Aula 1 Introdução a Redes de Computadores e Internet

Aula 1 - História da Internet e Conceito de Redes de computadores (curso de Hardware presencial)

A história das redes de computadores, começa em 1960, quando a grande utilidade dos computadores os tornaram presentes em universidades e centros de pesquisa em países desenvolvidos (principalmente EUA e Europa).

O principal objetivo de uma rede de computadores na época era transferir grande quantidades de informações (pesquisas) entre as instituições, sem se utilizar mídias físicas (discos rígidos que eram muito caros e raros ou as fitas magnéticas que eram as mídias mais comuns).

Mas você já parou para pensar? O custo de levar os dados para grandes distâncias? De caminhão,avião, trem ou barco??

Outro problema seria ainda o tempo de resposta ao receber os dados, teríamos que enviar nossa resposta processada novamente usando os meios de transporte convencionais.

Tudo seria ainda pior, se a troca de dados for em longas distâncias.... Será que não teria um meio de transporte mais rápido?

Claro que sim, os fios e cabos elétricos...Eles são os meios mais rápidos para se transferir os dados de computador, do que usar os meios de transporte que conhecemos. Lembre-se, os computadores manipulam sinais elétricos, e eles podem percorrer distâncias muito grandes num piscar de olhos. Dependendo do sinal e do condutor utilizado, a velocidade pode ser de 50% até 99% a velocidade da luz que é de 300 mil Km por segundo!

Nenhum meio de transporte que dispomos atualmente, conseguirá viajar mais rápido do que os sinais elétricos.

Então, a solução mais ideal é tentar interligar os computadores entre sí...Mas como??

Diversas ciências tais como engenharia elétrica, telecomunicações, ciência e engenharia da computação tiveram que se somar, para desenvolver as tecnologias empregadas em redes de computadores. 

Primeiras Redes de Computadores

Como não deveria deixar de ser, as primeiras aplicações de redes de computadores começaram a surgir na área militar em 1950, graças ao emprego do computador para cálculos e processamento. O SAGE uma espécie de radar norte-americano,já utilizou uma complexa rede para transmissão dos dados para o computador central. Como vimos ainda, na segunda guerra o computador foi decisivo para ajuda a quebrar a complexa criptografia dos Alemães.

Entre 1960 e 1970 surgiram outras importantes microredes tais como em 1962 com a "Intergalatic Computer Network" criada por JCR Licklider que seria inspiradora da tão famosa ARPANET. Em 1964 pesquisas da GE com a Bell usaram um computador para rotear conexões telefônicas (principio do roteador de dados). Em 1965 a primeira WAN (wide area network) foi criada por Thomas Marill e Lawrence Roberts, WAN é a sigla para redes de grande alcance.

Em 1974 a Universidade de Cambrige montou sua rede de computadores na topologia anel, conhecida por Anel de Cambrige.

Mais tarde nos laboratórios da Xerox Park, o conceito das redes Ethernet (mais modernas) foi elaborado em meados de 1973-1975, e patenteado.

ARCNET foi apresentada pela empresa DATAPOINT em 1977.

Claro, de início as primeiras redes de computadores era algo bem restrito e quase que não existia um padrão, já que cada rede adotava seus próprios protocolos de comunicação e equipamentos.

Nos anos 70 e 80 com a vasta utilização dos computadores em empresas e até em algumas residências, a necessidade das redes se expandiu também para não somente compartilhar dos dados, mas para compartilhar equipamentos tais como impressoras ( já que eram extremamente caras) e unidades de armazenamento em massa (primeiros discos rígidos).

Conforme comentado, devido a diversidade de modelos, fabricantes e protocolos, montar uma rede de computadores não era fácil, e de nada adianta ligar computadores com redes diferentes, eles nunca vão se "conversar".

A Novell Netware tentou padronizar os primeiros adaptadores de rede, softwares e sistemas operacionais para tal, e por isso é uma das empresas que até hoje são usadas como referência no mercado.

Com a adoção das estações de trabalho baseado em sistemas UNIX,apoiados pela Sun Microsystems, Hewlett Packard,Silicon Graphics e outras, o padrão evolui para o famoso TCP/IP que usamos hoje em redes domésticas.

Neste meio tempo, um conceito de rede ARPANET seria o futuro da uma das redes mais importantes de computadores que hoje utilizamos 100% em nosso dia a Internet!

Desde 1995 a Ethernet aumentou suas velocidades de transmissão de 10Mb/s para 100Mb/s e atualmente temos redes Ethernet na casa dos 1Gb/s!

Elementos de uma Rede (Conceito Básico)

Para se montar uma rede de computadores são necessários alguns conceitos. Já vimos que o objetivo desta interligação entre máquinas, visa a troca de dados e utilização de periféricos em comum. Daqui em diante vamos nos referir apenas a "troca de dados" já que tudo na verdade não passa disso.

• Links de Rede: A forma como os dispositivos de computação trocam dados, os links são as comunicações momentâneas estabelecidas entre dois ou mais os dispositivos.
• Dados: São os elementos efetivos que trafegam na rede, através deles que toda a comunicação é feita, e ainda a transferência de informações está em forma de dados também. Eles são transferidos em forma de pacotes, que são um conjunto de dados. Adicionalmente os protocolos de comunicação devem adotar medidas para checagem destes "pacotes" para garantir que a informação está integra, ou seja dados não corrompidos durante o processo de comunicação.
• Nós da rede: São os dispositivos que originam, roteiam e encerram a transmissão dos dados na rede.
• Roteamento: Capacidade de alguns equipamentos inteligentes de calcular e escolher a "rota" ou caminho dos dados. Importantíssimo ter condições de rota, já que um link poderá estar ocupado, sobrecarregado ou ainda quebrado. Sem o famoso roteador, os dados se perderiam na rede, ou não seria mais possível trafega-los. Ele é o nosso "GPS", que escolhe o caminho mais rápido disponível para que os dados possam chegar ao destino.
• Protocolo: Termo técnico para designar a linguagem que será usada para a transmissão/recepção dos dados. É como se fosse exatamente a nossa língua portuguesa, os parágrafos, a forma das frases, cada palavra, regras de acentuação,etc forma um protocolo! Desta forma os computadores podem conversar e se entender! Sem um protocolo de comunicação é impossível haver comunicação e tudo seria um monte de lixo eletrônico! Um exemplo de protocolo é HTTP ou TCP/IP que estudaremos mais adiante. Imagine estar falando em alemão e o outra pessoa respondendo em italiano, não dá né, por isso os dois lados tem que falar a mesma lingua. Assim como existem várias nações também existem vários protocolos, e cada um é utilizado para uma aplicação específica.
• Topologia: É a forma física de ligação da rede, existem várias formas de se montar uma rede. As mais famosas são: Em Anel, Ponto a Ponto, Estrela, Malha, Árvore, Híbrido, Cadeia Daisy,etc.
• Meio de Transmissão: É o tipo físico que será usado para o transporte dos dados, poderá ser via cabo, sem fio (wireless), ou fibra ótica.
• Equipamentos de Rede: São os demais itens usados para conectar a rede entre sí e outras redes.Incluem switch, roteadores, hubs,etc.
• Adaptadores de Rede: São placas eletrônicas e circuitos capazes de inserir a máquina computacional na rede. Sem ela o computador não poderá se comunicar, como se não tivéssemos nossa corda vocal. Os adaptadores são as famosas placas de rede, que devem ser instaladas no computador para que sejam capazes de transmitir/receber dados da rede. Eles devem possuir o mesmo "protocolo" da rede, bem como respeitar a topologia e o meio de transmissão usado na rede.

Tipos de redes (Conceito Geográfico e Organizacional)

As redes são categorizadas pelo tipo de alcance geográfico e também organizacional. Vejamos os tipos de redes mais comuns:

• Rede de Àrea Pessoal (PAN): Personal Area Network é uma rede muito pequena, praticamente caseira, usada para conectar computadores e dispositivos (impressoras,PDA,smatphones). Seu alcance é de até 10 metros, e pode ser com fio ou sem fio, incluindo Wi-Fi ou bluetooth. Utiliza comunicação USB ou portas Firewire e não possibilita o acesso a outras redes (internet por exemplo)
• Rede de Área Local (LAN): Local Area Network é esta a rede que usamos em casa, escolas, prédios e escritórios. Ela conecta computadores numa área geográfica limitada, porém muito maior que a PAN. Cada dispositivo é um nó dentro da rede, e utilizam normalmente o padrão Ethernet. A LAN ainda pode se comunicar a uma rede externa (internet) usando um roteador por exemplo. As taxas de comunicação padrão são de 10/100Mb por segundo, podendo chegar em redes modernas em até 10Gb/s
• Rede de Área Ampla (WAN): Wide Area Network, é uma rede que abrange uma grande área geográfica, pode ser uma rede que se estende por uma cidade inteira, um país ou até mesmo atravessa distâncias intercontinentais. Pode combinar ainda um ou mais meios de propagação (fio,fibra óptica, sem fio,etc). Num roteador caseiro, geralmente a porta WAN se refere a conexão da internet, que pode ser considerada também uma rede WAN.
• Rede de Área Caseira (HAN): Home Area Network é uma LAN caseira, uma espécie de PAN com a vantagem de possuir comunicação com a  Internet.
• Rede de Área de Armazenagem (SAN): Storage Area Network, é uma rede dedicada que fornece apenas serviço de armazenamento de dados (cloud backup).Sua função é disponibilizar unidades de discos/fitas/etc para os servidores que assim os disponibiliza para o sistema operacional como se fossem discos locais. Não confundir com "Cloud Computing" pois a SAN não é acessível por outras redes (internet).
• Rede de Área Campus (CAN): Uma rede que conecta outras LAN dentro de um espaço geográfico limitado, por exemplo um campus de faculdade, prédios do governo,empresa,etc. A CAN e um conjunto de LAN que pertence a um único proprietário, e não se conecta com outras redes.
• Backbone: Ela faz parte da infraestrutura da rede para fornecer um caminho para a troca de dados de várias LAN. É como se fosse uma "espinha dorsal" dai o termo em inglês, para que todas as LAN possam ser interconectadas entre si, concentradas numa ampla área. Considere uma multinacional que queira concentrar as redes de todas as suas filiais, o backbone será o equipamento que concentra tudo! O Backbone deverá ter velocidade superior as outras LAN que ele conecta, ou haverá problemas de desempenho e acesso aos dados. A internet possui backbone também.
• Rede de área metropolitana (MAN):Metropolitan Area Network é uma rede de grande alcance geralmente se estende por uma cidade ou um enorme campus.
• Rede Virtual Privada (VPN): Virtual Private Network é uma rede em que alguns dos links são feitos usando conexões aberta ou circuitos virtuais em redes maiores tais como a internet. Ao mesmo tempo consegue estabelecer conexões seguras usando a rede aberta (internet) protegendo alguns dados de acesso não autorizado. Entre o cliente VPN e o prestador VPN pode haver um SLA(contrato de nível de serviço) para garantir a melhoria e desempenho da rede.

Divisão Organizacional

Para empresas as redes podem ser dividas ainda em:

• Intranet: É uma rede ou conjunto de redes que está administrada apenas por uma entidade privada. Isso garante o acesso da intranet apenas pelos seus usuários autorizados, fornecendo endereços IP específicos.Uma LAN protegida conectada por um roteador que pode fornecer acesso controlado a internet.
• Extranet: Parecida com a Intranet porém o acesso a internet e a LAN interna é protegida com mais segurança.

INTERNET

O termo "internet" foi criado em 1883 referindo-se a movimentos interligados e em 1970 foi usado oficialmente para a rede mundial de computadores.

Conforme vimos antes, a internet é uma mistura de vários tipos de redes (WAN+LAN+MAN) com backbone, o resultado é que podemos conectar com qualquer servidor dedicado em qualquer parte do mundo. A sua ancestral a ARPANET já tinha a ambição de criar uma rede de computadores conectados mundialmente, e em 1970 já existiam + de 15 sites acessados pelas Universidades Norte-Americanas.

A partir de 1981 a ARPANET ficou tão grande, que o termo INTERNET foi utilizado (muitos confundem como International Network). Com isso o protocolo TCP/IP foi introduzido e até hoje é utilizado como padrão de comunicação desta rede.

Em 1986 veio os primeiros provedores de acesso a internet (ISPS). Os primeiros acessos eram feitos usando modens discados, com a necessidade de contratar um serviço de ISPS. 

No Brasil, o primeiro serviço de "Internet" seria reservado assim como foi nos EUA para professores e acadêmicos. Inclui-se na lista as instituições de pesquisa e outros.

Somente após o ano de 1995 a iniciativa privada demonstrou interesse em torna-la de acesso público. A primeira internet, seria o sistema de vídeo texto, implementado via modem nos computadores da linha MSX fornecido pela antiga TELESP (em SP). 

O modem era necessário pois a comunicação era feita inteiramente pela linha telefônica, através o acesso discado ao provedor de internet. O modem era responsável por interpretar os dados, e também por fazer a discagem e conexão com o provedor.

Outros nomes eram Cirandão, e logo outros computadores também estavam promovendo o acesso a este serviço.

Por muitos anos, o acesso a internet foi feito exclusivamente por placas "Modems"  internas como a da foto. Eram encaixadas no computador no slot PCI, e permitiam através de um software "discador" a comunicação com a internet usando a linha telefônica.

O problema era que enquanto o computador estava sendo usado, a linha telefônica não poderia ser utilizada. Também havia o problema de quedas constantes na conexão, e o preço da tarifa, já que era como se falasse ao telefone por várias horas!

Um dos mais renomados provadores de internet no Brasil foram:

• Mandic
• AOL (hoje dona do grupo Warner Bross)
• IG (internet group)
• UOL

Em 1989 o conceito do Hipertexto facilitou a evolução das páginas da internet, com melhores gráficos e interação por parte dos usuários.

O WWW da grande maiorias das páginas é (World Wide Web) 

Outra figura que surgiu com a internet foi os serviços de busca (do qual o Google foi o maior beneficiário).

Atualmente mais de 10 bilhões de buscas são feitas por dia no site da Google, + de 400 milhões são leitura de blogs tais como o nosso, + de 3 bilhões de vídeos são acessados por dia no Youtube.

De acordo com a quantidade de páginas disponíveis seguem os principais idiomas dominantes. Curiosamente:

• 29% do conteúdo está em Inglês
• 20% em Chinês
• 8% em Espanhol
• 6% em Japonês
• 4,6% em Português e Francês

As regiões que mais acessam a internet são:

• 41% Ásia
• 25% Europa
• 16% América do Norte
• 11% América Latina

DARKNET

Conhecida também por DeepWeb, este é o lado oculto da internet que não podemos acessar facilmente. É necessário um navegador especial (não é o Chrome, Firefox,Opera,etc).

A Darknet abriga páginas privadas,e ocultas que não podem ser exibidas por meios tradicionais, inclui-se páginas de:

• Conteúdo Sexual Chocante.
• Conteúdo de Assuntos Bizarros.
• Conteúdos Proibidos por Lei.
• Serviços Proibidos por Lei.
• Vendas de objetos ilegais.
• Outros conteúdos impróprios para o público.

Não acesse a Darknet se não estiver realmente disposto a conhecer seu perigo. Cuidado, muitas polícias internacionais fazem investigações diretas nesta rede, em busca de operações ilegais. Não se sinta tentado e vender ou promover situações contra as leis.

Com isso concluímos nossa aula de hoje. Até a próxima.

JMJG

Eng Eletrônico/Instrutor de Hardware