada para conectar computadores em rede, estando relacionados a  largura de banda, a taxa de transmissão,  padrões internacionais, etc. Há vantagens e desvantagens para a conexão feita por meio de cabeamento. Os mais utilizados são:

Cabos de Par Trançado:

  São compostos por 4 pares de fios de que, como o nome sugere, são trançados entre si. Este sistema cria uma barreira eletromagnética, protegendo as transmissões de interferências externas, sem a necessidade de usar uma camada de blindagem. Para evitar que os sinais de um cabo interfiram entre si, cada par utiliza um padrão de entrançamento diferente, com um número diferente de tranças por metro, como você pode ver na foto. Para potencializar o efeito da blindagem eletromagnética, as placas de rede utilizam o sistema “balanced pair” de transmissão, onde, dentro de cada par, os dois fios enviam o mesmo sinal, porem com polaridade invertida.

Cabos Coaxiais :

São constituídos de 4 camadas: um condutor interno de cobre que transmite os dados; uma camada isolante de plástico, chamada de dielétrico que envolve o cabo interno; uma malha de metal que protege as duas camadas internas e, finalmente, uma nova camada de revestimento chamada de jaqueta.

Devido a esta blindagem, os cabos coaxiais (apesar de ligeiramente mais caros que os de par trançado) podem transmitir dados a distâncias maiores, sem que haja degradação do sinal. Existem 4 tipos diferentes, chamados de 10Base5, 10Base2, RG - 59/U e RG – 62/U. O cabo 10Base5 é um cabo antigo, usado geralmente em redes baseadas em mainframes. Este cabo é muito grosso, quase 1 cm de diâmetro e por isso muito caro e difícil de instalar devido a sua baixa flexibilidade. Outro tipo de cabo coaxial pouco usado atualmente é o RG62/U, usado em redes Arcnet. Temos também o cabo RG – 59/U, usado na fiação de antenas de TV.  Finalmente, os cabos 10Base2, também chamados de cabos coaxiais finos, ou cabos de Thinnet, são os cabos mais usados atualmente em redes Ethernet. São bem parecidos com os cabos os usados em antenas de TV, mudando apenas a impedância e a cor, os de redes são pretos enquanto para as antenas são brancos.

Cabos de Fibra Ótica:

A fibra ótica transmite luz, por isso é imune a qualquer tipo de interferência eletromagnética. Além disso, como os cabos são feitos de plástico e fibra de vidro, são resistentes à corrosão.

            Permitem segmentos de até 1 KM, enquanto alguns tipos de cabos especiais podem conservar o sinal por até 5 KM, distâncias maiores são obtidas usando repetidores. Mesmo permitindo distâncias tão grandes, as fibras permitem taxas de transferências na casa dos Terabits, atendendo grandes demandas de dados. Por não soltarem faíscas, são os mais seguros para ambientes classificados, como subestações e centrais de controle. São os cabos mais seguros para transmissões sigilosas.  Possuem alto custo tanto dos cabos quanto das placas de rede e instalação, que é mais complicada e exige mais material. Por isso, normalmente usamos cabos de par trançado ou coaxiais para fazer a interligação local dos micros e um cabo de fibra ótica para servir de Backbone, unindo duas ou mais redes ou ainda segmentos da mesma rede que estejam distantes. É formado por um núcleo extremamente fino de vidro ou de um tipo especial de plástico. Uma espessa camada de fibra de vidro envolve e protege o núcleo. Em seguida temos uma camada de plástico protetor chamada de cladding, uma nova camada de isolamento e uma capa externa chamada bainha.

   Existem dois tipos, chamados de monomodo e multimodo. Enquanto o mono transmite apenas um sinal de luz, os cabos multimodo contém vários sinais que se movem dentro cabo. Ao contrário do que parece, os monomodo transmitem mais rápido do que os multimodo, pois neles a luz viaja em linha reta, fazendo o caminho mais curto. Nos multimodo o sinal viaja batendo continuamente nas paredes do cabo, tornando o sinal mais lento e perdendo sua intensidade.

Sistema de Cabeamento Estruturado

   Para que essa conexão não atrapalhe o ambiente de trabalho, se feito em uma grande empresa, são necessárias várias conexões e muitos cabos, assim surgiu o cabeamento estruturado.

   Através dele, um técnico irá poupar trabalho e tempo, tanto para fazer a instalação, quanto à remoção da rede. Ele é feito através das tomadas RJ-45 que possibilitam que vários conectores possam ser encaixados num mesmo local, sem a necessidade de serem conectados diretamente no hub.

 

 Além disso, o sistema de cabeamento estruturado possui um painel de conexões, em inglês Patch Panel, onde os cabos das tomadas RJ-45 são conectados, sendo um concentrador de tomadas, facilitando a manutenção das redes. Eles são adaptados e construídos para serem inseridos em um rack.

   Todo esse planejamento deve fazer parte do projeto do cabeamento de rede, em que a conexão da rede é pensada de forma a realizar a sua expansão.

Repetidores

Repetidores estendem os segmentos da rede. Eles amplificam o sinal que recebem de um segmento e o envia para todos os outros dispositivos conectados. Há limite para o número de repetidores associados que podem ser usados.

Hubs

É a peça central de uma rede de topologia estrela, recebe os sinais transmitidos pelas estações e os retransmite para todas as demais. Existem dois tipos de Hubs, os passivos e os ativos.

Hubs passivos: Funcionam como um espelho, refletindo os sinais recebidos para todas as estações a ele conectadas. Como apenas distribui o sinal, sem fazer qualquer tipo de amplificação, o comprimento total dos trechos de cabos entre os micros, passando pelo hub, não pode ultrapassar os 100 metros permitidos pelos cabos de par trançado. Desta maneira, o hub passivo não necessita de energia elétrica.

Hubs ativos: Além de distribuir o sinal, serve como repetidor, reconstituindo o sinal enfraquecido e retransmitindo-o. Um hub ativo precisa estar ligado a uma tomada elétrica, pois necessita de energia para amplificar o sinal que chega a uma porta antes de passá-lo para as outras portas. No ativo, o sinal pode percorrer 100 metros até o hub, e após ser retransmitido, mais 100 metros completos. Apesar de mais caro, permite estender a rede por distâncias maiores.

Bridges

As pontes possuem a capacidade de segmentar uma rede local em várias sub – redes, e com isto conseguem diminuir o fluxo de dados. Quando uma estação envia um sinal, apenas as que estão em seu segmento recebem, e somente quando o destino está fora do segmento é permitido a passagem do sinal. Assim, sua principal função é filtrar pacotes entre segmentos de LAN’s.

   Também podem converter padrões, como por exemplo, de Ethernet para Token – Ring. Porém, operam na camada “interconexão” do modelo OSI, verificando apenas modelos físicos, atribuídos pela placa de rede.

   São diferentes de Repetidores por manipularem pacotes ao invés de sinais elétricos. Não transmitem ruídos, erros, e por isso não retransmitem frames malformados. Um frame deve estar completamente válido para ser retransmitido.

Switches

   Assim como Hub, podem interligar diretamente as estações. Mas o switch é inteligente, ao invés de mandar os pacotes para todas as estações, encaminha somente para o destinatário correto. Aumentando o desempenho em redes congestionadas, além de permitir que, em casos de redes, onde são misturadas placas 10/10 e 10/100, as comunicações possam ser feitas na velocidade das placas envolvidas.

   De maneira geral a função do switch é muito parecida com um bridge, com exceção que um switch tem mais portas e um melhor desempenho.

Roteadores

  Dispositivo utilizado para conectar redes e arquiteturas diferentes e de grande porte. Ele funciona como um tipo de ponte na camada de rede do modelo OSI identificando e definindo um IP para cada computador que se conecta com a rede. Sua função principal é organizar o tráfego de dados na rede e selecionar o melhor caminho. Existem os roteadores estáticos, capaz de encontrar o menor caminho para tráfego de dados, mesmo se a rede estiver congestionada; e os roteadores dinâmicos que encontram caminhos mais rápidos e menos congestionados para o tráfego.

   A internet é na verdade, uma rede gigantesca, formada por várias sub- redes interligadas por roteadores. Os roteadores podem ser desde PC’s comuns, com duas ou mais placas de redes, até supercomputadores capazes de gerenciar centenas de links de alta velocidade.

Modem

   Dispositivo conversor de sinais que faz a comunicação entre computadores através de uma linha dedicada para esse fim.

   Seu nome é a contração de Modulador e Demodulador. Ele executa uma transformação, por modulação ou por codificação, dos sinais emitidos pelo computador, gerando sinais adequados à transmissão sobre uma linha telefônica, por exemplo. No destino um equipamento igual demodula ou decodifica a informação, entregando o sinal digital restaurado ao equipamento terminal a ele associado.

Placas de Rede

    Permite aos computadores conversarem entre si através da rede. Sua função é controlar todo o envio e recebimento de dados.

   Cada arquitetura de rede exige um tipo específico de placa de rede. Além da arquitetura diferenciam-se pela taxa de transmissão, cabos de redes suportados e barramento utilizados.           Quanto taxa de transmissão, temos placas Ethernet de 10 Mbps/ 100Mbps/ 1000Mbps e placas Token Ring de 4 Mbps e 16Mbps.

Servidores

   A função do servidor é de disponibilizar serviços (HTTP, FTP, DNS, e-mail, banco de dados e etc.) a uma rede de computadores. O hardware desses servidores é configurado de acordo com seu serviço, são assim como PCs, constituídos de processador, RAM e armazenamento.

Geralmente estão associados a grandes bancos de servidores onde operam de forma interrupta, sendo ligados a geradores ou Nobreak, evitando em caso de falta de energia a suspenção do serviço.