Um endereço IP, (Internet Protocol / Protocolo de Internet), é um identificador numérico atribuído a cada dispositivo conectado a uma rede de computadores que utiliza a pilha de protocolos TCP/IP para comunicação.

Funcionando como uma espécie de “documento de identificação” de um dispositivo na rede (local ou remota), um endereço IP permite que os dispositivos se comuniquem entre si, possibilitando a transmissão de dados, como páginas da web, e-mails, arquivos, mensagens instantâneas e outros tipos de informações pela rede.

Os endereços IP são compostos por uma sequência de números separados por pontos e podem ser classificados como públicos ou privados, dependendo da sua finalidade e alcance na rede.

Os endereços IP privados são designados para uso dentro de redes locais, como residências, escritórios ou ambientes institucionais. Por outro lado, os endereços IP públicos são atribuídos para permitir a comunicação entre dispositivos em escala global, através da Internet pública.

Esta distinção fundamental entre endereços IP privados e públicos é de suma importância para arquitetos de rede, engenheiros de sistemas e profissionais de TI, pois influencia diretamente a configuração e o gerenciamento de redes de computadores em ambientes diversos.

Neste artigo explico de forma simples mas completa as características, aplicações e implicações práticas associadas aos endereços IP privados e públicos, e como identificar cada categoria de endereçamento.

1. Endereço IP Privado

Endereços IP Privados são endereços que não necessitam de nenhum órgão emissor para distribuí-los. Esses endereços estão disponíveis para serem utilizados sem nenhuma restrição específica.

Porém os endereços privados não podem ser usados para troca de dados pela rede pública (Internet), somente para uso privado.

• Um endereço IP privado é usado dentro de uma rede local privada (LAN), como em uma casa, escritório ou empresa. Esses endereços são reservados para redes locais e não são roteados pela Internet pública.
• Esses endereços são usados para identificar dispositivos dentro da mesma rede local e não são acessíveis diretamente da Internet (ou seja, não são visíveis fora da rede interna).

Exemplos de faixas de endereços IP privados são:

• 192.168.0.0 – 192.168.255.255 (endereços classe C)
• 172.16.0.0 – 172.31.255.255 (endereços classe B)
• 10.0.0.0 – 10.255.255.255 (endereços classe A)

2. Endereço IP Público

Já os Endereços Públicos são endereços fornecidos por órgãos controladores dos serviços de Internet a clientes que necessitem se conectar. Ou seja, para que você possa navegar pela Internet é preciso que você receba um endereço IP público (este é fornecido pelo seu Provedor Internet).

Portanto:

• Um endereço IP público é aquele que é acessível pela Internet e pode ser usado para identificar um dispositivo conectado à Internet de forma única.
• Esses endereços são atribuídos pelo provedor de serviços de Internet (ISP – Internet Service Provider, como a Vivo ou a TIM no Brasil) e são roteados pela Internet pública, permitindo a comunicação entre dispositivos em diferentes redes.

Exemplos de endereços IP públicos são: 31.13.85.174 (IP do site do Instagram). e 8.8.8.8 (DNS do Google).

Na figura a seguir temos uma rede (doméstica ou corporativa) na qual são mostrados o IP público utilizado, que é o endereço 185.249.86.63, atribuído pelo provedor de serviços contratado, e também os IPs privados usados na rede interna: 192.168.1.120, 192.168.1.121 e 192.168.1.122, dos hosts, mais o endereço 192.168.1.120, do gateway padrão (interface interna do roteador), que também é privado:

IP Público e IPs Privados em uma rede de computadores

NAT

Mas… se os endereços privados não podem ser utilizados para comunicação através da rede pública, como é possível acessar os serviços disponíveis na Internet, se os computadores e outros dispositivos na minha rede interna somente possuem endereços IP privados?

Imagine, por exemplo, que uma empresa possua 50 computadores e o administrador de rede escolheu a rede 192.168.10.0 para endereçá-los.

Cada uma dessas máquinas possuirá um endereço privado. Isto permitirá a comunicação interna, porém esses endereços não são válidos na rede publica.

Para resolver este problema deve-se configurar um servidor ou o roteador de forma que este realize o serviço de NAT (Network Address Translation, ou Tradução de Endereços de Rede).

E o que é o NAT? O NAT é um serviço (de software) que permite que redes privadas e públicas troquem dados entre si. Para isto é necessário possuir pelo menos um endereço público conectado à rede externa, o qual será compartilhado entre todos os dispositivos da rede interna.

Assim, com apenas um único endereço público será possível conectar os 50 hosts à Internet.

Exemplo de aplicação

Suponha uma rede doméstica com vários dispositivos, como smartphones, laptops e Smart TVs, todos conectados a um roteador Wi-Fi. Cada um desses dispositivos terá um endereço IP privado, como por exemplo 192.168.0.2, 192.168.0.3, etc. Esses endereços são usados apenas dentro dessa rede doméstica e não podem ser acessados diretamente da Internet.

No entanto, o roteador em si terá um endereço IP público (seu endereço WAN), fornecido pelo provedor de serviços (ISP), que permite que a rede doméstica se comunique com outros dispositivos na Internet. Esse endereço IP público é o que sites, servidores e outros dispositivos na Internet usarão para se comunicar com os dispositivos na rede interna, quando necessário.

Com o serviço de NAT ativado no roteador, esse endereço público será usado pelos dispositivos na rede doméstica interna, de forma compartilhada. Para que isto funcione, cada dispositivo deverá ter uma opção de Gateway Padrão configurada – que nada mais é que o endereço IP da interface interna do roteador (LAN).

Conclusão

A distinção entre endereços IP privados e públicos é fundamental para a arquitetura de redes. Endereços IP privados são usados em redes locais, permitindo a comunicação interna entre dispositivos, mas não podem ser roteados na Internet pública.

Exemplos de faixas de endereços IP privados incluem 192.168.0.0 – 192.168.255.255, 172.16.0.0 – 172.31.255.255, e 10.0.0.0 – 10.255.255.255.

Em contraste, os endereços IP públicos são fornecidos por provedores de serviços de Internet e são utilizados para a comunicação global na Internet, como os endereços usados como exemplo 31.13.85.174 do Instagram ou o 8.8.8.8 do Google DNS.

Para resolver a limitação de comunicação direta dos endereços IP privados com a Internet pública, utiliza-se o Network Address Translation (NAT). O NAT permite que múltiplos dispositivos em uma rede local compartilhem um único endereço IP público para acessar a Internet, compartilhando a conectividade e otimizando o uso dos endereços IP.

No exemplo prático de uma rede doméstica, dispositivos como smartphones e laptops utilizam endereços IP privados para comunicação interna, enquanto o roteador utiliza um endereço IP público fornecido pelo provedor de serviços para acessar a Internet. O roteador, com o serviço NAT ativado, traduz os endereços privados para o público, garantindo que todos os dispositivos na rede interna possam acessar recursos na Internet de forma eficiente.

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Uma tarefa bastante comum e importante, realizada com frequência é a consulta aos endereços de rede usados pelos dispositivos – o endereço IP – quer seja para realizar manutenção de redes e conexões com falha quer seja para realizar configurações e inventário de redes, locais ou remotas.

Porém, cada dispositivo pode empregar um sistema operacional distinto, e o modo de realizar a consulto do IP pode variar bastante de um sistema para outro. Por exemplo, um PC desktop convencional pode usar o sistema operacional Windows, ao passo que um servidor por empregar Linux, e um smartphone pode rodar Android ou iOS, dependendo do aparelho considerado.

Como descobrir o IP em cada um desses sistemas – ou em outros? É disso que se trata esse artigo. Vou mostrar como descobrir o endereço IP em diversos sistemas operacionais diferentes: Linux, Windows, Androis, iOS e macOS, com os procedimentos necessários a cada um deles. 

Como descobrir o endereço IP no Windows

Para consultar o IP de uma máquina Windows abra o Prompt de Comandos do sistema digitando cmd na caixa de pesquisa e pressionando Enter. No prompt aberto, execute o comando ipconfig:

C:\>ipconfig

As linhas “Endereço IPv6 de link local” e “Endereço IPv4” mostram, respectivamente, os endereços IPv6 e IPv4 de suas interfaces de rede (adaptadores Ethernet), incluindo placas de rede sem fio (adaptadores Wi-Fi), se houver alguma na máquina.

Informações adicionais como a máscara de sub-rede e o gateway padrão também são exibidas com esse comando.

No exemplo acima, meu endereço IPv4 é 192.168.1.109, com máscara de sub-rede 255.255.255.0 e gateway padrão (roteador) 192.168.1.1. Também é mostrado o endereço IPv6 atribuído á interface de rede.

Esse mesmo comando também funciona no terminal do Windows PowerShell, exibindo exatamente as mesmas informações.

Forma gráfica

Em vez de usar comandos do prompt, também podemos verificar os endereços IP no Windows por meio de sua interface gráfica.

Para isso, clique no ícone de rede na barra de notificações:

Será aberto um menu suspenso com as opções de conexão de rede disponíveis, com e sem fio, incluindo as redes às quais a máquina está conectada no momento (no meu caso, “Rede 3 – Conectado”):

Clique na rede cujo endereço IP deseja consultar. Será aberta a janela de Configurações do sistema, exibindo as redes conectadas:

Clique na rede desejada novamente. Na janela seguinte, role a tela até chegar na seção “Propriedades”, onde você encontrará as configurações de rede da interface selecionada, incluindo os endereços IP:

O endereço IPv4 é encontrado na linha respectiva, assim como o endereço IPv6. Outras configurações de rede podem ser mostradas, como fabricante da interface de rede, versão do driver de dispositivos, endereços dos servidores DNS, velocidade da conexão e endereço MAC (endereço físico).

Como descobrir o endereço IP no Linux

Já para consultar o endereço IP no Linux, abra o Terminal (linha de comandos) de sua distribuição e digite o seguinte comando:

$ ip addr show

Serão exibidas várias informações no terminal, incluindo os endereços IP da máquina, como mostra a figura a seguir:

No meu exemplo, o endereço IPv4 aparece na linha iniciada por “inet” e o IPv6 na linha “inet6“. Serão exibidos endereços para cada interface de rede, sendo a interface lo a interface de loopback, e (no meu exemplo) a interface enp0s3 é a placa de rede propriamente dita.

Forma gráfica

Descobrir o IP de uma máquina no Linux usando a interface gráfica é um procedimento que pode variar de uma distribuição para outra, dependendo de qual interface está sendo utilizada (Gnome, Mate, Xfce, etc.).

No exemplo mostrado nas telas a seguir, uso a distribuição Linux Mint com a interface Cinnamon:

1. No canto inferior esquerdo da tela, clique no ícone de rede e então na opção Configurações de rede:

2.  Será aberta a tela de configurações de rede. Na guia Wired são exibidas essas configurações, incluindo os endereços IP utilizados (tanto IPv4 quanto IPv6). O mesmo vale para interfaces de rede sem fio, que aparecerão na guia apropriada:

Como descobrir o endereço IP no Android

Para descobrir o endereço IP que um dispositivo Android está usando, como um smartphone ou tablet,  siga o seguinte procedimento:

1. No seu aparelho Android arraste a tela para baixo e toque em Configurações (ícone da engrenagem):

2. Na tela de Configurações, toque em Conexões:

3. Toque em Wi-Fi para abrir a conexão para a qual deseja consultar o endereço IP:

4. Toque em Configurações da conexão (engrenagem do lado direito do nome da rede conectada):

5. Seu endereço IP irá aparecer na linha correspondente:

6 Para ver mais configurações da rede, expanda a seção Avançado, tocando na seta para baixo. Você poderá ver suas definições de IP (DHCP / Fixo), servidor Proxy e endereço MAC, entre outras coisas:

Como descobrir o endereço IP no iPhone ou iPad (iOS)

Para descobrir o endereço IP que um dispositivo iOS está usando, como um iPhone ou iPad,  siga o seguinte procedimento (usei um iPad como exemplo):

1. Na tela inicial do dispositivo toque em Ajustes:

2. Abra a opção Wi-Fi da rede à qual o dispositivo está conectado:

3. Será exibido o endereço IP na seção correspondente, juntamente ocm outras informações gerais, como a máscara de sub-rede e o gateway padrão (endereço do roteador da rede).

Como descobrir seu endereço IP externo (na Internet)

Para descobrir qual o IP externo de sua rede, ou seja, o IP que você está utilizando para navegar na Internet (do seu modem / roteador), basta acessar um serviço de verificação de iP na Internet, como os seguintes:

• MeuIP
• WhatIsMyIP

Ao entrar em um desses websites (ou outros, pois existem vários com esse serviço, basta dar uma pesquisada em um mecanismo de busca), seu IP externo é obtido e exibido na tela, de forma direta e simples.

Conclusão

Neste tutorial vimos os principais métodos para consultar e descobrir endereços de rede (IP) em diversos sistemas operacionais, tanto por meio de comandos executados em um prompt quanto usando aplicações de interface gráfica.

Em um próximo tutorial veremos os procedimentos para alterar o endereçamento IP de um dispositivo, por meio do emprego de IP fixo e comandos / aplicações específicas.

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Os endereços IP são compostos por quatro bytes ou octetos. Cada octeto pode representar um número decimal de 0 a 255 (números de oito bits). Portanto um endereço IP é formado por quatro números, cada um no intervalo entre 0 e 255.

Por exemplo, o endereço 192.168.0.1 é um endereço comumente usado em roteadores domésticos, sendo composto dos octetos (em decimal) 192, 168, 0 e 1. Esse endereço (ou outro similar) vem configurado de fábrica no equipamento, e pode ser alterado manualmente pelo usuário.

Já as máquinas conectadas a esse roteador não possuem, geralmente, endereços configurados manualmente. A configuração é automática – ou mais precisamente, dinâmica. Desta forma, basta conectar o equipamento à rede e ele automaticamente obtém um endereço IP a partir de um servidor de IPs na rede – chamado de Servidor DHCP.

Desta forma, temos dois tipos de endereços IP disponíveis em uma rede – ou melhor, duas formas distintas de atribuição de IPs aos equipamentos: IPs atribuídos de forma manual, ou estática, e IPs atribuídos de forma automática, ou dinâmicos.

Sendo assim, a diferença entre endereços IP estáticos e dinâmicos diz respeito à forma como os endereços são atribuídos e se eles permanecem constantes ou se mudam com o tempo. Vejamos as diferenças entre esses dois tipos de IPs e suas aplicações.

1. Endereço IP Estático

Um endereço IP estático é aquele que é configurado manualmente em um dispositivo; eventualmente, pode ser atribuído por um servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) para permanecer constante. Esse endereço IP não muda, a menos que seja reconfigurado manualmente.

Nesse caso, cada computador deve ter o seu IP programado manualmente, de acordo com a faixa de IPs reservada para a rede – em redes locais são geralmente IPs privados, e na Internet, IPs públicos.

Ao configurarmos um IP estático, temos que informar também a máscara de sub-rede a ser usada, e devemos tomar cuidado para não atribuir IPs iguais para máquinas diferentes.

Os IPs estáticos podem ser usados em redes que não possuem DHCP, e também nos casos em que queremos ter certeza absoluta de que o IP não mudará de um dia para outro.

Ou seja, os usamos em equipamentos cujo endereço deve permanecer constante por um período longo de tempo (talvez anos), como em roteadores, servidores de rede, endereços de websites, impressoras de rede, entre outros.

2. Endereço IP Dinâmico

Todos os equipamentos de uma rede baseada em TCP/IP precisam ter um endereço IP. Esses endereços não são aleatórios, existindo regras que os definem. O método mais comum para a definição desses endereços é o uso de um servidor DHCP.

Um servidor DHCP é um computador ou um equipamento de rede capaz de distribuir endereços IP para os demais computadores, como um Servidor DHCP Dedicado (Linux / Windows Server) ou um DHCP embutido em um roteador, extremamente comum em redes domésticas e corporativas.

O DHCP é um protocolo de serviço TCP/IP que permite executar configuração dinâmica (automática) de hosts em uma rede, sendo um sucessor dos antigos protocolos RARP e BOOTP. Ele permite conceder endereços IP, máscaras de sub-rede, gateway padrão, servidores DNS e dezenas de outras configurações aos hosts.

Um endereço IP dinâmico é um endereço que é atribuído automaticamente por um servidor DHCP a um dispositivo sempre que ele se conecta à rede. São comuns em redes residenciais e comerciais, pois permitem uma alocação eficiente de endereços IP privados sem a necessidade de configurar manualmente cada dispositivo, o que pode ser extremamente trabalhoso, dependendo da quantidade de equipamentos a configurar (PCs, impressoras, smartphones, notebooks, etc.).

Endereços IP de máquinas cliente conectadas à Internet (como nossos PCs convencionais) também costumam usar endereçamento dinâmico, com IP atribuído pelo servidor DHCP de nosso provedor de serviços.

Uma característica interessante dos endereços dinâmicos é que esses endereços IP podem mudar cada vez que o dispositivo se reconecta à rede ou periodicamente conforme determinado pelo servidor DHCP – daí o nome dinâmicos.

O que é melhor, usar endereço IP estático ou dinâmico?

Isso depende da situação. Para configuração de endereços em estações, dispositivos móveis e computadores em geral em uma rede doméstica ou corporativa, recomenda-se o emprego de endereçamento IP dinâmico, devido à facilidade e rapidez na atribuição dos endereços aos equipamentos.

Já para a configuração de endereços em servidores de rede, devem-se usar endereços IP estáticos, para garantir o acesso ininterrupto a essas máquinas, e também websites devem usar endereços estáticos, pelo mesmo motivo.

Conclusão: qual a diferença entre IP dinâmico e IP estático?

Resumindo, a diferença entre endereços IP estáticos e dinâmicos é essencialmente sobre como esses endereços são atribuídos e se eles permanecem constantes ou mudam com o tempo. Os endereços IP estáticos são configurados manualmente e permanecem fixos, enquanto os endereços IP dinâmicos são atribuídos automaticamente por um servidor DHCP e podem mudar periodicamente.

Os endereços IP estáticos são ideais para dispositivos que exigem acessibilidade constante e não devem mudar, como servidores de rede e websites. Por outro lado, os endereços IP dinâmicos são mais práticos para computadores e dispositivos que se conectam ocasionalmente à rede, como laptops e smartphones, devido à sua atribuição automática e flexibilidade.

O post Qual a diferença entre IP Estático e IP Dinâmico? apareceu primeiro em Bóson Treinamentos em Ciência e Tecnologia.

Você alguma vez já parou para pensar como é incrível poder conectar dispositivos eletrônicos entre si sem precisar de fios? Já usou algum sistema assim? Tenho certeza que sim.

É aí que entra o Bluetooth! Essa tecnologia maneira permite que haja comunicação entre aparelhos eletrônicos que estejam bem próximos, sem aquela bagunça de cabos espalhados por todo lugar.

E o mais interessante é que o alcance não é muito longo, geralmente até uns 10 metros, mas pode variar dependendo de onde estivermos e dos aparelhos que estivermos usando.

Por conta disso, nesse artigo trago uma breve introdução ao Bluetooth, falando um pouco sobre como essa tecnologia incrível funciona, onde é aplicada, suas vantagens e desvantagens.

O que é o Bluetooth?

Bluetooth é uma tecnologia de redes sem fio (wireless) que permite a comunicação de curto alcance entre dispositivos eletrônicos. Essa tecnologia foi desenvolvida com o propósito de facilitar a transferência de dados e o estabelecimento de conexões entre dispositivos próximos, sem a necessidade de cabos físicos, constituindo assim uma rede do tipo PAN – Personal Area Network.

Trata-se de uma tecnologia de comunicação de curto alcance, geralmente com um alcance operacional de até 10 metros. No entanto, o alcance pode variar dependendo das condições ambientais e dos dispositivos envolvidos.

Operando na faixa de frequência de rádio de ondas curtas, geralmente em torno de 2.4 GHz, similar às redes wireless e outros equipamentos que usem ondas eletromagnéticas, permite que os dispositivos se comuniquem entre si de maneira bidirecional, compartilhando dados e informações.

A tecnologia é amplamente utilizada para conectar dispositivos dos mais diversos tipos, tais como smartphones, tablets, laptops, fones de ouvido sem fio, alto-falantes, teclados, mouses, impressoras, smartwatches e muitos outros dispositivos eletrônicos.

Assim, temos uma maneira conveniente de transmitir áudio, transferir arquivos, compartilhar informações de contato, controlar dispositivos e realizar várias outras tarefas, dispensando a necessidade dos antigos e incômodos cabos físicos.

Tecnologia Bluetooth

Quais são as versões existentes do Bluetooth?

Várias versões do Bluetooth foram desenvolvidas ao longo do tempo, cada uma com melhorias e recursos adicionais em relação à versão anterior. A seguir listo as principais versões desenvolvidas até o momento (da escrita deste artigo):

• Bluetooth 1.x: Primeira versão do Bluetooth, lançada em 1999. Ela oferecia velocidades de transferência de dados de até 1 Mbps.
• Bluetooth 2.x: A versão 2.0 foi lançada em 2004 e trouxe melhorias significativas em relação à versão anterior. Introduziu o Enhanced Data Rate (EDR), que melhorou a velocidade de transferência de dados para até 3 Mbps.
• Bluetooth 3.x: Lançada em 2009. Ela apresentou a tecnologia High-Speed ​​Bluetooth (HS), que permitia a transferência de dados a velocidades mais altas, de até 24 Mbps. Também introduziu o conceito de “Unidade de Coexistência”, que permitia o uso simultâneo de Bluetooth e Wi-Fi em um dispositivo.
• Bluetooth 4.x: A versão 4.0  trouxe duas importantes adições ao padrão: Bluetooth Low Energy (BLE), também conhecido como Bluetooth Smart, e a tecnologia Bluetooth de alta velocidade (Bluetooth High Speed). Essa versão foi lançada em 2010 e possui quatro subversões: Bluetooth 4.0, 4.1, 4.2 e 4.3.
• Bluetooth 5: A versão 5.0 foi lançada em 2016 e trouxe melhorias significativas em relação à versão anterior. Ela oferece maior velocidade de transferência de dados, alcance estendido e melhor eficiência energética. Também introduziu recursos como a capacidade de transmitir áudio em duas direções simultaneamente.
• Bluetooth 5.1: Lançada em 2019, a versão 5.1 trouxe recursos aprimorados de localização e direcionamento, permitindo que os dispositivos determinem a direção e a distância de outros dispositivos Bluetooth com maior precisão.
• Bluetooth 5.2: A versão 5.2 foi lançada em 2020. Ela trouxe melhorias nas áreas de áudio, detecção de interferência, segurança e privacidade. Também introduziu o recurso de compartilhamento de áudio com várias fontes (Multi-Stream Audio), permitindo que vários dispositivos transmitam áudio simultaneamente para um único fone de ouvido ou alto-falante Bluetooth.

Observe que nem todos os dispositivos são compatíveis com as versões mais recentes do Bluetooth. A compatibilidade depende tanto do hardware do dispositivo quanto do suporte do fabricante para as versões mais recentes em seus produtos.

Uma versão mais recente do Bluetooth, chamada Bluetooth Low Energy (Bluetooth LE, BLE ou Bluetooth Smart), foi desenvolvida para aplicações que requerem menor consumo de energia, como dispositivos wearable (vestíveis) e sensores IoT (Internet das Coisas).

O que é o BLE?

BLE é a sigla para Bluetooth Low Energy, também conhecido como Bluetooth Smart. É uma versão do padrão Bluetooth que foi desenvolvida para fornecer uma conectividade sem fio de baixo consumo de energia, especialmente para dispositivos que exigem uma vida útil prolongada da bateria.

O Bluetooth Low Energy foi introduzido na especificação Bluetooth 4.0 e oferece uma maneira eficiente de transmitir pequenas quantidades de dados a uma taxa de transferência menor em comparação com o Bluetooth clássico. Ele foi projetado para aplicações em dispositivos wearable (vestíveis), sensores IoT (Internet das Coisas) e outros dispositivos de baixa potência.

A principal característica do BLE é o consumo extremamente baixo de energia. Isso permite que os dispositivos sejam alimentados por baterias de pequena capacidade ou até mesmo por baterias de botão, durando meses ou até anos sem a necessidade de substituição da bateria.

Isso é particularmente importante para dispositivos que precisam operar por longos períodos sem intervenção do usuário, como monitores de fitness, dispositivos médicos, sensores ambientais e outros dispositivos de monitoramento remoto.

Outra característica do BLE é a conectividade simplificada e rápida. Ele suporta uma topologia de rede chamada “estrela”, em que um dispositivo central (como um smartphone) pode se comunicar com vários dispositivos periféricos (como sensores) simultaneamente. Além disso, o emparelhamento e a conexão entre dispositivos BLE são geralmente mais rápidos e fáceis de configurar do que o Bluetooth clássico.

O BLE é amplamente adotado em uma variedade de setores, incluindo saúde, fitness, automotivo, doméstico, industrial e de IoT. Ele permite a criação de redes de dispositivos inteligentes interconectados, onde os dados podem ser coletados, monitorados e controlados de forma eficiente e econômica.

É importante destacar que o BLE não substitui completamente o Bluetooth clássico, mas é uma opção complementar para casos de uso específicos que requerem baixo consumo de energia e transferência de dados em menor escala.

Uma das aplicações mais comuns do bluetooth é em fones de ouvido sem fio.

O que é Pareamento Bluetooth?

As conexões Bluetooth são estabelecidas por meio de um processo chamado “emparelhamento” ou “pareamento”.  O pareamento é o processo de estabelecer uma conexão segura e criptografada entre dois dispositivos compatíveis com Bluetooth. Esse processo é necessário para que os dispositivos possam se comunicar e trocar dados de forma segura.

Durante o pareamento Bluetooth, os dispositivos trocam informações de segurança, como chaves de criptografia, para garantir que a comunicação entre eles seja protegida contra acesso não autorizado. O pareamento cria uma associação confiável entre os dispositivos, permitindo que se reconheçam e se conectem automaticamente no futuro, sem a necessidade de repetir o processo de pareamento.

Para que o pareamento funcione corretamente, os dispositivos precisam estar próximos um do outro e ter a função Bluetooth ativada. Ao emparelhar dois dispositivos, é necessário que eles troquem chaves de segurança para garantir a privacidade e a segurança da comunicação.

Como ocorre o pareamento

O pareamento Bluetooth geralmente ocorre seguindo os seguintes passos:

1. Ativar o Bluetooth nos dispositivos: Certifique-se de que o Bluetooth esteja ativado nos dispositivos que você deseja parear.
2. Colocar os dispositivos em modo de pareamento: Em alguns dispositivos, é necessário colocá-los em um modo específico de pareamento para que fiquem visíveis para outros dispositivos.
3. Iniciar o processo de pareamento: Em um dos dispositivos, inicie o processo de pareamento. Isso geralmente envolve procurar por dispositivos Bluetooth disponíveis na área.
4. Selecionar o dispositivo para parear: Selecione o dispositivo desejado na lista de dispositivos disponíveis para pareamento.
5. Confirmar o pareamento: Em alguns casos, pode ser necessário inserir um código de pareamento ou confirmar um código exibido em ambos os dispositivos para estabelecer a conexão. Isso é feito para garantir que a conexão seja feita apenas com o dispositivo correto.
6. Conexão estabelecida: Após o pareamento bem-sucedido, os dispositivos estão conectados e prontos para trocar dados.

É importante ressaltar que o processo de pareamento pode variar ligeiramente entre diferentes dispositivos e sistemas operacionais. Alguns dispositivos também suportam métodos de pareamento simplificados, como o uso de NFC (Near Field Communication) ou códigos QR, para facilitar o processo de conexão.

Uma vez que os dispositivos tenham sido pareados, eles geralmente se reconectarão de forma automática quando estiverem próximos um do outro e com o Bluetooth ativado. Assim os dispositivos podem ser facilmente conectados, sem a necessidade de repetir o processo de pareamento toda vez que desejarmos conectá-los.

Quais dispositivos podem usar bluetooth?

Uma grande variedade de dispositivos eletrônicos usa a tecnologia Bluetooth atualmente. A seguir temos alguns exemplos comuns de dispositivos que costumam ter conectividade Bluetooth:

• Smartphones e tablets: A maioria dos smartphones e tablets modernos é equipada com Bluetooth, permitindo a conexão com outros dispositivos compatíveis, como fones de ouvido sem fio, alto-falantes, teclados, mouses e smartwatches.
• Fones de ouvido sem fio: Fones de ouvido Bluetooth estão se tornando cada vez mais populares, oferecendo a conveniência de ouvir música e fazer chamadas sem fios. Eles podem se conectar a smartphones, tablets, laptops e outros dispositivos compatíveis.
• Alto-falantes sem fio: Alto-falantes que permitem transmitir áudio sem fio a partir de um dispositivo conectado, como um smartphone ou tablet. Eles são portáteis e oferecem a liberdade de desfrutar de música em qualquer lugar da casa.
• Teclados e mouses wireless: Muitos teclados e mouses são projetados para conexão sem fios, eliminando a necessidade de cabos e facilitando o uso em computadores, tablets e até mesmo em Smart TVs.
• Smartwatches e dispositivos vestíveis: Smartwatches e dispositivos vestíveis, como pulseiras de atividade física, geralmente usam o Bluetooth para se conectar a smartphones e tablets, permitindo a sincronização de dados, notificações e controle remoto de aplicativos.
• Veículos: Muitos carros modernos possuem conectividade Bluetooth integrada, permitindo que você faça chamadas mãos-livres, reproduza música e acesse recursos do smartphone diretamente no sistema de entretenimento do veículo.
• Dispositivos de áudio: Muitos sistemas de áudio, como receivers, soundbars e sistemas estéreo domésticos, têm a capacidade de se conectar a dispositivos via Bluetooth, permitindo a reprodução de música sem fio.
• Dispositivos de saúde: Alguns dispositivos de saúde, como monitores cardíacos, medidores de glicose e balanças, podem usar o Bluetooth para se conectar a smartphones e aplicativos correspondentes, permitindo o monitoramento e o compartilhamento de dados de saúde.

Conjunto de caixas de som Bluetooth, uma aplicação bastante popular da tecnologia.

A lista de dispositivos compatíveis com Bluetooth aumentae à medida que a tecnologia é adotada em novos produtos e setores. O Bluetooth oferece uma maneira conveniente e versátil de conectar dispositivos sem fio, tornando a comunicação e a transferência de dados mais fáceis e acessíveis.

De onde vem o nome Bluetooth?

O nome “Bluetooth” tem origem na história nórdica e está relacionado a um rei dinamarquês chamado Harald Blåtand, que viveu no século X. A palavra “Blåtand” significa “dente azul” em dinamarquês, e o apelido foi dado a ele devido ao fato de que ele tinha um dente que parecia ser de cor azulada.

O nome “Bluetooth” foi escolhido para a tecnologia de comunicação sem fio de curto alcance em homenagem a Harald Blåtand, pois ele era conhecido por unir tribos nórdicas em uma Dinamarca unificada. Da mesma forma, a tecnologia Bluetooth foi desenvolvida para unir dispositivos eletrônicos, permitindo que se comuniquem e compartilhem dados.

O nome foi proposto em 1997 pelo engenheiro da empresa de telecomunicações sueca Ericsson, Jim Kardach, como uma alternativa ao termo “short-link” (link curto) que era usado internamente para se referir à tecnologia. A ideia de usar o nome “Bluetooth” foi aceita e, desde então, se tornou o nome oficial da tecnologia.

Além do nome, também o logotipo é inspirado na história de Harald Blåtand. O logotipo é uma combinação das letras em alfabeto rúnico antigo para “H” e “B”, que são as iniciais de seu nome.

Logotipo da tecnologia Bluetooth

Portanto, o nome Bluetooth é uma homenagem a um rei nórdico histórico e foi escolhido para transmitir a ideia de unir dispositivos eletrônicos por meio de comunicação sem fio.

Vantagens e desvantagens

Como toda tecnologia, o bluetooth também possui suas vantagens e algumas desvantagens de uso. Vejamos algumas delas.

Vantagens do Bluetooth

O Bluetooth oferece uma série de vantagens para a conectividade sem fio entre dispositivos. Algumas de suas principais vantagens são:

• Conexão sem fio: Obviamente a principal vantagem é a capacidade de estabelecer conexões sem fio entre dispositivos. Isso elimina a necessidade de cabos e permite uma maior mobilidade e conveniência na interação entre dispositivos.
• Adoção ampla: O Bluetooth é uma tecnologia amplamente adotada e suportada pela maioria dos dispositivos eletrônicos modernos. Isso significa que é provável que você encontre a funcionalidade Bluetooth em uma ampla variedade de dispositivos, desde smartphones e tablets até fones de ouvido e sistemas de áudio.
• Baixo consumo de energia: Projetado para ter um consumo de energia eficiente, especialmente em sua versão BLE. Isso permite que os dispositivos Bluetooth operem por períodos prolongados sem exigir substituição frequente da bateria.
• Conexão simples e rápida: O processo de pareamento é geralmente simples e rápido. Com alguns toques, você pode conectar dois dispositivos Bluetooth e iniciar a comunicação entre eles. Além disso, uma vez que os dispositivos estão pareados, eles geralmente se reconectam automaticamente quando estão próximos um do outro.
• Suporte a múltiplos dispositivos: O Bluetooth permite que um dispositivo se conecte a vários outros dispositivos ao mesmo tempo. Isso é útil para cenários em que você deseja conectar seu smartphone a um fone de ouvido, um alto-falante e um smartwatch, por exemplo.
• Compatibilidade com diferentes tipos de dados: O Bluetooth suporta a transferência de vários tipos de dados, como áudio, imagens, arquivos e dados de sensores. Isso torna possível usá-lo em uma ampla gama de aplicativos, desde transmissão de áudio até troca de dados entre dispositivos IoT.
• Alcance adequado para uso pessoal: Possui um alcance típico de cerca de 10 metros, o que é adequado para a maioria dos casos de uso pessoal. Ele permite a comunicação entre dispositivos em um ambiente próximo, sem interferir em dispositivos em outros espaços próximos.

Essas são algumas das principais vantagens do Bluetooth. No entanto, é importante observar que o Bluetooth também tem suas limitações, como velocidades de transferência de dados mais baixas em comparação com outras tecnologias sem fio, como o Wi-Fi, entre outras – que veremos logo a seguir.

Desvantagens

Embora o Bluetooth ofereça várias vantagens, também possui algumas limitações e desvantagens. A seguir listo algumas das principais desvantagens do bluetooth:

• Alcance limitado: O alcance do Bluetooth é geralmente limitado a cerca de 10 metros. Isso significa que os dispositivos Bluetooth precisam estar relativamente próximos uns dos outros para manter uma conexão estável. Se houver obstáculos físicos, como paredes, o alcance efetivo pode ser ainda menor.
• Baixa velocidade de transferência de dados: Comparado a outras tecnologias sem fio, como Wi-Fi, o Bluetooth tende a ter velocidades de transferência de dados mais baixas. Isso pode ser um problema ao transmitir arquivos grandes ou ao realizar tarefas que exigem uma taxa de transferência de dados mais alta.
• Interferência: A tecnologia opera na faixa de frequência de rádio de 2,4 GHz, que é compartilhada com outros dispositivos e tecnologias, como redes Wi-Fi, fornos de micro-ondas e telefones sem fio. Isso pode causar interferências e afetar a qualidade da conexão Bluetooth, resultando em quedas de sinal ou conexões instáveis.
• Consumo de energia: Embora seja projetado para ser eficiente em termos de consumo de energia, ainda pode haver um impacto na vida útil da bateria, especialmente em dispositivos menores e mais compactos. O uso constante do Bluetooth pode drenar a energia da bateria mais rapidamente, embora as versões mais recentes, como o BLE, tenham melhorado nesse aspecto.
• Incompatibilidade entre versões: Nem todos os dispositivos são compatíveis com todas as versões do Bluetooth. Algumas funcionalidades e recursos específicos podem não ser suportados em versões mais antigas. Isso pode resultar em incompatibilidade ao tentar conectar dispositivos de gerações diferentes.
• Vulnerabilidades de segurança: Embora o Bluetooth tenha recursos de segurança, como criptografia, as vulnerabilidades de segurança ainda podem existir. Como qualquer tecnologia sem fio, o Bluetooth pode ser vulnerável a ataques cibernéticos, como o sequestro de conexões ou a interceptação de dados.

É importante notar que muitas dessas desvantagens podem ser mitigadas com o avanço contínuo da tecnologia Bluetooth. Novas versões e melhorias estão constantemente sendo desenvolvidas para abordar essas limitações. No entanto, ao usar o Bluetooth, é importante estar ciente de suas limitações e tomar medidas para garantir a segurança e a qualidade da conexão.

Conclusão

Em resumo, o Bluetooth é uma tecnologia sem fio que permite a comunicação entre dispositivos eletrônicos próximos, facilitando a transferência de dados, o compartilhamento de informações e o controle de dispositivos, sem a necessidade do emprego de fios e cabos para conectar os dispositivos.

Caracterizada por sua capacidade de comunicação de curto alcance, geralmente com um alcance operacional de até 10 metros, o desempenho do Bluetooth pode variar conforme as condições ambientais e os dispositivos envolvidos.

Essa tecnologia apresenta-se como um meio versátil e muito prático para a interconexão de dispositivos dos mais variados tipos e nas mais variadas situações.

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O cabeçalho de um pacote IPv6 é uma versão simplificada do cabeçalho do pacote IPv4. Alguns campos foram eliminados, por serem desnecessários ou raramente usados, ao passo que alguns outros campos são acrescentados, por exemplo de modo a fornecer suporte melhorado a tráfego em tempo real.

Estrutura do Pacote IPv6

A seguir temos a estrutura de um pacote IPv6:

Estrutura de um pacote IPv6

Note que existem três divisões principais em um pacote IPv6: seu cabeçalho, os cabeçalhos de extensão e o PDU (Protocol Data Unit) da camada superior; juntas, as extensões mais a PDU constituem o payload do pacote.

O PDU da camada superior corresponde ao cabeçalho do protocolo da camada superior (camada de transporte) com seus dados (payload), como por exemplo uma mensagem UDP ou um segmento TCP.

Já o payload de um pacote IPv6 é constituído pelo PDU da camada superior acrescido dos cabeçalhos de extensão, até um tamanho máximo padrão de 65535 bytes. Caso seja necessário enviar um payload maior do que esse tamanho, existe a possibilidade de se empregar um Payload Jumbo no cabeçalho de extensão Hop-by-Hop Options (Opções Salto-a-Salto).

Cabeçalho de um pacote IPv6

Um cabeçalho IPv6 possui um tamanho fixo de 40 bytes (320 bits), dos quais 32 bytes (256 bits) correspondem aos endereços IPv6 de origem e destino do pacote, com os demais campos ocupando os 64 bits restantes.

O cabeçalho IPv6, juntamente com os cabeçalhos de extensão, substituem o cabeçalho IPv4 e suas opções de cabeçalho. Os cabeçalhos de extensão IPv6 não possuem tamanho máximo (ao contrário do IPv4), e podem ser expandidos para acomodar quaisquer dados que sejam necessários para a comunicação usando o protocolo IPv6.

A ilustração a seguir mostra a estrutura de campos de um pacote IPv6:

A seguir, descrevemos cada um dos campos encontrados em um pacote IPv6.

Campos do Pacotes IPv6

• Versão: Indica a versão do protocolo IP em uso. Para o protocolo IPv6, o valor 6 é utilizado neste campo. Tamanho: 4 bits.
• Classe de Tráfego: Indica a classe ou prioridade do pacote IPv6, sendo um campo similar ao campo de serviços de um pacote IPv4. Este campo auxilia os roteadores a manipular tráfego baseado na prioridade do pacote. Quando ocorre congestionamento em um roteador, pacotes com menor prioridade são descartados. Tamanho: 8 bits.
• Rótulo de Fluxo: Empregado pela origem para rotular os pacotes que pertencem ao mesmo fluxo de dados, de modo a requisitar manipulação especial por roteadores IPv6 intermediários. Exemplos desse tratamento especial são o uso de QoS não padrão ou serviços de tempo real. Tamanho: 20 bits
• Tamanho do Conteúdo: Valor que indica o tamanho total da carga (payload), informando aos roteadores a quantidade de informação que um pacote contém, incluindo dados e cabeçalhos de extensão (se houver algum). Tamanho: 16 bits.
• Próximo Cabeçalho: Indica o tipo de cabeçalho de extensão (se houver) imediatamente após o cabeçalho IP básico. Pode indicar os protocolos contidos no pacote da camada superior, TCP ou UDP. Tamanho: 8 bits.
• Limite de Saltos: Similar ao campo TTL de um pacote IPv4, medido em saltos, que indica o número máximo de nós IPv6 intermediários que o pacote pode atravessar (ser roteado). Seu valor é decrementado de 1 a cada nó que o pacote atravessa. Caso esse valor chegar a 0 antes de atingir seu destino, o pacote é descartado. Tamanho: 8 bits.
• Endereço IP de Origem: Endereço IP do remetente original do pacote. Tamanho: 128 bits.
• Endereço IP de Destino: Endereço IP do destinatário final do pacote (no geral). Tamanho: 128 bits.
• Cabeçalhos de Extensão: Algumas vezes, informações adicionais precisam ser transportadas juntamente com o pacote. Estas informações, em um pacote IPv4, estariam no campo de Opções. Para tal, é empregado o campo de Cabeçalho de Extensão.
  Um pacote IPv6 pode conter zero ou mais cabeçalhos de extensão, que devem aparecer em uma ordem recomendada. Vamos tratar mais a fundo das extensões IPv6 na próxima lição.
• Dados: Payload do pacote (provenientes da camada de nível superior).

Diferenças entre os cabeçalhos IPv4 e IPv6

A tabela a seguir mostra uma comparação básica entre os campos constituintes do cabeçalho de um pacote IPv4 e de um pacote IPv6:

No próximo artigo vamos nos aprofundar nos cabeçalhos de extensão, mostrando os principais tipos de extensões que podem ser usadas no envio de mensagens usando o protocolo IPv6.

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Um sistema de Cabeamento estruturado é o conjunto que envolve componentes e arquitetura para cabeamento de dados para comunicações, regido por normas e padrões específicos, e adotado de forma voluntária pelos fabricantes de equipamentos e empresas.

É um sistema que deve possibilitar mudanças, manutenções e implementações, de forma rápida, segura, controlada e planejada em redes. Deve seguir requisitos mínimos relacionados a distâncias, arquitetura de interligação, padrões de pinagem e transmissão e interconectividade.

Também deve permitir o tráfego de qualquer tipo de sinal elétrico para telecomunicações, como áudio, vídeo, redes de dados, telefonia, sensores e alarmes, controles de segurança e ambientais.

Desta forma, podemos construir uma infraestrutura de cabeamento de telecomunicações (telefonia e dados) que consista em elementos padronizados, ou seja, o que chamamos de rede estruturada de dados.

Podemos dizer portanto que o cabeamento estruturado é uma infraestrutura de cabeamento bem-organizada.

Rack e cabos em um sistema de cabeamento estruturado

Um sistema de cabeamento estruturado é instalado em sistemas de piso ou sistema aéreos de canaletas e dutos (aparente ou embutidos).

Vantagens do Cabeamento Estruturado

Uma infraestrutura de cabeamento estruturada bem planejada e instalada fornece uma série de benefícios, tais como:

• Performance melhorada e previsível
• Simplifica a instalação e a manutenção da infraestrutura de comunicações, principalmente quando a quantidade de equipamentos for grande
• Flexibilidade para acomodar alterações de layout, quantidade e tipo de dispositivos.
• Fornece redundância de caminhos de comunicação
• Permite que sejam usados equipamentos de diferentes fabricantes com total interoperabilidade
• Aumento da disponibilidade da rede e elementos associados – como o Data Center.
• Diminui o tempo necessário para encontrar problemas de conectividade.

Entre outros.

Breve Histórico do Cabeamento Estruturado

Alguns dos eventos-chave na história do cabeamento estruturado de redes estão descritos a seguir:

• No início, os sistemas de rede eram fechados
• Em julho 1991, a EIA desenvolveu a norma TIA/EIA 568
• Normas complementares foram criadas posteriormente: 569 / 606 / 607
• Em 1995 a norma 568 foi atualizada para TIA/EIA 568-A
• 2001: publicada a norma TIA/EIA 568-B (B.1, B.2, B.3)
• 2009: publicada a norma ANSI/TIA 568-C (C.0, C.1, C.2, C.3, C.4)
• 2015: publicada a norma ANSI/TIA 568-D
• No Brasil: ABNT NBR 14565:2000, atualizada para 14565:2007 e posteriormente, 14565:2019

Subsistemas do Cabeamento Estruturado

Um sistema de cabeamento estruturado completo é composto por seis subsistemas:

• Entrada de Facilidades
• Sala de Equipamentos
• Cabeamento Backbone (vertical)
• Cabeamento Horizontal
• Sala(s) de Telecomunicações
• Área de Trabalho

Subsistemas de um sistema de Cabeamento Estruturado

A seguir temos uma breve descrição de cada um desses subsistemas de cabeamento.

Entrada de Facilidades (Entrance Facility)

• Espaço reservado para receber os cabos de entrada das operadoras de serviço (telefonia, TV a cabo, etc.) e outros serviços externos, onde estes serão conectados à rede interna.
• Inclui hardware de conexão e equipamentos de proteção

Sala de Equipamentos (Equipment Room)

• Espaço dentro do edifício que acomoda terminações e equipamentos de Telecomunicações. É onde são feitas as conexões entre os cabeamentos que vão para a Sala de Telecomunicações.
• Geralmente abriga equipamentos como switches core, roteadores, servidores, DVR e hardware de conexão.
• Inclui Main, Intermediate e Horizontal Cross-Connects

Cabeamento Vertical (Backbone / Vertical Cabling)

• Interliga as Salas de Telecomunicações instaladas nos andares de um edifício comercial, ou vários edifícios a uma Sala de Equipamentos
• Também chamado de Cabeamento Primário.
• Pode empregar cabeamento metálico de par trançado ou fibra óptica.

Sala de Telecomunicações (Telecommunications Room)

• Espaço reservado que contém o ponto de transição entre o cabeamento vertical e o cabeamento horizontal, podendo abrigar equipamentos ativos como switches e também equipamentos passivos patch panels.
• Pode ser um Armário de Telecomunicações em vez de uma sala, dependendo do tamanho da estrutura.

Cabeamento Horizontal (Horizontal Cabling)

• Também conhecido como Cabeamento Secundário, é responsável pela interligação entre a Área de Trabalho e a Sala de Telecomunicações ou Armário de Telecomunicações em um mesmo andar.
• Pode incluir cabos metálicos de par trançado e também fibra óptica.

Área de Trabalho (Work Area)

• Área interna que possui pontos de telecomunicação e energia elétrica para a conexão dos equipamentos dos usuários.
• Cada área de trabalho deve possuir duas tomadas de conexão (telecomunicações).

Elementos constituintes de um sistema de Cabeamento Estruturado

Um sistema de cabeamento estruturado é constituído de um conjunto de elementos que podem incluir, entre outros:

• Cabos metálicos e de fibra óptica
• Patch Panels e hardware de conexão
• Dutos, Canaletas, Trilhos
• Painéis e Tomadas
• Racks de piso e de parede
• Patch Cords
• Conectores RJ-45 e outros

Tipos de Cabos empregados

Os principais tipos de cabos empregados em sistemas de cabling são:

• Par trançado de cobre cat. 5e / 6 / 6A
• Fibras Ópticas Monomodo e Multimodo

Para aplicações especiais também podem ser empregados cabos como Coaxial ou de Telefonia.

Normatização

Diversos órgãos e comitês específicos tratam da normatização das características e performance na transmissão dos sinais, tecnologias e técnicas de instalação e manutenção. Listamos alguns deles a seguir.

Órgãos Padronizadores

• ISO
• ANSI
• ITU-T (antigo CCITT)
• EIA
• TIA
• CEI
• ABNT

Normas de Cabeamento Esturturado

Os órgão apresentados anteriormente são responsáveis por criar, manter e atualizar as normas de cabeamento estruturado. Algumas das principais normas estão presentes na lista a seguir:

• TIA/EIA-568-A
• TIA/EIA-568-B
• ANSI/TIA-568-C
• ANSI/TIA-568-D
• EIA/TIA-569-B
• EIA/TIA-606
• EIA/TIA-607
• TIA-942
• NBR-14565 (2000, 2007, 2019)

Vamos estudar essas normas com detalhes nos próximos artigos e tutoriais sobre cabeamento estruturado de redes.

Referências

• Meyers, M. CompTIA Network+ All-In-One Exam Guide. 6ª Ed, 2015. McGraw-Hill Education. 
• Woodward, B. Cabling: The Complete Guide to Copper and Fiber-Optic Networking. 5ª Ed, 2014. Editora Sybex. 
• Barnett, D.; Groth, D.; McBee, J. Cabling: The Complete Guide to Network Wiring. 3ª Ed, 2004. Editora Sybex. 
• Tanenbaum, A.; Wetherall, D. Computer Networks. 5ª Ed. Prentice Hall, 2011

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A camada de transporte da pilha TCP/IP, intermediária entre as camadas de Aplicação e Internet, é responsável por funções de comunicação entre processos de computadores diferentes. Desta forma, as aplicações podem enviar e receber dados entre si.

Na pilha TCP/IP, os dois principais protocolos da camada de transporte são o protocolo TCP (Transmission Control Protocol)  e o protocolo UDP (User Datagram Protocol). Vamos neste artigo mostrar as diferenças (e semelhanças) entre esses dois protocolos, para que seja possível saber quando se deve utilizar um ou o outro.

Qual a diferença entre os protocolos TCP e UDP?

Vamos resumir na tabela a seguir as diferenças entre as características e funcionalidades dos protocolos UDP e TCP:

Comparação dos campos dos cabeçalhos dos protocolos TCP e UDP

Campos do cabeçalho TCP:Como podemos ver na ilustração, o cabeçalho do protocolo TCP é composto de doze campos, a saber:

• Número de Porta de Origem
• Número de Porta de Destino
• Número de Sequência
• Número de Confirmação
• Comprimento do Cabeçalho
• Reservado
• Flags ECN
• Bits de Controle
• Tamanho da Janela
• Checksum
• Ponteiro de Urgente
• Opções

Campos do cabeçalho UDP:Já o cabeçalho do protocolo UDP é composto de apenas quatro campos, que são os seguintes:

• Número de Porta de Origem
• Número de Porta de Destino
• Comprimento
• Checksum

Saiba Mais

Para saber mais sobre os protocolos TCP e UDP leia também:

• Camada de Transporte da pilha TCP/IP
• O que é o protocolo UDP
• O que é o protocolo TCP
• Controle de Fluxo e Controle de Erros do Protocolo TCP
• O Handshake de Três Vias no Protocolo TCP
• Quiz Básico de Protocolo TCP/IP

Referências

• Stevens, R. TCP/IP Illustrated, Volume 1. Ed. Addison Wesley, 2000
• Siyan, K. S.; Parker, T. TCP/IP Unleashed. Ed. SAMS Publishing, 2002
• Forouzan, B. A. TCP/IP Protocol Suite. 4º edição. Ed. McGraw-Hill, 2010
• Murhammer; Atakan; Bretz; Pugh; Suzuki; Wood. TCP/IP Tutorial e Técnico – IBM Books. Makron Books.

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As siglas LAN, MAN  WAN (e outras) se referem ao que chamamos de Escopo de Redes. Um Escopo, basicamente, é uma classificação que permite determinar o alcance geográfico de uma rede de dados – por exemplo, se a rede inclui apenas máquinas próximas fisicamente entre si ou equipamentos localizados em locais distantes, como outros países ou até mesmo continentes.

Além da principal diferença entre esses tipos de redes, que é seu alcance geográfico, também existem algumas diferenças relativas aos equipamentos empregados na construção das redes, além de parâmetros como velocidade de transmissão de dados e meios de transmissão empregados em cada escopo.

Vejamos o que é cada um desses escopos.

LAN

Local Area Network, ou Rede de Área Local, ou ainda simplesmente Rede Local, geralmente está localizada em um edifício, escritório, campus ou até mesmo em sua residência.
Possui conectividade em alta velocidade e sua característica principal é ser uma rede privativa, ou seja, alguém (pessoa ou organização) controla essa rede e o acesso a ela, em uma área geográfica limitada.

Principais tecnologias para redes LAN:

• Ethernet
• IEEE 802.11 (WLAN – rede wireless local)

É um dos escopos de redes mais populares e comuns.

Rede LAN

MAN

Metropolitan Area Network, ou Rede de Área Metropolitana, é um escopo de rede intermediário entre uma LAN e uma WAN.
Trata-se de uma rede localizada em uma área geográfica confinada e bem definida, de tamanho médio, como por exemplo em um município ou região metropolitana.

Também existem redes MAN Wireless (sem fio), com no caso das redes WiMAX.

Rede MAN

WAN

Wide Area Network, ou Rede de Área Ampla. Em uma WAN a comunicação se dá em uma distância relativamente (ou muito) longa.
Geralmente podemos usar uma WAN para conectar uma LAN em um local a outra LAN em um local remoto, que pode estar localizada em um prédio vizinho ou do outro lado do planeta.

Rede WAN

A tabela a seguir traz um resumo comparativo entre os três escopos apresentados:

Além dos escopos citados anteriormente, existem outras classificações de redes, menos comuns, como os escopos:

• PAN(Personal Area Network)
• CAN (Campus Area Network)
• GAN (Global Area Network)
• HAN (Home Area Network)
• SAN (Storage Area Network)

Estudaremos esses tipos de redes com mais detalhes em outro tutorial.

Quer aprender tudo sobre Redes de Computadores? Minha dica é o livro Redes de Computadores – 2ª Edição, de Gabriel Torres, que você pode adquirir em formato digital com preço promocional clicando na capa do livro a seguir:

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Um Repetidor Powerline é um equipamento que utiliza uma forma de tecnologia PLC (Power-line Communication) chamada de HomePlug AV para trafegar dados em um condutor usado simultaneamente para transmitir energia elétrica AC em uma rede elétrica, permitindo realizar a transmissão de dados por meio da rede elétrica do local.

Essa tecnologia funciona por meio do emprego de dois aparelhos distintos em um kit: um adaptador conectado ao roteador banda larga ou ao modem, usando geralmente um cabo de par trançado RJ-45, e um repetidor, que se comunica com o adaptador por meio da rede elétrica, e que faz o papel do Access Point, localizado em outra área do estabelecimento ou residência, onde se deseja transmitir o sinal de dados. 

Geralmente é utilizado como um repetidor wireless, para levar o sinal de rede sem fio a um local em um escritório ou residência a outro que não recebe sinal de forma satisfatória. Uma observação importante é de que com o Powerline, você precisa já ter acesso à Internet, por exemplo usando um modem/roteador convencional e uma conta em um provedor de serviços.

Repetidor Wireless

Já um repetidor wireless simples (sem fio) é um aparelho empregado para ampliar a área de cobertura de uma rede sem fio exclusivamente. Ele amplifica o sinal Wi-Fi recebido de um Access Point, e então o retransmite em direção a uma área na qual o sinal original não chegava, ou chegava com muita deficiência. Desta forma, a área de cobertura total do AP é aumentada, permitindo cobrir locais onde o sinal, basicamente, não chega.
Os repetidores também permite criar redes wireless distintas, com SSID diferente do AP principal.

A grande vantagem em se utilizar um repetidor Powerline em vez de um repetidor Wireless comum é que a cobertura do sinal Wi-Fi é ampliada para toda a residência / escritório, independente das condições de transmissão ou alcance do sinal Wi-Fi.

Aplicações do Powerline

Imagine que você tem, em sua residência, um roteador / access point instalado na sala de estar, e deseja acessar a Internet em um outro cômodo, como um quarto dos fundos, porém o sinal de rede sem fio não chega até esse cômodo – ou chega de forma muito degradada, instável. O que fazer nesse caso?

Um repetidor com tecnologia Powerline resolve o problema. Basta instalar o adaptador junto ao access point, e o repetidor em uma tomada livre no cômodo em questão. Assim, o sinal wireless será distribuído no quarto, aumentando a área de cobertura do AP que está na sala e permitindo o acesso à Internet (e à rede local) com facilidade.

Alguns repetidores também possuem uma porta Ethernet embutida, o que permite que seja conectado um equipamento que não tenha conectividade wireless à rede, como uma SmartTV ou um console de vídeo-game, por exemplo.

Um ponto importante a se observar é que a rede elétrica precisa ser a mesma – ou seja, todos os equipamentos precisam estar conectados ao mesmo quadro de luz (painel de distribuição de energia elétrica). E, de preferência, o cabeamento elétrico deve ser de boa qualidade e não apresentar defeitos, que às vezes aparecem em instalações elétricas muito antigas.

Funcionamento do Powerline

Esse tipo de comunicação opera por meio da adição de um sinal de dados modulado à rede elétrica. A tensão elétrica da rede é um sinal alternado de 60 Hz no Brasil (50 Hz em muitos países), e o sinal de dados transmitido é um sinal modulado em uma faixa de frequências bem mais alta, que pode variar de 1 a 30 MHz, aproximadamente. Desta forma, ambos os sinais podem ser transmitidos pelos mesmos fios, sem que haja interferência. É um processo um pouco parecido com o da transmissão ADSL – banda larga via linha telefônica.

O Powerline opera por meio de dois aparelhos, um adaptador e um repetidor. O adaptador é conectado ao roteador ou modem por meio de um cabo ethernet (de rede) comum e a uma tomada, modulando e transmitindo o sinal para a rede elétrica. Já o repetidor é conectado a uma tomada no local onde se deseja ampliar a rede, transmitindo sinal wireless ou ainda permitindo a conexão de um dispositivo cabeado a uma porta RJ-45 (se houver, depende do modelo do aparelho).

Alcance do Powerline

O alcance do sinal utilizando um Powerline pode chegar a mais de 400m², maior do que um repetidor wireless comum, que no geral chega a cerca de 100m². Por isso é recomendado para ambientes maiores, ou ambientes que tenham muitos recintos isolados ou distantes entre si, pois as paredes e portas enfraquecem muto o sinal Wi-Fi.

Usando o Powerline na prática

A instalação dos equipamentos é muito simples, pois sua configuração é totalmente Plug and Play. Para instalar um kit Powerline basta seguir os dois passos abaixo:

1. Conectar o adaptador Powerline em uma tomada elétrica próxima ao seu roteador, e então conecte-o ao seu modem / roteador sem fios utilizando um cabo de rede Ethernet comum.
2. Vá até o local onde deseja que a conexão Wi-Fi tenha cobertura e então plugue em uma tomada qualquer o Repetidor Powerline. Pressione botões de sincronização (provavelmente há um em cada aparelho do par).

É só isso: o sinal já está amplificado e distribuído para seus dispositivos Wi-Fi.

Obs.: É importante conectar sempre o Powerline diretamente a uma tomada da rede elétrica, e não a um filtro de linha ou a um estabilizador ou no-break, pois estes equipamentos podem interferir no sinal modulado transmitido.

Exemplo de modelo de Powerline

Como exemplo de kit disponível para venda no Brasil podemos citar o D-Link DHP-W311AV, que é um Repetidor Wireless Powerlink encontrado com muita facilidade, e que permite alcançar taxas de transferência de dados de até 500 Mb/s pela rede elétrica e 300 Mb/s para Wi-Fi.

Esse kit também possui uma porta Ethernet RJ-45 no repetidor, Wi-Fi nos padrões b/g/n e também conta com criptografia para proteção dos dados transmitidos.

Repetidor Powerline D-Link DHP-W311AV

Página do produto no site do fabricante: https://www.dlink.com.br/content/powerline

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Controle de Fluxo

Sempre que um dispositivo de comunicação produz informação que será consumida por um outro dispositivo de comunicação, deve haver um balanço entre a taxa de produção de um e a taxa de consumo do outro. Se um dos dispositivos transmite informações em uma taxa superior à taxa de consumo do outro dispositivo, provavelmente mensagens terão de ser descartadas.

O contrário também pode ocorrer – um dispositivo transmissor enviando informações em uma taxa muito inferior à taxa que o dispositivo de destino pode suportar – fazendo com que nesse caso haja desperdício de capacidade do sistema. Deve haver um balanço para que o sistema seja eficiente.

No que tange à taxa de transmissão do primeiro caso, o balanço pode ser alcançado usando-se técnicas de Controle de Fluxo, para que seja evitada a perda de dados no dispositivo de destino da transmissão.

O Controle de Fluxo deve ser empregado quando a transmissão de dados entre dois dispositivos se dá da forma que denominamos Push, na qual o transmissor simplesmente envia dados para o receptor assim que eles estão disponíveis, sem que o receptor os tenha requisitado.

Neste caso, o receptor pode acabar recebendo dados em uma taxa muito superior à que ele suporta, e então dados acabam por serem descartados. Para que isso não ocorra, o receptor precisa pedir ao transmissor que pare de enviar dados momentaneamente, até que os dados recebidos sejam processados, e o receptor esteja pronto para receber mais dados.

Quando o receptor requisita os dados não há a necessidade de controle de fluxo, e chamamos essa forma de transmissão de modo Pull.

Para que o controle de fluxo possa ser implementado, são usados Buffers. Um Buffer é um local na memória que armazena pacotes conforme são recebidos. Existem dois buffers para realização de controle de fluxo: uma na camada de transporte do host transmissor, e outro na camada de transporte do host receptor.

O primeiro buffer armazena dados provenientes da camada de aplicação do mesmo host, e o segundo buffer armazena os dados recebidos a partir da rede, no host receptor (de destino). Quando o buffer da camada de transporte do host de destino está cheio, ele informa à camada de transporte do transmissor que ela deve parar de enviar pacotes. Quando o buffer começa a se esvaziar, ele informa à camada de transporte do transmissor que ele pode continuar a enviar dados.

O mesmo ocorre com o buffer da camada de transporte do transmissor: Quando ele está cheio, informa à camada de aplicação do transmissor que ela deve parar de enviar mensagens. Quando o buffer começa a se esvaziar, ele informa à camada de aplicação que pode continuar a enviar as mensagens.

Controle de Erros

A camada de Internet (Rede) é dita como “não-confiável”, o que significa que não há garantia da entrega de pacotes entre dois hosts que se comunicam entre si. Para que uma comunicação possa ser considerada confiável, a camada de transporte pode implementar mecanismos para garantir a entrega desses pacotes durante uma transmissão.

Chamamos a esse processo de “Controle de Erros”, e ele consiste, basicamente, em detectar e descartar pacotes corrompidos, acompanhar pacotes descartados e perdidos (para reenviá-los), verificar a existência de pacotes duplicados (e descartá-los), e guardar em buffer pacotes que cheguem fora de ordem, até que seja possível reordená-los.

O controle de erros é realizado pela camada de transporte do host de destino dos dados, e funciona informando à camada de transporte do transmissor a repeito de problemas que venham a ocorrer.

Uma das informações que são usadas para realizar o controle de erros são o Números de Sequência, que são números usados para numerar os segmentos enviados. Esse número é gravado em um dos campos do cabeçalho do segmento na camada de transporte, e quando um pacote é corrompido ou perdido, a camada de transporte do receptor detecta a falta do segmento respectivo e pode informar ao transmissor para que ele reenvie o segmento faltante.

Já segmentos duplicados são facilmente detectados, pois tem o mesmo número de sequência. E para colocá-los em ordem basta também observar esse número, pois os segmentos são numerados sequencialmente.

Quando um ou mais segmentos chegam corretamente ao seu destino, o host receptor pode enviar uma mensagem ACK (acknowledgement / confirmação) para o host transmissor, informando que recebeu os pacotes. Pacotes perdidos podem ser detectados pelo próprio transmissor com o uso de um timer, que é ativado ao enviar um pacote. Quando esse timer expira, se uma mensagem ACK não tiver sido recebida de volta, o transmissor reenvia o pacote.

Na próxima lição veremos como os controles de fluxo e de erros podem ser combinados e para que serve essa combinação.

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