Registros do meu aprendizado sobre Redes, seguindo a trilha da Cisco.
Internet
A internet é uma rede de redes interconectadas que permite a comunicação entre diversas pessoas de qualquer lugar do mundo. O acesso a sites, blogs, jogos online é através da internet.
Os usuários têm suas redes locais que acabam se conectando na internet. O caminho percorrido pode ser através de fibra óptica, fios de cobre, satélites etc.
Essas redes locais (LAN - Local Area Network) podem ter diversos tamanhos, apesar do mais comum ser uma rede doméstica com apenas um roteador.
SOHO: Significa pequeno escritório doméstico, que se refere a redes de pequeno porte, comuns em pequenos escritórios ou residências, conectando dispositivos como computadores, impressoras e roteadores, possibilitando acesso à internet e compartilhamento de recursos.
WAN (Wide Area Network): É uma rede mais ampla que interconecta várias redes LAN.
Banda larga
A banda larga permite a conexão contínua com a internet, substituindo a internet discada. As vantagens da banda larga incluem poder navegar na internet de forma mais rápida e conseguir realizar várias atividades simultâneas sem depender de linhas telefônicas.
Quanto maior a largura de banda, maior a capacidade de transferir dados. Essa transferência de dados é feita através do: DSL, conexão a cabo, fibra óptica, satélite, 4g/5g
Dados e sinais
| Dado voluntário | Dado observado | Dado inferido |
|---|---|---|
| Dados que sabemos que são compartilhados. Como informações em perfil de rede social. | Registros de atividades em segundo plano. | Análise de dados observados e voluntários que disponibilizamos na internet. |
Quando compartilhamos algum dado na internet, esse dado não chega no destino de uma forma linear do jeito que a enviamos. O dado que a origem envia é transformado em bits que é transformado em sinais e esses sinais são enviados pela rede.
Bit: Computadores interpretam padrões de bits, onde esses padrões são resumidos em uma sequência de 8 bits (como no padrão ASCII) entre os números 0 e 1. Um byte é 8 bits.
A rede por onde esses sinais passam é chamada de meio de transmissão (cobre/óptico/sem fio). E esses sinais podem ser convertidos N vezes de acordo com o tipo do meio, isso até chegar no destino.
Os sinais podem ser do tipo: elétrico, óptico e sem fio.
| Elétrico | Óptico | Sem fio |
|---|---|---|
| Representação em pulsos elétricos de fio de cobre | Conversão em pulsos de luz | Uso de infravermelho, microondas ou ondas de rádio pelo ar |
Sinal Óptico: Também conhecido como pulsos de luz, usa um laser/LED que converte os dados digitais em pulsos de luz e existe um conversor que traduz esses sinais em dados digitais (e vice versa).
Sinal elétrico: Está relacionado ao fio de cobre, pois é ele que conduz eletricidade para transportar os dados na forma de ondas eletromagnéticas.
Cabos coxiais e DSL utilizam fios de cobre, ou seja, usam o sinal elétrico.
Conexão na rede
| Dispositivo final (Host) | Dispositivo intermediário | Meios de rede |
|---|---|---|
| PC, notebook, celular, tablet | Gateway, switch, roteador, firewall | Mídia LAN, WAN, Sem fio |
A conexão usada pela maioria das redes domésticas não são com fibra óptica, pois a fibra óptica é ideal para sinais que percorrem longas distâncias. No contexto doméstico, o mais utilizado é a conexão por cabo ou por DSL.
- Cabo: O sinal de internet é enviado pelo mesmo cabo coaxial que entrega a TV a cabo.
Os usuários compartilham a banda larga da internet, o que faz com que, em horários de pico, a conexão fique mais lenta, mas ainda sim a conexão por cabo acaba sendo mais rápida do que o DSL.
- DSL: Significa Linha Digital do Assinante. Ela mantém a conexão com a internet sempre ativa, requerendo um modem especial e que passa por fios de telefonia.
Nesse caso não há o compartilhamento entre os usuários, porém quanto mais longe da provedora, mais lenta será a conexão por conta da distância.
Provedoras de serviço - ISP
A internet disponibilizada, seja por cabo, DSL ou outra forma, é através de provedoras de serviço de internet (ISP) que fornece esse link entre o usuário e a internet. Ou seja, o ISP oferece toda a infraestrutura de rede para acessar a internet, e além disso acabam oferecendo serviços adicionais.
O fluxo do ISP pode ser descrito como:
- Um dispositivo final pode estar conectado a um roteador;
- O roteador envia os dados do dispositivo final para o modem;
- O modem transforma em sinais analógicos e os envia para o ISP;
- O ISP recebe os sinais, os processa e envia para o destino;
- O modem recebe esses dados do ISP e os converte em sinais digitais e repassa para o roteador;
- O roteador organiza os pacotes de dados e envia para o dispositivo final;
- O dispositivo final de destino recebe as informações da origem;
Modem e Roteador
Modem
O modem está diretamente conectado aos ISPs. É responsável por captar os sinais analógicos do ISP e transformar em sinais digitais (e vice versa).
Essa conexão é através de um cabo WAN que se conecta diretamente a um roteador ou a um computador.
O modem também pode ter um IP público atribuído pelo ISP.
Roteador
O roteador não tem conexão direta com os ISPs, precisando de um modem para isso. A função do roteador é gerenciar os dispositivos que estão dentro da rede LAN.
Ou seja, os dispositivos finais que se conectam a um roteador fazem parte de uma rede LAN. A conexão desses dispositivos com o roteador é feito através de cabos ethernet ou de wi-fi.
O roteador é responsável por disponibilizar IPs privados para cada um dos dispostivos que fazem parte da sua rede LAN.
Modem + Roteador
O roteador e o modem podem trabalhar juntos. O modem é capaz de transmitir os sinais digitais para o roteador e o roteador é capaz de organizar os pacotes de dados e enviar para o respectivo dispositivo final.
O processo reverso também funciona. Além de que o roteador é capaz de traduzir, com ajuda do NAT, os IPs privados em um único IP público que permite a comunicação a fora na internet.
- NAT (Network Address Translation): É uma tecnologia que permite que múltiplos dispositivos compartilhem de um mesmo IP público. E dentro dessa tecnologia existem alguns tipos como: NAT estático, dinâmico e o overload.
Arquitetura Cliente-Servidor e P2P
Essas arquiteturas são algumas que existem e é importante compreender suas diferenças.
Hoje em dia, na internet, usamos o padrão de cliente-servidor. O cliente é o nosso dispositivo, podendo ser o celular, notebook, tablet e afins. Nesse cliente-servidor, existe um servidor dedicado (centralizado) que lida com a comunicação e redirecionamento para esses clientes.
Por exemplo, o youtube ou até mesmo o dev.to tem seus servidores em que eles armazenam os seus conteúdos. Ao digitarmos por "youtube" ou "dev.to", a busca do navegador leva até o IP dos seus servidores e retornam a lista de vídeos, no youtube, e a lista de posts, no dev.to.
Na arquitetura P2P (peer-to-peer) não existe esse servidor centralizado. O cliente se conecta diretamente ao IP de outro cliente. Ou seja, no P2P os clientes só compartilham a rede, porém uma hora um dispositivo pode servir como cliente e outra hora pode servir como servidor, pois não existe um servidor fixo que gerencia essa comunicação e troca de recursos.
O P2P é inseguro por não ter uma autenticação, uma criptografia. Um exemplo é o torrent, onde você se conecta e faz download de arquivos pirateados através de outros dispositivos que estão atuando como servidor, mas que na verdade é um outro cliente, já que não existe um servidor centralizado.
Outro exemplo pode ser chats de bate papo. Pode existir chats que utilizam o cliente-servidor ou o P2P. No contexto do cliente-servidor, um cliente A vai enviar uma mensagem para o cliente B, e antes dessa mensagem chegar no cliente B, ela bate no servidor do chat e após isso a mensagem é redirecionada para o cliente B. Enquanto no P2P, a mensagem seria entregue sem essa etapa do servidor.
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