Introdução à Computação - Aula 04 | Leilane Gomes

[Música] Olá pessoal bem-vindos à quarta aula da disciplina de introdução à computação eu sou a professora Leilane Gomes Hoje vamos começar a aula explorando um dos pilares fundamentais da Computação moderna que são as redes e a comunicação de dados aproveitem ao máximo a aula Vocês já estão convencidos que a disciplina de introdução a computação ela desempenha um papel crucial no nosso Curso de licenciatura em computação ela não é apenas uma introdução ao mundo da Computação mas ela também serve como uma base sólida para outras disciplinas que vocês vão encontrar ao longo do curso de vocês

eu já falei sobre isso diversas vezes em outras videoaulas então compreender os conceitos fundamentais de redes e comunicação de dados é essencial pois Essas tecnologias elas permeiam praticamente todas as áreas da Computação desde a programação a até a administração de sistemas a área da segurança da informação as próprias redes de computadores e a comunicação de dados que estão Praticamente em todos os lugares esses conceitos eles estão por trás da maioria das tecnologias então eu vou falar um pouco da história das redes de computadores para você entender como é que chegamos ao estágio atual da comunicação

digital que nós temos A história ela começa na década de 1960 com a arpanet a arpanet ela foi uma das primeiras redes de computadores desenvolvidas pela darpa que é a agência de pesquisa do Departamento de Defesa dos Estados Unidos a arpanet ela foi pioneira ao implementar o conceito de comutação de pacotes que é a base para para comunicação de dados moderna que temos hoje nas redes existem dois termos como tá de circuitos e com montação de pacotes são dois métodos distintos mas São usados para transmitir dados na comunicação de circuitos uma linha dedicada ela é

estabelecida entre os pontos de comunicação como uma chamada telefônica tradicional Isso significa que uma conexão física ela é mantida durante toda a transmissão e isso pode levar ao desperdício de recursos já que a linha ela permanece ocupada mesmo quando não há dados sendo enviados diferente da comutação de pacotes que por outro lado Os dados eles são divididos em pequenos blocos e esses blocos são chamados de pacotes esses pacotes eles são enviados independentemente pela rede e eles podem seguir diferentes rotas até chegar ao destino final então isso permite uma utilização muito mais eficiente da rede pois

os recursos eles só são usados quando AD a serem transmitidos e múltiplas comunicações elas podem compartilhar a mesma linha simultaneamente diferente da Comutação de circuitos esse método de comutação de pacotes introduzido pela arpanet ele foi revolucionário por quê Porque ele permitiu Principalmente uma transmissão de dados muito mais eficiente e flexível o que pavimentou todo o caminho para o desenvolvimento da internet como a conhecemos hoje então para entender melhor Como a comunicação era gerida na época antes da era digital e como evoluímos até os dias de hoje eu Recomendo você assistir uma série da Netflix chamada

as telefonistas essa série ela oferece uma visão muito fascinante sobre a gestão das Linhas telefônicas antes do surgimento das tecnologias Que nós conhecemos agora que você já compreende a diferença entre comutação de circuito e comutação de pacotes Vamos explorar um pouco como é que a arpanet ao utilizar essa inovação ela evoluiu para se transformar na internet Global Então Embora tendo aí o conceito de comutação de pacotes E também o de comutação de circuitos eh ambas são usadas em redes de telecomunicações modernas e aend tendência Clara é a adoção generalizada da computação de pacotes em uma

aplicação de rede sistemas finais eles trocam mensagem entre si e para enviar uma mensagem de um sistema final de origem até um sistema final de destino Quem origina essa mensagem essa mensagem ela é segmentada em longas porções de dados menores que são esses pacotes que vão trafegar pela rede esses pacotes eles percorrem aí en laces de comunicação e passam por comutadores de pacotes até chegar ao destino final existem dois tipos principais de comutadores de pacotes que encontramos nesse processo que vocês com certeza devem conhecer que são os famosos roteadores e os comutadores da camada Dois

que são os nossos Suits ambos eles desempenham papel essenciais na gestão do tráfego de dados de uma rede com o crescimento das redes de computadores é crucial padronizar a comunicação entre os dispositivos para garantir a eficiência e a interoperabilidade para isso foram desenvolvidos modelos de referência que estruturam Como é que os dados são transmitidos em redes hoje E aí aqui nessa aula Nós Vamos explorar dois Modelos essenciais que é o modelo os e a arquitetura tcpip esses modelos eles facilitam a comunicação e garantem principalmente a compatibilidade entre diferentes tecnologias e entre diferentes fabricantes na imagem

você vê as camadas do modelo oos e ele é um voltado para interconexão de sistemas abertos e é fundamental para entender como a comunicação de redes é organizada e principalmente como é que ela foi Padronizada esse modelo de referência ele foi desenvolvido pela ISO e descreve a comunicação em sete camadas distintas desde a camada física até a camada de aplicação cada camada dessa ela tem um papel específico facilitando a comunicação entre dispositivos diferentes permitindo principalmente a integração de tecnologias diversas então ele foi introduzido eh em meados da década de 1980 e estabeleceu um padrão Universal

Que foi crucial para o desenvolvimento da internet e das redes modernas antes do o as redes elas utilizavam sistemas chamados de proprietários e esses sistemas eles limitavam a comunicação a equipamentos e softwares Do mesmo do mesmo fabricante então o modelo oos ele veio promover uma interoperabilidade é por isso que ele é chamado de sistemas abertos e aí permiti o que os dispositivos de diferentes marcas eles se conectasse e comunicassem de uma Forma eficiente então sem o modelo o um roteador e um computador de marcas diferentes eles poderiam ter muita dificuldade para se comunicar Então os

protocolos que foram padronizados Eles garantem a conectividade entre os equipamentos diversos facilitando assim principalmente que as redes elas sejam abertas e interconectadas então o modelo Oz ele estabeleceu uma base muito sólida para a evolução das Redes de computadores e principalmente para comunicação de dados moderna a arquitetura tcpip ela é a base da internet e inicialmente ela possuía quatro camadas mas evoluiu para cinco camadas para atender as novas necessidades tecnológicas essa arquitetura ela foi tão influente que até a terminologia de suas camadas se inspirou no modelo o mesmo com a diferença no número de camadas já

que o modelo o possuí sete Camadas e a arquitetura tcpip possui cinco camadas primeira camada delas de cima para baixo é a camada de aplicação e é onde a comunicação entre os aplicativos ocorre e oferece serviços essenciais para as nossas interações na internet e outros serviços de redes alguns exemplos de protocolos da camada de aplicação nós temos aí o http o smtp o DNS o DHCP e todos eles oferecem um serviço diferente para nós usuários o http ele é utilizado quando você acessa Uma página da internet então quando você abre o seu navegador e digita

qualquer link o http ele tá por trás dessa troca de informações e carrega a sua página bem na sua frente já o smtp ele é usado para enviar e-mails Então quando você envia um e-mail através do seu cliente de e-mail o smtp Ele se encarrega de transmitir essa mensagem até o destino que é o servidor de e-mail já o DNS Ele é bem interessante porque ele converte nomes de domínios em endereços IPS então Por exemplo quando você digita [Música] wwww.google.com.br por exemplo aí no seu na navegador o DNS ele resolve esse nome ele traduz esse

nome em um IP que o computador ele pode usar para localizar esse site que você Digitou digitou que foi o Google já o DHCP ele vai atribuir endereços IPS de uma forma automática sem que um administrador de uma rede ele precise fazer isso estaticamente colocando os IPS um por um em cada Dispositivo então o DHCP faz isso de uma forma dinâmica então ele vai fornecer aí osps para todos os dispositivos que se conectarem na internet então analogia aí voltada pra camada de aplicação é que ela é como a interface de um aplicativo onde você vê

interage com os dados como o seu navegador web ou o seu eh cliente de e-mail então tudo isso está dentro das funções da camada de aplicação a camada de transporte é responsável por garantir que os dados Eles sejam entregues corretamente entre os dispositivos finais aqui estão dois dos principais protocolos desta camada o TCP e o udp o TCP Ele oferece uma comunicação confiável e ordenada por exemplo quando você baixa um arquivo o TCP ele assegura que o seu Arquivo ele seja ele chegue completo e na ordem correta então ele é um protocolo confiável e ele

garante a entrega dos dados já o DP ele é totalmente o contrário ele proporciona uma Comunicação mais rápida mas ele não garante a confiabilidade da entrega dos dados então ele é usado para aplicações como streaming de vídeos ou jogos online por quê Porque é onde a velocidade ela é fundamental e alguma perda de dados ela é até aceitável então além disso a camada de transporte ela também utiliza algo que chamamos de multiplexação de portas que ela serve para gerenciar diferentes serviços ao mesmo tempo por exemplo um servidor ele pode usar a a Porta 80 para

uma um serviço http e a porta 25 para um serviço smtp Ou seja o usuário ele está abrindo uma página da internet e ele está enviando um e-mail ao mesmo tempo São dois serviços diferentes então Eh essa multiplexação por portas ela permite que diferentes serviços eles sejam tratados de forma simultânea então a camada de transporte ela é como uma empresa de transporte que ela garante que sua encomenda chegue ao destino correto e na ordem com Diferentes Serv dependendo da necessidade de confiabilidade e rapidez então esses dois protocolos o TCP e o DP eles são fundamentais

na camada de transporte e para determinar se um serviço ele usa o TCP ou se ele usa o udp pense sempre na Perspectiva do usuário e no que é mais importante para ele em cada situação vamos analisar alguns exemplos comuns aqui que estão na tela a chamada de voz no WhatsApp o que Que é mais importante que a comunicação seja rápida e contínua mesmo que ela não seja perfeita então o protocolo que carrega uma chamada de WhatsApp é o protocolo DP por quê Porque isso em uma chamada o importante é a comunicação em tempo real

se você não compreende aquela chamada se a internet não tá funcionando rapidamente você consegue dizer para o outro lado PR a pessoa com quem você está falando que aquela mensagem você não está entendendo que a chamada está Ruim e desliga e liga de outra forma manda uma mensagem manda um áudio liga direto sem ser pela pelo WhatsApp Então veja que em tempo real tudo é diferente e a perspectiva do usuário É o quê É se comunicar é entender então se um pacote de dados ele se perder aí durante essa comunicação dessa chamada de WhatsApp você

você pode lidar com isso conversando diretamente Então você não quer esperar pela retransmissão de pacotes por quê Porque numa situação como essa em tempo real são atrasos e o usuário ele não permite muito a questão dos atrasos né já o monitoramento de câmeras em tempo real a gente tem que pensar também no que é mais importante ver o que está acontecendo agora e em tempo real se é em tempo real a gente tem que pensar que o mais importante nessa situação é que o protocolo DP carregue esses dados por quê Porque para as câmeras de

segurança o que importa é a visualização imediata Então perder alguns quadros perder alguns flashes é até aceitável mas você precisa ver uma transmissão contínua e em tempo real do que é que tá acontecendo ali naquele momento onde você está fazendo aquele monitoramento de câmeras já Assistindo um vídeo na Netflix Ah o que que é mais importante assistir ao filme ou a série completa sem interrupções ou parar no meio do da série com certeza você quer assistir o Filme completo e sem nenhuma interrupção então a resposta aí é um TCP TCP carrega esses dados então para

vídeos sob demanda com da Netflix a entrega completa e a corr a correta entrega desses dados para que você consiga ver o vi ver o filme ver a série sem nenhuma interrupção ela é fundamental Então se algumas partes do vídeo estiverem faltando a experiência vai ser prejudicada Com certeza então o TCP não permite isso o TCP faz a entrega Confiável fazendo com que você veja o vídeo completo já numa transmissão ao vivo do YouTube O que que é mais importante assistir a evento ao vivo com o mínimo de atraso possível correto então a resposta disso

aí é o DP as transmissões ao vivo no YouTube elas utilizam o DP para garantir que você veja o evento em tempo real mesmo que isso signifique perder alguns flashes do da transmissão ao vivo já num jogo de futebol ao vivo a Gente pensa em ver o jogo completo em tempo real mesmo que haja algumas pequenas falhas Então se falhou um pouco é aceitável você consegue eh ver bem o jogo de futebol então nessa situação como é ao vivo a resposta disso aí quem trafega com esses dados é o protocolo o DP então em um

jogo ao vivo é importante estar sincronizado com a ação atual você não quer perder um lance de Gol então mesmo que alguns dados sejam perdidos aí você quer ver o que tá acontecendo no Momento sendo que o seu vizinho do lado já tá gritando Gol certo então assim em resumo TCP ele é utilizado quando a integridade dos dados ela é crucial e você não quer dados faltando como as transmissões em vídeo sobre demanda e as mensagens de áudio Você não vai mandar um áudio o áudio vai chegar partido ou cortado nos 2 minutos e 30

segundos correto então áudio não chega partido é uma transmissão que quando você recebe do outro lado um áudio ele vai chegar Completo já o DP ele é preferido para essas para essas aplicações em tempo real onde a velocidade a baixa a baixa latência o atraso elas são mais importantes do que a garantia da entrega completa como a chamada de voz as transmissões ao vivo e o monitoramento em tempo real então entender essas diferenças ajuda a escolher o protocolo certo para cada tipo de serviço então isso nas redes é fundamental por quê Porque garante uma melhor

experiência Para o usuário a camada de rede ela lida com o endereçamento e o roteamento de pacotes entre as redes aqui estão os principais protocolos desta camada que é o protocolo IP e o protocolo icmp o protocolo IP ele é responsável por endereçar e encaminhar os pacotes de dados para o seu destino final Então quando você acessa um site o IP ele garante que os pacotes de dados eles eles encontrem aí o caminho certo Através da rede independente da Rota que vai seguir seja por métricas do menor caminho ou do caminho mais rápido ah o

protocolo IP vai saber fazer isso muito bem já o icmp é o protocolo o famoso protocolo do ping então ã Por exemplo quando você faz um ping ou o que você tá utilizando aí eh Na verdade o protocolo icmp por quê Porque ele vai verificar Exatamente Essa conectividade entre dois dispositivos você por exemplo quer abrir uma página da internet e essa página não Tá abrindo Então você no seu prompt de comando na hora que você dá um ping Ah para essa página você vai ver se ela tá funcionando ou se ela não está funcionando então

essa camada de rede ela assegura que os dados eles sejam aí junto com esses dois protocolos clássicos que a rede ela consiga se ah ser conduzida de forma correta e que os pacotes eles cheguem ao destino apropriado Então na verdade a camada de rede ela é como um serviço de Correios Que garante que a sua correspondência ela vai chegar no destino certo e não na casa do vizinho passando por diferentes centros de distribuição antes de chegar até você então passa pelo correio vários Correios várias agências a chega na mão do carteiro o carteiro entrega no

seu destino final que no caso foi endere para você Então essa é a importância da camada de rede endereçar e rotear os pacotes na rede já a camada de enlace de dados ela É responsável por gerenciar comunicação dentro de uma rede física específica temos alguns protocolos também muito importantes dentro da camada de enlace dois padrões clássicos é o padrão etnet e o padrão wi-fi padrão etnet ele é utili AD para as redes locais cabeadas Então dentro da sua casa dentro de um escritório você sempre vai ver um computador que ele vai ter um cabo de

rede ligado para controlar essa transmissão ou então o wi-fi que são as Transmissões para as redes sem fio então o wi-fi ele vai permitir que os dispositivos como o seu notebook o seu celular o seu smartphone o seu tablet eles se conectem à rede sem precisar de nenhum tipo de cabo dois protocolos clássicos também da camada de enlace é a família do protocolo csma paraas redes cabeadas nós temos o cm o csma bar CD que ele tem a detecção de colisão e é usado para para as redes com padrão etnet exatamente para evitar essa Colisão

de dados já o c o csma barca ele é usado para as redes WiFi E aí a tentativa é Minimizar também a questão das colisões então a camada de enlaço é uma camada muito fundamental nas redes de computadores porque ela garante que os dados eles sejam transmitidos corretamente dentro dentro da mesma rede física então a camada de enlace ela é como um controle de tráfego local então ela vai controlar o fluxo desses dados dentro do enlace então Imagine que os Pacotes eles são caminhões que estão transportando aí ou trafegando as mercadorias né e as estradas

e as rodovias elas são os enlaces que conectam os dispositivos nos cruzamentos que somos nós de comutação a rota dos caminhões ela é decidida se ele vai para um lado ou se ele vai para o outro então os depósitos são os sistemas finais onde as mercadorias são entregues e a camada de L vai garantir exatamente que dentro dessa mesma rede os caminhões que são os Pacotes eles não colidam e cheguem corretamente aos depósitos que são os sistemas finais então assim ela organiza e controla toda a transmissão de dados para evitar os problemas e assegurar uma

entrega eficiente já a camada física ela trata da transmissão dos Bits brutos através do meio físico de comunicação e se inclui aí cabo coaxial a fibra ótica o par trançado as próprias onda ondas de rádio enfim os principais eh meios Físicos guiados nós temos aqui então cabo coaxial ele é usado para redes de TV a cabo ou algumas redes etnet ã já o par trançado ele é usado em redes etnet que são as redes cabeadas ou até mesmo as redes telefônicas e consiste em pares de fios que são torcidos para para reduzir a questão da

das interferências ou da diafonia que é o crosal numa rede Então essa o fato dele vir trançado é justamente para reduzir essa questão dessa interferência já as Fibras óticas elas são utilizadas para conexões de alta velocidade principalmente em longas distânci como as redes que eh atravessam Tod o planeta já as ondas de rádio são usadas aí em rede sem fio como o WiFi as redes celulares então a camada física ela é responsável por converter os dados em sinais que são os bits e eles podem ser transmitidos fisicamente então é como se a camada física ela

fosse uma infraestrutura de transporte que leva Sua mensagem através do meio físico seja ele um cabo ah ou um sinal de R seja ele um meio físico guiado como uma fibra ótica ou um par trançado ou um meio físico não guiado como as ondas de rádio para entender como esses dados são transmitidos pela rede precisamos compreender o papel fundamental de cada uma dessas camadas na arquitetura de comunicação como vimos agora então cada camada da arquitetura de rede ela tem a sua função específica mas ela interage Com as outras camadas para garantir que os dados Eli

sejam enviados recebidos e processados corretamente então elas trabalham de forma coordenada para permitir exatamente uma comunicação eficaz entre os dispositivos na transmissão de dados pela rede o processo de encapsulamento e desencapsulamento ele é crucial para garantir a comunicação eficiente Entre esses dispositivos antes de enviar dados cada Camada da arquitetura de rede ela adiciona informações de controle de dados referente a sua camada e referente ao seu protocolo específico da sua camada Então esse processo é como adicionar camadas de embalagem ao presente uma embalagem em cima da outra e isso é o processo de encapsulamento cada camada

ou cada protocolo insere as suas próprias etiquetas de controle formando uma espécie de dados muito maiores então por Exemplo os cabeços http eles são adicionados na camada de aplicação e na camada física os dados eles são eles são convertidos em sinais físicos nos bits e ao chegar ao destino a camada ela Remove a sua parte da embalagem em uma ordem inversa que é o que nós chamamos de desencapsulamento então cada camada no destino final vai pegando a sua parte correspondente e eh esse processo todo garante com que os dados originais eles sejam recuperados Interpretados de

forma correta e a camada do destino entenda o que o que é que foi enviado então Imagine que você tem que enviar aí um presente para um amigo embalado aonde você embala com papel depois passa uma fitinha depois passa um outro papel depois ah embala com uma sacola enfim cada centro de distribui vai adicionando além do que você adicionou uma etiqueta uma etiqueta que é uma informação de controle Então tá no Destino de um determinado estado adicionou uma etiqueta chegou em outro centro de distribuição em outro estado adicionou uma outra etiqueta então ao chegar ao

destino essas etiquetas elas vão sendo removidas e cada uma vai tendo aí a O que é o presente na na sua forma mais original possível então vai tirando as embalagens vai tirando as embalagens e isso é a questão do desencapsulamento cada camada ela fica somente com a Informação que lhe foi atribuída Então essa interação coordenada entre as camadas ela é essencial para o processamento correto dos dados na rede e nisso tudo nós temos que cada camada tem a sua unidade de dados de protocolo e essa unidade de dados de protocolo é o nome dado exatamente

a essa estrutura de dados que cada camada tem na sua Arquitetura de Rede então a camada de aplicação ela tem uma apdu que se chama de mensagem já a camada de transporte a Pdu principal dela é o que chamamos de segmento então a mensagem ela foi enviada da camada de aplicação paraa camada de transporte a camada de transporte consegue dividir eh esse que adicionou junto com o seu cabeçalho do seu protocolo seja ele TCP ou seja ele udp isso tudo virou um dado só mas esse dado só ao trafegar numa rede ele é chamado de

segmento É como se você tivesse fazendo uma mudança e a empresa responsável por transportar os Seus os seus pertences ela tivesse que dividir a sua mudança em vários segmentos eh de calçados de roupas de joias de perfumes Enfim então a camada de transporte ela tem um uma pdu chamada de segmento já a camada de eh já a camada de rede a pdu Ela é conhecida como um pacote ou um datagrama a camada de enlace a pdu é um quadro um frame e a camada física a nível físico é o famoso bit então cada uma dessas

unidades de dados ela inclui tanto os dados da Camada superior quanto as informações de controle específic da sua camada de acordo com o protocolo que tá levando aquele dado especificamente e nisso tudo finalmente chegamos ao conceito que falei um pouco anteriormente que é a questão da multiplexação de portas que é uma técnica usada pela camada de transporte para gerenciar diferentes serviços e aplicações dentro da mesma Ed então cada serviço ele é associado a uma PTE Específica já falamos do http das páginas da web quando a gente abre uma página então o http ele vai usar

uma porta específica que é a porta 80 já os o protocolo smtp que é o de meil ele vai utilizar uma outra porta que a porta 25 então em toda a em todas as etapas da rede a depender do serviço e a depender do protocolo cada um tem uma porta específica para funcionar onde a camada de transporte de acordo com o seu protocolo de transporte Vai entregar esse dado na camada de aplicação lá no destino final mas na porta específica de acordo com o serviço então isso permite que um único servidor ele possa oferecer vários

serviços de forma simultânea sem que um serviço interfira no outro e nisso tudo essa multiplexação por portas ela assegura que os dados eles sejam entregues ao serviço correto no destino final facilitando aí todo o processo de com ição entre as diferentes aplicações que Acontecem aí dentro de uma mesma rede então a multiplexação por portas é como uma central de telefonia onde diferentes linhas que são as portas elas são usadas aí para conectar chamadas de diferentes pessoas e permite que múltiplas conversas elas ocorram ao mesmo tempo sem nenhum tipo de interferência então atim acaro a Vivo

quantas pessoas conversam ao mesmo tempo sem nenhum tipo de interferência numa conversa da outra não é isso vale a pena pensar então Recapitulando Ah nós podemos resumir a arquitetura tcpip Ah que ela tem as suas cin camadas muito bem definidas e é fundamental principalmente para essa comunicação tão moderna com tantos serviços na internet do jeito que nós temos hoje não estamos fazendo uma única coisa em rede estamos com e-mail aberto ouvindo Spotify vendo um vídeo do YouTube vendo Netflix com um relógio conectado com a TV ligada em rede Então são muitas coisas então se Isso

tudo não tivesse um papel eh tão importante e tão crucial nas redes como é que esse gerenciamento dessas comunicações entre esses diferentes serviços Entre esses diferentes aplicativos eles iam ser enviados na forma de de bits através desse meios de transmissão para que nós usuários nós Ah que procuramos esses serviços tivéssemos acesso a eles então esse processo de comunicação de rede ele envolve todo esse encapsulamento de dado Com essas informações de controle em cada camada assim como a identificação e a manipulação dessas unidades de dados que são as pdus que falamos agora no destino final a

gente tem o processo de desencapsulamento desses dados E além disso essa multiplexação por portas ela não é menos importante porque ela permite que vários serviços eles sejam gerenciados simultaneamente garantindo que esses dados eles sejam entregues corretamente aos serviços e aplicativos Apropriados então compreender a arquitetura tcpip o processo de encapsulamento e desencapsulamento ahã nos ajuda principalmente a apreciar essa complexidade tão gostosa que é as redes de computadores e de como elas funcionam de forma tão eficientes para nós então agora que a gente já tem um pouco dessa base Vamos explorar como é que as redes elas

se diversificam e como é que elas evoluíram para conectar uma ampla Gama de dispositivos do jeito que Temos hoje cobrir diferentes áreas geográficas Então vamos tratar sobre isso No final vocês podem estar se perguntando professora a senhora já falou muito mas o que é ente uma rede Então vamos esclarecer isso agora redes são sistemas muito complexos como a gente já pode perceber e eles conectam múltiplos dispositivos permitindo aí que eles se comuniquem entre si e compartilhem principalmente os seus recursos esse conceito ele vai muito Além dos computadores então redes de computadores é algo ah diferente

hoje porque não temos apenas computadores em redes então ah são muitos componentes e todos eles essenciais do mesmo jeito primeiro nós temos os protocolos que são um conjunto de regras fundamentais aí para esse processo de comunicação em rede porque se não tivesse essas regras como seria já parou para pensar então de acordo com o corose eh um protocolo ele define o Formato e a ordem das mensagens trocadas entre duas ou mais entidades que estão se comunicando e e como é que essas ações são realizadas durante a transmissão e o recebimento dessas mensagens esses protocolos Eles

garantem que a comunicação entre os dispositivos ela seja eficiente e principalmente que ela seja compreensível porque se não existisse regras todos falando e se comunicando ao mesmo tempo como seria em seguida nós temos também que analisar o Cabeamento e os dispositivos físicos como os fios os cabos tudo isso são usado eh para conectar os dispositivos então Além disso ã temos os dispositivos de interconexão os Suites os roteadores que eles também desempenham um papel muito importante nessa gestão do tráfego de dados e principalmente na conexão de diferentes partes da rede Ah mas a abrangência das redes

ela não para por aí não a internet das coisas ela é um exemplo de redes que evoluiu Muito principalmente para conectar uma vasta gama de dispositivos além dos tradicionais computadores que Ah nós conhecemos eh obviamente como conceito de redes de computadores e eh a internet das coisas Ela traz muitos outros dispositivos desde os eletrodomésticos os sensores e muitos outros que a gente já conhece então compreender o conceito de redes e os seus componentes é fundamental para apreciar exatamente essa complexidade e a evolução das redes Que usamos diariamente então Vamos explorar um pouco como é que

essas redes elas se expandiram para conectar uma ampla Gama de dispositivos todos eles dos mais diferentes possível e como é que eles conseguem cobrir aí diferentes áreas e tamanhos geográficos Ah para isso é importante compreender a importância das redes que ela se torna muito mais Evidente quando observamos os dados recentes sobre a expansão da internet no Brasil eh em 2023 a pesquisa Nacional por amostra de domicílios contínua ela foi realizada pelo IBGE e ela revelou que 72,5 milhões de domicílios ou seja 92,5 das das residências no país elas já têm acesso à internet então esse

crescimento ele não se limita apenas às áreas urbanas o acesso das áreas urbanas eles passaram de 93,5 para 94,1 por. mas também é um Crescimento muito notável principalmente nas áreas rurais que registraram um aumento aí de 78,1 para 81% então esses números eles mostram quanto as redes elas se expandiram em um curto período e nisso tudo estamos falando apenas das estatísticas e dados do Brasil do IBGE imagine a nível Global onde bilhões de dispositivos estão conectados diariamente Então essa expansão das redes ela ressalta a Importância de você entender não apenas como as redes elas funcionam

mas também a sua abrangência e principalmente a diversidade de dispositivos né e é exatamente isso que nós vamos explorar a seguir no próximo slide entraremos na classificação das redes em relação à sua abrangência Ah para entender como é que essas estruturas elas variam desde as pequenas redes locais até as vastas redes globais que interconectam o mundo inteiro mas como essas conexões elas Funcionam na prática na prática eh precisamos entender o modelo de comunicação mais utilizado nas redes que é o modelo cliente servidor a sua grande vantagem está na centralização da administração da rede o que

permite um gerenciamento eficiente desses serviços por exemplo é possível gerenciar permissões ah como um banco de dados centralizados de usuário é possível determinar as permissões de acesso a cada um é Possível facilitar a criação de regras para cópias de segurança de arquivos é possível também eh adotar uma segurança mais precisa mais aprimorada implementando políticas que aumentam a segurança desses dados e dos usuários Então nesse modelo cliente servidor ah os dispositivos eles são divididos em clientes e servidores o cliente ele solicita serviços ou dados e o servidor ele responde com os recursos solicitados um exemplo clássico

é quando Você acessa um site no seu computador você é o cliente e envia uma solicitação ao servidor web que responde com a página que você visualiza Então esse modelo ele é fundamental para serviços como ah os mais tradicionais que nós utilizamos hoje na internet né a a própria navegação na web os serviços de e-mail ã os serviços de transferências de arquivos todos esses serviços são baseados aí no modelo cliente Servidor nessa imagem nós temos um exemplo clássico do modelo cliente servidor que foi implementado no package tracer o package tracer é uma ferramenta gratuita da

cisco e nela você pode observar aí um sutch conectado a quatro servidores um servidor de hcp um servidor DNS um servidor http e um servidor smtp cada servidor desse quando ele é configurado ele tem que ser configurado estabelecendo Qual é o serviço que ele Vai fazer e tem também os clientes que são os dispositivos que estão conectados nessa rede desde os cabos festa etnet que atingem aí taxas de velocidade a 100 MB por segundo quanto os dispositivos sem fio que estão conectados também nessa rede então nós vemos a importância desse modelo cliente servidor em uma

ação exatamente dos serviços básicos eles estão muito próximos do usuário Então você vai receber um IP dinamicamente do servidor de hcp você Vai acessar uma página da internet e vindo do DNS e do http E você também vai enviar um e-mail vindo aí do protocolo smtp então no slide seguinte você verá um QR Code que permitirá o o download do Packet tracer que é compatível com com diferentes sistemas operacionais Eu recomendo que vocês baixem a versão desktop porque a versão móvel Ela deixa o seu dispositivo o seu Smartphone muito lento e ela é um tanto

difícil de manusear já que você tem que fazer todo O processo de cabeamento de distribuição de IP de configuração de comandos Então vale a pena experimentar a ferramenta para você explorar os diversos cenários de redes de computadores que você pode fazer nela e aprender muito mais então aqui está a interface do package tracer que vocês Verão ao baixar a ferramenta em seus notebooks e essa é a interface que será usada para simular configurar e testar o de diferentes cenários Então ela permite a simulação o Teste dos mais diversos cenários e será fundamental para consolidar o

aprendizado e principalmente a questão prática ao long do curso na área de redes de computadores entendemos a importância do modelo cliente servidor na comunicação de dados como é que isso se aplica o cenário de crescimento da internet no Brasil percebemos que as redes elas conectam muito mais do que apenas computadores então a internet das coisas Ela é uma tendência muito forte na área de redes get Gets de internet das coisas eles são dispositivos altamente inteligentes que são conectados à internet e eles coletam trocam e utilizam dados para realizar tarefas muito específicas muitas vezes eh sem

nenhuma intervenção humana direta então tem muitos produtos hoje no mercado voltado para isso a Alexa por exemplo que são que é um assistente virtual ela pode controlar Outros dispositivos em sua casa como as luzes ou os sistemas de som por exemplo já os dispositivos vesti são os nossos os nossos Smart que vão monitorar aí as atividades físicas sua saúde sua rotina Fitness e outr e outras diversas aplicações outro exemplo também nós temos as câmeras de segurança inteligentes que elas podem ser acessadas e controladas de uma forma totalmente remota e Os eletrodomésticos Inteligentes Então nem as

geladeiras aí elas já trazem notificações sobre os itens por exemplo que estão em falta na sua geladeira ah outro exemplo são os sensores ambientais que eles vão monitorar a qualidade do ar detectar algum vazamento de água e existem sensores dos mais diversos então esses ggs eles se comunicam em outros dispositivos na rede criando aí um ambiente muito mais automatizado e eficiente então esses dispositivos Como os celulares os seus fones de ouvido sem fio eles utilizam tecnologias como o Bluetooth para se para se conectar Ah as lâmpadas e os outros dispositivos de automação residencial eles podem

usar um outro um outro tipo de tecnologia especificamente para isso para automação residencial que é o zigby então outras tecnologias também diferentes dessas existem eh exatamente para se adaptar e para fazer Parte dessas redes que se Tornam hoje cada vez mais modernas e isso precisa ser além de moderno flexível o suficiente para que suporte essa variedade de dispositivos e essencialmente que eles consigam se comunicar cada um com suas tecnologia se não existisse o processo de comunicação o fruto das redes de computadores de nada adiantaria então desde redes de curto alcance como Bluetooth até as redes

mais robustas como as que utilizam o zigby tudo isso aí é uma diversidade Muito grande voltada para redes de computadores redes de dispositivos redes de conexão redes de comunicação de dados ah sobre a classificação das redes em termos de sua abrangência eh nós temos que levar em consideração que elas variam amplamente principalmente em termos de alcance e de tecnologia desde as redes pessoais que conectam dispositivos próximos até as redes globais que abrangem aí todo o planeta Então essas redes elas podem ser Cabeadas utilizam cabos eternet fibra ótica Como já vimos empregam tecnologias como wi-fi como

Bluetooth como zigby Então precisamos analisar alguns exemplos práticos de como é que essas redes se classificam em relação à sua abrangência ah as as redes spam são as redes de acesso pessoal elas utilizam aí as tecnologias de Bluetooth que conseguem conectar dispositivos em uma área muito limitada como o seu fone de ouvido e aí Dentro de um raio aproximadamente de 10 m Então essas redes elas são ideais para comunicações muito rápidas e pessis e quando elas são redes pessoais sem fio elas são conhecidas como wpan já as redes Lan que são as famosas redes locais

elas podem ser exemplificadas aí pelo uso do wi-fi na sua casa ou no seu escritório só que a abrangência das redes locais diferente das pessoais que atingem aí 10 m as redes locais elas atingem aí cobrem uma Área geográfica de aproximadamente 100 m então isso permite a conexão de múltiplos dispositivos sem a necessidade de cabos por exemplo Então essas redes elas ã quando são chamadas de redes locais sem fio são as famosas wlan então em uma configuração cabeada as redes locais por exemplo elas utilizam os cabos etnet que servem aí para interligar os dispositivos dentro

de um espaço um pouco mais restrito Ah já as redes Man que são as redes Metropolitana elas conectam diferentes redes dentro de uma cidade como a interligação entre bairros através de fibra ótica ou até de o uso de tecnologia sem fio como imex que servem para oferecer um acesso de banda larga nas áreas urbanas Então essas redes metropolitanas quando elas também são sem fio são redes conhecidas como W Man já as redes de longa longas distâncias que são Asan é a internet é o exemplo mais abrangente que a gente tem que conecta aí milhões de

dispositivos ao redor de todo mundo então as ã elas podem ser eh muito voltadas paraa questão da fibra ótica que atingem aí longas distâncias e quando elas são sem fio elas utilizam tecnologias de rádio para conectar redes em uma escala muito mais Global então compreender a estrutura e a evolução dessas redes a abrangência que elas trazem é essencial para enfrentar Os Desafios da comunicação de dados mais modernas que nós temos então Eh percebe-se que elas variam em termos de de abrangência e também de tecnologia então para se aprofundar um pouco mais nessa características é importante

conhecer principalmente a sua infraestrutura que é o que vai possibilitar exatamente a sua conectividade Então no próximo slide Vamos explorar um pouco a questão do endereçamento IP que ele é fundamental Para comunicação eficaz dentro dessas redes e a principalmente a questão da gestão desses dispositivos quando conectados nesse slide Eu lhes apresento um cenário que eu desenhei à mão e ilustra a estrutura básica de uma rede de computadores esse desenho é uma representação simplificada mas muito eficaz para ajudar vocês a visualizarem como diferentes componentes de uma rede eles se conectam e interagem entre si neste cenário

temos quatro Suites cada Um responsável por conectar redes lã cabeadas essas essas redes locais elas eh abrangem como sabemos a específicas e podem ser aí um escritório uma casa permitindo exatamente que a comunicação entre esses dispositivos dentro dessas áreas possam acontecer de forma eficiente os Suits eles permitem exatamente com que esses dispositivos eles se conectem e se comuniquem uns com os outros além desses Suites há quatro roteadores no cenário cada rote ele tem A função crucial de interligar uma rede lã Central mas o seu papel na rede é fazer exatamente o processo de comunicação de

quando um dispositivo que está em uma rede ele quer se comunicar com outro dispositivo fora dela então o roteador ele entra eh em Ação ele vai fazer exatamente a comunicação entre redes diferentes essa estrutura ela é fundamental para que as redes locais eh eh nas extremidades elas possam se Comunicar entre si e com as redes centrais E vice-versa então para para ilustrar aí melhor as conexões de longa distância o cenário ele inclui aí eh três redes ã E essas ã elas representam as conexões que permitem a comunicação entre redes que são espalhadas por uma distância

muito maior eh uma área geográfica grande de longa distância que pode ser uma cidade ou um país a depender obviamente da distância então as redes ã elas são essenciais Para conectar redes locais a uma escala Global permitindo a comunicação entre essas redes que estão geograficamente distantes Então essa visualização ela é útil para você entender a estrutura e o funcionamento básico das redes Ah e isso é muito gostoso de estudar então a simplicidade do desenho ajuda a perceber Como é que os diferentes elementos se encaixam nessa construção de uma rede que ela é totalmente funcional e

principalmente muito Eficiente então com isso a gente consegue ter uma visão Geral de como é a estrutura como é a conexão então para mergulhar um pouco mais em um aspecto mais fundamental que vocês estão vendo aí no na imagem endereços a gente vai falar um pouco sobre o endereçamento IP então o endereçamento IP é crucial para garantir que os dados eles sejam corretamente direcionados e entregues entre esses dispositivos e entre essas redes então ele é a base para Comunicação entre as redes e uma parte principalmente muito essencial para compreender como é que essas redes elas

operam no dia a dia então para compreender o endereçamento IP sua importância eh não podemos deixar de falar em P então assim como Cada pessoa tem um CPF para se identificar de forma única em documentos em Sistemas cada dispositivo na rede ele precisa de um endereço IP para ser identificado e poder se Comunicar de forma eficiente então o endereço IP ele é fundamental para garantir que os dados enviados entre dispositivos eles cheguem ao destino correto assim como o seu CPF garante que você seja identificado em qualquer lugar então a pergunta é então de fato o

que é um endereço IP o endereço IP ele é um identificador único atribuído a cada dispositivo na rede e ele funciona de uma forma lógica Então os roteadores eles irão entender o IP que é um Endereço lógico de eh de rede de cada dispositivo na rede então é utilizado pela camada de rede para direcionar aí os pacotes até o destino correto e isso tudo é diferente do endereço MEC que o endereço MEC é o endereço físico e é usado pela camada de enlace o endereço IP ele é interpretado pela camada de rede para garantir exatamente

essa entrega de dados eficientes e o endereço IP ele possui duas versões que é a versão 4 e a e a versão se o ipv o o Ipv4 ele utiliza 32 bits e é representado Em um formato decimal que ele é dividido em quatro grupos de números chamados de arquitetos por exemplo 192 168 1 1 então ah um endereço IP versão 4 Ele oferece cerca de quatro aliás o IP versão 4 Ele oferece aí cerca de 4 bilhões de endereç os que são únicos que é o 2 elevado a 32 que 32 é a quantidade

de bits quando você transforma esse IP de decimal para binário então 2 elevado a 32 vai gerar Aí eh essa média de 4 bilhões de endereços que o IP versão 4 ele pode eh eh trazer aí para cada dispositivo na internet mas diante da da da grande expansão das redes de computadores e do crescimento eh acelerado que cresceu assim de forma exponencial o endereço IP versão 4 ele não foi suficiente para suprir essa demanda E aí surgiu o IP versão 6 que ele já tem em sua Ah sua característica 128 bits e ele tem Um

formato ex decimal que é dividido aí em quatro grupos de quatro dígitos então o IP versão 4 ele é decimal o IP versão 6 ele é um formato ex decimal o IP versão 4 quando transforma para binário ele tem 32 bits e o IP versão 6 quando transforma para binário ele tem 128 bits então esses 128 bits do IP versão 6 eles geram aí uma quantidade quase infinita de endereços que são únicos quando você faz dois que é a base 2 elevado a 128 que é a quantidade dos Bits quando você Converge esse IP versão

6 de hexadecimal para binário então isso aí até as próximas gerações Pode ser que tenhamos IPS eh suficientes para cobrir todas as eh todas as necessidades de endereçamento de rede né do futuro mesmo que as redes estejam crescendo assim de forma eh absurdas então sobre o hivers 4 eles tem uma característica importante que são as classes e elas são projetadas para os Diferentes tamanhos das redes então a classe A elas ela é caracterizada por IPS que começam de um até 126 na sua primeira parte do IP e tem uma máscara padrão bar e é usada

principalmente para grandes redes que necessitam de muitos dispositivos já uma classe B de IP são IPS que vão no intervalo de 128 até 191 na sua primeira parte do IP também e tem uma máscara padrão aí bar1 e essas redes classe eh com IPS Classe B elas são chamadas de redes médias diferente das classe da classe CC que são redes pequenas que atingem um limite de 254 dispositivos isso vocês vão aprender posteriormente eh na disciplina de redes de computadores no quarto período mas ele a os IPS classe C eles têm aquele intervalo onde o primeiro

número do IP ele começa com 92 e o último número da faixa de endereços IPS classe C Eles começam com 200 23 Então são IPS que possuem máscara bar 24 E são usados aí para redes eh relativamente pequenas classe D e classe e são usadas para multicast e reservadas para uso futuro então a gente eh não trata muito com esses endereços então eh essas máscaras de rede e a conversão de IP eh são importantíssimas porque define quais partes do endereço serão usados para a rede e quais partes do endereço serão usados para os hosts então

por exemplo a máscara 255 255 2550 ou então uma máscara chamada com uma anotação barrada de barra 24 ela vai indicar que os primeiros 24 bits eles são para rede e os últimos 8 bits quando você transforma essa máscara de decimal para binário os últimos 8 bits eles são eh reservados para os hostes então assim são as demais classes é um tanto complexo mas vocês vão aprender um pouco melhor na frente então quando convertidas para anotação binária os zooms são a parte que vai representar Rede e os zeros são as será a parte que irá

representar a quantidade de rosto então Entender esse processo de conversão entre décima e binário é crucial Principalmente quando você vai precisar processar esses endereços IPS gerenciar eles na rede então saber fazer essas conversões ajuda bastante na configuração de redes de computadores e principalmente na solução de problemas e conflitos fornecendo assim uma compreensão muito mais profunda de como Uma rede lida com os dados então na unidade dois dessa disciplina introdução computação iremos explorar eh como é que realiza-se eh conversões de bases e principalmente eh exemplos utilizando endereços IPS Então vai ser interessante vamos deixar esse detalhamento

para as aulas posteriores Porque essa já está ficando muito longa então Vocês conseguem perceber que redes é um mundo de informações é muito interessante E além Disso você vai poder também se aprofundar melhor de todos esses conceitos no quarto período quando você tiver realmente cursando a disciplina de redes de computadores E aí sim vocês irão adquirir habilidades para manipular endereços IPS e outros dados na rede então a conversão entre décimal e binário é um ponto fundamental para você compreender como é que a rede ela processa e transmite esses dados entender esses endereços IPS suas Classes

sua suas máscaras é essencial para gerenciar e configurar redes de forma muito mais eficaz Então essa base ela vai preparar você para enfrentar Os desafios da comunicação de dados modernas que nós utilizamos e temos nas redes hoje de computadores então agora é com você vamos exercitar Ahã agora que a gente já viu esses conceitos básicos por trás das redes de computadores é a hora de você colocar esses conhecimentos em prática Imagine que você está configurando uma rede para um laboratório da ersa que possui 15 computadores e uma impressora com base nesses conceitos que discutimos eh

você está sendo desafiado agora não precisa entregar no Moodle Tá bom é só para você testar aí os seus conhecimentos eh e identificar e aplicar esses conceitos principais de endereçamento IP a a questão da escolha do cabeamento e Qual é o tipo de rede mais apropriada para esse cenário com Quis e computadores e uma impressora Então vamos ver se você consegue escolher as opções corretas para a configuração dessas redes respondendo a essas três perguntas a primeira delas Qual é a faixa de IP e a máscara de subrede padrão que você escolheria para suportar até até

15 dispositivos Incluindo aí a impressora ah a segunda questão é relacionada com Qual é o tipo de cabeamento mais apropriado para conectar os computadores E a impressora em uma rede local pequena e qual é a terceira pergunta é Qual é o tipo de rede mais apropriado para essa configuração é uma rede local ou é uma rede metropolitana ou é uma rede geograficamente distribuída vamos lá A aula foi um pouco longa mas em resumo Vimos um pouco da arquitetura do gerenciamento dessas redes de computadores eh os aspectos entais da infraestrutura de toda essa Gama tecnológica tão

moderna que a gente tem Nas redes de computadores hoje e entender esses conceitos é muito importante para qualquer profissional da área de computação então a escolha correta dos IPs das máscaras dos cabeamentos entender Qual é a diferença entre uma rede para que ela seja eficientemente utilizada assim todos os seus recursos e enfrentar os problemas é de suma importância então essa entender um pouco de redes vai Muito além da simples conexão de dispositivos Além disso as redes elas devem ser projetadas e mantidas com cuidado para garantir não apenas uma comunicação eficiente mas também a proteção contra

ameaças cibernéticas a integridade dos dados tem um monitoramento contínuo a implementação de políticas de segurança robustas e principalmente a capacidade de solucionar problemas que é essencial para o bom funcionamento e Principalmente para a segurança de redes de computadores então entender essa complexidade é Apenas o Começo à medida que você se aprofunda nesse Campo você vai encontrar novas tecnologias novas desafios como as redes sdn que são as redes definidas por software a questão da virtualização de redes as estratégias avançadas de segurança então cada um desses tópicos é um mundo é um mundo de formações o mundo

de oportunidades para expandir principalmente os seus Conhecimentos e as suas habilidades então eu leciono redes de computadores há aproximadamente 14 anos comecei no IFRN como professora substituta E continuo na na ofera hoje onde o meu maior desafio para essa aula de redes de computadores e comunicação de dados foi adaptar e Expandir os principais conceitos Para para que agregar aí valor ao conteúdo da disciplina de introdução a computação que estou ministrando para vocês e principalmente o que essa Disciplina ela liga outras disciplinas do curso então eu espero que essa aula colabore com a sua formação e

é um campo que me apaixona muito Ao qual eu me dedico profundamente e sempre busco me atualizar para trazer as melhores práticas pedagógicas e metodológicas e eu espero que vocês gostem E compreendam aí a aula de hoje eh sobre a bibliografia eu indico a leitura dos Capítulos introdutórios desse livro do autor tan imal de redes De computadores E além disso você também pode acessar a biblioteca virtual onde há vários outros livros que podem colaborar com um assunto e por fim não menos importante eu indico o livro do autor kurose que ambos eh de redes de

computadores eles são as bíblias da área de redes como um todo então se você gostou da aula e acompanhou até aqui eu peço que você deixe o seu feedback preenchendo o formulário que se encontra nesse CR code azul que está aparecendo Na sua tela obrigada por acompanhar e continuem estudando e explorando o conteúdo de hoje com curiosidade e muito empenho vejo vocês em breve pessoal até a próxima videoaula n [Música]