Curso Profissional de Técnico BAD ESCOLA SECUNDÁRIA DO P

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Escola Secundária do Padrão da Légua (402412)
TI - Técnico BAD – Internet – Mód. 3
ESCOLA SECUNDÁRIA DO P. DA LÉGUA
Curso Profissional de Técnico BAD
Tecnologias da Informação – Módulo 3
2010/2011
DOCUMENTO DE APOIO À DISCIPLINA
REDES E INTERNET
Prof. José Novais
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Dispositivos de interligação de redes
As organizações têm cada vez mais necessidade de expandir as suas redes, aumentando a sua
extensão, criando e interligando sub-redes ou estabelecer meios de comunicação entre as suas redes
locais a redes alargadas (sobretudo a Internet). Para tal existem diversos dispositivos, que se diferenciam
entre si de acordo com as funções que desempenham. Os principais dispositivos de
expansão/interligação de redes são:
Repeaters (repetidores)
Os repeaters são simples dispositivos electrónicos que repetem, regeneram e amplificam os sinais de
modo a evitar a atenuação que ocorre ao longo do cabo, permitindo, desta forma, aumentar o alcance
desse cabo.
Bridges (pontes)
As bridges são dispositivos que permitem interligar duas ou mais sub-redes e gerir o tráfego entre as
diferentes partes da rede. As bridges podem ser usadas para ligar duas ou mais sub-redes locais
situadas em diferentes compartimentos, controlando o tráfego das mensagens, de modo a deixar passar
de um segmento de rede para outro, mensagens destinadas a um computador situado no outro
segmento, reduzindo congestionamentos de tráfego de mensagens.
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Hubs
Os hubs são dispositivos de centralização de ligações em redes de computadores.
Faz a transmissão de dados para uma rede com uma topologia em estrela.
Existem 2 tipos de hubs:
Passivos – Apenas actuam como uma simples caixa com circuitos eléctricos onde são
efectuadas as interligações dos cabos dos computadores ligados em rede. Activos – Actuam
também como repetidores ou regeneradores de sinal.
Switches
São também designados switching hubs. São dispositivos que para além de permitirem a centralização
das ligações entre os computadores de uma rede local, proporcionam a comutação e
o controlo de tráfego entre computadores e sub-redes.
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Routers
Os routers são dispositivos de encaminhamento (routing) de mensagens que permitem interligar redes
locais ou remotas, formando desta forma uma WAN ou uma Internet.
Enquanto que uma bridge apenas é capaz de analisar se uma mensagem se destina a um ponto na sua
sub-rede de origem ou de outra sub-rede, um router analisa e processa os endereços dos pacotes a um
nível superior, de forma a determinar a melhor rota para uma mensagem chegar ao destino. Enquanto
que uma bridge interliga apenas dois segmentos de uma rede local ou uma rede local a um único nó de
uma rede alargada, um router pode ser um nó de interligação de várias sub-redes ou de uma Internet.
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Gateways
Os gateways são dispositivos (com estrutura semelhante a computadores) que têm como função
fundamental a conversão de dados entre dois tipos redes que usam diferentes sistemas operativos ou
diferentes protocolos de comunicação (por exemplo, converter dados de uma rede Ethernet para uma
Token Ring), por isso também costumam ser definidos como conversores de protocolos.
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Topologias, padrões e arquitecturas de redes
Topologias das redes de computadores
A topologia de uma rede descreve o modo como todos os dispositivos estão ligados entre si e o
processamento de troca de informação entre eles. A topologia reduz os custos e aumenta a eficiência do
sistema através da combinação de recursos anteriormente dispersos. É frequente distinguir-se entre:
Topologia física – diz respeito à disposição física dos computadores e cabos de rede;
Topologia lógica – diz respeito ao modo como os sinais circulam entre os
computadores da rede.
Existem 2 tipos de modelos de arquitectura física de rede: os modelos do tipo broadcast com ligação
multiponto e os modelos de ligação ponto-a-ponto.
Nos sistemas broadcast todos os componentes da rede partilham o mesmo meio de comunicação.
Qualquer mensagem emitida por um dos componentes, leva o endereço do destinatário, mas é ouvida
por todos os computadores ligados á rede. Cada computador verifica se a mensagem lhe é dirigida, caso
não seja, ignora-a.
A ligação ponto-a-ponto estabelece ligações directas entre pares de dispositivos diferentes dentro da
rede. Nesta ligação a mensagem emitida por um dos computadores da rede, poderá de ter de passar por
vários computadores, antes de chegar ao destinatário.
A escolha da topologia a um determinado sistema é feita através da análise dos seus objectivos e
necessidades. Por vezes, são utilizadas várias topologias para se conseguir a melhor eficiência ao
melhor preço.
As principais topologias físicas das redes de computadores são as seguintes:
Topologia ring ou anel;
Topologia bus ou barramento linear;
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Topologia star ou estrela;
Topologia mesh ou malha;
Topologia de estrela hierárquica ou em árvore;
Topologia baseadas num backbone ou espinha dorsal;
Topologia ring ou anel
A topologia em anel consiste em ligações directas entre pares de dispositivos diferentes (ligações pontoa-ponto), que no seu conjunto, formam um ciclo fechado.
A informação é transmitida através do anel sobre a forma de pacotes de dados que são enviados em
torno do anel numa direcção pré-definida. Esses pacotes de dados contêm não só a informação
propriamente dita, mas também contêm informação do remetente e destinatário da transmissão. Cada
dispositivo ao receber o pacote analisa a informação, caso seja ele o destinatário do pacote retira-o da
rede, se não passa-o ao dispositivo seguinte.
Topologia bus ou barramento linear
Numa rede um barramento é um caminho de transmissão de pacotes de dados, os quais são largados e
lidos pelos dispositivos cujo o respectivo endereço está especificado no cabeçalho desses pacotes. Na
figura seguinte podemos visualizar uma topologia em barramento, que consiste num cabo com dois
pontos terminais e com vários dispositivos ligados ao cabo.
Numa rede em barramento todos os dispositivos vêem os pacotes, uma vez que todos os dispositivos
estão ligados directamente ao cabo por onde circulam esses pacotes. Mas como cada
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dispositivo tem um endereço único, é fácil através da análise dos pacotes seleccionar os que lhe são
destinados. Apesar de neste tipo de topologia o número de dispositivos e a distância entre eles ser
limitada, permite usar grandes velocidades com enorme fiabilidade. Se falhar um dos dispositivos da
rede, essa falha não afecta totalmente a rede, a não ser que o bus falhe por completo.
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Topologia star ou estrela
Esta topologia tal como o nome indica tem a forma de uma estrela, que consiste na utilização de vários
cabos (ex. cabo de par entrançado) que ligam cada dispositivo a um ponto central (ex. hub). Para que
uma rede tenha uma topologia em estrela, não é necessário estar organizada em forma de estrela, mas
sim ter um cabo próprio a ligar cada dispositivo a um ponto central. Neste tipo de topologia o dispositivo
central é que orienta a transmissão de informação na rede. Este tipo de topologia torna pouco fiável a
rede uma vez que basta falhar o dispositivo central para que toda a rede pare por completo e também a
troca de grandes quantidades de informação podem sobrecarregar o dispositivo central, congestionando
a circulação de informação na rede.
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Topologia mesh ou malha
Numa topologia em mesh ou malha, existe uma ligação ponto-a-ponto entre cada par de computadores da
rede. Este tipo de topologia ocorre bastante em redes WANs (redes que cobrem vastas áreas
geográficas) onde os vários locais se ligam uns aos outros geralmente com base em linhas telefónicas
preexistentes. Neste tipo de topologia os dispositivos de interligação (ex. routers) a que encaminham as
mensagens através dos vários nós da malha constituída.
Topologia hierárquica ou árvore
Este tipo de topologia é baseada em hubs que permitem uma estruturação hierárquica de várias redes ou
sub-redes. Um hub central interliga várias redes, as quais por sua vez, também são formadas por hubs
onde se ligam computadores ou sub-redes. Este tipo de topologia permite com bastante facilidade, a
expansão das redes ou a interligação de novas redes e assegura a gestão do conjunto de redes assim
interligadas.
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Topologia baseada num backbone ou espinha dorsal
Este tipo de topologia caracteriza-se pela existência de um cabo que desempenha o papel de backbone
ou espinha dorsal, isto é, um cabo normalmente de elevado desempenho que cobre determinada área,
mais ou menos extensa, e ao qual se ligam diversas redes ou sub-redes, através de dispositivos de
interligação.
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Alguns principais padrões de redes
As principais tecnologias de rede padrão utilizadas são: a Ethernet, RDIS e o ATM.
Ethernet
A Ethernet é a tecnologia mais utilizada nas redes locais, foi inicialmente desenvolvida pela Xerox vindo
posteriormente a ser desenvolvida pela Xerox, Dec e Intel. As redes Ethernet dispõem-se em topologia de
bus ou estrela e utilizam cabo coaxial ou entrançado que permite a transmissão de dados a velocidades
até 10Mbps (10Base-T). É através do protocolo CSMA/CD (´Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection´) que os diversos dispositivos ligados à rede competem pelo seu acesso. Os dispositivos
Ethernet possuem um endereço de 6 bytes (48 bits) que é atribuído por uma entidade central por forma a
não haver endereços repetidos. As placas que ligam os computadores ao cabo da rede estão sempre a
receber a informação que circula pelo bus. No momento que se dá a transmissão de dados, todos os
outros computadores da rede não podem transmitir. Apesar de as mensagens transmitidas serem
detectadas por todas as placas dos computadores ligados à rede, só apenas aqueles em que essas
mensagens se destinam a que as recebem e as interpretam. Se um computador pretende iniciar uma
transmissão, terá de esperar que o bus esteja livre. Pode acontecer que 2 ou mais computadores iniciem
uma transmissão ao mesmo tempo, sem que nenhum deles tenha detectado que o cabo já estava
ocupado com uma transmissão, o que provocará uma colisão. Quando ocorre uma colisão, as placas dos
computadores que tinham tentado iniciado a sua transmissão, detectam um ruído e ficam à espera
durante um tempo que é gerado pela placa de rede, tentando novamente até se dar a transmissão.
Existe a Ethernet rápida também denominada 100Base-T que permite a transmissão a velocidades até
100 Mbps.Também utiliza o protocolo CSMA/CD que permite aumentar ou diminuir o tamanho da rede
sem que a performance e a fiabilidade da rede se degradem o que facilita a sua gestão.
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ISDN (Integrated Services Digital Network)
Rede Digital com Integração de Serviços é a tradução portuguesa deste novo padrão de redes de
telecomunicações, em substituição das redes analógicas telefónicas tradicionais. É um padrão muito
próximo da transmissão física e como tal pode servir de infra-estrutura a outros protocolos e serviços de
redes. Pode funcionar em cabos eléctricos ou em fibra óptica. As conexões dentro destas redes são
pontoa-ponto, o que permite quer a comutação de circuitos quer a comutação de pacotes. Um interface
de ligação a iuma linha ISDN é designado por NT (Network Termination) e inclui placas de interface para
computadores e para telefones. As linhas ISDN permitem ligar computadores , sendo também indicadas
para o acesso à Internet.
Acesso Básico
Acesso Primário
2B+D
30B+D
2 x 64 + 16 Kbps = 144 Kbps (192 Kbps reais)
30 x 64 + 64 Kbps =1984 Kbps (2 Mbps reais)
Os serviços integrados podem ser muito diversificados, desde voz e serviços de vídeo, passando pelas
comunicações entre computadores.
Com a evolução para B-ISDN (Broadband ISDN), que permite atingir taxas de transmissão da ordem dos
Gigabit/s e proporcionar múltiplos acessos simultâneos, os serviços podem passar a incluir também a
transmissão de vídeo em tempo real, como TV, videofone e videoconferência.
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DSL (Digital Subscriber Line)
Esta tecnologia permite utilização das linhas em pares de cobre, normalmente existentes para suporte
das ligações telefónicas, com débitos relativamente elevados, que poderão atingir os 6.1 Mbps. Os seus
débitos elevados e a possibilidade de suportar na mesma linha as comunicações de voz e de dados, a
tecnologia DSL poderá, em muitos casos substituir a tecnologia ISDN, principalmente quando esta é
usada essencialmente como rede de acesso a outras redes (Internet).
Variações desta tecnologia:
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
Para ser utilizada em zonas residenciais e pequenas empresas, sendo a largura de banda disponibilizada
aos utilizadores de forma assimétrica. A assimetria justifica-se pelo facto de, normalmente os subscritores
serem mais consumidores de informação do que produtores.
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HDSL (High bit-rate DSL)
Bastante utilizado nos USA para ligações de grandes empresas, possibilitando o transporte duplex de
grupos de canais de voz T1 ou E1 num só par telefónico. A principal característica desta variante pé o
facto de a largura de banda ser simétrica.
VDSL (Very Hihg Data-Rate DSL)
Permite débitos de acesso bastante elevados, mas limitada a distâncias da ordem das poucas centenas
de metros.
Variante
Débito (dowstream;
upstream)
Distância entre o
utilizador e o nó da rede
Exemplos de aplicação
ADSL
1.544 a 6.1 Mbps; 16 a
640 Kbps
De 3 a 6 Km, consoante o
débito
Acesso à Internet, Video-apedido, Acesso remoto a LANs
HDSL
1.544 a 2.48 Mbps; duplex
Até 3600 metros
T1/E1, Acesso a servidores em
LANs e WANs
VDSL
1.54 a 55 Mbps; 1.54 a 2.3
Mbps;
De 300 a 1300 m,
consoante o débito
Acesso a redes ATM e redes
de alto débito
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Modem Cabo
A grande largura de banda disponível nas redes de distribuição de televisão por cabo e o facto de estas
abrangerem centenas de milhares de utilizadores tem levado a que os operadores destas redes explorem
o serviço de acesso à Internet, a débitos muito superiores àqueles que são disponibilizados pela rede
telefónica ou mesmo pela rede ISDN. Este serviço pode ser disponibilizado com investimentos
relativamente reduzidos na infra-estrutura de cabo, de modo a torná-la bidireccional, e com recurso a
modems para cabo coaxial instalados em casa dos clientes e nos operadores. Tirando partido da grande
largura de banda, podem atingir débitos desde os 500Kbps até aos 10 Mbps. Tal como no caso da
tecnologia DSL, os modems cabo permitem débitos simétricos ou assimétricos nos dois sentidos da
ligação utilizador-rede.
O modem cabo possui uma porta para ligação ao televisor e outra para ligação de uma placa de rede
(NIC – Network Interface Card) a instalar no computador. Esta configuração permite a utilização em
simultâneo dos serviços de televisão e de acesso bidireccional à Internet.
Inconvenientes apontados a esta tecnologia:
Largura de banda partilhada. Numa dada rede de distribuição local, esta tem que ser
partilhada pelos diversos utilizadores (subscritores de determinado arruamento ou edifício),
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o que pode conduzir a alguma congestão. A experiência mostra que o estrangulamento mais
frequente é o da própria Internet.
Segurança. As questões de segurança tem vindo a ser ultrapassadas com a utilização de
modems cabo que encriptam a informação do utilizador, de forma a que os outros utilizadores da
mesma área não tenham acesso a ela.
ATM (Asynchronous Transfer Mode)
A rede ATM baseia-se numa tecnologia de desenvolvimento recente e define uma estrutura de camadas
próprias, diferente do modelo OSI. A fibra óptica permite comunicações a longa distância com taxas de
erros muito inferiores às cablagens de cobre a curta distância. Este avanço provocou necessariamente
uma inadequação da tecnologia de nível superior existente. Tradicionalmente uma das grandes
preocupações era lidar de uma forma eficiente com taxas de erros relativamente elevadas. A definição do
ATM teve em consideração este facto adoptando a técnica Cell Relay (tecnologia de transmissão
baseada em células). As células são semelhantes aos pacotes, mas com tamanho reduzido e fixo. A ATM
é aplicável a redes de qualquer dimensão (LANs, MANs, WANs). Estas redes são montadas geralmente
em fibras ópticas, portanto com elevada largura de banda e altas taxas de transmissão (155 a 622 Mbits/s
nas implementações actuais). Com estas taxas de transmissão, as redes ATM possibilitam a transmissão,
em simultâneo, de uma gama de serviços telemáticos, incluindo dados, voz, vídeo. Devido a esta
facilidade o ATM foi adoptado como tecnologia base para a implementação da B-ISDN.
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Algumas das principais arquitecturas de rede
Uma arquitectura global de rede deverá ser definida desde a camada física atá aà camada da aplicação
(camadas do modelo OSI), ou seja , todos os níveis necessários para que os putadores possam
comunicar entre si.
Uma arquitectura de rede é definida fundamentalmente pelos seguintes elementos:
Topologia Lógica
O modo de circulação dos dados nos meios físicos da rede e um método de acesso aos meios
físicos de transmissão. Estes aspectos são normalmente implementados nas placas de rede e
respectivo software de drivers (ex: padrão Ethernet).
Protocolos de comunicação
Módulos de software incluídos ou adicionados ao sistema operativo, que viabilizam a comunicação
entre computadores numa rede. Podemos definir um Protocolo como um conjunto de regras que os
computadores devem possuir, isto é, para que dois computadores possam comunicar entre si têm
de ter as mesmas regras, a mesma linguagem.
Módulos de interface
Módulos existentes entre as aplicações do utilizador e as camadas inferiores do sistema operativo
de rede. Entre esses módulos figura um elemento que é responsável pelo redireccionamento das
chamadas a operações de rede.
No caso das redes locais, as arquitecturas são determinadas principalmente pelo respectivo
sistema operativo de rede (NOS-Network Operation System)
Tipos de protocolos:
• Open protocols
São protocolos abertos utilizados por todos os computadores; comuns a todos os computadores;
-TCP/IP  da Internet e sistemas UNIX
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• Vendor-Specific protocols
Protocolos fechados usados por redes específicas tal como:
-IPX/SPX - do Netware da Novell
-NetBEUI  da Microsoft e IBM
-Apple Talk  da Apple
-DLC  IBM
O modelo OSI nunca foi seguido em datalhe pelos fabricantes, contudo muitos dos conceitos são
aplicados pelo menos parcialmente.
MR-OSI na prática - Independência entre camadas
A possibilidade de usar conjuntamente camadas de diversos fabricantes nunca se tornou real. O único
ponto onde isto se verifica parcialmente é entre as camadas 2 e 3. Este facto está relacionado com os
fabricantes envolvidos, os fabricantes de implementações dos níveis 1 e 2 são fabricantes de
hardware/firmware, enquanto os restantes níveis são normalmente implementados por software de alto
nível, no contexto de um sistema operativo em particular, produzido por outros fabricantes. Os níveis 1 e
2 do modelo de referência OSI são na maioria dos casos práticos materializados por um conjunto
hardware/firmware designado por interface de rede, placa de rede ou NIC (Network Interface Card).
Mesmo neste caso é necessário um componente de software designado por device driver que serve
como elo de ligação.
Níveis 3 a 7 (Sistema
Operativo) (Software)
Device Driver
Níveis 1 e 2 (Interface
de Rede) ( Hardware
+ Firmware )
Os device-drivers são normalmente fornecidos pelos fabricantes das interfaces de rede, para cada
combinação "Interface de Rede / Sistema Operativo" é necessário um device-driver apropriado.
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OSI na prática - Camadas
As camadas definidas no modelo OSI são genéricamente respeitadas, com bastantes omissões. Como já
foi referido as camadas 1 e 2 são geralmente implementadas em conjunto, dando origem às interfaces de
rede. Apesar de implementadas em conjunto, a distinção entre as camadas 1 e 2 também é geralmente
bastante clara na prática.
A camada de rede está presente em todas as arquitecturas, contudo nem sempre com as características
apontadas no modelo OSI. Por exemplo o suporte ao encaminhamento entre tecnologias de ligação lógica
e física de diferentes tipos nem sempre é suportado.
A camada de transporte nem sempre existe, mesmo quando existe, geralmente, as aplicações podem
usar directamente a camada de rede, contrariando assim o modelo. Em muitos outros casos reais, não é
proporcionada a fiabilidade que o modelo define para esta camada.
As camadas de sessão e de apresentação raramente existem, geralmente a implementação da
respectiva funcionalidade fica a cargo das próprias aplicações.
Arquitecturas de ligação física e lógica
Na prática, pelas razões anteriormente apontadas, existe quase sempre uma separação total entre os
níveis 1/2 e os restantes níveis. Uma vez que nestes níveis não há necessidade de usar tecnologias
homogéneas para garantir comunicações globais (isso é garantido pela camada de rede). Entre
implementações LAN e WAN, a diversidade é enorme, a titulo de exemplo apresenta-se
o caso da arquitectura IEEE 802 muito generalizado nas LAN e com várias camadas bem definidas:
Como se pode observar a camada 2 do modelo OSI aparece aqui dividida em duas subcamadas, LLC e
MAC.
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Arquitectura TCP/IP
Em muitos aspectos a evolução da arquitectura TCP/IP pode-se considerar como sendo a abordagem
contrária à do modelo OSI. O modelo OSI é uma definição teórica, abundante em conceitos que
abrangem todas as situações potenciais. A arquitectura TCP/IP, pelo contrário foi sendo definida à medida
que as necessidades reais se iam revelando. É por isso uma arquitectura extremamente pragmática onde
apenas está definido o que é efectivamente necessário nas situações mais correntes. Outro dos factores
de sucesso para o TCP/IP é o facto de ser uma tecnologia aberta, na realidade, como muitos outros
projectos do género, qualquer um pode contribuir.
Curiosamente, usando uma abordagem oposta, a arquitectura TCP/IP acabou por conseguir atingir
alguns dos principais objectivos do modelo OSI, nomeadamente no que toca a conseguir interligar
sistemas de diversos fabricantes.
Os protocolos TCP/IP começaram a ser desenvolvidos no inicio dos anos 70, inicialmente para uma rede
com fins militares, nos anos 80 começou a ser criada a "internet", usada basicamente por instituições de
investigação/educação. Desde essa altura o número de ligações nunca parou de aumentar, numa fase
inicial mais limitada às instituições de ensino e investigação, com a RIPE ("Réseaux IP Européens") e
posterior criação do EBONE ("backbone" europeu de ligação à "internet").
Em portugal, no inicio dos anos 90 é criada a RCCN ("Rede para a Comunidade Científica Nacional"), a
interligar diversas universidades públicas, ligada por sua vez ao EBONE. Nesta altura a "internet" estava
ligada a cerca de 5 milhões de computadores, mas ainda não se tinha instalado nas áreas comerciais e
domesticas. O sistema operativo dominante na "internet" era o Unix, ao qual se fica a dever esta fase de
expansão inicial na qual TCP/IP era sinónimo de UNIX. Nesta altura as arquitecturas proprietárias ainda
tinham uma expressão significativa no mundo empresarial e proliferavam produtos de interligação entre
sistemas proprietários que permitiam um certo grau de integração, mas sempre parcial.
Dada a frustração geral pelas dificuldades de integração e devido ao facto de a "internet" proporcionar
quantidades de informação muito grandes, começou a ser exigido aos sistemas o suporte de TCP/IP e
esta arquitectura começou a dominar rapidamente o mercado. Juntamente com chegada da "internet" aos
meios domésticos assistiu-se a uma verdadeira explosão no número de computadores ligados,
actualmente perto dos 100 milhões.
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A arquitectura define-se apenas em 3 camadas fundamentais (o modelo OSI apresenta 7):
As camadas definidas na arquitectura TCP/IP correspondem de certo modo às do modelo OSI, as
camadas 1 e 2 não são especificadas, a primeira camada é de rede, e mediante drivers apropriados
funciona sobre uma qualquer arquitectura de níveis 1/2. A arquitectura TCP/IP não define nenhum
protocolo abaixo da camada de rede, precisamente porque foi concebida para interligar redes de padrões
diferenciados, funcionando os protocolos TCP/IP sobre esses padrões de nível inferior (linhas telefónicas
tradicionais, RDIS, DSL, X.25, Frame-Relay, ATM, Ethernet, etc).
camada de rede – o nível IP
O protocolo IP (Internet Protocol) situa-se a um nível equivalente à camada de rede do modelo OSI – o
que significa que é responsável pelo endereçamento (adressing) e encaminhamento (routing) dos
pacotes de dados (mensagens nas redes internet).
A camada de rede da arquitectura TCP/IP disponibiliza um serviço de "datagramas" através do protocolo
IP, com endereçamento universal e independente dos níveis inferiores.
Este protocolo é implementado principalmente nos nós da Internet, utilizando dispositivos específicos (os
routers). Cada rede ligada à Internet liga-se a esta através de um ou mais routers ou gateways. Estes
dispositivos forma a infra-estrutura de ligações da Internet.
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camada de transporte – o nível TCP
O protocolo TCP (Transmission Control Protocol) situa-se a um nível equivalente à camada transporte do
modelo OSI e é o responsável pelo controlo da entrega dos pacotes de dados de extremo a extremo em
cada transmissão, isto é assegura que todos os datagramas de uma mensagem sejam entregues ao seu
destinatário sem falhas nem erros e pela ordem correcta.
O software do protocoloTCP não funciona nos sistemas intermédios (routers) mas apenas nos sistemas
finais – os computadores (também designados hosts , na terminologia da Internet).
A camada de transporte disponibiliza dois tipos de serviço, com e sem ligação. O serviço "com ligação" é
disponibilizado através do protocolo TCP, o serviço "sem ligação" usa o protocolo UDP.
camada de aplicação – diversos protocolos de aplicação
Na arquitectura TCP/IP existe respeito pelas camadas, as aplicações apenas podem usar a camada de
transporte, não lhes sendo possível aceder a camadas inferiores Por cima dos protocolos TCP/Ip
funcionam os protocolos das aplicações, sendo os mais
conhecidos os seguintes: HTTP (HyperText Transfer Protocol) – associado ao sistema de transferência de
documentos hipertexto
(páginas HTML) da WWW. Telnet (Emulação de Terminal) – associado ao serviço de acesso
remoto a outros computadores. FTP (File Transfer Protocol) – associado ao serviço de transferência de
ficheiros entre computadores SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) – associado ao serviço de correio
electrónico ou (e-mail) na Internet. SNMP (Simple Network Management Protocol) – associado a funções
de gestão da rede.
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Outras Arquitecturas
Existem várias arquitecturas, consideradas proprietárias que ainda tem expressão actual, a maioria delas
assumiram-se como "standards" de facto e procederam a uma abertura em maior ou menor grau que
permitiu a sua integração em plataformas de diferentes tipos, garantindo a sua sobrevivência até aos dias
de hoje.
Redes Microsoft
Utilizam a especificação NetBIOS que foi inicialmente desenvolvida para a IBM, esta especificação ajustase à camada de sessão do modelo OSI, usa serviços de transporte, por exemplo "datagramas", uma das
suas grandes vantagens é a possibilidade de funcionar sobre diversos tipos de implementações das
camadas inferiores, assim pode funcionar por exemplo sobre TCP/IP, sobre IPX (Novell) ou sobre
NetBEUI (implementação muito elementar do nível de rede).
OSI
Microsoft
Aplicação
Servidores/Client
es
Apresentaç
ão
Sessão
SMB
NetBIOS
A principal desvantagem do NetBIOS é que, tendo sido desenvolvido para redes locais, utiliza
intensivamente a comunicação em "broadcast". Como este tipo de comunicação tem obrigatoriamente de
ser bloqueada nos encaminhadores ("routers") o alcance do NetBIOS é muito limitado. Sobre a camada
NetBIOS as redes MicroSoft usam o protocolo SMB ("Server Message Block") que fornece os serviços
base para as aplicações servidoras e clientes de ficheiros.
Redes Novell
A manutenção de algum mercado pela Novell deve-se em grande parte à eficácia e estabilidade dos
seus servidores dedicados que usam um sistema operativo especialmente desenvolvido para servir
ficheiros, o Netware.
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A arquitectura Novell é definida acima do nível 2, para o efeito é usado o protocolo IPX ("Internet Packet
Exchange"), o IPX é derivado do IDP ("Internetwork Datagram Protocol") das redes XNS. O protocolo IPX
suporta routing e define um endereçamento parcialmente independente dos níveis 1/2 (usa o
endereçamento do nível 2 e acrescenta-lhe um identificador de rede).
Comparando a arquitectura Novell com a arquitectura TCP, o protocolo IPX proporciona serviços
equivalentes aos do UDP, assim na camada de transporte das redes Novell apenas existe o serviço "com
conexão" que é implementado com recurso ao protocolo SPX ("Sequenced Packet Interchange"), derivado
do SPP ("Sequenced Packet Protocol) das redes XNS. Nos níveis superiores surge o protocolo de acesso
aos servidores, o NCP ("Netware Core Protocol") que se ajusta ao nível de sessão do modelo OSI.
OSI
Novell
Aplicação
Servidores/Client
es
Apresentaç
ão
Sessão
Transporte
Rede
NCP
SPX
IPX
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A INTERNET
Aspectos genéricos sobre a Internet
A Internet: origem e evolução
O que é a Internet.
A Internet (Interconnected Network) é uma gigantesca teia mundial de redes de computadores, em
constante crescimento e evolução, oferecendo um admirável sistema de comunicações a todo o tipo de
utilizadores: empresas, instituições e à generalidade dos cidadãos.
A Internet teve a sua origem nos EUA, por volta de 1970 no Departamento de Defesa dos EUA (DoD)
através da agência ARPA (Advanced Research Projects Agency) que teve a tarefa de criar uma rede de
computadores capaz de pôr em comunicação centros geograficamente dispersos, a ARPAnet. Foi no
âmbito do desenvolvimento dos trabalhos do ARPAnet que surgiram os protocolos TCP/IP.
Diferença entre Web e Internet.
A World Wide Web, WWW ou, simplesmente, Web (“teia”) teve origem nos finais da década de 80, no
CERN, actual Laboratório Europeu de Física das Partículas, na Suíça. Esta consiste num sistema de
páginas de hipertexto e multimédia à escala mundial acessível em qualquer computador por meio de
interfaces gráficos surgindo assim como factor decisivo na popularização da Internet.
A expansão da Web a todo o mundo ocorreu, decisivamente, a partir de 1994, com o aparecimento e
divulgação dos web browsers gráficos.
A distribuição praticamente gratuita de software de navegação na Web – os Web Browsers (como o
Internet Explorer ou o Netscape Navigator) -, a Internet tornou-se definitivamente um novo meio de
comunicação de âmbito mundial e praticamente acessível a qualquer pessoa.
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A base da arquitectura da Internet – os protocolos
TCP/IP
Os endereços da Internet
Cada máquina directamente ligada à Internet tem um endereço único, formado por 32 bits (4 bytes). Os
endereços da Internet (endereço IP), são representados numericamente da seguinte forma:
Exemplo: 192.82.127.249
Temos assim 4 números separados por pontos. Cada número representa um byte e como tal pode variar
entre (0 e 255). De referir que com 1 byte (ou 8 bits) posso representar (28 = 256) valores. No sistema de
endereçamento da Internet, cada endereçamento pode ser dividido em duas partes:
1ª parte define o endereço de uma rede : Network ID 2ª parte define um endereço de
um computador (“Host”) dentro dessa rede : Host ID
Rede Classe
de
Classe A
1º byte
2º byte
3º byte
4º byte
N.º Máximo
N.º Máximo de
computadore
s
16 777 216
de redes
1 - 126
128 126
Classe B
191
16 384
65 353
192 Classe C
2 097 125
256
223
Redes de Classe A – São as maiores redes da Internet. A parte do endereço da rede é definida apenas
pelo primeiro número (1 byte) e cada computador é identificado pelos restantes 3 números (3 bytes).
Assim só pode haver 126 redes deste tipo, mas cada rede, pode ter mais de 16 milhões de
computadores.
Redes de Classe B – São redes de média - grande dimensão. A parte do endereço da rede é definida
pelos dois primeiros números (2 byte) e cada computador é identificado pelos restantes 2 números (2
bytes). Assim o número máximo de redes deste tipo é de cerca de 16 mil e cada rede pode ter um
máximo de cerca de 65 mil computadores.
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Redes de Classe C – São as redes mais pequenas. A parte do endereço da rede é definida pelos três
primeiros números (3 bytes) e cada computador é definido apenas pelo último número (1 byte). Por
conseguinte, poderemos ter mais de 2 milhões de redes deste tipo, mas apenas 256 computadores em
cada rede.
Network ID Host ID
O DNS (Domain Name System)
Como os endereços numéricos não são fáceis de decorar por parte dos utilizadores, foi criado,
em paralelo um sistema de endereçamento por nomes – o DNS ou Domain Name System. Os
domínios têm a ver com a organização das redes e sub-redes da Internet.
As últimas letras de um endereço designam um domínio de topo, que pode ser um país ou um
certo tipo de entidade.
Domínios
au
br
de
es
fr
it
jp
pt
tw
uk
us
Países
Austrália
Brasil
Alemanha
Espanha
França
Itália
Japão
Portugal
Taiwan
Reino Unido
Estados Unidos
Domínios
com
edu
gov
int
mil
net
org
Os endereços têm o seguinte formato:
Entidades
comerciais
educativas
governamentais
internacionais
militares
da Internet
Organizações sem
fins lucrativos
www.microsoft.com
ftp.ist.utl.pt
www.ieee.org
mail.telepac.pt
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A última parte em cada endereço indica o país a que pertence ou o tipo de instituição.
.com
Entidade Comercial
.pt
Portugal
.org
Organização sem fins lucrativos
.pt
Portugal
Na parte intermédia do endereço, é usual aparecer o nome da empresa ou instituição ou a respectiva
sigla. Esta parte do endereço designa efectivamente um determinado domínio intermédio- que está
registado na Internet e é identificado pelos routers ou gateways.
microsoft
Empresa de software : Microsoft
ist.utl
Instituto de ensino superior : Instituto Superior Técnico da
Universidade Técnica de Lisboa
ieee
Instituto não governamental : the Institute of the Electrical and
Electronics Engineers
telepac
Empresa de telecomunicações e ISP (Internet Service Provider) :
Telepac
A primeira parte do endereço fornece, em muitos casos, uma indicação acerca do tipo de serviço a que
esse endereço está associado.
www
Servidor de www.
ftp
Servidor de ftp.
www
Servidor de Web.
mail
Servidor de e-mail.
Para que as máquinas (computadores e routers) sejam capazes de lidar com os endereços por nomes, foi
necessário criar bases de dados para fazer as conversões desses endereços para os endereços
numéricos do protocolo IP e colocar essas bases de dados acessíveis aos computadores.
Um por pouco por toda a Internet, existem computadores Servidores de DNS que, sempre que
solicitados, fazem as conversões dos endereços por nomes para os respectivos endereços numéricos,
necessários ao software IP.
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Os principais serviços da Internet
Correio electrónico (e-mail)
O correio electrónico – ou e-mail, como é mundialmente conhecido – foi dos primeiros serviços
telemáticos a serem implementados na Internet e ainda hoje é reconhecido coimo um dos mais úteis e
utilizados. Em geral, o correio electrónico é um serviço que permite enviar mensagens através dos
computadores e de outros dispositivos de comunicação das redes, como por exemplo os telemóveis.
A principal vantagem é sem dúvida , a sua rapidez: em poucos segundos, uma mensagem pode
viajar milhares de quilómetros, de um continente para outro.
O envio de uma mensagem de correio electrónico para um outro utilizador da internet pressupõe,
obviamente, o conhecimento do seu endereço de e-mail.
Os endereços de e-mail são do seguinte tipo:
[email protected]
(que se lê: luisgoncalo at mail.pt)
A primeira parte de um endereço identifica geralmente um utilizador.
A seguir ao símbolo @ (que pode ler-se “arroba” ou at, em inglês) vem o endereço do servidor de e-mail
no qual o utilizador tem conta (espaço reservado para a recepção de mensagens de e-mail).
Para aceder às mensagens de um servidor de e-mail, temos 2 alternativas:
1Utilizar o software cliente de e-mail, como, por exemplo, o Outlook Express, OutlookXP,
Eudora ou Pegasus.
2- Utilizar o browser e através de uma página de Internet aceder à conta de e-mail (Webmail).
Transferência de ficheiros (FTP)
O serviço de transferência de ficheiros (envio e recepção) entre computadores da internet é, tal como o email e o telnet, um dos serviços telemáticos da Internet que vem desde os primeiros
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tempos. Este serviço é assegurado pelo protocolo FTP (File Transfer Protocol) – um protocolo do nível
aplicação.
Download – operação de transferência de um ficheiro de uma máquina remota para a nossa.
Upload – envio de um ficheiro para uma máquina remota (operação inversa).
Para aceder a um servidor de FTP, é necessário ter software cliente de FTP, como, por exemplo, o
WS_FTP, o CuteFTP ou simplesmente executando FTP na linha de comandos do Windows.
Uma sessão de FTP inicia-se com a indicação para onde se quer efectuar a ligação. Por exemplo:
ftp.netscape.com
ftp.esoterica.pt
Actualmente, após a difusão da WWW e dos browsers ou programas de navegação nesse sistema, a
transferência de ficheiros pode ser efectuada a partir do browser nas páginas da Web; no entanto, mesmo
nesse caso, a transferência de um ficheiro é assegurada pelo protocolo FTP (que é accionado pelo
sistema de funcionamento do WWW).
World Wide Web (www)
A WWW não se trata apenas de mais um serviço da Internet, a adicionar a outros já existentes; trata-se,
na verdade, de um sistema que consegue utilizar praticamente todos os outros recursos da Internet (email, FTP, etc.), para além de ter permitido o desenvolvimento dos seus próprios mecanismos
(mecanismos de pesquisa de informação). Desta forma, a Internet passou quase a ser sinónimo de World
Wide Web, ou melhor, para muitos a face visível da Internet é a apenas a Web, através dos web bowsers.
A WWW surgiu associado a uma linguagem de composição de documentos e a um novo protocolo:
Linguagem HTML (HyperText Markup Language)
Linguagem destinada à criação de documentos em hipertexto. Um documento em hipertexto funciona
com base em certas palavras ou símbolos – chamados links ou hyperlinks – que remetem o utilizador
para novas páginas de texto ou outras secções do documento. No caso do HTML, o
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sistema de hipertexto permite passar não só de um ponto para outro no mesmo documento, como de um
documento para outro, podendo estes estar situados em qualquer parte da teia mundial (World Wide
Web) de servidores que compõem este sistema.
Protocolo HTTP (HyperText Transfer Protocol)
O protocolo foi criado especificamente para funcionar com os documentos de hipertexto HTML, através
dos links e dos endereços especiais (URL), permitindo assim a localização de outros documentos em
servidores deste sistema, bem como a transferência de informação necessária, através da rede, até ao
computador com a aplicação cliente.
Os computadores que contêm informação neste sistema (documentos HTML + protocolo http) e que
estão disponíveis para serem acedidos por outros computadores são chamados de servidores de WWW
ou Web servers.
Para aceder aos servidores da Web, tem que se utilizar um programa cliente específico para este
sistema – um web browser.
Os web browsers permitem aceder directamente às páginas da WEB e navegar pelos seus vários
milhares de servidores. Essa navegação já não exige ao utilizador o conhecimento de comandos
complicados, mas apenas que utilize o ponteiro do rato sobre os links das paginas de hipertexto que vão
surgindo na janela do browser.
Exemplos de web browsers : Internet Explorer, Netscape Navigator e Opera.
Serviços de pesquisa de informação
Dadas as dimensões da Internet, com os seus milhares de computadores, tornaram-se necessários
mecanismos capazes de procurar a informação que desejamos e indicar-nos em que sítios (sites) da
rede se encontra aquilo que procuramos. Com essa finalidade, foram concebidos serviços de pesquisa
de informação – informação essa que pode estar distribuída por computadores situados em diversos
pontos do mundo.
Antes do aparecimento da WWW (World Wide Web), o Archie, o WAIS e o Gopher eram os principais
instrumentos utilizados para localizar informação:
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Com o aparecimento da WWW começaram aparecer outros mecanismos de pesquisa ou motores de
busca. Um mecanismo de pesquisa ou motor de busca (search engine) na WWW é um servidor
especializado em pesquisar outros sites e páginas da Web (ou outros locais de informação da Internet) e
fornecer aos utilizadores indicações sobre a informação requerida. Essas indicações, normalmente, são
fornecidas sob a forma de ligações (links ou hyperlinks) para outros sites ou páginas da Web, para onde
podemos passar à procura da informação pretendida.
Estes serviçosde pesquisa podem ser fundamentalmente de 2 tipos:
1-
Base de dados previamente organizadas e actualizadas com alguma
regularidade.
2Base de dados organizadas em conjugação com mecanismos de busca automática em
interacção contínua com outros sites da Web.
Utilização dos serviços pesquisa de informação
Em geral todos os serviços de pesquisa de informação na WWW contêm 2 vias pelas quais podemos
efectuar uma procura.
a) Utilizando as diferentes secções de assuntos que são apresentadas nas páginas desses
serviços de pesquisa; estas secções costuma estar organizadas hierarquicamente, de modo que
podemos efectuar uma navegação através dessas secções dos assuntos mais genéricos para os
mais específicos.
b) Utilizando um campo de escrita existente na página do serviço de pesquisa, no qual podemos
introduzir uma chave de pesquisa, ou seja, uma palavra ou conjuntos de palavras que o mecanismo
de busca irá utilizar para interrogar a sua base de dados e fornecer os resultados.
Se utilizarmos um serviço de pesquisa como o AltaVista (e muitos outros) podemos refinar a pesquisa de
diferentes formas:
•
Indicando a língua em que pretendemos efectuar a buca.
•
Pedindo acesso a uma secção mais avançada de especificação da busca (“advanced
search”).
•
Introduzindo chaves de pesquisa com várias palavras de modo a tornar o assunto mais
específico.
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•
Utilizando operadores boolenos (E, OU, Negação) na chave de pesquisa ou outras formas
sintácticas mais especificas.
•
Utilizando o serviço de traduções automático de páginas.
Alguns dos principais serviços de pesquisa a nível nacional e internacional:
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Endereços URL
O sistema WWW fez surgir um novo tipo de endereços, conhecidos por URL – Uniform Resource
Locator. A sua forma genérica é a seguinte:
protocolo://servidor/localização
Vejamos os seguintes exemplos:
http://www.w3.org/hypertext
http://www.microsoft.com/tutorial/default.html
http://www.up.pt/ciup/cusi.html
Este endereços tornam-se mais inteligíveis se forem decompostos em 3 partes distintas:
1- o prefixo - que indica o protocolo ou o tipo de serviço que é utilizado para aceder à informação em
causa. O caso mais comum é:
http:// indica um servidor de WWW (protocolo HTTP)
Alguns outros prefixos possíveis são:
gopher:// indica um servidor de gopher telnet://
indica um servidor de telnet ftp:// indica um
servidor de FTP news:// indica um servidor de
news
2- o endereço do servidor - é um endereço normal, designando um computador num determinado
domínio (por exemplo: www.microsoft.com). Na maioria das vezes, os computadores que
desempenham funções de servidores na Web recebem a designação de www.
3- o local da informação dentro do computador - indica a localização, em termos de directorias e
subdirectorias, dentro do computador indicado anteriormente, onde se encontra a informação que se
visa aceder (esta parte pode nem sequer existir ou ser mais ou menos extensa) (por exemplo:
/tutorial/default.html).
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Fóruns de discussão (Newsgroups)
News, NewsGroups ou UseNet são diferentes designações para um outro tipo de serviço disponível na
Internet.
Este serviço está associado ao conceito de fórum de discussão. Trata-se de um sistema de troca de
mensagens em espaços abertos (fóruns) para que os seus utilizadores possam lançar temas de
discussão, que vão sendo desenvolvidos com contributos de quem quiser fazer parte do grupo.
Os newsgroups formam uma rede especial na Internet, chamada Usenet.
Existem centenas ou milhares de newsgroups que estão sediados em servidores de news, ou seja,
computadores que armazenam as comunicações relativas a determinados grupos/temas de discussão.
Esses temas são sistematizados em estruturas de árvore: existem alguns agrupamentos principais e
genéricos (raízes) a partir dos quais se desdobram outros agrupamentos e temas mais específicos.
Exemplo
s:
news.groups.questions
sobre os próprios neswsgroups;
soc.rights
sobre os direitos humanos
pt.geral
discussões gerais sobre Portugal
pt.news
discussões sobre as news em Portugal
Para ter acesso aos newsgroups, é necessário ter software cliente de news server e acesso a um servidor
de news (por exemplo: news.telepac.pt). Contudo, um utilizador que disponha de um programa cliente de
e-mail, como o Outlook Express ou equivalente poderá ter acesso aos newsgroups através desse
programa.
Em certos newsgroups podem colocar-se mensagens sem qualquer controlo, ao passo que noutros
existem moderadores que analisam previamente as mensagens antes de decidirem se elas serão ou não
apresentadas aso restantes utilizadores.
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Conversação em directo (IRC ou Chat)
O IRC (Internet Relay Chat) é um sistema de comunicação dentro da Internet que permite a conversação
por teclado e monitor em directo e com vários utilizadores ao mesmo tempo.
Existem várias redes de servidores de IRC que forma a IRCnet. Nestas redes , existem vários canais
organizados (teóricamente) por diferentes temas de conversação (à semelhança dos newsgroups).
Para aceder a um servidor de IRC, temos 2 alternativas:
1Utilizar o software cliente IRC, como, por exemplo, o mIRC ou o Microsoft Comic Chat, entre
outros.
2- Utilizar o browser e através de uma página de Internet aceder ao Chat via Web.
Depois será necessário aceder a um servidor de IRC específico, como por exemplo, os da rede PTNet,
em Portugal. Para entrar é necessário preencher um formulário com alguns dados pessoais e um
nickname (alcunha). A partir daí ter-se-à acesso a toda a rede de servidores da IRCnet.
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Bibliografia
Azul, Artur Augusto (2001) – Introdução às Tecnologias de Informação - Bloco II.
Porto Editora. p14-107. ISBN 972-0-43427-9.
Monteiro, Edmundo e Boavida, Fernando (2000) – Engenharia de Redes Informáticas (2ª Edição)
FCA – Editora de Informática. 554p. ISBN 972-722-203-X.
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