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5: Camada de Enlace 5b-1 Endereços físicos e ARP Endereço IP: usado para levar o pacote à rede destino Endereço físico (ou MAC): usado para levar o pacote.

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1 5: Camada de Enlace 5b-1 Endereços físicos e ARP Endereço IP: usado para levar o pacote à rede destino Endereço físico (ou MAC): usado para levar o pacote até o cartão de interface de rede local (cartão de adaptador) da estação de destino na rede local Endereço MAC de 48 bits (para a maioria das redes); queimado na ROM do adaptador

2 5: Camada de Enlace 5b-2 Sumário de protocolos MAC O que se pode fazer com um meio compartilhado? Particionamento do canal, por tempo, freqüência ou código TDMA, FDMA, CDMA, WDMA (wave division) Particionamento aleatório (dinâmico), ALOHA, S-ALOHA, CSMA, CSMA/CD Revezamento polling de um nó central, passagem de ficha de permissão Para satélites, é difícil detectar se o canal está ocupado (se o canal está transportando um sinal): ALOHA Em rede locais, detecção da portadora é mais fácil, (mas não é perfeita): CSMA Melhor se existe Detecção de Colisões (CSMA/CD) (Ethernet) é CSMA/CD

3 5: Camada de Enlace 5b-3 Endereço físico (cont) Alocação de endereços MAC administrada pelo IEEE Um fabricante compra uma parte do espaço de endereços (para garantir unicidade) Analogia: (a) endereço MAC: como número do CPF (b) endereço IP: como endereço postal endereço MAC sem estrutura (flat)=> portabilidade endereço IP hierárquico NÃO é portátil (requer IP móvel) endereço MAC de difusão (broadcast): 1111………….1111

4 5: Camada de Enlace 5b-4 ARP: Address Resolution Protocol Cada nó IP (Estação, Roteador) na rede local possui módulo e Tabela ARP Tabela ARP (cache): mapeamento entre endereços IP/MAC para alguns nós na rede local TTL (Time To Live): temporizador, tipicamente alguns poucos minutos (<5)

5 5: Camada de Enlace 5b-5 ARP (cont) Nó A quer enviar pacote para endereço IP de destino XYZ na mesma rede local Nó de origem primeiro verifica se sua própria Tabela ARP contém o endereço IP XYZ Se XYZ não estiver na Tabela ARP, o módulo ARP difunde pacote ARP: TODOS nós na rede local aceitam e inspecionam o pacote ARP Nó XYZ responde ao nó A com pacote ARP unicast (ponto a ponto) informando seu próprio endereço MAC : Endereço MAC de XYZ guardado na Tabela ARP

6 5: Camada de Enlace 5b-6 Roteando um pacote para outra rede local Por exemplo, rotear pacote do endereço IP de origem ao endereço de destino Na tabela de rotas na origem, encontra roteador Na tabela ARP na origem, tira endereço MAC E6-E BB-4B, etc

7 5: Camada de Enlace 5b-7 Ethernet Muitíssimo difundida porque: Muito barata! R$30 para 100Mbps! A mais antiga das tecnologias de rede local Mais simples e menos cara que redes usando ficha ou ATM Acompanhou o aumento de velocidade: 10, 100, 1000 Mbps Muitas tecnologias E-net (cabo, fibra, etc). Mas todas compartilham características comuns

8 5: Camada de Enlace 5b-8 Estrutura de Quadro Ethernet Adaptador remetente encapsula datagrama IP (ou pacote de outro protocolo da camada de rede) num Quadro Ethernet que contém campos de Preâmbulo, Cabeçalho, Dados e CRC Preâmbulo: 7 bytes com o padrão seguidos por um byte com o padrão ; usado para sincronizar receptor ao relógio do remetente (relógios nunca são exatos, é muito provável que exista algum desvio entre eles)

9 5: Camada de Enlace 5b-9 Estrutura de Quadro Ethernet (cont) Cabeçalho contém Endereços de Destino e Origem e um campo Tipo Endereços: 6 bytes, o quadro é recebido por todos adaptadores numa rede local e descartado se não casar o endereço de destino com o do receptor Tipo: indica o protocolo da camada superior, usualmente IP, mas existe suporte para outros (tais como IPX da Novell e AppleTalk) CRC: verificado pelo receptor: se for detectado um erro, o quadro será descartado

10 5: Camada de Enlace 5b-10 Codificação Manchester de Banda Básica Banda básica significa que não se usa modulação de portador; ao invés disto, bits são codificados usando codificação Manchester e transmitidos diretamente, modificando a voltagem de sinal de corrente contínuo Codificação Manchester garante que ocorra uma transição de voltagem a cada intervalo de bit, ajudando sincronização entre relógios do remetente e receptor

11 5: Camada de Enlace 5b-11 CSMA/CD A: escuta canal, se ocioso então { transmite e monitora o canal; se detectou outra transmissão então { aborta e envia sinal de jam; atualiza número de colisões; retarda de acordo com o algoritmo de retardamento exponencial; vai para A } senão {terminado este quadro; zera número de colisões} } senão {espera o final da transmissão atual e vai para A}

12 5: Camada de Enlace 5b-12 CSMA/CD (cont) Sinal Jam : para garantir que todos os outros transmissores tomem conhecimento da colisão; 48 bits; Retardamento Exponencial: Meta é adaptar a taxa oferecida por transmissores à estimativa da carga atual (ié. retardar quando carga pesada) Depois da primeira colisão, escolhe K de {0,1}; retardo é (K x 512 BTT) [1 BTT = tempo para transmitir 1 bit] Depois da segunda colisão escolhe K de {0,1,2,3}… Depois de dez ou mais colisões, escolhe K de {0,1,2,3,4,…,1023}

13 5: Camada de Enlace 5b-13 CSMA/CD (more) Nota-se que neste esquema um quadro novo tem uma chance de sucesso na primeira tentativa, mesmo com tráfego pesado Eficiência Ethernet: com tráfego pesado e número grande de nós: (Isto ajuda?)

14 5: Camada de Enlace 5b-14 Tecnologias Ethernet: 10Base2 10=>10Mbps; 2=> comprimento máximo de segmento de menos de 200 metros; também chamada de Cheapernet Utiliza cabo coaxial fino (4mm) em topologia de barramento Repetidores são usados para interligar múltiplos segmentos (até 5 em qualquer caminho); um repetidor repete os bits escutados em uma interface para sua(s) outra(s) interface(s), ié, ele é apenas um dispositivo da camada física!

15 5: Camada de Enlace 5b-15 10BaseT e 100BaseT Taxas de transmissão de 10 e 100 Mbps; este último é chamado de fast ethernet T significa Par Trançado Usa concentrador (hub) ao qual os nós estão ligados por cabos individuais de 2 pares trançados, mostrando, portanto uma topologia em estrela CSMA/CD implementado no hub

16 5: Camada de Enlace 5b-16 10BaseT e 100BaseT (cont) Distância máxima do nó ao hub é de 100 metros Hub pode desligar da rede um adaptador falho (jabbering); 10Base2 não funcionaria se um adaptador não pára de transmitir no cabo Hub pode coletar informação e estatísticas de monitoramento para administradores da rede 100BaseT não usa codificação Manchester; usa 4B5B para maior eficiência

17 5: Camada de Enlace 5b-17 Gbit Ethernet Usa formato do quadro Ethernet padrão Admite enlaces ponto-a-ponto e canais de difusão compartilhados Em modo compartilhado, usa-se CSMA/CD; para ser eficiente, as distâncias entre os nós devem ser curtas (poucos metros) Os Hubs usados são chamados de Distribuidores com Buffers (Buffered Distributors) Full-Duplex em 1 Gbps para enlaces ponto-a-ponto Nota: o uso de enlaces ponto-a-ponto também foi estendido a 10Base-T e 100Base-T.


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