Instrutor: Nesta lição,
falaremos sobre os diferentes
tipos de hardware de rede usados para transmitir
dados de um lugar para outro e de um dispositivo para outro.
Seja para transportar voz, vídeo ou dados, tudo isso
precisa atravessar a rede para que possa desempenhar
a função pretendida.
Então, o que compõe a rede?
Bem, os componentes de rede podem
ser coisas como placas de interface de rede,
hubs, switches não gerenciados e gerenciados, pontos de acesso sem fio,
roteadores, firewalls, patch panels, dispositivos
Power over Ethernet, modems a cabo, modems de linha
de assinante digital, terminais de rede óptica e redes definidas
por software.
Agora, alguns desses termos provavelmente parecem familiares,
mas outros não.
Portanto, analisaremos brevemente cada
um deles ao longo desta lição.
Primeiro, temos as NICs ou placas de interface de rede.
Atualmente, a maioria dos computadores tem uma placa de interface
de rede que fornece uma conexão ethernet à sua rede.
Ele pode ser integrado à sua placa-mãe,
adicionado como uma placa de
expansão ou adicionado como um periférico externo usando uma conexão USB.
Essa placa de interface de rede será usada para
conectar o computador à rede.
E pode ser conectado usando uma placa de rede de
cobre que depende de um cabeamento Cat 5 ou superior.
Ou você pode ter uma placa de rede de fibra com fio.
E isso depende de um cabo de fibra óptica.
Ou você pode usar uma placa de rede sem fio.
E isso se conecta a um ponto de acesso
sem fio usando ondas de radiofrequência nas
faixas de Wi-Fi de 2. 4 gigahertz a 5 gigahertz.
Em seguida, temos um hub.
Agora, um hub é uma peça mais antiga da tecnologia
de rede, mas você ainda pode encontrá-lo em campo.
Agora, um hub tem um número de portas
diferentes, geralmente entre 4 e 48 portas.
E isso permite que até 48 computadores
sejam conectados a esse hub.
Cada computador é conectado a uma única porta no hub.
Agora, a maneira como um hub funciona
é usando uma interface com fio.
Mais comumente, será uma conexão de cobre com fio que
depende de conectores RJ45 em cada uma dessas portas.
Ele pode operar a 10 megabits por segundo
ou até 100 megabits por segundo, mas, normalmente,
não mais rápido do que isso.
Quando se trata de um hub, todos
os computadores conectados a esse hub serão
considerados parte do seu domínio de colisão.
Isso ocorre porque os hubs operam
no que é conhecido como modo de transmissão.
Gosto de pensar nos hubs como se eu estivesse sentado
em uma sala de aula com 30 alunos.
Se eu fosse o centro e todos
vocês estivessem sentados na classe comigo e quisessem
fazer uma pergunta, não poderiam
fazê-la todos ao mesmo tempo porque sou
apenas uma pessoa e só consigo
ouvir uma pessoa falando por vez.
Portanto, com um hub, se duas pessoas falarem ao mesmo
tempo, haverá uma colisão.
Agora, no ambiente da sala de aula,
posso controlar essa colisão dizendo a todos que
não podem falar a menos que levantem a mão primeiro.
E essa seria uma maneira muito controlada
de realizarmos nossas aulas, de modo que ninguém
fique falando por cima dos outros.
Mas os hubs não têm esse recurso.
Portanto, em vez disso, todos os nossos dispositivos clientes
de rede, se detectarem a ocorrência de uma colisão,
deixarão de falar.
Eles escolherão um tempo aleatório para fazer a contagem
regressiva e, em seguida, tentarão retransmitir novamente.
Então, voltando ao exemplo da minha sala
de aula, se Mary e Joe tentassem falar ao mesmo tempo,
eles parariam.
Um deles escolheria um número, talvez três segundos.
E o outro escolheria outro número,
talvez dois segundos.
E depois que o tempo passava, nesse caso, dois segundos,
eles começavam a falar.
Dessa forma, não haveria outra colisão
porque a segunda pessoa que estava esperando três segundos
ouviria que já havia alguém falando
e não voltaria a falar até que essa pessoa terminasse.
Em teoria, é assim que um hub funciona.
O problema com isso é que a conexão
de rede inteira fica mais lenta, porque se eu tiver
quatro pessoas em um hub, são apenas quatro pessoas
que estão falando ao mesmo tempo,
o que pode causar possíveis colisões.
Mas, quando passo para esses hubs maiores, com 48 pessoas,
isso significa que há muitas colisões
acontecendo o tempo todo.
Esse é apenas um problema com o hub.
O segundo problema é que todos podem ouvir tudo
o que está sendo dito porque estamos todos na mesma
sala de aula ou, neste caso, no mesmo hub.
Sempre que alguém enviar algo para o
hub, ele retransmitirá a mensagem para todas as portas que tiver.
E então, ele dirá: "Tenho uma mensagem para o Jason. E qualquer pessoa que não seja o Jason vai basicamente
tapar os ouvidos e fingir
que não está ouvindo.
Mas todos esses dispositivos poderiam,
se quisessem, ouvir isso.
E a maneira pela qual esses clientes
de rede sabem quem está sendo alvo de uma conversa
é usando o que é conhecido como endereço MAC,
que é seu próprio endereço na rede local.
Portanto, o computador do Jason tem um endereço MAC.
E o mesmo acontece com o Joe's.
E o mesmo acontece com o de Mary.
E, com isso, quando o hub envia uma mensagem,
ele diz: "Esta mensagem é destinada ao Jason. Todos os outros o ignorarão,
em teoria, porque não
são o Jason.
Portanto, agora temos dois problemas básicos com os hubs.
Uma delas são as colisões.
E a segunda é que as pessoas podem descobrir seus ouvidos
e ouvir o tráfego que não é destinado a elas.
Para superar esses dois problemas,
foi criado algo conhecido como switch.
Agora, os switches são essencialmente hubs inteligentes.
E o que eles fazem é lembrar quem está
em cada porta que está conectada a eles.
Assim como um hub, você pode ter de 4 a 48, até mesmo até
96 pessoas conectadas a um único switch se houver portas
suficientes nele.
Agora, para cada porta,
o switch se lembrará de quem está nessa porta.
Portanto, quando alguém diz: "Tenho uma mensagem para
o Jason", o switch vai transferir essa informação
da porta em que a recebeu para a porta
em que o Jason está.
Dessa forma, somente o Jason receberá essa mensagem.
Agora, além da maior segurança que isso proporciona,
também evita a ocorrência de colisões, pois somente
o Jason está recebendo dados na porta dele e não está transmitindo
para todas as outras portas
do switch.
Assim, com os switches, podemos
ter várias pessoas conversando ao mesmo tempo, porque o switch
é inteligente o suficiente para colocar
essas pessoas juntas e evitar essas colisões.
Isso aumenta a velocidade
de sua rede e também a segurança da mesma.
Quando se trata de switches,
nós os classificamos em duas categorias.
Eles são conhecidos como switches não gerenciados e gerenciados.
Agora, um switch não gerenciado executa suas funções
sem precisar de nenhum tipo de configuração.
Basicamente, você o tira da caixa, conecta-o,
conecta pessoas a ele e, então, ele pode simplesmente operar.
Isso é muito bom porque é muito fácil de configurar.
Em geral, ele é usado em ambientes de pequenos escritórios
e escritórios domésticos quando se trata
de uma rede muito pequena,
como switches de quatro ou oito portas.
Agora, se você começar a lidar com redes maiores,
vai querer mudar
para algo um pouco mais avançado.
E é aqui que você passará a usar um switch gerenciado.
Agora, um switch gerenciado pronto para uso funcionará da mesma
forma que um switch não gerenciado até que você o configure.
Agora, depois de configurá-lo, você
pode definir várias configurações diferentes, incluindo
maior segurança, como a ativação do 802. 1X.
Ser capaz de fazer coisas como filtragem de MAC.
Ou a capacidade de configurar
coisas em redes locais virtuais no mesmo switch.
Normalmente, se você estiver trabalhando em um ambiente de
escritório maior que tenha um switch de 24 ou 48 portas, esses
serão switches gerenciados.
E você poderá configurá-los para
fazer muitas coisas diferentes com base em seus requisitos
operacionais ou de segurança.
A próxima coisa sobre a qual queremos falar
é conhecida como ponto de acesso sem fio.
Agora, um ponto de acesso sem fio é um dispositivo
que permite que os dispositivos sem fio
se conectem à sua rede com fio e, efetivamente,
funciona como um conversor de mídia,
convertendo os sinais de radiofrequência que passam pelas ondas
de ar em um sinal elétrico de cobre que passa
por uma conexão de cabo Cat 5 ou Cat 6 em um dos seus switches.
Isso permitirá que você estenda sua rede
com fio para o domínio sem fio.
A maioria de nós, até este ponto de nossa vida, já usou Wi-Fi antes.
E é exatamente disso que estamos falando.
Com um ponto de acesso sem fio,
você pode estender a sua rede com fio para o domínio sem fio
e permitir que os clientes sem fio se conectem
à sua rede para poder acessar os serviços dessa rede
ou acessar a sua conexão com a Internet
para acessar a Internet.
A seguir, falaremos sobre um roteador.
Agora, um roteador é usado para
conectar duas redes diferentes.
Normalmente, eles são usados
para tomar decisões inteligentes
de encaminhamento de uma rede para outra com base em seu endereço
lógico, que chamamos de endereço IP.
Agora, esse endereço IP ou endereço de Protocolo
de Internet será um endereço IP versão 4 ou IP versão 6, dependendo da rede
que você estiver usando, ou poderá usar ambos.
Agora, a maioria dos roteadores modernos depende do IP,
embora existam outros protocolos de roteamento.
Mas, atualmente,
quase todas as redes dependem do IP ou Protocolo de Internet.
Portanto, é nisso que realmente vamos nos concentrar.
Agora, quando se trata de um roteador,
você está conectando várias redes diferentes.
A mais comum delas é no ambiente
de um pequeno escritório ou home office, quando
você conecta a rede local e os computadores
à Internet, que será conectada por meio do provedor de serviços de
Internet.
Portanto, você colocará o roteador
entre o provedor de serviços
de Internet e a rede local.
Em geral, em um ambiente de pequeno escritório ou home
office, você receberá do seu provedor de serviços
de Internet um dispositivo de combinação
única que inclui o modem DSL, a cabo ou de fibra, bem como um
ponto de acesso sem fio, um switch de quatro portas, um roteador
e um firewall integrados.
Isso nos leva ao nosso próximo dispositivo,
conhecido como firewall.
E em uma rede corporativa, você
terá um firewall como dispositivo separado.
Mas, novamente, em um pequeno escritório ou em um ambiente
de home office, muitas vezes esse firewall será combinado
com o dispositivo fornecido pelo seu ISP.
Agora, quando se trata de um firewall,
estamos falando de um dispositivo que
será configurado com regras diferentes, conhecidas
como listas de controle de acesso, que nos fornecem
uma maneira de verificar e bloquear o tráfego quando ele tenta entrar
ou sair da nossa rede.
Essa é a função de um firewall.
Basicamente, é um guarda de segurança
que fica na borda de sua rede.
E tudo o que entra ou sai de sua rede passa
pelo firewall e pode ser inspecionado.
E, com base nas regras que você definiu,
é possível bloquear, permitir ou
descartar esse tráfego quando ele
tentar entrar ou sair da rede.
Agora, os firewalls são ótimos para a segurança.
E, com o passar do tempo, eles se tornaram cada vez melhores.
Hoje em dia, além dos firewalls, também temos
algo conhecido como UTM ou dispositivo de gerenciamento
unificado de ameaças.
Ele contém um firewall e outros
recursos, como proteções contra spam
e soluções antivírus, que são combinados
em um único dispositivo.
Mas, em sua essência, eles também são um firewall
e desempenham essas funções.
O próximo dispositivo sobre o qual falaremos
é conhecido como patch panel.
Agora, um patch panel é um dispositivo que permite
conectar os conectores de rede da parede a uma área central.
E a parte de trás desse objeto é conhecida como patch panel.
Agora, um patch panel permite que os cabos
que estão passando pelas paredes, saindo dos conectores
de rede, possam ser terminados em um único local em um bloco
perfurado na parte traseira de um painel.
Do outro lado desse painel,
temos portas RJ45 pré-cabeadas que podem ser conectadas
com cabos de conexão Cat 5, Cat 6,
Cat 7 ou Cat 8 e, em seguida, conectadas
ao nosso switch.
Agora, você deve estar se perguntando: "Por que preciso de um patch panel?
"Por que não posso simplesmente conectá-los diretamente ao meu switch? Bem, isso se resume à capacidade de suporte
da rede a longo prazo e à redução de seus
custos.
Veja bem, um switch custará entre US$
500 e US$ 1.000 para um switch decente em um pequeno
escritório, em um ambiente de home office
ou em uma pequena empresa.
Mas um patch panel custa apenas cerca de US$ 50.
Agora, se você estiver conectando e desconectando
coisas diretamente no switch o tempo todo,
isso pode desgastar essas portas e quebrá-las.
E quando você quebra uma dessas portas,
não é possível substituí-las.
Em vez disso, você precisa de um switch totalmente novo.
Mas com um patch panel, se você quebrar uma dessas
portas, poderá substituir essa parte do
patch panel ou o patch panel inteiro por menos de US$ 50.
Isso significa que você economiza muito ao usar patch panels
em vez de conectá-los diretamente aos switches.
E isso lhe dá mais capacidade de suporte a longo prazo.
Na maioria dos escritórios e redes corporativas,
você verá que os conectores de parede
vão para um patch panel, e o patch
panel será então conectado ao switch.
E isso ajuda a reduzir seu
custo e aumentar sua capacidade de suporte.
O próximo conjunto de dispositivos sobre o qual falaremos
envolve o Power over Ethernet, também conhecido como PoE.
Agora, o Power over Ethernet é um recurso de alguns switches
e outros dispositivos que permite fornecer energia
elétrica de uma porta de switch por meio de um
cabo de dados comum para um dispositivo de alimentação.
Agora, esses PDs ou dispositivos de energia podem ser coisas como câmeras,
aparelhos de voz sobre IP ou pontos de acesso sem fio.
Realmente não importa, mas a questão
é que você pode usar esse único cabo para
fornecer dados e energia a esse dispositivo.
E isso elimina a necessidade de
ter uma tomada elétrica próxima ao dispositivo.
Agora, quando se trata de PoE,
ele vem em três variedades diferentes.
Existe o 8025. 3af, 802. 3at e
802. 3bt.
Agora, quando estiver lidando com o 802. 3af, essa é a versão
mais antiga do Power over Ethernet.
Isso significa que, na verdade, ele permitirá
que a menor quantidade de energia seja consumida.
Ao lidar com o 802. 3af, seus dispositivos
de energia só podem consumir cerca de 13 watts de energia.
Portanto, isso funciona bem para coisas como aparelhos de voz sobre IP,
mas não tão bem para outros dispositivos de maior
potência, como um ponto de acesso sem fio.
Agora, quando estiver lidando com o 802. 3at, também conhecido
como PoE Plus.
E isso permite que os dispositivos de energia consumam até
25 watts, em vez dos 13 watts do 802. 3af.
Agora, o terceiro é o 802. 3bt.
E isso é conhecido como PoE Plus Plus, ou 4P PoE.
E isso pode ser usado para fornecer energia de até 51 watts
para um dispositivo do Tipo 3 ou 73 watts para um dispositivo do Tipo 4.
Essa é uma grande quantidade de energia que
pode ser fornecida pela Power over Ethernet.
Agora, em todos eles, você
precisa ter três coisas diferentes para
poder usá-los.
Primeiro. você precisa ter um switch
que ofereça suporte a Power over Ethernet em um desses três níveis.
Em segundo lugar, é necessário ter o cabeamento adequado
para dar suporte a isso.
Em geral, você deseja usar Cat 6 ou superior para
poder suportar potências mais altas de Power over Ethernet.
E, em terceiro lugar, você precisa de um dispositivo de energia.
Esse é o dispositivo que usará os dados e
a energia provenientes do cabo Ethernet, como o aparelho
de VoIP, a câmera ou o ponto de acesso sem fio.
No entanto, alguns dispositivos exigem PoE
e talvez você não tenha um switch PoE.
Nesse caso, você pode usar um dispositivo de reposição
conhecido como injetor de energia.
Agora, um injetor de energia basicamente se conecta
diretamente a uma tomada de parede para obter sua própria energia.
Em seguida, conecte o cabo
ethernet do switch sem energia a esse injetor de energia.
E então, isso injeta a energia nessa linha quando você
sai do outro lado e alimenta seu
dispositivo a partir dela.
Portanto, o que parece é um cabo que vai do seu switch,
que é um switch não PoE, até o injetor de energia.
E depois, do injetor de energia para seus dispositivos de energia.
E esse injetor de energia está injetando essa energia na
parte central desse cabo, porque agora
você está conectando-o a uma tomada
que fornece a energia adequada.
O próximo dispositivo que temos é conhecido como modem a cabo.
Agora, um modem a cabo será um dispositivo
que traduz um sinal de cabo coaxial que está chegando
como uma onda de radiofrequência nesse
cabo coaxial em algo que pode ser usado pelo
restante da sua rede.
Esse modem a cabo atuará como um conversor, pegando
o sinal que chega pelo cabo coaxial e convertendo-o
em impulsos elétricos que podem ser enviados
por uma rede Ethernet normal usando um cabeamento de par
trançado não blindado de cobre, que pode então
ir para o roteador ou gateway.
Em seguida, temos uma linha de assinante digital ou modem DSL.
Semelhante a um modem
a cabo, um modem DSL também fará essa técnica de conversão,
mas, em vez de passar de uma frequência
de rádio por um cabo coaxial,
ele converterá um sinal que
chega por uma linha telefônica comum em algo
que possa ser usado pelo restante
da rede por um cabo de par trançado de cobre não blindado comum.
O próximo é conhecido como ONT ou
terminal de rede óptica.
Se estiver usando uma conexão de fibra para o mundo
externo, você usará um ONT
ou terminal de rede óptica para terminar o cabo.
Quando essa conexão de fibra chega à ONT, ela
atua como um conversor de mídia e
traduz os sinais de luz que chegam da
fibra em sinais elétricos que podem sair
por um cabo de par trançado não blindado de cobre
que retorna ao roteador ou ao gateway da rede.
E o dispositivo final que temos não é realmente um dispositivo,
mas mais um conceito.
E isso é conhecido como SDN ou rede definida por software.
Agora, a rede definida por software
ou as redes definidas por software são, na verdade, uma forma de virtualizar o
hardware de rede subjacente sobre o qual acabamos de falar.
Todos esses roteadores, switches, firewalls
e todos esses dispositivos podem ser convertidos
em equivalentes baseados na nuvem, com os
quais podemos interagir usando software.
E é aí que a rede definida por software
entra em ação.
Quando se trata de rede definida por software,
na verdade, dividimos as diferentes camadas
em que um dispositivo trabalha,
que é a camada de controle da infraestrutura
e a camada de aplicativos, nessas camadas separadas, e
interagimos com elas de forma programática usando
software para poder realizar diferentes funções em vários
dispositivos físicos em nosso mundo de rede, mas fazendo tudo isso a partir de
uma perspectiva de software.