Visão Geral
Antes de mais nada, é importante entendermos que ao falarmos de uma rede de dados, estamos falando da comunicação de uma rede, que é composta por vários dispositivos. Nesse ínterim, alguns dos dispositivos comumente usados em uma rede de dados inclui switches, roteadores, firewalls, load balancers, IDS para detecção de ataques e IPS para prevenção de segurança. Além destes, ainda temos servidores com funções de VPN e tantos outros dispositivos que precisam se comunicar em uma rede. Assim, quando falamos da função básica de uma rede de dados, ou sobre o básico de redes, precisamos entender como funciona a implantação da comunicação de dados entre diferentes nós.
Sobre este artigo
Este módulo apresentará um overview dos fundamentos da comunicação de dados, assim como a estrutura da pilha de protocolos TCP/IP com as funções de cada camada. Também falaremos com maiores detalhes sobre o processo de encapsulamento de dados visto na série de artigos “Evolução da Rede de Acesso”.
Estaremos publicando vídeos no YouTube sobre o tema:
Padrões de Referência para Redes de Computadores
Em 1984, a ISO, International Organization for Standardization, apresentou o Modelo de Referência de Interconexão (OSI RM) com objetivo de resolver problemas de compatibilidade entre diferentes redes e ajudar aos fornecedores na padronização da produção de dispositivos de rede compatíveis entre si. Esse modelo simplifica as operações de rede relacionadas além de fornecer compatibilidade e interfaces padrões entre dispositivos.
Por outro lado, foi criado o modelo TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol) que é amplamente aplicado na prática devido à sua abertura e usabilidade, esse modelo tornou-se a base da rede IP atual.
Desse modo, podemos dizer que os modelos OSI e TCP são compatíveis entre si, sendo, em outras palavras, o modelo OSI a referência conceitual e o modelo TCP/IP a aplicação prática do modelo conceitual. Abaixo deixarei um quadro comparativo para melhor entendimento do tema.
Organização do Módulo Básico de Redes de Comunicações:
Em suma, iremos separar essa parte do nosso treinamento da seguinte maneira:
- Visão geral da Comunicação de Dados
- O que é uma comunicação de dados na rede?
- Processo simplificado da comunicação de Dados
- Características da Comunicação de Dados
- Como o dispositivo encaminha os dados?
- Padrões Internacionais
- Pilha de Protocolo TCP/IP
- Visão geral do protocolo Ethernet
Estaremos falando neste artigo do primeiro item desse módulo, Visão geral da Comunicação de Dados
Objetivo deste módulo
Ao concluir a leitura deste módulo, que contará com os artigos e temas citados anteriormente, partindo da premissa que você obteve o entendimento de tudo o que será apresentado, você conseguirá compreender as características e funções do roteamento IP e dos Roteadores em uma rede de dados. Esse conhecimento de redes, apesar de básico, é de extrema importância a fim de estabelecermos uma base sólida para a configuração do serviço PON que veremos na sequência deste treinamento.
No final deste módulo você conseguirá:
- Explicar sobre o conceito básico de redes e recursos de comunicação de dados.
- Será ainda capaz de entender a estrutura da camada TCP/IP e a função de cada camada do modelo.
- Você poderá também explicar o processo de encapsulamento de dados.
- Você entenderá os conceitos relacionados a endereçamento IP e fazer divisão de sub-redes.
- Aprenderá ainda sobre as features e funções de Roteadores e Roteamento IP.
- Também entenderá os princípios de uma operação sobre o protocolo Ethernet
Bons estudos!
O Básico de Redes de Comunicações
Visão Geral
Neste artigo, falaremos sobre os fundamentos da comunicação em rede. Este é um assunto muito importante em redes de comunicações, apesar de básico, para que se tenha um pleno entendimento da nossa rede de acesso e rede IP. Falaremos neste artigo também sobre encapsulamento de dados e desencapsulamento de pacotes.
O que é uma comunicação de dados na rede?
Conforme o modelo de referência de comunicação, os dados são transferidos entre unidades funcionais usando a tecnologia de transmissão. Desse modo, consegue realizar a troca de informações entre computadores e entre outros dispositivos em uma rede de dados.
Em outras palavras, uma rede de comunicação de dados fornece serviços de comunicação de dados.
Processo simplificado da comunicação de Dados
Se dois PCs ou dois dispositivos de rede desejam se comunicar, sendo eles de fornecedores diferentes, como podemos garantir a comunicação dos mesmos? Eles devem usar o mesmo padrão conforme vimos com o modelo de referência OSI e a pilha TCP/IP.
Porém, é importante também entender que para dois dispositivos se comunicarem, o remetente (source) encapsulará os dados e os enviará para a rede de acesso a fim de que os dados sejam recebidos pelo outro lado (destination).
Em suma, o receptor recebe os dados e então os desencapsula para conseguir ler nossos dados originais.
Este é o processo simplificado de comunicação de dados.
Características da Comunicação de Dados
Em nossa rede IP, temos então o que chamamos de “connectionless”, que significa não haver um link único entre as duas extremidades. Assim, existe outra caracteristica importante que recebe o nome de Packet Switching, ou comutação de pacotes. Vamos ver a definicação simplificada de cada um desses termos:
- Connectionless: Não existe uma ligação única entre as duas extremidades.
- Packet Switching: Cada pacote possui informações como endereço de origem, destino, informações de controle e erros, sendo capaz desse modo de encontrar seu destino.
Na imagem abaixo, podemos ver então, o PC 1 se comunicando com o PC 2. Para tal, o PC 1 enviará vários pacotes para o PC 2. Alguns desses pacotes passarão pelo link 1, outros passarão por outro link.
Quando chegar no PC 2, a “montagem e organização” dos pacotes irão gerar a informação completa enviada pelo PC 1 para o PC 2.
Como o dispositivo encaminha os dados?
Em cada dispositivo, existe uma tabela de encaminhamento. Podemos ver dentro de roteadores e switches tabela de encaminhamento de endereços MAC, no caso de comunicação em layer 2 ou tabelas de roteamento, no caso de comunicação de camada 3. Às vezes as duas tabelas serão encontradas no mesmo equipamento a depender de sua função.
A tabela de encaminhamento é como um mapa. O dispositivo verificará esse “mapa” e encaminhará os dados, um a um, para o próximo salto na rede. Chamamos então de connectionless Network, quando o PC 1 envia dados para o PC 2, e ele pode escolher diferentes links para fazer o encaminhamento dos dados.
Padrões Internacionais
Além disso, existem muitas organizações que definem e descrevem padrões, como no caso da ISO, que definiu o modelo de referência OSI mencionado no início deste artigo.
De maneira geral, IEEE define dentre outras coisas o endereço MAC.
Além disso, existem tantas outras organizações que definem padrões e especificações de configurações, e até mesmo de hardware.
Abaixo deixarei as principais referências de padrões internacionais.
- ISO International Organization for Standardization
- IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
- ANSI American National Standards Institute
- TIA Telecommunications Industry Association
- ΕΙΑ Electronic Industries Alliance
- ITU International Telecommunications Union
- IAB Internet Architecture Board
Conclusão
Por fim, no artigo de hoje dei uma visão geral dos assuntos que serão abordados ao longo deste capítulo que tratará muitos conceitos sobre uma rede de comunicação. Vimos ainda como funciona a comunicação básica em uma rede de dados e algumas das características da comunicação de dados. Além disso, pudemos ver como os dispositivos encaminham os dados na rede e quais são os padrões e modelos internacionais que devemos conhecer, como os modelos OSI e TCP/IP.
Nos próximos artigos desse módulo, falarei sobre a pilha de protocolo TCP/IP e sobre o protocolo Ethernet. Te aguardo no próximo artigo, até lá.
