Um pouco sobre redes

Montar uma rede já foi complicado e caro. Hoje em dia, praticamente todas as placas-mãe trazem placas de rede onboard, e os cabos e switchs são extremamente baratos, o que fez com que as redes se tornassem extremamente comuns, permitindo compartilhar a conexão com a internet, transferir arquivos, compartilhar impressoras e assim por diante. Como não falo sobre a configuração de redes em outros tópicos do livro, vou aproveitar para fazer um apanhado geral sobre o assunto.

O uso mais corriqueiro é compartilhar a conexão com a internet. Você tem apenas uma linha ADSL ou apenas uma assinatura do serviço de acesso via cabo e pode acessar, ao mesmo tempo, a partir de todos os micros que tiver em sua casa ou empresa. Neste caso um dos micros atua como um ponto de encontro, enviando os pedidos de todos para a internet e devolvendo as respostas. Além de compartilhar a conexão, este servidor pode compartilhar arquivos, servir como firewall (protegendo a rede de acessos externos), rodar um proxy (que permite criar um cache de arquivos e páginas acessados, melhorando a velocidade da conexão), além de outros serviços.

Outra necessidade comum é compartilhar arquivos. Antigamente (naquela época em que os micros tinham 512 KB de memória e os homens eram homens e escreviam seus próprios sistemas operacionais) era usado o protocolo DPL/DPC (disquete pra lá, disquete pra cá), mas ele não era muito eficiente, principalmente quando o amigo que estava esperando os arquivos estava em outra cidade.

Hoje em dia, você pode compartilhar arquivos entre micros Windows simplesmente ativando o “Compartilhamento de arquivos para redes Microsoft” e o “Cliente para redes Microsoft” nas propriedades da rede e compartilhando as pastas desejadas (que passam a aparecer no ambiente de rede para os outros micros). No Linux, você pode compartilhar arquivos usando o Samba (que permite que os compartilhamentos sejam acessados também por máquinas Windows), NFS ou mesmo via SFTP (o módulo de transferência de arquivos do SSH).

Os componentes básicos da rede são uma placa de rede para cada micro, os cabos e o hub ou switch que serve como um ponto de encontro, permitindo que todos os micros se enxerguem e conversem entre si. As placas de rede já foram componentes caros, mas como elas são dispositivos relativamente simples e o funcionamento é baseado em padrões abertos, qualquer um pode abrir uma fábrica de placas de rede, o que faz com que exista uma concorrência acirrada que obriga os fabricantes a produzirem placas cada vez mais baratas e trabalhem com margens de lucro cada vez mais estreitas. As placas de rede mais baratas chegam a ser vendidas no atacado por menos de três dólares. O preço final é um pouco mais alto naturalmente, mas não é difícil achar placas por 20 reais ou até menos.

Placa de rede PCI

Temos três padrões de redes Ethernet: de 10 megabits, 100 megabits e 1 gigabit. As placas são intercompatíveis, mas, ao usar placas de velocidades diferentes, as duas vão conversar na velocidade da placa mais lenta.

As redes de 10 megabits são obsoletas, mas ainda é possível encontrar muitas instalações antigas por aí. Caso a rede já use cabos de categoria 5 (o número vem decalcado no cabo), é possível fazer um upgrade direto para 100 megabits, trocando apenas o hub e as placas.

Cabo de rede categoria 5e

Lembre-se de que a velocidade das placas é calculada em bits e não em bytes. Uma rede de 100 megabits permite uma taxa de transmissão (teórica) de 12.5 MB/s. Como além dos dados são transmitidas outras informações (a estrutura dos pacotes, retransmissões, códigos de correção de erros, etc.), a velocidade na prática fica sempre um pouco abaixo disso. Normalmente é possível transferir arquivos a no máximo 10.5 MB/s, com a taxa máxima variando sutilmente de acordo com a placa e o sistema operacional usado.

A opção para quem precisa de mais velocidade são as redes Gigabit Ethernet, que transmitem a até 1000 megabits (125 megabytes) por segundo. As placas gigabit atuais são compatíveis com os mesmos cabos de par trançado categoria 5, usados pelas placas de 100 megabits, por isso a diferença de custo fica por conta apenas das placas e do switch. Como hoje em dia a maioria das placas-mãe incluem chipsets de rede gigabit onboard e os switchs também estão caindo de preço, elas estão se tornando cada vez mais comuns.

Os cabos de rede também são um artigo relativamente barato. Os cabos de categoria 5, que usamos em redes de 100 ou 1000 megabits geralmente custam em torno de 80 centavos o metro, com mais alguns centavos por conector. Os cabos de categoria 5e são construídos dentro de normas um pouco mais estritas e normalmente custam o mesmo preço, por isso são sempre preferíveis.

Você pode comprar quantos metros de cabo quiser, junto com o número necessário de conectores, e crimpar os cabos você mesmo, ou pode comprá-los já prontos. É no caso dos cabos já crimpados que o preço começa a variar de forma mais expressiva. Algumas lojas chegam a crimpar os cabos na hora, cobrando apenas o valor do material, enquanto outras vendem os cabos por preços exorbitantes.

Cabos de rede de diferentes cores

Para crimpar os cabos de rede, o primeiro passo é descascar os cabos, tomando cuidado para não ferir os fios internos, que são frágeis. Normalmente, o alicate inclui uma saliência no canto da guilhotina, que serve bem para isso. Existem também descascadores de cabos específicos para cabos de rede.

Descascando o cabo de rede usando a saliência no próprio alicate

É possível comprar alicates de crimpagem razoáveis por pouco mais de 50 reais, mas existem alicates de crimpagem para uso profissional que custam bem mais. Existem ainda “alicates” mais baratos, com o corpo feito de plástico, que são mais baratos, mas não valem o papelão da embalagem. Alicates de crimpagem precisam ser fortes e precisos, por isso evite produtos muito baratos.

Os quatro pares do cabo são diferenciados por cores. Um par é laranja, outro é azul, outro é verde e o último é marrom. Um dos cabos de cada par tem uma cor sólida e o outro é mais claro ou malhado, misturando a cor e pontos de branco. É pelas cores que diferenciamos os 8 fios.

O segundo passo é destrançar os cabos, deixando-os soltos. Eu prefiro descascar um pedaço grande do cabo, uns 6 centímetros, para poder organizar os cabos com mais facilidade e depois cortar o excesso, deixando apenas a meia polegada de cabo que entrará dentro do conector. O próprio alicate de crimpagem inclui uma guilhotina para cortar os cabos, mas você pode usar uma tesoura se preferir.

Existem dois padrões para a ordem dos fios dentro do conector, o EIA 568B (o mais comum) e o EIA 568A. A diferença entre os dois é que a posição dos pares de cabos laranja e verde são invertidos dentro do conector.

Existe muita discussão em relação com qual dos dois é “melhor”, mas na prática não existe diferença de conectividade entre os dois padrões. A única observação é que você deve cabear toda a rede utilizando o mesmo padrão. Como o EIA 568B é de longe o mais comum, recomendo-o que você utilize-o ao crimpar seus próprios cabos. Muitos cabos são certificados para apenas um dos dois padrões; caso encontre instruções referentes a isso nas especificações, ou decalcadas no próprio cabo, crimpe os cabos usando o padrão indicado.

No padrão EIA 568B, a ordem dos fios dentro do conector (em ambos os lados do cabo) é a seguinte:

1- Branco com Laranja
2- Laranja
3- Branco com Verde
4- Azul
5- Branco com Azul
6- Verde
7- Branco com Marrom
8- Marrom

Os cabos são encaixados nesta ordem, com a trava do conector virada para baixo, como neste diagrama:

Ou seja, se você olhar o conector “de cima”, vendo a trava, o par de fios laranja estará à direita e, se olhar o conector “de baixo”, vendo os contatos, eles estarão à esquerda.

No caso de um cabo “reto” (straight), que vai ser usado para ligar o micro ao hub, você usa esta mesma disposição nas duas pontas do cabo. Existe ainda um outro tipo de cabo, chamado de “cross-over“, que permite ligar diretamente dois micros, sem precisar do hub. Ele é uma opção mais barata quando você tem apenas dois micros. Neste tipo de cabo a posição dos fios é diferente nos dois conectores, de um dos lados a pinagem é a mesma de um cabo de rede normal, enquanto no outro a posição dos pares verde e laranja são trocados. Daí vem o nome cross-over, que significa, literalmente, “cruzado na ponta”.

Para fazer um cabo cross-over, você crimpa uma das pontas seguindo o padrão EIA 568B que vimos acima e a outra utilizando o padrão EIA 568A, onde são trocadas as posições dos pares verde e laranja:

1- Branco com Verde
2- Verde
3- Branco com Laranja
4- Azul
5- Branco com Azul
6- Laranja
7- Branco com Marrom
8- Marrom

Esta mudança faz com que os fios usados para transmitir dados em um dos micros sejam conectados aos pinos receptores do outro, permitindo que eles conversem diretamente. A maioria dos hub/switchs atuais é capaz de “descruzar” os cabos automaticamente quando necessário, permitindo que você misture cabos normais e cabos cross-over dentro do cabeamento da rede. Graças a isso, a rede vai funcionar mesmo que você use um cabo cross-over para conectar um dos micros ao hub por engano.

Na hora de crimpar é preciso fazer um pouco de força para que o conector fique firme. A função do alicate é fornecer pressão suficiente para que os pinos do conector RJ-45 (que internamente possuem a forma de lâminas) esmaguem os fios do cabo, alcançando o fio de cobre e criando o contato. Você deve retirar apenas a capa externa do cabo e não descascar individualmente os fios, pois isso, ao invés de ajudar, serviria apenas para causar mau contato, deixando frouxo o encaixe com os pinos do conector.

Crimpando o cabo

É preciso um pouco de atenção ao cortar e encaixar os fios dentro do conector, pois eles precisam ficar perfeitamente retos. Isso demanda um pouco de prática. No começo, você vai sempre errar algumas vezes antes de conseguir.

Veja que o que protege os cabos contra as interferências externas são justamente as tranças. A parte destrançada que entra no conector é o ponto fraco do cabo, onde ele é mais vulnerável a todo tipo de interferência. Por isso, é recomendável deixar um espaço menor possível sem as tranças. Para crimpar cabos dentro do padrão, você precisa deixar menos de meia polegada de cabo (1.27 cm) destrançado. Você só vai conseguir isso cortando o excesso de cabo solto antes de encaixar o conector, como na foto:

O primeiro teste para ver se os cabos foram crimpados corretamente é conectar um dos micros (ligado) ao hub e ver se os LEDs da placa de rede e do hub acendem. Isso mostra que os sinais elétricos enviados estão chegando até o hub e que ele foi capaz de abrir um canal de comunicação com a placa. Se os LEDs nem acenderem, então não existe o que fazer. Corte os conectores e tente de novo. Infelizmente, os conectores são descartáveis: depois de crimpar errado uma vez, você precisa usar outro novo, aproveitando apenas o cabo. Mais um motivo para prestar atenção. 😉

Os cabos de rede devem ter um mínimo de 30 centímetros e um máximo de 100 metros, distância máxima que o sinal elétrico percorre antes que comece a haver uma degradação que comprometa a comunicação.

Todas as placas são ligadas ao hub, ou ao switch, que serve como uma central, de onde os sinais de um micro são retransmitidos para os demais. É possível também ligar vários hubs ou switchs entre si (até um máximo de 7), formando redes maiores.

Um exemplo de hub/switch barato

A diferença entre um hub e um switch é que o hub apenas retransmite tudo o que recebe para todos os micros conectados a ele, é um tagarela. Isso faz com que apenas um micro consiga transmitir dados de cada vez e que todas as placas precisem operar na mesma velocidade (sempre nivelada por baixo, caso você coloque um micro com uma placa de 10 megabits na rede, a rede toda passará a trabalhar a 10 megabits).

Os switchs, por sua vez, são aparelhos mais inteligentes. Eles fecham canais exclusivos de comunicação entre o micro que está enviando dados e o que está recebendo, permitindo que vários pares de micros troquem dados entre si ao mesmo tempo. Isso melhora bastante a velocidade em redes congestionadas, com muitos micros.

Antigamente, existia uma grande diferença de preço entre os hubs burros e os switchs, mas os componentes caíram tanto de preço que a partir de um certo ponto a diferença se tornou insignificante, e os fabricantes passaram a fabricar apenas switchs, que por sua vez dividem-se em duas categorias: os switchs “de verdade”, aparelhos caros, capazes de gerenciar o tráfego de uma quantidade maior de micros e que possuem várias ferramentas de gerenciamento e os “hub-switchs”, os modelos mais simples e baratos, que usamos no dia-a-dia.