Placa de Rede.

A placa de rede ou adaptador de LAN ou ainda NIC (Network Interface Card) funciona como uma interface entre o computador e o cabeamento da rede. Normalmente é uma placa de expansão que deve ser conectada em um dos slots localizados na parte traseira do computador. Juntamente com o Sistema Operacional, a placa de rede trabalha para poder transmitir e receber mensagens a partir da rede. Suas principais funções são: mover os dados para dentro da memória RAM do computador, gerar o sinal elétrico que trafega através do cabo da rede e controlar o fluxo de dados no sistema de cabeamento da rede.

A placa de rede possui uma área de armazenamento (buffer) que retém os dados por um certo período de tempo para compatibilizar a velocidade de tráfego, pois, no computador, os dados são processados em "bytes" (forma paralela) e no cabeamento da rede o tráfego é processado 1 bit por vez (forma serial).

A técnica que os adaptadores da LAN utilizam para controlar o acesso ao cabo e o tipo de conector deste cabo são atributos da arquitetura da rede utilizada.As seguintes especificações devem ser levadas em consideração ao especificar qual placa de rede deve ser utilizada:

Tipo de Barramento:

Especifica a interface da placa de rede com o computador (ISA, EISA, PCI e MCA).

Conector da Placa: Especifica o tipo de interface a ser utilizada pela placa de rede quando do acesso ao meio físico.

Os principais tipos são: RJ, BNC, ST, RJ/BNC, RJ/BNC/AUI, RJ/ST, MIC.

Padrão: Define o padrão de rede a ser utilizado. Os principais tipos são: Ethernet, Fast-Ethernet, Token-Ring, FDDI, ATM.

Velocidade de Transmissão: É a velocidade com que as informações trafegam pelo meio físico: 4Mbps, 10Mbps, 16Mbps, 100Mbps e outras.

Switch.

Trata-se de uma evolução do hub, com funções de pontes e roteadores e hardware especial que lhe confere baixo custo e alta eficiência. Ele possui barramentos internos comutáveis que permitem chavear conexões, tornando-o temporariamente dedicado a dois nós que podem assim usufruir toda capacidade do meio físico existente.

Em outras palavras, o switch permite a troca de mensagens entre várias estações ao mesmo tempo e não apenas permite compartilhar um meio para isso, como acontece com o hub. Desta forma estações podem obter para si taxas efetivas de transmissão bem maiores do que as observadas anteriormente.

O switch tornou-se necessário devido às demandas por maiores taxas de transmissão e melhor utilização dos meios físicos, aliados a evolução contínua da micro-eletrônica.

Gateway

É um dispositivo que permite a comunicação entre duas redes de arquiteturas diferentes. Ele atua em todas as camadas do modelo ISO/OSI.
Este equipamento resolve problemas de diferença entre tamanho máximo de pacotes, forma de endereçamento, técnicas de roteamento, controle de acesso, time-outs, entre outros. Como exemplo de gateway podemos citar um produto que integra redes TCP/IP com redes SNA.

Bridge.

As Bridges (ou pontes) são equipamentos que possuem a capacidade de segmentar uma rede local em várias sub-redes, e com isto conseguem diminuir o fluxo de dados (o tráfego). Quando uma estação envia um sinal, apenas as estações que estão em seu segmento a recebem, e somente quando o destino esta fora do segmento é permitido a passagem do sinal. Assim, a principal função das bridges é filtrar pacotes entre segmentos de LANs.

As Bridges também podem converter padrões, como por exemplo, de Ethernet para Token-Ring. Porém, estes dispositivos operam na camada "interconexão" do modelo OSI, verificando somente endereços físicos (MAC address), atribuídos pelas placas de rede. Deste modo, os "pacotes" podem conter informações das camadas superiores, como protocolos e conexões, que serão totalmente invisíveis, permitindo que estes sejam transmitidos sem serem transformados ou alterados.As bridges se diferem dos repetidores porque manipulam pacotes ao invés de sinais elétricos. A vantagem sobre os repetidores é que não retransmitem ruídos, erros, e por isso não retransmitem frames mal formados. Um frame deve estar completamente válido para ser retransmitido por uma bridge.

São funções da Bridge:
Filtrar as mensagens de tal forma que somente as mensagens endereçadas para ela sejam tratadas;
Ler o endereço do pacote e retransmiti-lo;
Filtrar as mensagens, de modo que pacotes com erros não sejam retransmitidos;Armazenar os pacotes quando o tráfego for muito grande;
Funcionar como uma estação repetidora comum.
A bridge atua nas camadas 1 e 2 do modelo de referência ISO/OSI, lendo o campo de endereços de destino dos pacotes de mensagens e transmitindo-os quando se tratar de segmentos de rede diferentes, utilizando o mesmo protocolo de comunicação.

Hub.

Um hub, concentrador ou Multiport Repeater, nada mais é do que um repetidor que, promove um ponto de conexão física entre os equipamentos de uma rede. São equipamentos usados para conferir uma maior flexibilidade a LANs Ethernet e são utilizados para conectar os equipamentos que compõem esta LAN.O Hub é basicamente um pólo concentrador de fiação e cada equipamento conectado a ele fica em um seguimento próprio. Por isso, isoladamente um hub não pode ser considerado como um equipamento de interconexão de redes, ao menos que tenha sua função associada a outros equipamentos, como repetidores. Os hubs mais comuns são os hubs Ethernet 10BaseT (conectores RJ-45) e eventualmente são parte integrante de bridges e roteadores.

Os Hubs permitem dois tipos de ligação entre si. Os termos mais conhecidos para definir estes tipos de ligações são: cascateamento e empilhamento:

Cascateamento: Define-se como sendo a forma de interligação de dois ou mais hub's através das portas de interface de rede (RJ-45, BNC, etc);

Empilhamento: Forma de interligação de dois ou mais hubs através de portas especificamente projetadas para tal (Daisy-chain Port). Desta forma, os hubs empilhados tornam-se um único repetidor. Observar que cada fabricante possui um tipo proprietário de interface para esse fim o que limita o emprego do empilhamento para equipamentos de um mesmo fabricante em muitos casos.

Com o uso do hub o gerenciamento da rede é favorecido e a solução de problemas facilitada, uma vez que o defeito fica isolado no segmento da rede, bem como facilita a inserção de novas estações em uma LAN.Quando acontece de ocorrer muitas colisões, o hub permite isolar automaticamente qualquer porta (autopartição do segmento). Quando a transmissão do primeiro pacote é satisfatória, o hub faz uma reconfiguração automática do segmento.

Roteadores.

O Roteador é um equipamento responsável pela interligação das redes locais entre si e redes remotas em tempo integral. Em outras palavras, permite que uma máquina de uma dada rede LAN comunique-se com máquinas de outra rede LAN remota, como se as redes LAN fossem uma só. Para isso, ele usa protocolos de comunicação padrão como TCP/IP, SPX/IPX, Appletalk, etc. Têm a função de decidir o melhor caminho para os "pacotes" percorrerem até o seu destino entre as várias LANs e dividem-nas logicamente, mantendo a identidade de cada sub-rede.

Na prática os roteadores são utilizados para o direcionamento de "pacotes" entre redes remotas, atuando como verdadeiros "filtros" e "direcionadores" de informações. Recursos como "compressão de dados" e "spanning tree" (técnica que determina o percurso mais adequado entre segmentos, podendo inclusive reconfigurar a rede, em casos de problemas no cabo, ativando um caminho alternativo), compensam inconvenientes como velocidades de transmissão ao utilizarmos modems ou linhas privadas como meio de transmissão de redes remotas.

Os roteadores possuem várias opções de interfaceamento com LAN�s e WAN's. Por exemplo, podemos ter opções de interfaces LAN, portas UTP, FDDI ou AUI, através dos quais poderá ser realizada a conexão com a rede local. As interfaces WAN's servem para realizarmos a conexão com dispositivos de transmissão remota (modems), seguindo os padrões de protocolos V-35, RS-449, RS-232 entre outros.

Devido às suas habilidades sofisticadas de gerenciamento de redes, os roteadores podem ser utilizados para conectar redes que utilizam protocolos diferentes (de Ethernet para Token Ring, por exemplo). Como o roteador examina o pacote de dados inteiro, os erros não são passados para a LAN seguinte.

Conforme mencionado, este equipamento atua nas camadas 1,2 e 3 do modelo ISO/OSI. Através de uma série de regras como: rotas estáticas inseridas no roteador, rotas dinâmicas aprendidas através de protocolos de roteamento usado entre roteadores (RIP, OSPF, etc), o roteador consegue rotear pacotes de dados recebidos por um determinado caminho.

Os roteadores são capazes de interpretar informações complexas de endereçamento e tomam decisões sobre como encaminhar os dados através dos diversos links que interligam as redes podendo incluir mais informações para que o pacote seja enviado através da rede. Por exemplo, um roteador poderia preparar um pacote Ethernet em um encapsulamento com dados que contém informações de roteamento e de transmissão para ser transmitido através de uma rede X.25. Quando esse "envelope" de dados fosse recebido na outra ponta, o roteador receptor retiraria os dados X.25, e enviaria o pacote Ethernet no segmento de rede local associado.

Os roteadores podem selecionar caminhos redundantes entre segmentos de rede local e podem conectar redes locais usando esquemas de composição de pacotes e de acesso aos meios físicos completamente diferentes. No entanto, por causa de sua complexidade e funcionalidade, um roteador é mais lento do que uma Bridge. Ele lê as informações contidas em cada pacote, utiliza procedimentos de endereçamento de rede para determinar o destino adequado e então recompõe os dados em pacotes e os retransmite.Os roteadores são bem utilizados no meio Internet / Intranet e para comunicação LAN-to-LAN (como, por exemplo, ligação matriz-filial). No meio Internet / Intranet, o roteador aparece na ligação do site do provedor (rede local do provedor) ao link Internet, bem como na conexão do provedor a sub- provedores via LP de dados (especializada), LP de voz (não especializada) ou mesmo linha discada. Matriz e filial pode usar a Internet para este fim, usando algum artifício de proteção nas pontas para evitar acesso público, o chamado software de firewall.

Na comunicação LAN-to-LAN, a matriz pode ser conectada às filiais através do roteador usando LP (dados ou voz) ou mesmo rede de pacotes.

Modem.

O Modem é um dispositivo conversor de sinais que faz a comunicação entre computadores através de uma linha dedicada para esse fim. Seu nome é a contração das palavras MOdulador e DEModulador, pois essas são suas principais funções.O Modem executa uma transformação, por modulação (modem analógico) ou por codificação (modem digital), dos sinais emitidos pelo computador, gerando sinais analógicos adequados à transmissão sobre uma linha telefônica, por exemplo. No destino, um equipamento igual demodula (modem analógico) ou decodifica (modem digital) a informação, entregando o sinal digital restaurado ao equipamento terminal a ele associado.

Para conseguir estabelecer uma conexão com uma linha telefônica, o programa de comunicação envia um comando para o modem solicitando essa conexão, utilizando uma linguagem padrão. O modem do PC que solicitou essa linha (chamaremos de modem local) disca os pulsos do número do telefone. O modem faz o reconhecimento do comando e envia um sinal RDL (Receive Data Line) ao PC na linha de Recepção de dados. Quando o modem que esta do outro lado da conexão (o modem remoto) responde a chamada, o modem local envia um tom de comunicação avisando o modem remoto que ele está sendo chamado por outro modem e o modem remoto responde com um tom mais alto.

Os dois modems realizam um handshake (processo pelo qual trocam informações sobre como irão gerenciar o envio de dados). Aqui se define a velocidade de transferência, o número de bits que sinalizarão o início e o fim, no caso de modem analógico, se irão utilizar bits de paridade, se irão operar em Half-Duplex ou Full-Duplex. Se o sistema local e remoto não usarem a mesma configuração, ficarão enviando caracteres que não fazem sentido ou não se comunicarão de forma alguma.

Do outro lado da linha, o modem remoto escuta os dados que estão chegando com uma série de tons em diferentes freqüências. Ele demodula estes tons em sinais digitais enviando-os ao computador receptor. Ambos os computadores podem enviar e receber sinais ao mesmo tempo, porque o uso de um sistema padrão de tons permite que os modems de ambos os lados diferenciem os sinais de entrada e saída.No momento em que é informado ao programa de comunicação para que ele finalize uma sessão, o programa envia outro comando HAYES ao modem para que ele desfaça a conexão telefônica. Se a conexão for desfeita pelo sistema remoto o modem irá enviar um sinal de Detecção de Linha (CD) ao computador, informando ao programa que a comunicação terminal terminou.