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Redes TCP/IP CSMA/CD Prof. Edgard Jamhour URL:

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2 Redes TCP/IP CSMA/CD Prof. Edgard Jamhour URL:

3 2000, Edgard Jamhour LAN – LOCAL AREA NETWORKS A tecnologia de redes locais (Ethernet) baseia-se no princípio de comunicação com broadcast físico. A B C ABDADOS quadro CRC

4 2000, Edgard Jamhour QUADRO O quadro (frame) é a menor estrutura de informação transmitida através de uma rede local. A B DADOS CRC FECHO CABEÇALHO ENDEREÇO (FÍSICO) DE ORIGEM ENDEREÇO (FÍSICO) DE DESTINO

5 2000, Edgard Jamhour CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection A) Uma estação sempre ouve o meio antes de transmitir, e só transmite se o meio estiver desocupado. B) Durante a transmissão, a estação compara o que está transmitindo com o que está recebendo, se for diferente, então conclui que ocorreu uma colisão. C) Em caso de colisão, a estação para imediatamente de transmitir, espera um tempo randômico selecionado entre 0 e T (512 bit times), e tenta novamente. D) Se houver colisão, o intervalo de tempo randômico é dobrado novamente (0 a 2xT) F) Se houver novamente colisão, o passo D é repetido até 16 vezes.

6 2000, Edgard Jamhour PROBLEMA 1: O tempo médio para ganhar o meio aumenta com o número de computadores da rede. A B C ESCUTANDO quadros na fila de espera

7 2000, Edgard Jamhour EFEITO DA DISTÂNCIA ENTRE OS COMPUTADORES O tempo de propagação entre as estações afeta a taxa de ocupação máxima da rede. A B A TRANSMITE B TRANSMITEB RECEBE tempo para o sinal ir de A para B A RECEBE T

8 2000, Edgard Jamhour Exemplo Quadro de 100 bit e Taxa de Transmissão = 10 Mbit/s: –Tempo para transmitir um quadro T = s Velocidade de propagação no meio: Km/s –Tempo de propagação: t = s para 200 m –Tempo de propagação: t= para 2 Km L AB eficiência = T/(T+t) 91% eficiência 200m = 91% 50% eficiência 2Km = 50% 9,1% eficiência 100Mbits e 2Km = 9,1% HALF-DUPLEX

9 2000, Edgard Jamhour PROBLEMA 2: COLISÃO A A C A TRANSMITE C TRANSMITE RECEBIDO DE A RECEBIDO DE C COLISÃO DETECTADA POR A BC COLISÃO DETECTADA POR C

10 2000, Edgard Jamhour Exemplo eficiência = 1/(1 + 6,44t/T) –t: tempo de propagação L = 200m então t= s –T: tempo para transmitir o quadro T = s (quadro de 100 bits a 10 Mbits/s) L AB 60,8 % eficiencia L=200m = 60,8 % 13,4% eficiencia L=2Km = 13,4% 1,52 % eficiencia L=2Km e 100Mbits/s = 1,52 % HALF-DUPLEX

11 2000, Edgard Jamhour LIMITAÇÕES DAS LANs O NÚMERO DE COMPUTADORES É LIMITADO –Como apenas um computador pode transmitir de cada vez, o desempenho da rede diminui na medida em que muitos computadores são colocados no mesmo barramento. A DISTÂNCIA ENTRE OS COMPUTADORES É LIMITADA –Para evitar colisões, os computadores escutam o barramento antes de transmitir, e só transmitem se o barramento estiver desocupado. –Quanto maior a distância entre os computadores, maior a chance de ocorrer colisões no barramento, levando a rede para um estado de colapso e baixo desempenho.

12 2000, Edgard Jamhour HUBS Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a construção dos barramentos físicos. HUB AC ACAC A BC

13 2000, Edgard Jamhour SWITCH Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a construção dos barramentos físicos. ABC SWITCH 123 AC PORTACOMPUTADOR 1A CA CA AC AC 3C

14 2000, Edgard Jamhour SWITCH Os switchs são dispositivos capazes de segmentar a rede local analisando os endereços físicos. Permitem também interligar dispositivos que trabalham com velocidades de transmissão diferentes. ABC SWITCH HUB DEF HUB G

15 2000, Edgard Jamhour WAN A redes WAN utilizam uma tecnologia de transmissão que permite interligar um número ilimitado de comutadores em distâncias arbitrariamente grandes. roteador LANLAN LAN Pode ser uma ligação ponto a ponto

16 2000, Edgard Jamhour Roteamento/Comutação broadcast Ligação ponto a ponto roteador

17 2000, Edgard Jamhour Comutação POR CIRCUITO POR PACOTES NÃO DATAGRAMA SIM CIRCUITO VIRTUAL COMUTAÇÃO ORIENTADA A CONEXÃO?

18 2000, Edgard Jamhour Redes de comutação por circuito –Estabelece um caminho dedicado entre a origem e o destino, antes que a comunicação se estabeleça. Exemplo: TDMA, CDMA, SHD, PDH, etc. REDE COMUTADA POR CIRCUITO C A B D A banda é reservada, independente do tráfego.

19 2000, Edgard Jamhour Redes de comutação por pacote REDE COMUTADA POR PACOTE – Não estabelece um caminho dedicado. – As informações de endereçamento precisam ser intercaladas com o próprio fluxo de mensagens, numa operação de denominada empacotamento. – Exemplos: TCP/IP, GPRS, etc.

20 2000, Edgard Jamhour Redes de pacotes orientadas a conexão Também conhecidas como circuito virtual Determinam o caminho entre emissor e receptor antes de iniciar a comunicação. Os pacotes chegam sempre na ordem em que foram enviados. –Exemplo: ATM e Frame-Relay IDENTIFICADOR DE CIRCUITO VIRTUAL PACOTE NUMA REDE ORIENTADA A CONEXÃO OUTRAS INFORMAÇÕES DE CONTROLE DADOS

21 2000, Edgard Jamhour Redes de pacotes não orientadas a conexão Também conhecidas como datagrama. O caminho é determinado analisando o endereço de cada pacote. Os pacotes podem chegar fora de ordem. –Exemplo: TCP/IP ENDEREÇO DE ORIGEM OUTRAS INFORMAÇÕES DE CONTROLE DADOS PACOTE NUMA REDE NÃO ORIENTADA A CONEXÃO ENDEREÇO DE DESTINO

22 2000, Edgard Jamhour REDES IP: Não orientadas a conexão ATM: Orientadas a conexão Utiliza o endereço dos computadores Utiliza um identificador de conexão switch roteador


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