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A Importância das Redes de Computadores e suas Classificações quanto à Abrangência
As Redes de Computadores podem ser classificadas com base em sua extensão geográfica, influenciando diretamente na elaboração de projetos de Arquitetura de Rede e desafios específicos relacionados a implementação e gerenciamento de cada tipo de rede.
Essas classificações podem variar desde redes extremamente pequenas, na escala de nanômetros, até vastas redes globais, como a Internet. Cada tipo de rede tem características distintas e é utilizada para diferentes aplicações.
Neste artigo, vamos falar sobre a importância das Redes de Computadores no mundo atual e explorar detalhadamente cada tipo de Classificação por abrangência.
Confira!
Sumário
A Importância das Redes de Computadores no Mundo Atual
As Redes de Computadores desempenham um papel crucial no desenvolvimento da sociedade contemporânea.
Desde suas primeiras aplicações, essas redes têm evoluído continuamente, sendo constantemente impulsionadas por avanços tecnológicos e mudanças nas necessidades de comunicação e troca de informações.
Com o desenvolvimento da Internet das Coisas (IoT) e o aperfeiçoamento das tecnologias de rede sem fio, a importância das Redes de Computadores se expandiu excepcionalmente, abrangendo praticamente todas as áreas de nossas vidas.
Em paralelo a isso, a necessidade de transformação digital foi muito impulsionada pela pandemia do COVID-19, destacando ainda mais a relevância das Redes de Computadores em nosso dia a dia.
Com as restrições de mobilidade e a necessidade de distanciamento social, muitas atividades que antes eram realizadas presencialmente passaram a depender totalmente da Internet.
Essa mudança foi tão impactante que, mesmo com a retomada total das atividades presenciais, muitas empresas adotaram modelos de trabalho híbridos ou totalmente remotos de maneira permanente.
A conectividade proporcionada pela Internet viabilizou uma comunicação eficiente em escala global, facilitando o compartilhamento de recursos e o acesso à informação.
As tecnologias de rede atuais oferecem suporte para uma ampla gama de aplicações, desde o trabalho remoto e educação à distância, até o uso de serviços de streaming, computação em nuvem e plataformas de e-commerce.
Com o avanço das tecnologias de inteligência artificial e a implementação de redes neurais de aprendizado de máquina, o desenvolvimento de software tem se tornado cada vez mais sofisticado.
O suporte a essas tecnologias permite a criação de sistemas capazes de realizar tarefas complexas, otimizando processos e aumentando a eficiência operacional em diversas aplicações, como gestão empresarial, segurança eletrônica e análise de dados.
Um exemplo notável são softwares de visão computacional, também conhecidos como Analíticos de Vídeo.
Esses sistemas são capazes de processar grandes volumes de dados em tempo real, identificar padrões comportamentais de indivíduos, reconhecer rostos e detectar anomalias operacionais de maneira automatizada.
Considerando a importância atual das Redes de Computadores, o estudo e o aperfeiçoamento contínuo nessa disciplina são absolutamente essenciais.
À medida que nos tornamos cada vez mais dependentes dessas redes para aplicações críticas, a Infraestrutura de Rede se torna uma grande preocupação, exigindo profissionais altamente qualificados, que sejam capazes de projetar e gerenciar esses sistemas.
Uma compreensão profunda dessa área capacita os profissionais a enfrentar desafios complexos, contribuindo assim para o avanço contínuo das tecnologias que definem e impulsionam o nosso mundo moderno.
Classificação de Redes quanto à Abrangência
As Redes de Computadores podem ser classificadas quanto sua abrangência, determinando a arquitetura de rede mais adequada para diferentes tipos de ambientes e aplicações.
Essas classificações incluem Redes Pessoais (PANs), Redes Locais (LANs), Redes de Longa Distância (WANs) e muitas outras. Vamos explorar detalhadamente cada uma delas:
Nanorredes
As Nanorredes representam um campo emergente na área de nanotecnologia, que atualmente está em fase de intensa pesquisa e aperfeiçoamento.
Essas redes consistem na comunicação entre nanomáquinas – que são dispositivos em escala nanométrica projetados para operar em nível molecular.
Esse segmento de pesquisa tem despertado considerável interesse devido às suas infinitas possibilidades de aplicações em biomedicina, segurança, indústria e meio ambiente.
As nanorredes têm o potencial de revolucionar o tratamento de doenças, a detecção de ameaças, o gerenciamento de processos industriais e a preservação de ecossistemas, só para dar alguns exemplos.
Trata-se de um tópico de pesquisa muito ativo e multidisciplinar, que envolve áreas como a Física, Química, Biologia, Engenharia e a Ciência da computação.
Há muitos desafios e oportunidades para o desenvolvimento e a implementação das nanorredes, que exigem novas abordagens e soluções em termos de projeto, modelagem, simulação, experimentação e padronização.
NFC (Near-field Communication)
A Comunicação por campo de proximidade (ou NFC, do inglês Near-field Communication) é uma tecnologia de comunicação sem fio de curto alcance que permite a troca de dados entre dispositivos próximos.
A tecnologia NFC funciona através de um campo eletromagnético gerado por um dispositivo, chamado de “iniciador”, que induz uma corrente elétrica em outro dispositivo, chamado de “alvo”. Isso possibilita a transferência de dados entre os dispositivos sem a necessidade de contato físico ou emparelhamento manual complexo.
O NFC tem uma ampla gama de aplicações. Em pagamentos móveis, é utilizado em serviços como Apple Pay, Google Pay e Samsung Pay, permitindo que os usuários realizem pagamentos seguros com seus smartphones.
Na bilhetagem eletrônica, é usado em sistemas de transporte público para pagar tarifas com um simples toque de um cartão ou dispositivo móvel.
Em controle de acesso, a tecnologia é implementada em cartões de identificação para acessar edifícios, escritórios ou eventos.
O NFC também facilita a transferência rápida de informações entre dispositivos, como compartilhar contatos ou fotos entre smartphones, e pode ser utilizada na automação residencial para configurar e controlar dispositivos domésticos inteligentes com um simples toque.
BAN (Body Area Network)
As Redes de Área Corporal (ou BAN, do inglês Body Area Network) representam a comunicação entre dispositivos eletrônicos portáteis utilizados no corpo humano.
Esta tecnologia permite a Comunicação de Dados entre dispositivos como smartwatches, pulseiras inteligentes, óculos de realidade aumentada, fones de ouvido, sensores médicos e muitos outros.
Os principais componentes de uma BAN incluem sensores capazes de responder a variáveis fisiológicas, como o direcionamento dos olhos, a velocidade dos batimentos cardíacos, os níveis de glicose e a temperatura corporal.
Os sistemas BAN utilizam tecnologias de comunicação sem fio, como Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee e muitas outras tecnologias de baixa energia, projetadas para operar nas proximidades do corpo humano.
PAN (Personal Area Network)
Uma Rede de Área Pessoal (ou PAN, do inglês Personal Area Network) é uma rede de computadores que interconecta dispositivos eletrônicos no espaço de trabalho individual de uma pessoa.
Esse tipo de rede é projetado para a comunicação de dados entre dispositivos como computadores, smartphones, tablets e sistemas de áudio.
Um exemplo comum de PAN é a conexão entre um smartphone e uma caixa de som via Bluetooth.
As PANs geralmente têm um alcance limitado, tipicamente de 10 metros, mas isso pode variar dependendo da potência do transmissor e do ambiente em que a rede está inserida.
As taxas de transferência de dados podem variar dependendo do tipo de tecnologia utilizada.
NAN (Near-me Area Network)
Uma Rede de Proximidade (ou NAN, do inglês Near-me Area Network) é um tipo de rede de comunicação que possibilita a interação direta entre dispositivos que estão próximos geograficamente.
Este conceito de rede é implementado sobre infraestruturas existentes, como redes celulares, Wi-Fi e Bluetooth, adicionando uma camada de conectividade peer-to-peer (P2P).
O principal objetivo de uma rede NAN é permitir a troca de informações, serviços e recursos, sem precisar depender de servidores centrais ou da Internet.
Em um cenário como um supermercado, por exemplo, onde cada cliente possui um smartphone, o proprietário pode querer disseminar informações sobre promoções para todos os dispositivos dentro da área da loja.
Normalmente, isso seria realizado se os smartphones estivessem conectados à rede Wi-Fi do supermercado. Uma Rede NAN permite essa comunicação sem a necessidade dos clientes se conectarem manualmente à rede local.
Isso só é possível porque as NANs são projetadas para configuração automática. Os dispositivos detectam e se conectam a outros dispositivos próximos sem a necessidade de intervenção do usuário.
Dessa forma, é possível formar uma rede de dispositivos que, para o operador que deseja trocar informações, parece que todos estão conectados à mesma rede.
Este conceito está ainda está em desenvolvimento e tem o potencial de mudar a maneira como as informações são compartilhadas em uma área local, sem a necessidade de uma infraestrutura de rede comum para todos os clientes.
Outra aplicação potencial para Redes de Proximidade seria a comunicação entre veículos em movimento, possibilitando a criação de sistemas avançados de assistência ao motorista.
Através da comunicação direta entre veículos, as NANs podem permitir a troca de informações em tempo real sobre condições de tráfego, alertas de segurança e outros dados relevantes.
Isso pode melhorar a segurança na estrada, otimizar o fluxo de tráfego e até mesmo abrir caminho para a implementação de veículos autônomos.
LAN (Local Area Network)
Uma Rede Local (ou LAN, do inglês Local Area Network), é uma infraestrutura de interconexão de computadores e dispositivos eletrônicos confinada a uma área geográfica limitada – como uma residência, escola, laboratório ou edifício comercial.
A conexão com a internet é estabelecida por meio do roteador, geralmente fornecido pelo provedor de serviços, permitindo a comunicação e o compartilhamento de dados além dos limites físicos da rede local.
Vale ressaltar que a maioria dos roteadores modernos incorpora a função de modem, além de integrar as funções de comutação (switch) e ponto de acesso sem fio.
A principal função das LANs é possibilitar o compartilhamento de recursos, como impressoras, arquivos e conexões à internet, promovendo uma colaboração eficiente entre usuários.
As LANs são fundamentais em diversas aplicações, desde o ambiente corporativo, onde facilitam a comunicação entre departamentos, até ambientes acadêmicos, interconectando laboratórios e salas de aula.
Existem algumas subclassificações de Redes Locais, incluindo redes locais virtuais (VLANs), redes locais sem fio (WLANs) e redes residenciais (HANs). Vamos ver sobre cada uma delas:
VLAN (Virtual Local Area Network)
As Redes Locais Virtuais (ou VLANs, do inglês Virtual Local Area Network) referem-se a uma técnica utilizada para segmentar uma rede local física em diversas redes lógicas.
Esse procedimento permite agrupar dispositivos em diferentes segmentos de rede, mesmo que estejam fisicamente conectados ao mesmo switch.
Uma das principais vantagens da implementação de VLANs é a segurança, pois elas segmentam a rede, isolando o tráfego de diferentes departamentos e minimizando o risco de acessos não autorizados.
Além disso, as VLANs facilitam o gerenciamento da rede, permitindo mudanças na topologia lógica sem a necessidade de alterar a configuração física dos dispositivos.
Exemplos de uso de VLANs incluem ambientes corporativos, onde a segmentação de departamentos como RH, Financeiro e TI pode garantir a privacidade dos dados compartilhados e otimizar o desempenho da rede.
Em instituições educacionais, as VLANs permitem a separação de redes de alunos, professores e administrativos.
Em data centers, o isolamento de diferentes tipos de tráfego, como produção, backup e gerenciamento, melhora a performance e a segurança.
WLAN (Wireless Local Area Network)
Uma rede local sem fio (ou WLAN, do inglês Wireless Local Area Network) permite a comunicação entre dispositivos em uma área local sem a necessidade de cabeamento direto entre os equipamentos.
Essas redes são caracterizadas por sua mobilidade e facilidade de instalação, permitindo que os usuários se conectem à rede de diferentes locais dentro da área de cobertura.
Com o avanço contínuo da tecnologia Wi-Fi, as redes sem fio estão constantemente melhorando em termos de velocidade, segurança e capacidade, atendendo às crescentes demandas de conectividade.
É importante mencionar que, apesar de sua grande conveniência e importância, as redes sem fio nunca substituirão completamente as redes cabeadas. A comunicação dentro da rede pode ser sem fio, mas a infraestrutura que suporta essas redes ainda exige a instalação de sistemas de cabeamento.
Um Sistema de Cabeamento Estruturado traz benefícios indispensáveis, como menor latência e maior confiabilidade. Ele é crucial em ambientes que exigem desempenho máximo e constante, como datacenters e infraestruturas críticas.
Portanto, a coexistência dessas duas tecnologias é essencial para atender às diversas necessidades de conectividade. Ambas têm seu lugar no ecossistema de redes, complementando-se para fornecer soluções de conectividade eficientes.
HAN (Home Area Network)
As Redes HAN (Home Area Network), ou Redes de Área Residencial, são redes locais que interconectam dispositivos dentro de uma residência, permitindo a comunicação entre eles e com redes externas.
Elas desempenham um papel crucial na automação residencial e na criação de casas inteligentes, facilitando a interligação de diversos dispositivos como computadores, smartphones, eletrodomésticos, sistemas de segurança, e muito mais.
Essas redes são caracterizadas pela sua interconectividade, permitindo a comunicação entre dispositivos diversos, independentemente do fabricante. Isso inclui tudo, desde computadores e tablets até sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC), e sistemas de iluminação.
Outro aspecto importante das HAN é o controle centralizado. Os usuários podem controlar vários dispositivos a partir de um ponto central, como um smartphone, tablet ou assistente virtual, permitindo a automação de tarefas diárias e o monitoramento remoto de dispositivos.
As HAN também contribuem para a eficiência energética. Termostatos inteligentes, por exemplo, podem ajustar a temperatura automaticamente com base em padrões de uso, economizando energia quando ninguém está em casa.
Em termos de segurança, essas redes permitem o monitoramento e controle remoto de sistemas de segurança interconectados, como câmeras de vigilância, detectores de fumaça e alarmes.
Os componentes principais de uma rede HAN incluem roteadores e switches, que formam o núcleo da rede, gerenciando a comunicação entre dispositivos e a conexão com a internet.
Dispositivos conectados, como computadores, televisores inteligentes, sistemas de áudio, eletrodomésticos inteligentes e dispositivos de IoT (Internet das Coisas), são essenciais para a funcionalidade da rede.
Controladores de automação, como hubs de automação residencial, centralizam o controle dos diversos sistemas e dispositivos conectados.
Sistemas de segurança, como câmeras, alarmes e sensores de movimento, são integrados para oferecer monitoramento e controle via rede. Além disso, plataformas de gerenciamento, compostas por softwares e aplicativos, permitem aos usuários controlar e monitorar seus dispositivos conectados, configurar automações e gerenciar a segurança da rede.
As redes HAN trazem vários benefícios. Elas simplificam o controle de diversos dispositivos, permitindo ajustes e monitoramento de forma prática e eficiente.
Usuários podem personalizar automações específicas que se adaptam às suas rotinas e preferências, como ligar as luzes ao anoitecer ou ajustar a temperatura ao sair de casa.
A automação de tarefas rotineiras e a otimização do uso de energia resultam em economia significativa de tempo e custos com energia elétrica. Além disso, o monitoramento remoto e a integração de sistemas de segurança oferecem uma camada adicional de proteção para os moradores.
CAN (Campus Area Network)
Uma Rede de Área de Campus (ou CAN, do inglês Campus Area Network), é uma configuração específica de rede local (LAN) que abrange uma área de cobertura maior, como um campus universitário ou um complexo corporativo.
Geograficamente, uma CAN está limitada a ambientes específicos, como universidades, parques industriais, bases militares ou complexos hospitalares.
Este tipo de rede interconecta múltiplas sub-redes locais dentro de sua área de cobertura, facilitando a comunicação e a troca de dados entre diferentes edifícios ou departamentos.
As CANs são projetadas para serem escaláveis, permitindo a fácil adição de novos dispositivos e sub-redes conforme as demandas crescem.
Utiliza-se uma infraestrutura de rede robusta, que se subdivide em três subsistemas fundamentais, o Backbone de Campus, o Backbone de Edifício e o Cabeamento Horizontal.
Para garantir alta disponibilidade e continuidade dos serviços, as CANs implementam mecanismos de redundância, incluindo links de comunicação duplicados, fontes de energia redundantes e protocolos de failover.
Além de interligar as LANs internas, uma CAN geralmente possui conexões com a Internet pública e possivelmente com outras redes externas através de gateways seguros. Esta interconexão é crucial para fornecer acesso a recursos externos, como serviços em nuvem e colaborações institucionais.
MAN (Metropolitan Area Network)
Uma Rede de Área Metropolitana (ou MAN, do inglês Metropolitan Area Network) é um tipo de rede de computadores projetado para interligar usuários e recursos computacionais em uma área geográfica que abrange uma região metropolitana.
A designação “metropolitana” é exclusivamente relacionada à extensão geográfica da rede, sem implicar nas características demográficas da área atendida.
Em termos de escopo geográfico, as MANs cobrem uma área maior que uma Rede Local (LAN) e menor que uma Rede de Longa Distância (WAN).
Tipicamente, uma MAN pode abranger uma cidade inteira ou uma grande área urbana, interconectando múltiplas LANs e conectando diferentes edifícios, campi universitários, instalações empresariais e outros locais distribuídos dentro da área metropolitana.
WAN (Wide Area Network)
Uma Rede de Área Ampla (ou WAN, do inglês Wide Area Network), é um tipo de rede de computadores que interconecta várias redes locais (LANs) em uma vasta área geográfica, abrangendo cidades, estados, ou até mesmo países.
Vamos considerar uma empresa que tem uma unidade fabril em Manaus e um escritório em São Paulo. A empresa precisa de uma maneira eficiente de compartilhar informações entre esses dois locais. Uma WAN permite que a empresa faça exatamente isso.
A empresa não precisaria passar um cabo entre Manaus e São Paulo, o que seria caro e impraticável. Em vez disso, a empresa contrataria um provedor de serviços de telecomunicações para fornecer a infraestrutura de rede necessária.
O provedor de serviços de telecomunicações possui e opera a infraestrutura de rede que conecta as LANs da empresa em Manaus e São Paulo, formando uma WAN.
A Internet é o exemplo mais conhecido de uma WAN. Ela conecta bilhões de dispositivos em todo o mundo, permitindo que usuários e computadores em um local possam se comunicar com usuários e computadores em outros locais.
Alguns autores referem-se à Internet como uma Rede de Área Global (GAN – Global Area Network) devido ao seu alcance verdadeiramente global. No entanto, a terminologia pode variar e a Internet é comumente referida como uma WAN.
SAN (Storage Area Network)
a finalizar.
IAN (Internet Area Network)
Uma Internet Area Network (ou IAN) é um conceito avançado de redes de telecomunicações que utiliza o Protocolo de Internet (IP) para interligar endpoints de voz e dados em um ambiente de nuvem, substituindo as redes LAN e WAN tradicionais.
Em uma IAN, todos os serviços de comunicação e aplicativos são hospedados na nuvem por um provedor de serviços gerenciados (Managed Service Provider – MSP).
A IAN permite que os pontos de conexão (endpoints) se comuniquem e troquem informações de maneira segura através da Internet pública, eliminando a dependência de uma localização física específica.
Isso é possível porque os aplicativos e serviços de comunicação foram virtualizados. Os endpoints só precisam de uma conexão de banda larga para acessar a rede e utilizar os serviços.
A virtualização de serviços é uma característica fundamental da IAN, onde todos os serviços de comunicação, como VoIP, videoconferência, e-mail, e aplicativos de colaboração, são virtualizados e acessíveis na nuvem. Isso permite uma escalabilidade dinâmica e uma alocação eficiente de recursos conforme a demanda.
Redes Interplanetárias
Uma rede interplanetária é uma rede de comunicação que conecta dispositivos em diferentes planetas ou corpos celestes, usando tecnologias como rádio, laser ou satélites. Uma rede interplanetária é um desafio para a ciência e a engenharia, pois envolve problemas como atrasos, perdas, interferências e segurança na transmissão de dados entre os pontos da rede.
A NASA (National Aeronautics and Space Administration) é uma das principais agências que estão desenvolvendo e testando uma rede interplanetária, chamada de IPN (Interplanetary Internet). A IPN já foi usada para enviar comandos e receber dados de missões espaciais, como a Mars Science Laboratory, que levou o robô Curiosity para Marte, e a Deep Impact, que lançou um projétil contra um cometa. A IPN também pode ser usada para enviar mensagens de texto, e-mail e até mesmo voz e vídeo entre a Terra e outros planetas.
A implementação bem-sucedida da Internet Interplanetária pode revolucionar a forma como exploramos o espaço, permitindo uma comunicação mais eficaz entre a Terra e as missões espaciais. Isso poderia abrir caminho para missões mais complexas e ambiciosas no futuro, incluindo a exploração humana de outros planetas.
Conclusão
a finalizar.
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Sobre o Autor
Acadêmico de Engenharia de Computação na Universidade Estadual de Ponta Grossa, Certificado em Tráfego Pago do Google pela Escola Brasileira de Marketing Digital | Certificado em Cabeamento Estruturado pela CommScope.