O que é uma rede de computadores?

Um computador moderno é uma maravilha tecnológica. Eles correm em pequenas pastilhas de silício, cada uma gravada com desenhos pequenos o suficiente para precisar ser medido em nanômetros. Grandes quantidades de dados podem ser transferidas em um piscar de olhos, enquanto os dados que encheriam uma sala apenas algumas décadas atrás agora podem caber na palma da sua mão. Por mais que essas máquinas sejam capazes, para o usuário médio, um computador por conta própria é bastante limitado. A principal coisa que faz um computador moderno funcionar é uma conexão de rede, especificamente para a Internet.

O que é uma rede?

Uma rede é uma coleção de computadores e outros dispositivos de computação que podem se comunicar em um sistema compartilhado, mas essencialmente fechado. Essas redes podem ser conectadas, permitindo que os dados sejam compartilhados ainda mais. A Internet é a manifestação máxima disso. É o resultado da conexão de muitas redes em todo o mundo.

Você pode ter dispositivos de usuário final, como um computador, laptop ou smartphone em uma rede. Você também pode ter periféricos como impressoras, dispositivos domésticos inteligentes e servidores de arquivos. Os servidores de arquivos podem atender a aplicativos grandes e complexos, permitindo páginas da web.

O layout típico de uma rede doméstica é que cada dispositivo se conecte a um determinado dispositivo de rede chamado roteador. O roteador roteia o tráfego internamente pela rede. Ele também fica no limite da rede e pode se comunicar com outras redes se estiver conectado. Se essas redes estiverem conectadas à Internet, todos os hosts da rede doméstica poderão acessar a Internet.

Pode haver muitas redes “menores” com grandes dispositivos de usuário em grandes redes que podem ser encontradas em ambientes corporativos. Eles podem então ser conectados por meio de redes de backbone que podem ter apenas roteadores ou também podem apresentar servidores.

Conectando uma Rede

Conectar uma rede requer algum tipo de padrão de conexão. Nas redes modernas, a maioria dos dispositivos é conectada via Ethernet ou Wi-Fi. Ethernet é um padrão com fio que usa cabeamento elétrico. Wi-Fi é um padrão sem fio que usa ondas de rádio para se comunicar. As conexões de fibra óptica também são razoavelmente padrão, embora principalmente em ambientes de alta velocidade, como data centers, pois oferecem maiores limitações de largura de banda. As conexões de fibra óptica codificam dados em sinais de laser enviados por um fio de vidro fino. Graças à refração, a luz fica presa dentro da fibra.

Muitas outras opções estão disponíveis, incluindo o uso de sinais de micro-ondas para se comunicar com satélites geossíncronos. Os links ponto a ponto podem operar usando luz visível ou invisível se tiverem uma linha de visão direta. Existe até uma piada padrão do Dia da Mentira para “IP sobre Avian Carriers” padroniza um método de comunicação via pombo-correio, embora não recomendemos seu uso.

Considerações

O roteamento do tráfego em uma única rede requer o projeto de um sistema de endereçamento que possa identificar hosts individuais. Esse processo fica ainda mais complicado quando se trata de grupos de redes. Os protocolos de roteamento permitem que os roteadores se comuniquem entre si para informar aos outros que podem rotear o tráfego para outros locais.

Às vezes, você pode ficar satisfeito com o envio de dados em texto simples. Isso significa que qualquer pessoa em posição de interceptar os dados pode determinar trivialmente o que foi enviado. Se interceptarem os dados em tempo real, podem modificá-los à vontade. No entanto, para dados mais confidenciais, é necessária segurança. Os protocolos de criptografia permitem que dois dispositivos negociem uma conexão segura entre si, mesmo que os dispositivos com os quais estão se comunicando não sejam confiáveis.

A criptografia também é útil se você deseja configurar uma rede onde os dispositivos estão conectados diretamente. Uma VPN ou Rede Privada Virtual permite que você configure uma conexão criptografada entre dois dispositivos. Eles podem se comunicar por meio desse link como se fosse uma única conexão, em vez de uma série de conexões. Isso também pode conectar grandes redes, mesmo que grandes distâncias as separem.

Indicadores Chave de Performance

Largura de banda é geralmente o número mais cotado quando se trata de desempenho de rede. Em geral, isso faz sentido. Quanto mais dados puderem ser transmitidos pela rede, melhor. Em alguns casos, porém, outra estatística, a latência, é igualmente ou até mais importante. Latência é uma medida de atraso. Normalmente, ele mede quanto tempo leva para uma pequena mensagem ser enviada de um dispositivo para outro.

No entanto, também pode valer a pena considerar a largura de banda e a latência ao lidar com quantidades extremamente grandes de dados. Um carro cheio de discos rígidos pode transportar rapidamente uma grande quantidade de dados. Mesmo que a latência seja baixa, o “tempo de transmissão” geral pode superar significativamente as velocidades da Internet. Isso levou à frase “nunca subestime a largura de banda de um caminhão cheio de discos rígidos”. O uso de cartões microSD também demonstrou esse efeito em pombos-correio. No entanto, foram levantadas reclamações de que isso não está de acordo com o padrão de brincadeira mencionado acima, que apenas padronizou notas de papel.

A qualidade do serviço, o congestionamento da rede e a resiliência da rede são mais um problema para os provedores de rede do que para os usuários domésticos. Mesmo que a largura de banda seja geralmente boa, a baixa qualidade do serviço pode levar a problemas de rede em momentos importantes. Meios de transmissão como cabos ethernet têm um limite na quantidade de dados que podem transferir em uma determinada unidade de tempo. Se houver um grande pico de tráfego, uma conexão pode ficar sobrecarregada, afetando o atendimento de todos. Ocasionalmente, hardware e sistemas podem falhar. Um sistema resiliente pode lidar com algumas falhas sem grandes interrupções.

Conclusão

Uma rede é uma coleção de dispositivos de computação conectados. As redes são normalmente fisicamente locais, embora as redes virtuais possam ser configuradas em uma rede mais extensa para fazer parecer que duas redes fisicamente distantes estão diretamente relacionadas. As redes requerem um conjunto de padrões físicos e lógicos para facilitar as comunicações. Embora algumas configurações de rede sejam executadas ad hoc, a maioria envolve um roteador. O roteador é o ponto central e de borda da rede. Todos os dispositivos na rede podem se comunicar com ele, embora não estejam necessariamente conectados diretamente. O roteador pode então fornecer acesso a outras redes, normalmente a Internet.