REDES

As redes de computadores  são um conjunto de computadores autônomos interligados através de um meio físico de comunicação para o compartilhamento de recursos, isso os diferencia bem de um sistema multiterminal onde  os terminais funcionam como uma unidade de entrada e saída de dados do computador principal – chamado Mainframe. Nas Redes os computadores conectados são sistemas independentes, cada computador, ou nó da rede, processa localmente suas informações, executa seus próprios programas e opera de maneira autônoma em relação aos demais. 

Os principais motivos que levam a implantação de uma rede de computadores são: 

•  Possibilitar o compartilhamento de informações (programas e dados) armazenadas nos computadores da rede; 

•  Permitir o compartilhamento de recursos associados às máquinas interligadas; 

•  Permitir a troca de informações entre os computadores interligados; 

•  Permitir a troca de informações entre usuários dos computadores interligados;  

•  Possibilitar a utilização de computadores localizados remotamente; 

•  Permitir o gerenciamento centralizado de recursos e dados; 

•  Melhorar a segurança de dados e recursos compartilhados

O Modelo de Operação do Sistema Operacional de Rede é o modelo Cliente / Servidor:

• Ambiente onde o processamento da aplicação é partilhado entre um outro cliente (solicita serviço) e um ou mais servidores (prestam serviços).

Os módulos do SOR podem ser:

• Módulo Cliente do Sistema Operacional (SORC)
• Módulo Servidor do Sistema Operacional (SORS)

Os tipos de arquiteturas para Sistemas Operacionais de Rede são:

• Peer-to-Peer
• Cliente-Servidor:
• Servidor Dedicado
• Servidor não Dedicado

Na arquitetura Peer-to-Peer temos várias máquinas interligadas, cada uma com serviços de Servidor e de Cliente na mesma máquina junto com o Sistema Operacional Local.

Na arquitetura Cliente-Servidor com Servidor Dedicado, temos uma máquina servidora que não executa aplicativos locais.

Na arquitetura Cliente-Servidor com Servidor não Dedicado, temos uma máquina servidora que executa aplicativos locais, além de prover os serviços de Servidor.

Ainda podemos definir alguns tipos diferentes de servidores:

• Servidor de Arquivos.
• Servidor de Banco de Dados.
• Servidor de Impressão.
• Servidor de Comunicação.
• Servidor de Gerenciamento.

Servidores de Arquivos são usados para distribuir arquivos (de dados e/ou programas executáveis) em uma rede local. No passado eram usados para "hospedar" os programas executáveis para uso por sistemas "diskless" (sem disco rígido) ou com disco rígido pequeno. Servem também para manter uma versão de um arquivo de dados para ser consultado por todos os usuários na rede local.

Servidores de Banco de Dados são usados para consulta e/ou cadastro de dados. A interface de visualização pode ser proprietária, ou pode ser via interface web. Os bancos de dados são de preferência tipo cliente/servidor.

Servidores de Impressão, são máquinas ligadas na rede para gerenciar impressoras (lazer, jato de tinta, matricial, etc.). A gerência pode incluir desde o simples roteamento dos documentos para as impressoras, até o gerenciamento de cotas de papel por usuário por período de tempo (dia, semana, mês).

Servidores de Comunicação, são maquinas usadas para distribuição de informações na rede. Podem ser simples servidoras de correio eletrônico (e-mail) ou servidores web e/ou ftp. Podem também ter modems para acesso remoto por parte dos usuários.

Servidores de Gerenciamento são maquinas usadas na gerência da rede. Esse termo é bastante amplo e pode ser aplicado tanto a maquinas que gerenciam o acesso de usuários à rede (NT PDC, NT BDC, etc.) como maquinas que supervisionam tráfego na rede, ou em alguns casos podem ser até os "firewalls" que gerenciam o acesso aos diversos serviços.

Os tipos de topologias de redes são:

• Anel - A topologia em anel utiliza em geral ligações ponto-a-ponto que operam em um único sentido de transmissão. O sinal circula no anel até chegar ao destino. Esta topologia é pouco tolerável à falha e possui uma grande limitação quanto a sua expansão pelo aumento de “retardo de transmissão” (intervalo de tempo entre o início e chegada do sinal ao nó destino).

• Grafos - A topologia em garfo é uma mistura de várias topologias, e cada nó da rede contém uma rota alternativa que geralmente é usada em situações de falha ou congestionamento.  Traçada por nós, essas

           rotas têm como função rotear endereços que não pertencem a sua rede.

• Estrela - A topologia em estrela utiliza um nó central (comutador ou switch) para chavear e gerenciar a comunicação entre as estações. É esta unidade central que vai determinar a velocidade de transmissão, como também converter sinais transmitidos por protocolos diferentes. Neste tipo de topologia é comum acontecer o overhead localizado, já que uma máquina é acionada por vez, simulando um ponto-a-ponto.

• Totalmente Conectada – Todos os nós estão conectados entre si por um “link” direto. O número de arestas do grafo totalmente conectado é dado por: d=n(n-1)/2. Este tipo de rede é muito pouco utilizado devido a altos custos de comunicação.

• Linha – Cada processador esta conectado aos seus vizinhos da esquerda e da direita. A mensagem é repetidamente passada para o próximo até chegar ao seu destino final.

•   Árvore - A topologia em árvore é basicamente uma série de barras interconectadas. É equivalente a várias redes estrelas interligadas entre si através de seus nós centrais. Esta topologia é muito utilizada na ligação de Hub’s e repetidores.

•           Barramento - Esta topologia é bem comum e possui alto poder de expansão. Nela, todos os nós estão conectados a uma barra que é compartilhada entre todos os processadores, podendo o controle ser centralizado ou distribuído. O meio de transmissão usado nesta topologia é o cabo coaxial.

Classificação Das Redes Sem Fios (WLAN, WMAN e WWAN)

·         Padrões E Tecnologias das redes sem fios

WLAN - é uma conexão sem fio que utiliza as ondas de rádio para realizar a conexão com a internet ou entre a rede, ao contrário da conexão ADSL ou TV que utiliza cabos. Sua principal aplicação é em lugares públicos(universidades, aeroportos,shopping,particulares), com o foco de diminuição de custos. O principal problema desse tipo de rede é a frequência, uma vez que operando em 2.4 Ghz (802.11b), pode conduzir a interferência de telefones sem fio.

WMAN - ou rede sem fio metropolitana, são redes de uso corporativo que atravessam cidades e estados. Essa conexão é utilizada pelos provedores de acesso e seus pontos de distribuição. O padrão Wi-Max (802.16) é o  mais utilizado definido pelo IEEE. O padrão Wi-Max tem como objetivo estabelecer a infra-estrutura final da parte da conexão oferendo conectividade para os mais fins diversos: doméstico, hotspost, empresarial.

WWAN - são basicamente as tradicionais tecnologias do nosso famoso Telefone Celular de voz e alguns serviços de dados (Wireless Data Services). Temos as seguintes tecnologias nessa categoria começando pela sigla TDMA que vem do inglês Time Division Multiple Access, que quer dizer "Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo". O TDMA é um sistema de celular digital que funciona dividindo um canal de freqüência em até seis intervalos de tempo distintos. Cada usuário ocupa um espaço de tempo específico na transmissão, o que impede problemas de interferência. Abaixo algumas dos padrões utilizados:

• GSM (Global System for Mobile Communication) - 2 G
• GPRS (General Packet Radio Service) - 2.50 G
• UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) - 3 G 

·         Modos Rede sem Fio Modo Ad-hoc (Independent Basic Service Set):

Os adaptadores sem fios ou cartas de acesso (em inglês wireless adapters ou network interface controller, notado NIC) : trata-se de uma placa de rede de norma 802.11 que permite a uma máquina conectar-se a uma rede sem fios.Os adaptadores WiFi estão disponíveis em numerosos formatos (cartaPCI, carta PCMCIA, adaptador USB, carta CompactFlash,…). Chama-se estação a qualquer equipamento que possui tal carta.

Os pontos de acesso (notados AP para Access point, às vezes chamados limites sem filos) que permitem dar um acesso à rede telegráfica (à qual está conectado) às diferentes estações vizinhas equipadas de cartas wifi.

O padrão 802.11 define dois modos operacionais :

O modo infra-estrutura no qual os clientes sem fios são conectados a um ponto de acesso. Trata-se geralmente do modo por defeito das placas 802.11b.

O modo ad hoc no qual os clientes são conectados uns aos outros sem nenhum ponto de acesso.

·         Modo Infraestruturado (Infrastructure Basic Service Set):

Em modo infra-estrutura cada computador estação (notado STA) coneta-se um ponto de acesso via uma ligação sem fios. O conjunto formado pelo ponto de acesso e as estações situadas na sua zona de cobertura chama-se conjunto de serviços básicos (ou BSS) e constituem uma célula. Cada BSS é identificado com um BSSID, um identificador de 6 bytes (48 bits). No modo infra-estrutura, o BSSID corresponde ao endereço MAC do ponto de acesso. 

É possível ligar vários pontos de acesso entre eles (ou mais exactamente vários BSS) por uma ligação chamada sistema de distribuição ( DS, ou Distribution System) para constituir um conjunto de serviços vasto (ES). O sistema de distribuição (DS) pode ser igualmente uma rede telegráfica, um cabo entre dois pontos de acesso ou mesmo uma rede sem fios! 

Um ESS é identificado por um ESSID (Service Set Identifier), ou seja, um identificador de 32 caracteres (no formato ASCII) que servem de nome para a rede. O ESSID, frequentemente abreviado em SSID, representa o nome da rede e representa em cerca medida um primeiro nível de segurança, na medida em que o conhecimento do SSID é necessário para que uma estação se ligue à rede vasta. 

Classificação das Redes (LAN, MAN e WAN)

          LAN é o acrónimo de Local Area Network, é o nome que se dá a uma rede de carácter local, e cobrem uma área geográfica reduzida, tipicamente um escritório ou uma empresa, e interligam um número não muito elevado de entidades. São usualmente redes de domínio privado;

      MAN significa em inglês Metropolitan Area Network. Esta rede de carácter metropolitano liga computadores e utilizadores numa área geográfica maior que a abrangida pela LAN mas menor que a área abrangida pela WAN. Uma MAN normalmente resulta da interligação de várias LAN, cobrindo uma área geográfica de média dimensão, tipicamente um campus ou uma cidade/região, podem ser redes de domínio privado ou público. Pode estar inclusivamente ligada a uma rede WAN

WAN significa Wide Area Network, e como o nome indica é uma rede de telecomunicações que está dispersa por uma grande área geográfica. A WAN distingue-se duma LAN pelo seu porte e estrutura de telecomunicações. As WAN normalmente são de carácter público, geridas por um operador de telecomunicações.

Protocolos de rede:

·         TCP/IP - O TCP/IP (Protocolo de Controle de Transmissão/Protocolo Internet) não é apenas um protocolo, mas uma suíte ou grupo de protocolos que se tornou padrão na indústria por oferecer comunicação em ambientes heterogêneos, tais como sistemas operacionais UNIX, Windows, MAC OS, minicomputadores e até mainframes.   

·         IPX/SPX - Intercâmbio de pacote de interconexão de rede/Intercâmbio seqüencial de pacote) é uma pilha de protocolos padrão utilizada pelo sistema operacional NetWare da Novell. A implementação da Microsoft do IPX/SPX é chamada de NWLINK IPX/SPX. Se o computador estiver com Windows e for preciso se conectar a uma rede NetWare, será necessário utilizar esse protocolo. 

·         NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface)  - É o mais simples dos protocolos. É auto-configurável, não exigindo do usuário ou administrador de rede esforço para sua implantação. NetBEUI foi introduzido pela IBM pela primeira vez em 1985 quando ficou claro que uma LAN poderia ser segmentada em grupos de trabalho de 20 a 200 computadores e que gateways poderiam ser usados para conectar segmentos de LAN e ainda mainframes.

·         FTP - É um protocolo da Internet para transferência de arquivos. Assim como o HTTP é um protocolo utilizado para acessar sites de páginas da Web, o FTP é utilizado para acessar sites de transferência de arquivos. 

   Também é utilizado para designar o programa que realiza a transferência dos arquivos. Existem programas específicos (softwares) que fazem isto. 

·         WAP - Wireless Application Protocol ou, em português, protocolo para aplicações sem fio. É um protocolo (linguagem comum) mundial que torna possível o acesso à Internet por meio de dispositivos móveis sem fio - como micros de mão e celulares. Com WAP, é possível acessar páginas no padrão WML (Wireless Markup Language, uma espécie de linguagem HTML) criadas para a tela do celular ou de um computador de mão. Essas páginas trazem links que levam a outras, igualzinho aos sites da Internet, só que com menos recursos, devido às limitações das telas dos aparelhos.

Sites:

http://redescomputadores.no.sapo.pt/lanmanwan.htm

http://pt.kioskea.net/contents/wifi/wifimodes.php3

http://padroesderedesemfio.blogspot.com.br/2011/08/redes-locais-sem-fios-wpanwlanwan.html

http://www.infoescola.com/informatica/topologias-de-redes/

http://www.rtell.com.br/Pcp/paginas/redes/dredes23.htm

SISTEMAS OPERACIONAIS:

2- MINIX

Histórico

O Minix é um sistema operacional Unix-like (semelhante ao UNIX seu nome Deriva da palavra mini-UNIX), criado por Tanenbaum (com propósitos acadêmicos), escrito em C (linguagem de programação) e assembly (ou linguagem de montagem), ele é gratuito e com o código fonte disponível.

Projetado para ser compatível com a versão 7 do UNIX. O MINIX destina-se a computadores pessoais e não a sistemas de compartilhamento de tempo de grande porte.

• A sua primeira versão foi em 1987, era compatível com a versão 7 do UNIX, com cerca de 12.000 linhas de código C, contemplando Kernel,  gerenciamento de  memória,  sistemas  de arquivos. 
• Sua segunda versão foi em 1997, disponível apenas para x86, Solaris em arquitetura SPARC, distribuído a partir de CD-ROM.
• Versão 3 (2005): Foi reprojetada  para  ser usada  como um  sistema sério  sobre  recursos  limitados  e  computadores embarcados  e  para  aplicações  que  requerem  alta confiabilidade, suporta apenas arquitetura IA-32, licença FreeBSD.O MINIX 3 é uma versão livre e de código aberto, o sistema operacional é projetado para ser altamente confiável, flexível e seguro. É baseado em um microkernel pequeno executado em modo kernel com o resto do sistema operacional em execução como uma coleção de processos. POSIX compatível com um userland NetBSD. Rede com TCP / IP.

Processos

O MINIX é uma coleção de processos que se comunicam entre si e com  processos  de  usuários  através de mensagens. É estruturado em camadas, que executam funções específicas. A comunicação é feita na mesma camada e/ou da camada superior com a inferior.

Funções das Entrada e Saída

• Controlar todos os dispositivos de E/S;
• Enviar comandos para todos os dispositivos;
• Capturar interrupções;
•  Tratar erros;
• Oferecer uma interface entre os dispositivos e o restante do sistema que seja simples e fácil de usar.

Características

§  Multitarefa (múltiplos programas podem correr ao mesmo tempo).

§  Roda em 286, 386, 486, Pentium.

§  Suporta memória estendida (16MB no 286 e 4GB no 386, 486 e Pentium ou superior).

§  RS-232 serial line suporte com terminal emulation, kermit, zmodem, etc.

§  Máximo de três usuários simultaneamente na mesma máquina.

§  Chamadas de sistemas compatíveis com POSIX.

§  Inteiramente escrito em C (SO, utilitários, bibliotecas etc.).

§  Compilador ANSI C.

§  Shell funcionalmente idêntico ao Bourne shell.

§  Rede TCP/IP.

§  5 editores (emacs subset, vi clone, ex, ed, and simple screen editor).

§  Mais de 200 utilitários (cat, cp, ed, grep, kermit, ls, make, sort, etc.).

§  Mais de 300 bibliotecas (atoi, fork, malloc, read, stdio, etc.).

§  O sistema roda apenas em modo texto.

Foi organizado em camadas, onde as duas primeiras formam o núcleo:

§  Captura interrupções e traps, salvar e restaurar registradores, agendar as demais funções

§  Processos de entrada/saída.

§  As tarefas de entrada/saída são chamadas drivers de dispositivos;

§  Contém processos que fornecem serviços úteis ao usuário;

§  Existem em um nível menos privilegiado que o núcleo;

§  Shell, editores, compiladores, etc.

§  O Minix, criado em 1987 era um sistema em camadas. Atualmente o Minix é um projeto de código fonte aberto, no Minix 3 a arquitetura  é de microkernel.

§  O MINIX 3.2.0 também recebeu um servidor assíncrono e multi-threaded de sistemas de arquivos virtual e recursos SMP experimentais. 

Hardware Requerido

O MINIX pode funcionar com quantidades baixas de memória e disco rígido. O MINIX 3 pode ser usado com apenas 16 MB de memória RAM e 50 MB de disco rígido, mas para instalação de outros software o recomendável é 600 MB de HD. É possível testar pelo Live CD, funcionando sem necessidade de instalação no HD.

Referências:

·         Tanenbaum, Andrew S;  Woodhull, Albert S. Sistemas operacionais:

projeto e implementação. Tradução de Edson Furmankiewics. 2. ed. Porto

Alegre: Bookman, 2000.

·         Tanenbaum, Andrew S. Sistemas operacionais modernos. 2.ed. São

Paulo: Prentice Hall, 2003.

·         http://pt.wikipedia.org/wiki/MINIX

·         http://www.minix3.org/

SISTEMAS OPERACIONAIS:

1- UNIX

Histórico

O Unix foi criado a partir do MULTICS (Multiplexed Information and Computing Service) e do UNICS. Problemas do Multics Problemas: complexidade, lento, falta de um compilador estável, falta de poder computacional do GE-654.

Em 1973, o pesquisador Dennis Ritchie criou a linguagem de programação de alto nível chamada C (baseada na linguagem B de Thompson), e junto com Thompson reescreveu o UNICS nessa nova linguagem. Nesse momento ele mudou o nome do sistema operacional UNICS pra Unix (único usuário), e desde então, a linguagem C e o Unix caminham lado a lado.

O Unix era portado para um PDP-11, com memória de: 16 kbytes sistema eu 8 kbytes programa, um disco de 512 kbytes.

O desenvolvimento original do Unix era OpenSource, mas a AT&T autorizou seu licenciamento para várias universidades em 1974.

Obs.: Primeiros sistemas UNIX tinham uma arquitetura monolítica, mas a maioria das versões do UNIX tem uma arquitetura de camadas.

• 1979: UNIX 4.0 BSD;
• 1982: UNIX System III (AT&T) - Primeira versão comercial;
• 1983: UNIX System V (AT&T) - Primeira versão com suporte da AT&T;
• 1987: Minix (“Mini UNIX”) - Desenvolvida pela equipe de Andew Tanenbaum. Seus objetivos: Disciplina de Sistemas Operacionais, livro de Sistemas Operacionais + Fonte do kernel. Era compatível com “UNIX version 7”, simplicidade e elegância, linguagem C e assembler (12.000 linhas de código), não precisava de disco e podia executar com 2 disquetes

Atualmente, uma série de Sistemas Operacionais são baseados no Unix, entre eles, nomes consagrados como Gnu/Linux, Mac OS X, Solaris e BSD.

Características

O Unix foi o primeiro sistema a introduzir conceitos muito importantes para SOs como suporte a multiusuários, multitarefas e portabilidade.

• Portabilidade: Disponível em todo tipo de sistema (Computador pessoal, Estações Gráficas, Servidores, Supercomputadores...)

• Interativo: Quando o usuário requisita os comandos ele obtém os resultados de sua execução através do terminal.

• Multitarefa: Um único usuário pode requisitar que sejam efetuados vários comandos ao mesmo tempo em seu terminal. Quando um usuário executa mais de um comando ao mesmo tempo, geralmente é somente um que necessita a interação com o usuário. Os demais comandos executados são na sua maioria comandos que não exigem a atenção do usuário, sendo tarefas demoradas. Quando isto ocorre, dizemos que os programas que o usuário está executando sem a interação ficam em Background. O programa que o usuário está executando e interagindo fica em Foreground.

• Multiusuário: O UNIX pode controlar o acesso ao sistema através de vários terminais, virtuais ou reais, cada um pertencendo a um usuário. O UNIX aceita as requisições de comandos de cada um dos usuários e gera as filas de controle e prioridades para que haja uma distribuição correta dos recursos de hardware necessários a cada usuário. Devido a característica de ser um sistema multiusuário, o UNIX implementa um sistema de segurança visando impedir o acesso aos arquivos e diretórios de um usuário por outro. No módulo sobre permissões veremos como se pode liberar ou restringir o acesso entre usuários.

Kernel: É como é chamado o núcleo do sistema Unix e Linux. Este núcleo faz o gerenciamento direto dos dispositivos de E/S (device drivers), gerenciamento de memória e controle do uso da CPU pelos vários processos do sistema.

Comando: Um comando Unix/Linux nada mais é que um arquivo (programa executável) guardado em um diretório específico do sistema. Portanto quando o usuário executa um comando, ele simplesmente está rodando um programa como qualquer outro do sistema.

Processo: Toda vez que se executa um programa/comando é gerado um processo no sistema. Todo gerenciamento é feito sobre este processo. Os processos são comandos/programas em execução. 

Shell

É o termo UNIX para interpretador de comandos. O shell nada mais é que um programa que recebe os comandos do usuário e ativa o sistema operacional. Ele faz o controle do terminal, tanto na entrada como na saída. Existem várias opções de shell para o usuário, cada um com determinadas características e facilidades. Dentre os mais conhecidos podemos citar: bash, sh, rsh, csh e ksh. O interpretador de comandos padrão do Unix é o ksh e sh (AIX,HPUX) e bash (Linux).

Funções do Shell:

 Interpretador de comandos (interação com o usuário através do terminal, função principal), Interpretador de uma linguagem de programação (capaz de executar uma sequência de comandos armazenados em um arquivo e descrita na liguagem shell apropriada, estes programas shell são chamados “shell scripts”)

Thread

Multithreading é a habilidade do kernel do S.O. em suportar múltiplas threads concorrentes em um mesmo processo.

O Unix “standard” suporta múltiplos processos, mas apenas uma thread, já outros sistemas operacionais como Windows 2k, Linux, Solaris: suportam múltiplas threads por processo.