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Aulas 10 / 11 – TEC 11ºF Redes de computadores Prof. António dos Anjos.

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1 Aulas 10 / 11 – TEC 11ºF Redes de computadores Prof. António dos Anjos

2 Aula 10 / 112 Terminologia importante (relembrar) Meio Canal ao qual está ligada a placa de rede, através do qual os dados viajam. (e.g. Fibra óptica; Cabo coaxial; Cabo TP) Segmento Meio físico de TX partilhado por NICs (Network Interface Cards) Nó Computadores e periféricos ligados aos segmentos através das NICs Trama Pedaço de informação que circula, pelo meio físico, na comunicação entre nós. (Frame)

3 Aula 10 / 113 O problema Quando é necessário comunicar numa rede, apenas um computador pode aceder ao meio físico. Se dois ou mais computadores tentarem aceder à mesma linha ao mesmo tempo, dá- se uma: COLISÃO Como organizar as transmissões de forma a que todos os computadores possam ter uma oportunidade trocar mensagens?

4 Aula 10 / 114 Padrão de Rede Conjunto de regras que define: Meio físico de transmissão Como os computadores acedem ao meio físico de transmissão Formato dos pacotes que nele viajam

5 Aula 10 / 115 Padrões de Rede Ethernet Token-Ring FDDI, etc…

6 Aula 10 / 116 Padrão Ethernet Primeira rede Ethernet em 1973 pela Xerox Corporation [Metcalfe] É uma tecnologia de área local Definido pela norma da IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

7 Aula 10 / 117 Ethernet – Cablagem (recordar) Denominação Ethernet Tipo Velocidade Mbps Tam. Max. Cabo Fichas 10BaseT UTP cat mRJ45 10Base2 Coaxial10185mBNC T 10Base5 Coaxial Thick10500mAUI 10BaseF Fibra Óptica102Km? 100BaseTX UTP cat mRJ45 100BaseFX Fibra Óptica1002Km?

8 Aula 10 / 118 Ethernet – MAC MAC – Medium Access Control O padrão Ethernet define como protocolo de MAC o protocolo: CSMA/CD CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection CSMA/CD é um protocolo MAC baseado na contenção

9 Aula 10 / 119 MAC baseado na contenção Não há controle Cada NIC tenta tomar posse do meio físico Eficaz em redes com pouco tráfego Pode tornar-se muito lento em tráfego muito elevado

10 Aula 10 / 1110 CSMA original (analogia) Grupo de amigos que querem falar Enquanto um fala os outros ouvem Quando ninguém está a falar, outro pode começar Problema: Quando todos estiverem calados, dois podem começar a falar ao mesmo tempo (colisão!!!)

11 Aula 10 / 1111 CSMA original (algoritmo) O nó que quer transmitir primeiro escuta se o canal está livre (carrier sense) Se o meio estiver a ser utilizado, o nó aguarda; senão transmite O transmissor aguarda aviso de recepção (ACK), se não chegar, reenvia Impede colisões durante transmissões já iniciadas Não evita colisões nas tentativas simultâneas de acesso ao meio PROBLEMA: Quando se dá uma colisão, o meio fica inutilizado durante a duração de ambos os frames.

12 Aula 10 / 1112 CSMA/CD CSMA com detecção de colisão (Collision Detection) Escuta o meio enquanto transmite o frame Soluciona o problema da inutilização do meio em caso de colisão de frames de grande dimensão

13 Aula 10 / 1113 CSMA/CD (algoritmo) 1 – Se o meio estiver livre, transmite o frame e mantém escuta ao canal; senão 2 2 – Se o meio estiver ocupado, aguarda até estar livre e depois 1 3 – Se for detectada uma colisão, interrompe a transmissão e 4 4 – Aguarda uma quantidade aleatória de tempo e 1

14 Aula 10 / 1114 CSMA Vs CSMA/CD CSMA não evita colisões CSMA/CD não evita colisões Então qual é a vantagem do CSMA/CD? Detecta as colisões e aborta a TX de forma a deixar o meio livre, o mais cedo possível

15 Aula 10 / 1115 Ethernet – Limite do Payload Então e se o nosso amigo nunca mais se calar? Não temos oportunidade de começar a falar Um frame Ethernet limita o tamanho dos dados (payload) no frame a 1500 bytes

16 Aula 10 / 1116 Padrão Token-Ring Criado pela IBM É uma tecnologia de área local Definido pela norma da IEEE

17 Aula 10 / 1117 Token-Ring – MAC Utiliza o protocolo de MAC: Token-Passing Método baseado em Round Robin

18 Aula 10 / 1118 Token-Passing (analogia) Grupo de amigos em círculo Uma bola é passada de amigo para amigo Quando alguém tem a bola, passa-a para o amigo à sua direita Cada amigo só pode falar enquanto tiver a bola Isto garante que só uma pessoa fala de cada vez

19 Aula 10 / 1119 Token-Passing (analogia 2) A pessoa que recebe a bola, em vez de falar, escreve a mensagem num papel Incluindo o nome do destinatário Antes de passar a bola passa a carta à pessoa à sua direita Se a pessoa que receber a carta for o destinatário, lê a mensagem e assina-a Assim que a mensagem volta ao remetente, este verifica que a mensagem foi recebida (assinada) e de seguida destrói-a Entretanto a bola continua a circular

20 Aula 10 / 1120 Token-Passing (algoritmo) Um conjunto de 3 bytes chamado de Token (testemunho) circula de computador em computador Se um computador receber o Token e não tiver mensagem para enviar, passa o Token ao próximo computador Senão, segura o Token e envia a mensagem com o endereço do destinatário A mensagem passa de computador em computador até ao destinatário e quando retornar ao remetente, é destruída O destinatário poderá sinalizar a mensagem para o remetente verificar que esta foi bem recebida Assim que a mensagem tiver sido transmitida, o computador larga o Token e passa-o para o próximo computador

21 Aula 10 / 1121 CSMA/CD Vs Token-Passing (protocolos de controle ao acesso do meio) CSMA/CD (usado pelo padrão Ethernet) Simples Overhead pequeno Eficaz em redes com pouco tráfego Tempo de acesso ao meio não é determinístico (é probabilístico) Não eficaz em redes com muito tráfego Muitas colisões Não permite estabelecimento de prioridades de acesso ao canal (meio) Token-Passing (usado pelo padrão Token-Ring) É justo Eficiente em redes com tráfego elevado É possível o estabelecimento de prioridades Tempo de acesso ao meio é determinístico (bom p/aplicações de tempo real) Mecanismos de criação e gestão do Token complexos Overhead elevado Não é tão eficiente em redes com tráfego baixo


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