Escolas conectadas? Um novo modelo estrutural de redes computacionais

Texto

(1)UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE EDUCAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM TECNOLOGIAS EDUCACIONAIS EM REDE – MESTRADO PROFISSIONAL. Guilherme dos Santos Giuliani. ESCOLAS CONECTADAS? UM NOVO MODELO ESTRUTURAL DE REDES COMPUTACIONAIS. Santa Maria, RS 2018.

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(3) Guilherme dos Santos Giuliani. ESCOLAS CONECTADAS? UM NOVO MODELO ESTRUTURAL DE REDES COMPUTACIONAIS. Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Educacionais em Rede, Área de Concentração em Tecnologias Educacionais em Rede para Inovação e Democratização da Educação, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre em Tecnologias Educacionais em Rede.. Orientadora: Profa. Dra. Karla Marques da Rocha. Santa Maria, RS 2018.

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(7) DEDICATÓRIA. Embora esteja realizado com a oportunidade de cursar um programa de pós-graduação, sinto-me entristecido por tantas pessoas que almejam estudar e não conseguem, ou não podem, ou não lhes têm concedidos os mesmos ensejos. Portanto, dedico este trabalho a todas as pessoas que, por diversas razões, muitas por motivos injustos, não conseguem acesso à educação..

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(9) AGRADECIMENTOS. A realização deste trabalho ocorreu com o auxílio de muitas pessoas, e agradeço a todos que, de alguma forma, contribuíram para a concretização deste estudo. De uma maneira especial, agradeço: - à minha orientadora Karla Marques da Rocha por todas as recomendações e correções, fundamentais para a evolução deste trabalho e pela oportunidade a mim concedida de voltar à academia, interrompida pela incompatibilidade de tempo com a vida profissional, a quem espero ter correspondida a escolha; - ao meu coorientador Frederico Schaf por toda a ajuda, recomendações e elucidações para a evolução deste trabalho; - à minha irmã Caroline Giuliani pelas leituras, correções, dicas e incentivo; - ao meu pai Elson Roberto Giuliani e à minha mãe Jucelaine Giuliani por toda a ajuda de sempre; - a todos os professores que colocaram seus conhecimentos à disposição dos alunos e agregaram muito na minha evolução pessoal; - a todos os meus colegas, em especial aos colegas Cristiano Sasse dos Santos, Eunice Azenha e Maritê Moro por toda a parceria de estudo e trabalhos ao longo do mestrado; - à Secretaria Municipal de Educação de Santa Maria e aos professores das escolas municipais os quais participaram da pesquisa com muita presteza.. Enfim, a todos que contribuíram para a minha evolução pessoal e acadêmica..

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(11) EPÍGRAFE. Somos quem podemos ser Sonhos que podemos ter... (Humberto Gessinger).

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(13) RESUMO. ESCOLAS CONECTADAS? UM NOVO MODELO ESTRUTURAL DE REDES COMPUTACIONAIS. AUTOR: Guilherme dos Santos Giuliani ORIENTADORA: Profa. Dra. Karla Marques da Rocha. Com o perpassar dos anos, percebe-se um número grande de novos usuários conectados à rede mundial de computadores. Entre essas novas conexões, estão alunos e professores inseridos em um ambiente escolar, com novas estratégias de ensino/aprendizagem mediadas pela disponibilidade da inserção de novas tecnologias. Para que esse cenário promissor esteja garantido, busca-se diariamente a evolução tecnológica desse contexto no meio educacional, a fim de suprir a necessidade do aumento constante do uso das TIC na educação, surgindo, assim, o primeiro questionamento norteador: as escolas possuem infraestrutura e capacidade de redes suficientes para a utilização satisfatória das tecnologias atuais disponíveis à educação? Atender com qualidade as necessidades de conexão de um número grande de escolas e pessoas é um desafio para qualquer gestor público, e a terceirização dos serviços de Internet é a maneira mais viável para a resolução dessa questão. Porém, devido ao número de instituições a serem atendidas e aos preços praticados pela iniciativa privada, o investimento no setor pode ser, muitas vezes, considerado elevado. Em consequência disso, há velocidades de Internet insuficientes para cada escola. Tal dificuldade origina então o segundo questionamento norteador deste trabalho: por que órgãos públicos, como prefeituras municipais, não se tornam protagonistas no processo de construção e interligação de suas próprias redes? O aumento desses links de Internet, contemplando velocidades mais altas, sem dúvida, é um fator a ser alcançado e, por isso, o poder público deveria planejar a emancipação dessas redes e aproveitar todos os recursos que essa nova arquitetura proporciona. Portanto, este trabalho tem por objetivo analisar a qualidade das redes computacionais em uso nas escolas, propondo, como produto final, um novo modelo de rede entre as escolas municipais de Santa Maria. A presente pesquisa, desenvolvida no Programa de Mestrado Profissional em Tecnologias Educacionais em Rede (PPGTER) da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), constitui natureza dissertativa e orientou-se pela abordagem hipotética dedutiva, partindo das hipóteses de que o uso das novas tecnologias online, na educação, não está atingindo sua plenitude, entre outros problemas, devido à qualidade das conexões. Através de um estudo de caso, realizou-se visitas às escolas municipais da rede pública de ensino, com a finalidade de verificar o cenário atual com relação à utilização da infraestrutura das redes de comunicação. Foram realizadas entrevistas informais e aplicação de questionários para posterior análise, a fim de compreender o panorama atual e justificar o novo modelo de rede a ser proposto. Os resultados demonstraram que a velocidade de Internet presente nas escolas não atende as necessidades, bem como a depreciação do parque tecnológico que, por falta de investimentos, não possui um bom estado de conservação. Para suprir essas deficiências são necessários investimentos do setor público em tecnologia, como compra de novos equipamentos e, principalmente, a construção de um novo modelo de rede, no qual as escolas consigam conexão de alta velocidade entre si, e não fiquem reféns da baixa velocidade das empresas privadas. Palavras-chave: Internet, Infraestrutura, Educação..

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(15) ABSTRACT. SCHOOLS CONNECTED? A NEW STRUCTURAL MODEL OF COMPUTER NETWORKS. AUTHOR: Guilherme dos Santos Giuliani ADVISOR: Dra. Karla Marques da Rocha. With the passing of the years, a large number of new users are connected to the world wide computer network. Among these new connections are students and teachers inserted in a school environment, with new teaching / learning strategies mediated by the availability of the insertion of new technologies. In order for this promising scenario to be guaranteed, the technological evolution of this context in the educational environment is sought on a daily basis in order to meet the need for a constant increase in the use of TIC in education, thus raising the first questioning guiding: schools have infrastructure and sufficient networking capacity for the satisfactory use of the current technologies available to education? Quality networking of a large number of schools and individuals is a challenge for any public manager, and outsourcing Internet services is the most feasible way to address this issue. However, due to the number of institutions to be served and the prices practiced by the private sector, investment in the sector can often be considered high. As a result, there are insufficient Internet speeds for each school. This difficulty gives rise to the second questioning guiding this work: why do not public bodies, such as municipal governments, become protagonists in the process of building and interconnecting their own networks? The increase of these Internet links, contemplating higher speeds, is undoubtedly a factor to be achieved and, therefore, the public power should plan the emancipation of these networks and take advantage of all the resources that this new architecture provides. Therefore, this work aims to analyze the quality of the computational networks in use in schools, proposing, as final product, a new network model among Santa Maria municipal schools. The present research, developed in the Professional Master's Program in Network Educational Technologies (PPGTER) of the Federal University of Santa Maria (UFSM), is a dissertation and guided by the hypothetical deductive approach, based on the hypothesis that the use of new technologies online, in education, is not reaching its fullness, among other problems, due to the quality of connections. Through a case study, visits were made to the municipal schools of the public school system, in order to verify the current scenario regarding the use of the communication network infrastructure. Informal interviews were carried out and questionnaires were applied for further analysis in order to understand the current panorama and justify the new network model to be proposed. The results showed that the Internet speed in schools does not meet the needs, as well as the depreciation of the technological park that, due to lack of investments, does not have a good state of conservation. To meet these shortcomings, public sector investments in technology are needed, such as the purchase of new equipment and, above all, the construction of a new network model in which schools can achieve high-speed connection with each other and not be held hostage by the low speed of private companies. Keywords: Internet, Infrastructure, Education..

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(17) LISTA DE ILUSTRAÇÕES. Figura 1 - Metas de velocidades para conexão das escolas urbanas. ....................................... 31 Figura 2 - Redes Par-a-Par e Cliente/Servidor. ........................................................................ 39 Figura 3 - Exemplo de conexão ponto-a-ponto. ....................................................................... 40 Figura 4 - Conexão multiponto................................................................................................. 41 Figura 5 - Topologia Estrela. .................................................................................................... 43 Figura 6 - Topologia Anel. ....................................................................................................... 44 Figura 7 - Topologia Barramento. ............................................................................................ 45 Figura 8 - Redes Locais - LAN (Local Area Network). ........................................................... 46 Figura 9 - Redes sem Fio - WLAN (Wireless Local Area Network). ....................................... 47 Figura 10 - Redes Metropolitanas - MAN (Metropolitan Area Network). ............................... 48 Figura 11 - Rede Geograficamente Distribuída - WAN (Wide Area Network) - Representada pelos cabos submarinos que interligam as redes pelo mundo. ................................................. 50 Figura 12 - Tipos de cabos. ...................................................................................................... 53 Figura 13 - Backbone Rede Ipê em cada estado do Brasil. ...................................................... 54 Figura 14 - Relação entre Internet, Intranet e Extranet. ........................................................... 61 Figura 15 - Topologia física da Internet e sua estrutura genérica. ........................................... 62 Figura 16 - Cenário comum de rede local ligada a Internet. .................................................... 64 Figura 17 - Duas redes locais se interconectando formando o conceito de rede metropolitana. .................................................................................................................................................. 65 Figura 18 - Cronograma das visitas organizadas no aplicativo Google Agenda. ..................... 69 Figura 19 - Localização das escolas selecionadas, sendo que duas escolas (em vermelho) não possuem Internet. ...................................................................................................................... 70 Figura 20 - Design Ebook Escolas Conectadas. ....................................................................... 89.

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(19) LISTA DE GRÁFICOS. Gráfico 1 - Escolas municipais de Santa Maria com laboratórios de informática. .................. 74 Gráfico 2 - Origem das redes Wireless nas escolas. ................................................................. 75 Gráfico 3 - Abrangência das redes Wireless nas escolas. ......................................................... 76 Gráfico 4 - Abrangência da rede cabeada. ................................................................................ 77 Gráfico 5 - Disponibilidade de local de acesso à Internet nas escolas brasileiras. ................... 78 Gráfico 6 - Cenário das velocidades de Internet nos laboratórios. ........................................... 79 Gráfico 7 - Relação da velocidade de Internet pelo número de pessoas em 15 escolas de Santa Maria......................................................................................................................................... 80 Gráfico 8 - Forma de contratação dos links para atividades pedagógicas. ............................... 81 Gráfico 9 - Forma de contratação dos links para atividades administrativas. .......................... 82 Gráfico 10 - Comparativo entre link utilizado para atividades pedagógicas e administrativas. .................................................................................................................................................. 83 Gráfico 11 - Escolas com links de Internet distintos para o setor administrativo e pedagógico. .................................................................................................................................................. 84 Gráfico 12 - Conteúdos mais utilizados na escola no auxílio ao ensino/aprendizagem. .......... 85 Gráfico 13 - Possibilidades que a Internet presente na escola possibilita para as atividades dos professores no laboratório de informática, ou em outros ambientes, com seus alunos. ........... 86 Gráfico 14 - Avaliação sobre a qualidade da Internet para as atividades pedagógicas. ........... 86 Gráfico 15 – Relação entre velocidade de Internet, sua capacidade de gerar novas oportunidades e a satisfação dos entrevistados quanto a sua qualidade. .................................. 87.

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(21) LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS. AVEA. Ambientes Virtuais de Ensino e Aprendizagem. CGI. Comitê Gestor da Internet no Brasil. DDS. Cidade Digital de Amsterdã - De Digitale Stad. Gbps. Gigabit por segundo. Kbps. Kilobit por segundo. LAN. Área de Rede Local - Local Area Network. MAN. Área de Rede Metropolitana - Metropolitan Area Network. Mbps. Megabit por segundo. PAC. Programa de Aceleração do Crescimento. PBLE. Programa Banda Larga nas Escolas. PNBL. Plano Nacional de Banda Larga. RNP. Rede Nacional de Pesquisa. TIC. Tecnologias de Informação e Comunicação. WAN. Área de Rede Distribuída - Wide Area Network. WLAN. Área de Rede Local sem fio - Wireless Local Area Network.

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(23) LISTA DE APÊNDICES. APÊNDICE A - QUESTIONÁRIO DE PESQUISA SOBRE A INFRAESTRUTURA DE REDES DAS ESCOLAS DE SANTA MARIA ....................................................................... 97 APÊNDICE B - SOLICITAÇÃO DE AUTORIZAÇÃO PARA PESQUISA ACADÊMICOCIENTÍFICA .......................................................................................................................... 104.

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(25) SUMÁRIO. 1. INTRODUÇÃO .................................................................................................. 25. 2. REFERENCIAL TEÓRICO ............................................................................. 30. 2.1. ESCOLAS CONECTADAS ................................................................................ 30. 2.2. CIDADES DIGITAIS .......................................................................................... 32. 2.3. PLANO NACIONAL DE BANDA LARGA ....................................................... 34. 2.3.1. Programa Banda Larga nas Escolas (PBLE) ................................................... 35. 2.4. REDES DE COMPUTADORES ......................................................................... 36. 2.4.1. Tipos de Redes .................................................................................................... 38. 2.4.1.1. Redes Par-a-Par ou Ponto a Ponto ...................................................................... 38. 2.4.1.2. Cliente/Servidor .................................................................................................... 38. 2.4.2. Tipo de Conexão ................................................................................................. 39. 2.4.2.1. Conexão Ponto-a-Ponto ....................................................................................... 40. 2.4.2.2. Conexão Multiponto ou Enlace de Difusão .......................................................... 41. 2.4.3. Topologia de Rede .............................................................................................. 42. 2.4.3.1. Rede em Estrela .................................................................................................... 42. 2.4.3.2. Rede em Anel ........................................................................................................ 43. 2.4.3.3. Rede em Barramento ou Linear ........................................................................... 44. 2.4.4. Extensão Geográfica ........................................................................................... 45. 2.4.4.1. Redes Locais - LAN (Local Area Network) .......................................................... 45. 2.4.4.2. Redes sem Fio - WLAN (Wireless Local Area Network) ...................................... 46. 2.4.4.3. Redes Metropolitanas - MAN (Metropolitan Area Network) ............................... 48. 2.4.4.4. Rede Geograficamente Distribuída - WAN (Wide Area Network) ....................... 49. 2.4.5. Meios de Comunicação ou Transmissão ........................................................... 50. 2.4.5.1. Cabo Coaxial ........................................................................................................ 51. 2.4.5.2. Par Trançado........................................................................................................ 51. 2.4.5.3. Fibra Óptica ......................................................................................................... 52. 2.4.5.4. BackBone .............................................................................................................. 53. 2.4.6. Infraestrutura de Rede ....................................................................................... 55. 2.4.6.1. Estação de trabalho ou Host ................................................................................ 55. 2.4.6.2. Placa de Rede - NIC ............................................................................................. 55. 2.4.6.3. Hub (Concentrador) ............................................................................................. 55. 2.4.6.4. Switch (Comutador).............................................................................................. 56.

(26) 2.4.6.5. Roteador ............................................................................................................... 56. 2.4.6.6. Gateway ............................................................................................................... 57. 2.4.6.7. Modem .................................................................................................................. 57. 2.4.6.8. Firewall ................................................................................................................ 57. 2.4.6.9. Servidor ................................................................................................................ 58. 2.4.6.9.1. Servidor de Arquivos ........................................................................................... 59. 2.4.6.9.2. Servidor de Impressão .......................................................................................... 59. 2.4.6.9.3. Servidor de Aplicações ........................................................................................ 59. 2.4.6.9.4. Servidor de Comunicação .................................................................................... 59. 2.4.6.9.5. Servidor de Email................................................................................................. 60. 2.4.7. Intranet ............................................................................................................... 60. 2.4.8. Extranet............................................................................................................... 60. 2.4.9. Internet ................................................................................................................ 61. 3. PROJETO DE REDE NAS ESCOLAS ........................................................... 63. 3.1. REDE DEDICADA ENTRE AS ESCOLAS....................................................... 64. 4. PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS .................................................... 66. 5. APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS............................ 73. 6. DESENVOLVIMENTO DO PRODUTO FINAL ........................................... 88. 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................ 90 REFERÊNCIAS ................................................................................................. 93 APÊNDICE. A. -. QUESTIONÁRIO. DE. PESQUISA. SOBRE. A. INFRAESTRUTURA DE REDES DAS ESCOLAS DE SANTA MARIA ... 97 APÊNDICE B - SOLICITAÇÃO DE AUTORIZAÇÃO PARA PESQUISA ACADÊMICO-CIENTÍFICA ......................................................................... 104.

(27) 25. 1. INTRODUÇÃO. Grande parte dos dispositivos computacionais, atualmente, estão conectados à rede mundial de computadores, e o número desses dispositivos já é maior que o número de pessoas no mundo, constituindo uma tendência de crescimento. Para que essas conexões sejam possíveis e suporte o grande número de novas solicitações, infraestruturas tecnológicas de rede precisam ser planejadas, desenvolvidas, mantidas, atualizadas e expandidas, com qualidade, confiabilidade e robustez. Terminologias, como Wi-Fi, por cabo (Ethernet), 3G, fibra óptica e outras, fazem parte do dia a dia da maioria dos indivíduos, principalmente depois que programas de fomento à tecnologia do Governo Federal, como ProInfo, ProUca - Um Computador por Aluno, Computador para Todos, Plano Nacional de Banda Larga (Escolas), entre outros, permitiram que pessoas, antes fora do cenário virtual e do cotidiano tecnológico, pudessem aproveitar os recursos e serviços oferecidos na Internet. Essa informação é ratificada pelas pesquisas realizadas pelo Comitê Gestor da Internet no Brasil (CGI.br)1, sobre o setor de provimento de serviços de Internet no Brasil de 2015. Segundo a pesquisa que trata de dados sobre o acesso das tecnologias de informação e comunicação (TIC) nos domicílios e o seu uso pelos brasileiros, o número de usuários de Internet tem crescido constantemente nos últimos anos, porém, divulga que as políticas de fomento das TIC nos domicílios não estão conseguindo, de forma significativa, reduzir as disparidades do acesso à Internet. Os dados demonstram que 58% da população acima de 10 anos de idade possuem acesso à rede, sendo que 89% acessaram a Internet pelo telefone celular, e 65% o fizeram por meio de um computador de mesa, portátil ou tablet. Porém, com o advento de novos usuários à rede, os recursos dessas infraestruturas tecnológicas são mais exigidos e sobrecarregados, causando a desaceleração, a perda de qualidade e ineficiência do meio físico de transmissão1, e o Brasil, devido à grande capacidade populacional e às dimensões continentais, possui esses problemas evidenciados. Para facilitar o entendimento das capacidades das redes no Brasil, pode-se compará-las com suas vias terrestres de trânsito. As interligações entre municípios e estados possuem grandes capacidades, com maiores velocidades e menores fluxos. Dentro das cidades, percebe-se um grande número de usuários e menor capacidade para escoar o tráfego, devido a velocidades menores das vias e maiores fluxos, consequentemente ocorre uma lentidão 1. Um meio físico de transmissão, em uma rede de computadores, é o canal de comunicação pelo qual os computadores enviam e recebem os sinais que codificam a informação..

(28) 26. acentuada, principalmente em horários com maior utilização dessas vias. Quando se observa o meio rural, nota-se menos usuários e menos fluxo, porém as vias são de péssima qualidade ou inexistentes. No ambiente escolar, devido às suas características peculiares, esse fator de sobrecarga é ainda mais acentuado. A grande concentração de alunos e professores acessando a rede em um mesmo local, concomitantemente, onera o meio físico que, muitas vezes, está comprometido pela falta de investimentos em links de Internet, ou na construção de redes privadas mais abrangentes, que possibilite a conexão direta entre as escolas. Sobre a utilização e o consumo da rede, Braga (2015, p. 160) diz que, com o advento das tecnologias móveis, com os diversos computadores conectados e com a baixa qualidade da banda larga concedida, é impossível disponibilizar-se tráfego de informações contínuo e ininterrupto com todos os tipos de dados demandados pela meninada, ao interagir, comunicar, produzir e remixar de forma descentralizada. Compartilhando dessa ideia, para Rosa e Gustavo (2015, p. 26), a necessidade de focalizar na qualidade da infraestrutura das escolas é indiscutível, já que ela é essencial para possibilitar o desenvolvimento de outros pilares. Os autores enfatizam que, por se tratar de equipamentos pouco visíveis, a infraestrutura é o pilar que acarreta menor governabilidade nas secretarias de educação. Dentro de uma infraestrutura tecnológica escolar, as redes possuem uma importância fundamental para auxiliar o aprendizado. Interligar, unir, reaproveitar, compartilhar e distribuir são algumas características que esse recurso computacional oferece. Portanto, a atenção à qualidade no desenvolvimento e na manutenção das redes é fator determinante para o sucesso de qualquer modelo de ensino/aprendizagem nos dias atuais. Para Braga (2015, p. 159), é urgente que conexões de Internet nas escolas sejam adequadas o suficiente para suportar a circulação de bens culturais, como os vídeos produzidos e a comunicação entre os integrantes das comunidades educativas. O entendimento por “comunicação entre os integrantes das comunidades educativas”, no âmbito tecnológico e de redes, varia da forma como está disposto o cenário escolar. O autor poderia exprimir sobre alunos e/ou professores se comunicando em um laboratório de uma escola, em vários laboratórios de uma escola, em vários laboratórios de várias escolas de um mesmo município, ou ainda de diferentes municípios. Enfim, são diversas maneiras nas quais essa relação de comunicação poderá existir e, em todas as possíveis combinações, há um fator em comum e imprescindível: a interligação da rede. A qualidade das comunicações está estritamente ligada a distância das redes e ao meio físico utilizado. Ao se observar alunos realizando atividades internas em um laboratório, será.

(29) 27. perceptível a maior velocidade na comunicação entre os participantes, pois serviços locais funcionam de maneira veloz devido à infraestrutura tecnológica para distâncias pequenas, como em um laboratório ou em uma escola, possuir grande velocidade e pouca perda de qualidade, em virtude da tecnologia dos materiais empregados. Para Tanenbaum (2003, p. 18), as redes locais têm um tamanho restrito, e o seu pior tempo de transmissão é limitado e conhecido com antecedência, permitindo a utilização de determinados tipos de projetos que, em outras circunstâncias, não seriam possíveis, além de simplificar o gerenciamento da rede. No entanto, à medida que essas conexões ganham rumos mais distantes, como a Internet, o cenário se modifica, e os problemas de perda de qualidade são mais frequentes, pois as solicitações terão que trafegar por outras redes, provavelmente de terceiros, através de infraestruturas de empresas privadas do ramo, concorrendo com outros milhares de usuários e suas requisições, e é nesse momento que a velocidade da banda larga contratada poderá ser insuficiente para o bom uso das tecnologias existentes para a educação. Algumas iniciativas triviais, no sentido técnico, como o Programa Banda Larga nas Escolas (PBLE)2, visam minimizar esse problema, e outras ações, robustas e complexas, como o desenvolvimento de novas redes privadas e autônomas, podem colocar a educação na excelência tecnológica. Porém, devido ao investimento teoricamente ou relativamente elevado e a falta de mão de obra especializada fora dos grandes centros, nem sempre é viável o desenvolvimento de novas redes. A ampliação e a independência das redes, interligando escolas municipais geograficamente distantes, poderá ser o cenário ideal para estabelecer grandes velocidades de dados e consolidar novos métodos de ensino. Quanto maior o alcance das redes privadas, maiores serão os números de professores e de alunos conectados, de maneira veloz, a serviços e recursos centralizados. Na educação, pode-se exemplificar os Ambientes Virtuais de Ensino e Aprendizagem (AVEA) como serviços oferecidos a professores e a alunos que necessitam de infraestrutura de qualidade para o desempenho de suas atribuições, e quanto mais distante esses serviços estiverem, física e/ou logicamente, mais velocidade de rede serão necessários. Em um cenário econômico menos promissor, em que, momentaneamente, apenas medidas paliativas possam ser executadas na resolução de problemas, como a conexão lenta das escolas, a contratação de links de Internet de melhor qualidade são alternativas desejáveis, e jamais devem ser descartadas. Outra possibilidade, para ampliação da velocidade de acesso, é a hospedagem desses recursos dentro da rede da própria escola, porém, essa prática. 2. Disponível em: <http://portal.mec.gov.br>.

(30) 28. demandará o gerenciamento de serviços que, segundo Cestari (2011, p. 9), é um “conjunto de capacidades especializadas para prover valor aos clientes na forma de serviços” e, devido à complexidade das tarefas, provavelmente terá que ser disponibilizado às escolas um profissional de Tecnologia da Informação, para que uma mínima infraestrutura seja projetada e mantida, atendendo às demandas locais. Em contrapartida, com a possibilidade de maiores investimentos, ações, como a interligação das escolas, ampliam o cenário de rede local, constituindo uma rede de dados única, na qual esses serviços poderão ser oferecidos em um único local, como o centro de processamento de dados da prefeitura ou da secretaria de educação, e disponibilizados a todos os usuários, centralizando e facilitando o gerenciamento de serviços, recursos computacionais e recursos humanos. Contudo, após essas reflexões, surgem dois questionamentos norteadores deste estudo: as escolas possuem infraestrutura e capacidade de redes suficientes para a utilização satisfatória das tecnologias atuais disponíveis à educação? Por que órgãos públicos, como prefeituras municipais, não se tornam protagonistas no processo de construção e interligação de suas próprias redes? Talvez essas inquietações gerem um olhar mais crítico sobre o uso das tecnologias na educação. A interligação de escolas públicas poderá fornecer uma conexão de alta velocidade, estabelecendo o conceito de intranet3 entre os pontos conectados, possibilitando que serviços locais sejam oferecidos e compartilhados com qualidade. Como exemplos, pode-se destacar o uso de softwares como o Moodle e outros AVEA, webconferências, compartilhamento de arquivos, bem como a integração total entre as escolas, facilitando a comunicação e as ações educacionais em rede, de maneira veloz e independente da Internet. Atualmente, as conexões de Internet nos laboratórios em escolas são de responsabilidade do PBLE, que tem como objetivo, conforme Brasil (2010, p. 1), “conectar todas as escolas públicas urbanas à Internet, rede mundial de computadores, por meio de tecnologias que propiciem qualidade, velocidade e serviços para incrementar o ensino público no País”. Ainda de acordo com informações obtidas no site do PBLE, a velocidade de conexão nas escolas é de no mínimo 2 Megabit por segundo (Mbps) para download, e pelo menos um quarto dessa velocidade para upload. Essa conexão é prioritária para fins pedagógicos, devendo ser instalada e disponibilizada nos laboratórios, porém pode ser usada para demandas administrativas, desde que não interfira ou concorra com o uso da Internet 3. A intranet é uma rede de computadores privada que assenta sobre a suíte de protocolos da Internet, porém, de uso exclusivo de um determinado local, como, por exemplo, a rede de uma empresa, que só pode ser acessada pelos seus utilizadores ou colaboradores internos..

(31) 29. pelos alunos. Portanto, mediante uma realidade socioeconômica-educacional aquém das demandas impostas, é importante ressaltar que novas alternativas de conexões precisam ser disponibilizadas. Novos projetos e modelos de redes devem ser desenvolvidos e planejados, e que talvez seja o momento das prefeituras municipais assumirem o papel de gestoras da infraestrutura tecnológica educacional, a fim de não dependerem apenas de programas oriundos do Governo Federal e/ou da contratação de serviços de Internet de terceiros. À medida que novas redes são criadas e ofertadas, links redundantes irão se formando, novas oportunidades de conexões surgem, melhorando todo o fluxo de dados hoje necessário para qualquer setor, e fundamental para o ensino/aprendizagem. Dessa forma, o objetivo geral desta pesquisa é desenvolver um modelo de rede entre as escolas, no caso, de Santa Maria. E como objetivos específicos, tem-se: . Analisar a infraestrutura das redes sem fio (Wi-Fi), velocidade e qualidade das redes locais e links de Internet nas escolas municipais de Santa Maria;. . Identificar a lacuna de velocidade de links de Internet nas escolas municipais de Santa Maria;. . Desenvolver um ebook, explicando e propondo os tipos de redes e os benefícios de uma rede interligada, como Produto Final.. Este trabalho está organizado em sete partes. O primeiro capítulo traz a introdução sobre o tema, seus problemas e desafios, apresentando os objetivos que norteiam este estudo. Posteriormente, no capítulo 2, é apresentado o referencial teórico no qual, inicialmente, explana-se sobre as Escolas Conectadas e Cidades Digitais e seus potenciais como ferramentas tecnológicas em rede. Após, na mesma seção, são apresentados os programas de banda larga disponibilizados pelo Governo, contendo suas possibilidades e características. A seguir são demonstrados aspectos sobre as redes de computadores, a Internet e seus componentes. No capítulo 3 é explicado o cenário atual de rede nas escolas e o novo modelo sugerido, com suas características. Na sequência, o capítulo 4 explica os procedimentos metodológicos, onde são apresentadas as etapas para a realização e análise da pesquisa. No capítulo 5 são apresentados e discutidos os dados das visitas/pesquisa sobre a qualidade das redes local e Internet, das escolas municipais de Santa Maria. No capítulo 6, é apresentada a ideia do produto final, ou seja, um modelo explicando e propondo os tipos de redes e os benefícios de uma rede interligada pretendida. Encerra o documento o capítulo 7, sobre as conclusões da pesquisa, que discorre considerações sobre o trabalho realizado e as atividades desenvolvidas..

(32) 30. 2. 2.1. REFERENCIAL TEÓRICO. ESCOLAS CONECTADAS. Com a introdução tecnológica na sociedade contemporânea e sua disponibilidade cada vez mais invasiva, paradigmas sobre a exclusão social/digital estão em constante transformação, e questionamentos sobre as tecnologias estarem aumentando ou diminuindo as desigualdades são temas de debates de difícil resolução. A escola, por fazer parte da sociedade, também está inserida nesse contexto, e sua identidade tecnológica é formada por investimentos públicos, e/ou pela própria utilização dos dispositivos pessoais dentro do universo escolar. Segundo a Fundação Lemann (2015, p. 2), as novas tecnologias “têm potencial para mudar a forma como aprendemos e ensinamos, democratizando o acesso a recursos pedagógicos de qualidade, diversificados, personalizados, interativos e atraentes. A oferta desigual dessas novas soluções tecnológicas pode ampliar todas as formas de iniquidade, inclusive no Direito à Educação”. O termo escola conectada surge com alguns pré-requisitos importantes, Rojo (2013, p. 7, grifo nosso) retrata o que é um ambiente tecnológico ideal para a educação, explicando que “A integração de semioses, o hipertexto, a garantia de um espaço para a autoria e para a interação, a circulação de discursos polifônicos num mesmo ciberespaço, com distância de um clique, desenham novas práticas de letramento na hipermídia”. É possível identificar que a autora utiliza termos tecnológicos com palavras que remetem ao uso de redes, como integração, interação, circulação, caracterizando que uma escola, para estar realmente conectada, precisa de ambientes tecnológicos conectados. O documento Escolas Conectadas: equidade e qualidade na educação brasileira (2013) foi construído com a colaboração de cerca de 30 especialistas ligados ao poder público, academia, empresas, organizações sociais e comunidade escolar, articulados pela Fundação Lemann, Instituto Inspirare, Instituto de Tecnologia & Sociedade do Rio e Nossas Cidades. O documento em questão tem como objetivo lançar propostas para a conectividade das escolas públicas brasileiras, garantir que todas as escolas tenham acesso à Internet veloz, e, através da criação do Pacto Nacional pela Conectividade nas Escolas, redefinir metas para viabilizar melhorias das conexões de Internet nas escolas, pois não basta estar conectado, é preciso ter qualidade nas conexões. Esses especialistas apontaram algumas características sobre o cenário atual de conectividade das escolas brasileiras, como a desigualdade no acesso a direitos, o baixo.

(33) 31. impacto na aprendizagem, fragilidade na distribuição da infraestrutura, falta de atratividade econômica, falta de sintonia entre esferas do Governo e fragmentação das ações e, através de um estudo produzido pelo Ministério das Comunicações, criaram uma projeção sobre a expansão da velocidade da Internet para os próximos anos. O documento estima, por exemplo, que escolas com até 199 alunos, que em 2016 estavam com 2 Mbps, em 2025 estejam com 150 Mbps, conforme a Figura 1.. Figura 1 - Metas de velocidades para conexão das escolas urbanas.. Fonte: (FUNDAÇÃO LEMANN, 2015, p. 4).. De acordo com a Figura 1, pode-se perceber que as metas a serem cumpridas, a longo prazo, destoam da realidade, prevendo velocidades de Internet suficientes para o bom uso das tecnologias existentes..

(34) 32. 2.2. CIDADES DIGITAIS. As Escolas Conectadas são capazes de existirem de forma independente ou fazerem parte de um contexto maior. Elas podem ser resultado de investimentos que interligam e informatizam vários serviços em um município, chamado de Cidades Digitais. Essas cidades compreendem um escopo amplo de conexões e serviços, como educação, saúde, obras, segurança, entre outros. Seu planejamento em rede possibilita o desenvolvimento de diversos projetos importantes e necessários para a comunidade. Internet livre em ambientes comunitários, atendimento ao cidadão pela Web, integração dos serviços públicos com o compartilhamento e acesso às informações em tempo real são alguns exemplos do que uma Cidade Digital é capaz de propiciar a seus cidadãos. Ao encontro dessas oportunidades, o Governo Federal criou o Programa Cidades Digitais que, segundo Brasil (2015, p. 1), prevê, entre outros, a construção de redes de fibra óptica para interligação dos prédios públicos locais, com o objetivo de “[..] modernizar a gestão, ampliar o acesso aos serviços públicos e promover o desenvolvimento dos municípios brasileiros por meio da tecnologia”. O programa, que em 2013 foi incluído no Programa de Aceleração do Crescimento (PAC)4, contemplando municípios de até 50 mil habitantes, demonstra a preocupação do estado com a melhoria nas redes pelo Brasil, fomentando a criação de novos meios de comunicação, utilizando a fibra óptica como principal meio de transmissão dos dados. Brasil (2016, p. 1) informa que “Nos municípios já contemplados, o foco do programa é facilitar o acesso da população aos serviços de educação, saúde e segurança”. O site ainda informa que o programa selecionou 334 municípios em todo o país e a escolha tem como critérios o número de habitantes e os índices de desenvolvimento e acesso à Internet. A construção dessas cidades não é uma prática nova, segundo Castells (2001, p. 119), da década de 1980 ao final da década de 1990, várias comunidades locais passaram a operar on-line, normalmente ligadas às instituições e governos municipais, com o intuito de aproximar os cidadãos aos gestores públicos. Como experimento mais famoso, cita-se a De Digitale Stad (DDS), ou Cidade Digital de Amsterdã, que foi formada pela esfera pública, instituições locais, organizações populares e redes de computadores. A Cidade, criada em. 4. Criado em 2007, o Programa de Aceleração do Crescimento (PAC) promoveu a retomada do planejamento e execução de grandes obras de infraestrutura social, urbana, logística e energética do país, contribuindo para o seu desenvolvimento acelerado e sustentável. Disponível em: http://www.pac.gov.br/sobre-o-pac.

(35) 33. 1994, tinha como objetivo estabelecer um diálogo eletrônico entre o conselho municipal e os cidadãos de Amsterdã. Independentemente do auxílio do Governo Federal, gestores municipais e estaduais estão trilhando esse mesmo caminho e modernizando suas gestões. No estado do Pará, foi construída a rede chamada Navegapará, pelo Projeto Metrogepa, interligando os órgãos públicos estaduais, sendo composta por 250 km de cabos de fibra óptica. Segundo o Governo do Pará (2017, p. 1), essa rede foi expandida em 18 km através de um acordo entre a Secretaria de Estado de Ciência, Tecnologia e Inovação (SECTI) e a Prefeitura Municipal de Belém, com o objetivo de interligar órgãos públicos municipais, como a Secretaria Municipal de Educação, escolas municipais e outros,“a Secti cederá dois pares do anel de fibra óptica da Região Metropolitana de Belém (RMB) à Prefeitura, o que proverá órgãos públicos da capital com melhores serviços de conectividade, através de Internet de alta capacidade, velocidade e segurança”, disse o prefeito na época. O projeto Rede Metro Óptica foi lançado em Campinas no ano de 2015 e, segundo a Prefeitura de Campinas (2015, p. 1), o projeto tinha previsão de instalação dos 340 km de cabos pela cidade em 18 meses, onde o ponto inicial do projeto foram a secretaria de educação e suas 209 escolas. De acordo com o prefeito, a estrutura será implantada em toda a prefeitura, mas a educação será o primeiro lugar, pois a tecnologia é fundamental para manter a atenção dos alunos na escola. O projeto prevê a cidade de Campinas totalmente digital, preparando a cidade para as exigências tecnológicas futuras. A cidade de Vitória da Conquista, em 2013, foi contemplada pelo projeto Cidades Digitais do Governo Federal. Com uma parceria entre a prefeitura, a Universidade do Sudoeste da Bahia (UESB), a Universidade Federal da Bahia (UFBA) e o Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia (IFBA), o projeto, segundo a Prefeitura de Vitória da Conquista (2013, p. 1), previu a implantação de 18 km de fibra óptica, interligando diversos órgãos municipais, como a secretaria de educação, além das instituições públicas de ensino superior, e sua contemplação, junto ao Ministério das Comunicações, foi facilitada pelo fato de a prefeitura já ter desenvolvido projetos semelhantes na área, como o de interligar todos os órgãos públicos municipais através de uma rede de Internet. O município de Não-Me-Toque, no Rio Grande do Sul, também foi beneficiado pelo projeto Cidades Digitais. Segundo Brasil (2015a, p. 1), Não-Me-Toque recebeu um anel de fibra óptica de 14 km, interligando 18 pontos, entre eles as escolas municipais, postos de saúde, telecentros e praças públicas..

(36) 34. Visando à mais qualidade e buscando uma maior economia na transmissão de dados, a cidade de Toledo no Paraná também investiu em sua rede. Segundo a Prefeitura de Toledo (2016, p. 1), “A previsão é diminuir os custos em aproximadamente R$ 2 milhões por ano, totalizando R$ 38 milhões considerando que a estrutura vai operar por duas décadas conforme informações da empresa que irá realizar a instalação da última etapa”. De acordo com o site da prefeitura, os objetivos são: a criação de redes em alta velocidade, a independência de empresas terceirizadas de comunicação, que oneram muito o serviço, e a interligação das escolas municipais com uma Internet de qualidade, e para um aproveitamento melhor das lousas digitais presentes nas escolas. Portanto, percebe-se a evolução da tecnologia em prol do cidadão, juntamente com a visão dos gestores que caminham para a modernização dos serviços públicos em rede, propiciando ao munícipe5 mais equidade, transparência e acesso aos serviços oferecidos pelo estado. A medida que cresce a disponibilidade de acesso à Internet nos domicílios brasileiros, e/ou dispositivos móveis, o cidadão torna-se parte dessa rede, interagindo e opinando. De forma contundente, sobre a importância desse tema, Castells (2001, p. 10) “acredita que Internet é um instrumento fundamental para o desenvolvimento do Terceiro Mundo”.. 2.3. PLANO NACIONAL DE BANDA LARGA. Criado pelo decreto n.º 7.175/2010, o PNBL é uma iniciativa do Governo Federal que tem como objetivo principal massificar o acesso à Internet em banda larga no país, principalmente nas regiões mais carentes dessa tecnologia.. A construção do caminho para superar o abismo social que divide a sociedade brasileira é o grande objetivo do Programa Nacional de Banda Larga. A inclusão social possui hoje uma nova e importante dimensão: a inclusão digital. A estratificação social e o acúmulo de riqueza cada vez se dão mais em função da capacidade de acessar, produzir e circular o conhecimento. A inclusão digital é uma questão de cidadania: um novo direito em si e um meio para assegurar outros direitos à população. (BRASIL, 2010, p. 6).. O Plano consiste no compromisso entre o Ministério das Comunicações, a Anatel6 e empresas do ramo, para garantir a expansão do acesso à banda larga, com preços acessíveis, sempre priorizando as regiões mais desfavorecidas de tecnologia, de educação e de saúde no atendimento aos órgãos públicos. Braga (2015, p. 159) explana sobre esse assunto dizendo 5 6. Que ou aquele que habita em um município (com relação a esse município). Agência Nacional de Telecomunicações. Disponível em: <www.anatel.gov.br>.

(37) 35. que as políticas públicas de banda larga no Brasil são inexistentes ou frágeis, principalmente nas escolas, e que as velocidades oferecidas são insuficientes, pois não são entregues integralmente pelas prestadoras de serviços e, como consequência, a inserção das tecnologias nas escolas continuará sendo uma grande dificuldade para todos os projetos.. 2.3.1 Programa Banda Larga nas Escolas (PBLE) O Programa Banda Larga nas Escolas (PBLE)7 tem como objetivo conectar todas as escolas públicas urbanas à Internet por meio de tecnologias que propiciem qualidade, velocidade e serviços para incrementar o ensino público no País. Através da assinatura de termos aditivos, o plano nacional de banda larga teve suas metas alteradas e expandidas. As operadoras de telefonia, responsáveis diretas pelos serviços, seriam obrigadas a realizar a instalação de novas infraestruturas de rede para dar suporte à conexão à Internet em alta velocidade em todos os municípios brasileiros e conexão de todas as escolas públicas urbanas com manutenção dos serviços sem ônus até o ano de 2025. A massificação da banda larga deve ser vista como um instrumento de efetivação de direitos dos cidadãos da era digital. Disponibilizar infraestrutura de banda larga que permita acesso em alta velocidade é fundamental. Não é, contudo, suficiente. É necessário garantir que essa banda larga disponibilizada se traduza em acesso à informação por meio de conteúdos relevantes, independentemente de localização geográfica ou nível de renda da população, que, ao agregar valor à informação, tal processo traga frutos para quem mais precisa. A questão social não pode ser o resultado marginal da política de telecomunicações do Brasil: deve ser o objetivo primeiro e último, sua razão de ser e seu principal destino. A inclusão digital apenas servirá ao País se for pensada, planejada e executada como meio de inclusão social, e não apenas como um fim em si mesma. (BRASIL, 2010, p. 7).. Enquanto o PBLE prevê velocidades de Internet, a princípio, somente para laboratórios e em torno de 2 Mbps, ignorando os quantitativos de usuários e as particularidades de cada escola, Rosa e Gustavo (2015, p. 27) relatam que, de acordo com padrões estabelecidos nos Estados Unidos, pela Associação de Diretores de Tecnologia Educacional do Estado, a velocidade da Internet era de 100 Mbps para cada 1000 estudantes e funcionários para o biênio 2014-2015, e de 1 Gigabit por segundo (Gbps) ou 1000 Mbps para a mesma quantidade de usuários nos anos de 2017-2018.. 7. Disponível em: <http://portal.mec.gov.br/par/193-secretarias-112877938/seed-educacao-a- distancia96734370/15808-programa-banda-larga-nas-escolas>.

(38) 36. 2.4. REDES DE COMPUTADORES. A possibilidade da comunicação remota, por meio digital, contribuiu para o desenvolvimento da sociedade contemporânea, e para o aprimoramento e a diversidade dos próprios meios de comunicação. O ambiente computacional estaria extremamente limitado sem a existência das redes. Elias e Lobato (2013, p. 2), com muita propriedade, enfatizam que “As redes fazem parte do nosso dia a dia, permitindo o acesso a partir de nossos celulares, tablets e notebooks, seja ela a rede da nossa organização ou os serviços da Internet. A compra de dispositivos computacionais, atualmente, tem como finalidade primordial o acesso à rede, conforme Torres (2001), ao afirmar que “as redes de computadores surgiram da necessidade da troca de informações, onde é possível ter acesso a um dado que está fisicamente localizado distante de você”. (TORRES, 2001, p. 5). O autor enuncia que as redes surgiram antes dos computadores pessoais existirem, por isso não se pode chamar de uma tecnologia recente e, com as novas padronizações e formas de se comunicar, possibilitou o envio de mensagens de maneiras mais simples, eficientes e com custos menores. Castells (2001, p.7) vai além em sua análise ao estabelecer que “A formação de redes é prática humana muito antiga, mas as redes ganharam vida nova em nosso tempo transformando-se em redes de informação energizadas pela Internet”. Para constituir uma rede, é preciso diversos recursos lógicos e físicos, Elias e Lobato (2013, p. 1) afirmam que estações de trabalho, periféricos, terminais e outros dispositivos caracterizam uma rede, embora ressaltem a existência de diversas formas para defini-la. Os autores opinam que dois ou mais computadores interligados, através de um meio físico de comunicação (hardware), e softwares que gerenciam as transferências de informação, poderiam ser considerados um modelo básico de rede. Na mesma linha de raciocínio, Ferreira (2008, p. 350) expõe um “conjunto de computadores autônomos, interconectados, capazes de trocar informações e compartilhar recursos”. Morais (2012, p. 13) compactua desses conceitos e, com outras palavras, aborda que uma rede “[...] consiste na ligação entre dois ou mais computadores e dispositivos [...] acoplados através de recursos de comunicação, geograficamente distribuídos, permitindo a troca de dados [...]. Santos (2009, p. 19) relata, ironicamente, que dois computadores isolados num mesmo ambiente podem até funcionar, mas não conversam entre si, portanto, nunca serão amigos. Dantas (2002, p. 2) também opina considerando que “[...] as redes de comunicação como sendo os ambientes onde um conjunto de dispositivos, enlaces de comunicação e pacotes de software permitem que pessoas e equipamentos possam trocar informações”..

(39) 37. Elias e Lobato (2013, p. 1) definem algumas características das redes como: dois ou mais computadores interligados; meio físico de comunicação (com fio, sem fio, metálico, fibra etc.); vários tipos de equipamentos (estações de usuários, servidores, concentradores etc.); software para comunicação entre os equipamentos; software de aplicação, para transferência de informação. Ainda a fim de compilar essas informações e deixar claras as definições de composição de uma rede, Elias e Lobato (2013, p. 2) detalham as estações de trabalho, como desktops, laptops e dispositivos móveis em geral; meios de comunicação de qualquer tipo para interconexão dos equipamentos de rede; equipamentos de rede como Hubs, Switches, roteadores, etc. Concordando com as definições de Elias e Lobato, Mendes (2015, p. 35) resume que “Uma rede existe quando é feita a interligação de computadores de forma local [Rede Local] ou remota [Internet]. Para fazer essa interligação, são necessários componentes que formam uma rede, como placas, cabos, conectores e outros aparelhos [...]”. As redes têm sua importância detalhada por Elias e Lobato (2013, p. 2), que citam como principais funcionalidades o compartilhamento de recursos especializados como: impressoras, disco e processamento, a comunicação entre usuários de diferentes maneiras e o acesso remoto a serviços e aplicações disponibilizados na Internet. Portanto, “redes são necessárias” (SANTOS, 2009, p. 19). Mendes (2015, p. 28) é enfático ao referir-se que onde há um conjunto de computadores, a existência de uma rede torna-se indispensável, principalmente devido ao uso da Internet, que abrange todos os segmentos econômicos da atualidade. O autor alicerça sua opinião exemplificando uma escola desconectada, na qual diversos serviços são dependentes uns dos outros, como o empréstimo de livros, as leituras de emails ou os serviços de impressão, mostrando o quão difíceis e confusos tornam-se os processos, sem a interligação dos dispositivos e sem o trabalho em rede, e cita algumas vantagens do uso das redes, tais como: acesso a arquivos compartilhados em outros computadores, compartilhamento de softwares, impressoras e periféricos como scanner, CD e DVD e, principalmente, o compartilhamento de acesso à Internet. As redes computacionais são classificadas pela sua extensão geográfica, sua topologia e pelo seu meio de transmissão e, para que seja possível conhecer seu funcionamento, essas características devem ser entendidas..

(40) 38. 2.4.1. Tipos de Redes. 2.4.1.1 Redes Par-a-Par ou Ponto a Ponto. Elias e Lobato (2013, p. 3) explicam as diferenças entre os dois tipos de redes, enfatizando que em uma rede par-a-par “[...] não existem servidores dedicados ou hierarquia entre os computadores. Todos os computadores são iguais e, portanto, chamados pares. Normalmente, cada computador funciona tanto como cliente quanto como servidor [...]”. Algumas características citadas pelos autores são: cada computador funciona como cliente e servidor; redes relativamente simples; sem hierarquia; sem servidores dedicados; todos os computadores podem ser clientes e servidores; mais simples e baratas do que as redes clienteservidor; tipicamente têm menos de 10 computadores; todos os usuários estão localizados na mesma área geral; a escola e a rede terão um crescimento limitado em um futuro previsível; entre outras. Torres (2001, p. 8) diz que “Na rede ponto a ponto, os computadores compartilham dados e periféricos [...]. Qualquer computador pode facilmente ler e escrever arquivos armazenados em outros computadores da rede, bem como usar periféricos que estejam instalados em outros PCs”. Compartilhando dessa ideia, Mendes (2015, p. 48) diz que “Uma coleção de estações de trabalho pode também formar uma rede de computadores independentemente da presença de um servidor, a qual chamamos de rede ponto a ponto”.. 2.4.1.2 Cliente/Servidor Sobre o modelo Cliente/Servidor, Torres (2001, p. 12) explica que “Nesse tipo de rede existe a figura do Servidor, normalmente um computador que gera recursos para os demais computadores da rede. O Servidor é um computador especializado em um só tipo de tarefa [...]”. Concordando e complementando, Elias e Lobato (2013, p. 4) relatam que em redes com mais de 10 computadores, funcionando simultaneamente como cliente e/ou servidores, não seria o mais adequado, necessitando então de servidores dedicados. “Um servidor dedicado é aquele que funciona apenas como servidor e não é utilizado como cliente ou estação de trabalho. Os servidores são ‘dedicados’ porque são otimizados para processar rapidamente as requisições dos clientes da rede [...]” (ELIAS; LOBATO, 2013, p. 4). Compartilhando da mesma ideia, Torres (2001, p. 12) diz que “um servidor dedicado oferece um melhor desempenho para executar uma determinada tarefa porque ele, além de ser especializado na.

(41) 39. tarefa em questão, normalmente não executa outras tarefas ao mesmo tempo”. Morais (2012, p. 28) simplificando, diz que “É uma estrutura de rede que tem computadores servidores e computadores clientes, os quais se comunicam entre si. Essa comunicação é do tipo solicitar e prestar serviço, através de um processo no computador do cliente [...]”. Dentre as características desse modelo de rede, Elias e Lobato (2013, p. 4) destacam que a sua existência está condicionada a servidores dedicados, as estações clientes não oferecem nenhum tipo de serviço à rede e são usadas em ambientes com vários usuários. Como exemplos de servidores dedicados, passíveis de utilização, citam: Servidores de Arquivo e Impressão, Servidores de Aplicações, Servidores de Correio e Servidores de Comunicação. Sobre as vantagens desse modelo, os autores (p. 5) citam recursos fundamentais nas redes atuais, como: compartilhamento de recursos compartilhamento de dados, redundância, escalabilidade e computador cliente mais simples.. Figura 2 - Redes Par-a-Par e Cliente/Servidor.. Fonte: (ELIAS; LOBATO, 2013, p. 2).. A Figura 2 ilustra o modelo de rede par-a-par (E), no qual dois computadores com características comuns trocam informações, acumulando funções, ora cliente, ora servidor. Na mesma figura também está representada a rede cliente/servidor (D), quando um computador com características robustas, está disponível na rede, provendo serviços aos demais computadores clientes.. 2.4.2 Tipo de Conexão. Enquanto os tipos de rede tratam de conexões em nível de software, os tipos de conexões abordam as conexões físicas entre computadores e dispositivos ou somente entre dispositivos e, segundo Elias e Lobato (2013, p. 6), “Existem dois tipos básicos de conexão entre redes: ponto-a-ponto e multiponto; da combinação destas duas surgem as demais.

(42) 40. topologias” que serão abordadas nesta seção”. Dantas (2002, p. 148) diz que as redes LANs utilizam conexão multiponto e ponto-a-ponto para a transmissão do sinal. O autor exemplifica conexão multiponto como um mesmo enlace físico que interliga três ou mais dispositivos, enquanto que na conexão ponto-a-ponto ocorre transmissão por apenas dois computadores interligados entre si.. 2.4.2.1 Conexão Ponto-a-Ponto. Atualmente esse tipo de conexão é utilizado para unir redes distintas e não mais computadores. Kurose (2013, p. 330, grifo do autor) diz que “Um enlace ponto a ponto consiste em um único remetente em uma extremidade do enlace e um único receptor na outra”. Pode-se entender que Kurose está exemplificando o uso dos computadores, ou o uso dos Switch e/ou roteadores, para unir e dar segmentos aos fluxos de uma rede, como demonstrado na Figura 3. Elias e Lobato (2013, p. 6) relatam que esse tipo de conexão é inadequado para um número maior de computadores. Cabe o esclarecimento que, nos dias atuais, mesmo que sejam apenas dois computadores, a utilização de serviços como o compartilhamento da Internet, ou periféricos, como uma impressora, demandaria a utilização de um comutador, para que esses recursos não fiquem atrelados ao funcionamento e à disponibilidade de um computador, situação indesejada em uma rede corporativa ou doméstica. Como característica desse modelo, os autores citam a conexão entre dois pontos, enlace dedicado e sem escalabilidade, e definem como “tipo mais simples de ligação entre redes, em que os equipamentos são conectados entre si por uma única linha de comunicação. Quando algum deles tiver algo a transmitir, a linha estará disponível”.. Figura 3 - Exemplo de conexão ponto-a-ponto.. Fonte: (ELIAS; LOBATO, 2013, p. 6)..

(43) 41. 2.4.2.2 Conexão Multiponto ou Enlace de Difusão. A conexão multiponto, segundo Elias e Lobato (2013, p. 7), permite a interligação de um grande número de computadores, diretamente entre si, não apresentando o problema de escalabilidade da conexão ponto-a-ponto. Um único meio de comunicação é utilizado por todas as estações, através de muitos pontos de conexão como demonstrado na Figura 4. Cabe ressaltar e complementar Elias e Lobato, explicando que a conexão multiponto não permite a interligação somente de computadores, mas sim de equipamentos intermediários, como roteadores, Switch, Hub. Kurose (2013, p. 330), usando o termo enlace de difusão, diz que são redes com vários nós, emissores e receptores interconectados compartilhando o mesmo meio físico de transmissão, e complementa esclarecendo “O termo difusão é usado aqui porque, quando qualquer um dos nós transmite um quadro, o canal propaga o quadro por difusão e cada nó recebe uma cópia”.. Figura 4 - Conexão multiponto.. Fonte: (ELIAS; LOBATO, 2013, p. 7)..

(44) 42. 2.4.3. Topologia de Rede. Os tipos de conexões, vistos no item anterior, irão originar conceitos importantes e indispensáveis em redes, que são as topologias. Elias e Lobato (2013, p. 7) afirmam que “As topologias clássicas e suas derivadas são tipos especiais de redes que usam as características dos dois tipos básicos (ponto-a-ponto e multiponto)”. Para Morais (2012, p. 17), a topologia de uma rede reflete a disposição de conexão dos dispositivos conectados à rede, representando o desenho físico. Mendes (2015, p. 48) concorda e afirma que “A topologia de rede descreve o modo como todos os dispositivos estão ligados entre si e a forma como se processa a troca de informação entre eles”. Segundo Morais (2012, p. 18), a topologia pode ser física, descrevendo a localização dos cabos, estações, nós8 e equipamentos intermediários9; e lógica, referindo-se aos caminhos das mensagens compartilhadas entre os usuários da rede. Dantas (2002, p. 150) compartilha do mesmo entendimento e acrescenta que “[...] a topologia pode ser entendida como a maneira pela qual os enlaces de comunicação e dispositivos de comutação estão interligados, provendo efetivamente a transmissão do sinal entre nós da rede”. Porém, tem-se algumas discordâncias no tema. Elias e Lobato (2013, p. 8), não mencionando a parte lógica, dizem que “A topologia é a forma de ligação dos equipamentos em uma rede. A topologia se refere ao nível físico e ao meio de conexão entre os dispositivos [...]”. Contrariando, Anderson e Benedetti (2010, p. 470) dizem que “A topologia de uma rede é a estrutura lógica de conexão em uma rede”.. 2.4.3.1 Rede em Estrela. Rede em estrela, conforme Morais (2012, p. 19), é caracterizada por um determinado número de computadores, que são conectados a uma unidade controladora de tráfego, também chamado de concentrador (Switch), antes Hub, conforme a Figura 5. Nessa topologia, o tamanho de abrangência da rede está condicionado ao tamanho do cabo (meio físico), entre o concentrador e o periférico. O número de periféricos conectados dependerá do número de conexões disponível no concentrador e, na sua indisponibilidade, toda a rede fica inacessível. De acordo com Elias e Lobato (2013, p. 10), “[...] todos os usuários comunicam-se com um nó central [Switch], por onde são transmitidas todas as mensagens. Através do nó 8 9. Um ponto de conexão, comumente usado para exemplificar computadores em uma rede. Equipamento com funções de interligar redes e periféricos. Ex: switch, roteadores..

(45) 43. central, os usuários podem transmitir mensagens entre si”. Dantas (2002, p. 150) compactua com Elias e Lobato afirmando que “A característica da topologia estrela é a ligação de todos os computadores a um equipamento central numa forma de ligação dupla ponto-a-ponto”. Mendes (2015, p. 49) segue a mesma linha ao afirmar que “A topologia estrela é caracterizada por um elemento central que gerencia o fluxo de dados da rede, estando diretamente conectado (ponto-a-ponto) a cada dispositivo de rede, por isso sua designação: ‘estrela’”. Segundo Anderson e Benedetti (2010, p. 470) “Uma estrela é chamada assim porque todos os clientes conversam com o hub ou switch no meio”.. Figura 5 - Topologia Estrela.. Fonte: (ELIAS; LOBATO, 2013, p. 10).. 2.4.3.2 Rede em Anel. Na topologia em Anel, segundo Morais (2012, p. 19), a saída ou entrada de cada estação [ou rede] está ligada à saída ou à entrada da estação [ou rede] seguinte, com um caminho unidirecional de transmissão, formando um círculo lógico, sem um final definido. Complementando essa ideia, Mendes (2015, p. 50) afirma que “[...] uma rede em anel é constituída de um circuito lógico fechado e tem como vantagem a ausência de atenuação, já que o sinal transmitido é regenerado cada vez que passa por uma estação”..