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3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 1 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3) A Camada de Enlace 7 6 4 3 2 1 A B Aplicação.

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1 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 1 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3) A Camada de Enlace A B Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física Visão Geral: Missão da camada de enlace Serviços oferecidos Detecção/correção de erros Padrões 802.X para níveis físico e enlace

2 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 2 Ciência da Computação – Redes de Computadores A B Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física A camada de rede oferece um serviço de interligação entre dois hosts fisicamente conectados, ou seja: Host-Roteador, Roteador-Roteador, Host-Host A unidade de dados de quadros empregada é o quadro (frame); Sua principais missões são: A missão fundamental da camada de enlace é conduzir um datagrama entregue pela camada de rede e transmiti-lo através de um enlace entre dois nós adjacentes (enlace individual); Para tanto, a camada de enlace faz uso de protocolos específicos que implementam desde o acesso a este enlace até o controle da qualidade dos dados transmitidos; 3.3.1) Missão da Camada de Enlace

3 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 3 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.2) Implementação da Camada de Enlace. É feita através da utilização de um cartão de interface de rede chamado genericamente de NIC (Network Interface Card), instalado em cada um dos nós das extremidades do enlace; Aplicação Transporte Rede Enlace Física Rede Enlace Física D D D D H t H t H r H t H r H e D H t H r H e quadro Enlace Físico protocolo de enlace Placa de Interface quadro datagrama Hx –Header da camada x Dados

4 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 4 Ciência da Computação – Redes de Computadores Encapsulamento de dados (datagramas) em quadros; Entrega de Quadros; Controle de Fluxo de Dados; Controle de Erros no Enlace (Detecção/Correção); Acesso ao enlace (meio físico); 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace A B Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física

5 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 5 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace (cont). Encapsulamento de dados (datagramas) em quadros: Normalmente os protocolos da camada de enlace inserem os dados em quadros que possuem uma série de campos de cabeçalho, os quais delimitam o quadro e estabelecem parâmetros para garantir a integridade dos dados; Cada protocolo de enlace estabelece a estrutura do quadro, assim como o protocolo de acesso ao enlace define como o quadro será inserido e transmitido sobre o enlace; Para um enlace ponto a ponto com uma única origem e um único destino, o protocolo envia um quadro quando o enlace estiver livre. No caso de múltiplos hosts compartilhando um enlace broadcast, ocorre o problema de acesso múltiplo; Inseridos no cabeçalho dos quadros os chamados Endereços Físicos (diferentes do endereço IP), que são usados para identificar a fonte e o destino daquele quadro dentro de uma estrutura de rede local;

6 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 6 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace (cont). Entrega de Quadros: No controle da entrega dos quadros transmitidos, são oferecidos dois tipos básicos de serviço: Não confiável: Não estabelece reconhecimento (ACK - acknowledgement) e retransmissões de quadros perdidos, ficando tais procedimentos para as camadas superiores. Comumente utilizada em enlaces com baixas taxas de erros (Exemplos: fibra, par trançado); Confiável: Baseado em reconhecimentos de quadros recebidos e retransmissões de quadros perdidos após esgotamento de temporização para recepção de reconhecimento; Existem duas modalidades básicas:. Algoritmo de bit alternado - O transmissor só envia um quadro após o recebimento do reconhecimento do recebimento do quadro anterior, enviado pelo receptor;. Algoritmo de janela de retransmissão – O transmissor pode enviar um número n de quadros e aguardar pelo reconhecimento individual ou global dos quadros transmitidos; Freqüentemente utilizado em enlaces com altas taxas de erro (Exemplo: Wireless);

7 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 7 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace (cont). Controle de Fluxo de Dados: Devido ao fato dos nós possuírem capacidade limitada para receber e tratar quadros, ocorrem problemas caso o transmissor enviar mais quadros que o receptor é capaz de receber; Mesmo que não ocorram erros, haverá um momento onde o receptor começará a descartar os quadros; Dependendo da aplicação esta é uma situação indesejável na transmissão de dados e um protocolo da camada de enlace oferecerá um controle de fluxo através de permissão de transmissão para evitar que o nó transmissor congestione o nó receptor; São utilizados protocolos que empregam o conceito de janelas deslizantes (slinding windows) onde o transmissor controla o número máximo de quadros que podem ser enviados (largura da janela) sem o recebimento de um sinal de reconhecimento.

8 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 8 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace (cont). Detecção/Correção de Erros: Os erros são trocas de bits (0 1) devido à atenuação/distorção do sinal ocasionada pelo meio de transmissão ou indução de ruído eletromagnético, seja propagação através de cabeamento ou pelo ar; Uma forma eficiente de reconhecimento de quadros defeituosos é obrigando o nó transmissor a inserir no quadro um conjunto de bits que proporcionam indicações de erros e obrigando o nó receptor a verificar estes bits e solicitar retransmissão do quadro caso se necessário; Diferente das camadas de Transporte e Rede que possuem um serviço limitado de detecção de erro, a camada de Enlace proporciona mecanismos sofisticados e eficientes de detecção e até correção de erros de bits.

9 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 9 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace (cont). Detecção/Correção de Erros: Uma vez detectados, existem mecanismos de correção dos quadros defeituosos, evitando- se ao máximo a retransmissão que poderia ocasionar sobrecarga de tráfego em um enlace com alta taxa de erro; Existem vários algoritmos para detecção/correção de erros, entre eles: Geração de bit de paridade; Cálculo de soma dos dados enviados (Check-Sum); Geração de códigos polinomiais ou de redundância cíclica (CRC - Cyclic Redundancy Check).

10 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 10 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace (cont). Mecanismos de detecção e correção de erros na Camada de Enlace No caso da transmissão de D dados (inclusive cabeçalho) em um quadro, uma técnica básica seria a inserção de bits de adicionais (FCS – Frame Check Sequence) gerados a partir de uma operação binária entre os D bits a serem transmitidos; Pontos importantes: A detecção de erros não é 100% confiável; Protocolos podem não detectar alguns erros; Quanto maior o campo FCS melhor é a capacidade de detecção e correção de erros, porém implica em aumento de cabeçalho. FCS

11 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 11 Ciência da Computação – Redes de Computadores Exemplo: Detecção/Correção de erros: Paridade Simples Paridade através de Bit único com as seguintes características: O transmissor insere um bit FCS de tal forma que o n° total de bits 1 do quadro (inclusive o bit de FCS) seja par ou ímpar (dependendo da modalidade); O receptor calcula a paridade do n° total de bits 1 (Dados+FCS) e compara com o bit de paridade FCS; O algoritmo detecta apenas erro de um único bit (erro simples); Não efetua correção (o bit errado não é localizado). O quadro corrompido é descartado e deve ser retransmitido; Pouco eficiente pois não há detecção em caso de n° par de erros em Paridade impar ou vice-versa; Exemplo de Verificação por Paridade Ímpar Bits recebidos: Resultado OK, pois o n° total de 1 é igual a 9 (ímpar) 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace (cont).

12 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 12 Ciência da Computação – Redes de Computadores Exemplo de Detecção/Correção de erros: Paridade (Bidimensional) No transmissor, os dados são distribuídos em um arranjo matricial e atribuídos valores de paridade para cada linha, cada coluna e todas as linhas/colunas. Os bits de paridade (FCS) são enviados juntamente com os dados, formando o quadro de enlace; O receptor analisa os dados+paridade com o mesmo critério do no transmissor e no caso de corrupção de 01 bit, o mesmo pode ser localizado e corrigido; É possível detecção e correção de 01 bit nos próprios bits de paridade EDC; Para 02 bits corrompidos, apenas a detecção é possível; Apesar de restrito, é um mecanismo importante pois:. Recupera quadros com corrupção simples, evitando retransmissão e assim, não gerando tráfego excedente;. Pode ser suficiente para enlaces com baixas taxas de erros, onde a probabilidade de um erro duplo no quadro é pequena; 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace (cont).

13 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 13 Ciência da Computação – Redes de Computadores Detecção/Correção de erros: Verificação de Paridade Paridade Bidimensional – Exemplo: 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace (cont). Paridade PAR

14 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 14 Ciência da Computação – Redes de Computadores Detecção/Correção de erros: Verificação de Redundância Cíclica (CRC- Cyclic Redundancy Check); O algoritmo para cálculo do CRC é o seguinte: Na montagem do quadro no transmissor, para um conjunto D com d bits a enviar é associado um código CRC com r de bits (com r

15 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 15 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.3) Serviços oferecidos pela Camada de Enlace (cont). Cálculo de CRC (Cyclic Redundancy Check) – Exemplo: Dados a enviar (D) = ; N° de bits a enviar (d) = 6; Gerador = 1001.: G(x) = x k = r - 1 = 3 (nº de zeros a acrescentar). Quadro transmitido | D (d bits)R (bits CRC) Transmissor Receptor Dados OK

16 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 16 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.4) Padrões definidos pelo 802 IEEE Standard Group Padrão IEEE : É um documento que descreve o relacionamento entre os padrões 802.x e o modelo RM / OSI - ISO. Padrão IEEE 802.2: Protocolo de Enlace Lógico ( LLC ) Padrão IEEE 802.3: Barramento com controle de acesso CSMA / CD Padrão IEEE 802.4: Barramento com controle de acesso TOKEN - BUS Padrão IEEE 802.5: Anel com controle de acesso TOKEN - RING Padrão IEEE 802.6: Método de acesso para redes metropolitanas ( DQDB) Padrão IEEE 802.7: Consultivo técnico de banda larga Padrão IEEE 802.8: Consultivo técnico de fibra ótica Padrão IEEE 802.9: Integração voz / dados ( ETHERNET ISÓCRONO ) Padrão IEEE : Segurança em LAN Padrão IEEE : LAN sem fios (WIRELESS-LAN) Padrão IEEE : Fast - Ethernet DQDB – Distributed Queue Dual Bus CSMA/CD – Carrier-Sense Multiple Access/Colision Detection

17 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 17 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.5) Camada de Enlace: Acesso ao meio Em função da sistemática de distribuição e controle dos quadros a serem transmitidos, os enlaces podem ser classificados em: Enlaces Ponto a Ponto: Transmissão em meio único, envolvendo apenas um transmissor e um receptor. Exemplo: PPP (Point to Point Protocol); Enlaces Broadcast: Transmissão em meio compartilhado, com múltiplos transmissores e receptores. Exemplo: Ethernet; Exemplos de Enlaces Broadcast.

18 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 18 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.6) Camada de Enlace: Protocolos de Acesso ao meio São protocolos da camada de enlace que permitem acesso múltiplo ao meio de transmissão de maneira compartilhada, nas seguintes modalidades: Canal de comunicação único e compartilhado:. Duas ou mais transmissões pelos nós geram interferências;. Apenas um nó pode transmitir com sucesso num dado instante de tempo; Protocolo de múltiplo acesso:. Algoritmo distribuído que determina como as estações compartilham o canal, isto é, determinam quando cada estação pode transmitir;. Comunicação sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o próprio canal;

19 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 19 Ciência da Computação – Redes de Computadores Requisitos importantes dos protocolos de múltiplo acesso: Síncrono ou assíncrono; Informação necessária sobre as outras estações; Robustez (Por exemplo em relação a erros do canal); Desempenho; 3.3.6) Camada de Enlace: Protocolos de Acesso ao meio (cont)

20 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 20 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.7) Camada de Enlace: Sub camadas funcionais O IEEE 802 Standard Group estabeleceu uma divisão da camada de enlace em duas sub-camadas: MAC (Media Access Control). Interface com a camada física, efetuando o tratamento dos parâmetros específicos da tecnologia utilizada no nível físico (características elétricas, endereçamento físico, etc); LLC (Logical Link Control). Efetua a implementação da interface do nível de enlace com o nível de rede;. Faz o controle de multiplexação, tratamento de erros gerados no meio físico e controle do fluxo de dados; Rede Enlace Física Modelo OSI LLC MAC

21 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 21 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.7) Camada de Enlace: Sub camadas funcionais (cont) Comparação entre os padrões IEEE 802 x RM-OSI / ISO : CSMA/CD TOKEN TOKEN DQDB BUS RING LAN MAN

22 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 22 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.8) Camada de Enlace: Sub camada MAC Para atendimento às diversas camadas físicas, os protocolos MAC podem ser divididos em três classes: Partição física de canal:. Dividem o canal em parcelas menores através de multiplexação no tempo (TDM), na freqüência (FDM) ou através de codificação;. Aloca uma parcela do canal para uso exclusivo de cada conexão; Acesso Aleatório:. Convive com a colisões entre quadros geradas pela transmissão simultânea entre dois ou mais nós;. Após detectada a colisão, é feita retransmissão dos quadros perdidos; Passagem de Permissão:. Cada nó só transmite mediante autorização, sendo o compartilhamento rigorosamente coordenado para evitar colisões;

23 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 23 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.8) Camada de Enlace: Sub camada MAC (cont) TDMA (Time Division Multiple Access). O protocolo TDMA divide o canal em intervalos de tempo de transmissão (time slots), os quais compõem o quadro temporal (não é o quadro da camada de enlace); Acesso ao canal é feito por turnos; Cada estação controla um compartimento (slot) de tamanho fixo (tamanho = tempo de transmissão de pacote) em cada turno; Compartimentos não usados permanecem ociosos; Exemplo: rede local com 6 estações onde 1,3,4 transmitem (pacotes) e 2,5,6 permanecem vazios (sem transmissão).

24 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 24 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.8) Camada de Enlace: Sub camada MAC (cont) FDMA (Frequency Division Multiple Access). No protocolo FDMA, o espectro de freqüências disponível do canal é repartido entre usuários; O espectro do canal é dividido em bandas de freqüências; Cada estação recebe uma banda de freqüências; Tempo de transmissão não usado nas bandas de freqüência permanece ocioso; Exemplo: rede local com 6 estações: 1,3,4 têm pacotes, as bandas de freqüência 2,5,6 ficam vazias ; bandas de freqüências tempo freqüência

25 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 25 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.8) Camada de Enlace: Sub camada MAC (cont) Protocolos MAC de Acesso Aleatório. Não há controle do início da transmissão e quando o nó tem um quadro a enviar:. Transmite com toda a taxa do canal R;. Em princípio, não há uma regra de hierarquia de transmissão entre os nós;. Assim, dois ou mais nós transmitindo simultaneamente gerarão colisões de quadros no canal; No Protocolo MAC de acesso aleatório é necessário definir:. Como detectar eventuais colisões de quadros ?. Como as estações se recuperam das colisões (por exemplo, via retransmissões) ? Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatório:. ALOHA. Slotted ALOHA. CSMA, CSMA/CD e CSMA/CA.

26 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 26 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.8) Camada de Enlace: Sub camada MAC (cont) Protocolos MAC de Acesso Aleatório: Aloha No caso de um quadro a enviar não há espera pelo início de um time slot (transmissão imediata); Operação mais simples pois não há sincronização; A probabilidade de colisão aumenta: No exemplo, o quadro enviado em t 0 colide com outros quadros enviados em [t 0 -1, t 0 +1].

27 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 27 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.8) Camada de Enlace: Sub camada MAC (cont) Protocolos MAC de Acesso Aleatório:Slotted Aloha O tempo de transmissão total é dividido em time slots de igual duração (tempo de transmissão de cada quadro); Um Nó com quadro pronto aguarda para transmissão no início do próximo time slot; No caso de colisão entre dois ou mais quadros, retransmitir nos próximos time slots até que consiga transmissão com sucesso. Condição da transmissão: Sucesso (S), Colisão (C), Vazio (E)

28 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 28 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.8) Camada de Enlace: Sub camada MAC (cont) Protocolos MAC de Acesso Aleatório:CSMA (Carrier Sense Multiple Access) Família de protocolos que implementam melhorias em relação ao ALOHA, principalmente reduzindo a colisão entre quadros; O protocolo CSMA escuta o canal antes de transmitir um quadro, ou seja:. Se o canal parece vazio, então transmite o quadro;. Se o canal está ocupado, adia a transmissão. Assim temos: CSMA Persistente: tenta outra vez imediatamente após a colisão; CSMA Não-persistente: tenta novamente após um intervalo aleatório; Analogia humana: não interrompa os outros para uma comunicação eficiente;

29 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 29 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.8) Camada de Enlace: Sub camada MAC - Colisões no protocolo CSMA Apesar da detecção da portadora presente ou não no canal, as colisões podem ocorrer devido ao atraso de propagação do sinal, implicando que um nó pode não ouvir as transmissões de um outro nó num dado momento; No caso de colisão, todo o tempo de transmissão do pacote é desperdiçado; Exemplo: Papel da distância e do atraso de propagação na determinação da probabilidade de colisão. Nó B: Inicia transmissão do quadro no tempo to; Nó D: Inicia transmissão do quadro no tempo t1; espaço tempo Diagrama espaço/temporal de dois nós com transmissão CSMA com colisão de quadros. Tempo de transmissão (B) Tempo de Transmissão (D) Colisão

30 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 30 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.9) O protocolo CSMA/CD (CSMA with Collision Detection) Definido no IEEE pelo sub-grupo de trabalho para aplicações na tecnologia Ethernet voltada para LAN´s, é uma evolução do CSMA: Possui função de detecção de colisão de quadros; Uma vez as colisões sendo detectadas, as transmissões são interrompidas de imediato, reduzindo o desperdício de tempo no canal transmitindo quadros danificados; As retransmissões podem ser persistentes ou não-persistentes; Implementação simples em lances cabeados:. Medição da intensidade do sinal e comparação dos níveis com e sem colisão; Difícil implementação em LAN´s sem fio:. Receptor desligado durante a transmissão; Analogia humana: o bom-de-papo educado.

31 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 31 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.9) O protocolo CSMA/CD (CSMA with Collision Detection): Fluxograma Básico Estação Transmissora Escuta o Meio Canal Desocupado? Sim Transmite o quadro Não Aguarda um tempo aleatório Houve Colisão? Sim Interrompe a transmissão FIM Não

32 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 32 Ciência da Computação – Redes de Computadores As colisões podem ocorrer, como no CSMA, mas o processo de transmissão cessa logo após a detecção da colisão; No caso de colisão apenas o tempo entre o início da transmissão e a colisão é desperdiçada; O CSMA/CD é empregado no mais difundido protocolo LAN, o padrão Ethernet; Exemplo: Detecção de colisão e redução no tempo de transmissão de quadros danificados. Diagrama espaço/temporal de dois nós com transmissão CSMA/CD com colisão de quadros. Detecção de colisão/tempo de parada Colisão espaço tempo Tempo de transmissão (B) Tempo de Transmissão (D) 3.3.9) O protocolo CSMA/CD (CSMA with Collision Detection) cont

33 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 33 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.9) O protocolo CSMA/CD (CSMA with Collision Detection) cont O protocolo CSMA/CD em ação: 0) Há Quadro a transmitir? Se sim então vá para 1). Se não, permaneça em 0); 1) Escuta o canal. Se ocioso então vá para 2). Se ocupado vá para 7); 2) Inicia transmissão e vá para 3) 3) Monitora o nível do sinal do canal durante a transmissão e vá para 4); 4) Se detectou outra transmissão vá para 5). Se não detectou outra transmissão vá para 9); 5) Aborta transmissão e envia sinal de colisão (*). Vá para 6); 6) Atualiza número de colisões e vá para 7); 7) Retarda nova transmissão de acordo com o algoritmo de retardamento exponencial (**). Vá para 8); 8) Vá para 1); 9) Monitora o nível do canal e o final da transmissão. Caso finalizou transmissão sem colisão vai para 10). Em caso de colisão durante transmissão vá para 5); 10) Terminou transmissão deste quadro. Vá para 11); 11) Zera número de colisões e vá para 12); 12) Vá para 0); (*) - Sinal de colisão : para garantir que todos os outros transmissores tomem conhecimento da colisão (formado por 48 bits); (**) – A meta é adaptar a taxa oferecida por transmissores à estimativa da carga atual, ou seja, retardar quando existe alto tráfego;

34 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 34 Ciência da Computação – Redes de Computadores 3.3.9) O protocolo CSMA/CD (CSMA with Collision Detection) cont Nota-se que no esquema anterior, um quadro novo tem uma boa chance de sucesso na primeira tentativa, mesmo em alto tráfego; Como uma primeira aproximação, define-se Eficiência Teórica (E) do protocolo CSMA/CD, em condições de alto tráfego um grande número de nós, como sendo: Onde : t prop = Tempo de propagação do sinal entre dois nós (segundos); C = Taxa de transmissão do canal (bps); M = Tamanho do quadro (bits); (*) (*) - SOARES, L.F.G., et al. Redes de Computadores: das LANs, MANs e WANs ás redes ATM. Pag. 175.

35 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 35 Ciência da Computação – Redes de Computadores ) Padrões para os níveis físico e enlace (LAN´s e WAN´s) Em rede locais cabeadas, a detecção da portadora é mais simples, verificando-se o nível do sinal na linha de transmissão: CSMA; Melhor se utilizar Detecção de Colisões (CSMA/CD – Collision Detection); No padrão (Ethernet) é utilizado o protocolo CSMA/CD. CSMA/CD TOKEN TOKEN DQDB BUS RING LAN

36 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 36 Ciência da Computação – Redes de Computadores ) Endereçamento Físico em LAN Exemplos de Endereços MAC. Endereço físico ou MAC address (Media Access Control address) Usado para levar o quadro da estação de origem até o cartão de interface de rede local (cartão de adaptador) da estação de destino na rede LAN; Endereço MAC. Formado por 48 bits agrupados em 12 caracteres hexadecimais. Utilizado na maioria das redes LAN;. Gravado em memória ROM da placa de rede, fornecendo a esta um Canal de comunicação único e compartilhado:. Duas ou mais transmissões pelos nós gera a interferência;. Apenas um nó pode transmitir com sucesso num dado instante de tempo;

37 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 37 Ciência da Computação – Redes de Computadores ) Endereçamento Físico em LAN (cont) Alocação de endereços MAC administrada pelo IEEE; É designado para um fabricante uma parte do espaço de endereços para garantir unicidade (até 2 24 ); Analogias:. Endereço MAC: como número do CPF;. Endereço IP: como endereço postal; O endereço MAC não é estruturado -> Portabilidade O endereço IP é hierárquico e não portátil; Endereço Fabricante 00000C Cisco 00001B Novell 00001D Cabletron Synoptics 0000AA Xerox 02608C 3Com HP AT&T SUN 08002B DEC 08005A IBM Exemplos de Endereços por fabricante D A3 fabricante seqüencial Placa de Rede

38 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 38 Ciência da Computação – Redes de Computadores ) Endereçamento Físico em LAN (cont) Tradução Endereços IP x Endereços MAC Para encaminhamanto de pacotes dentro do ambiente local, deve haver uma relação entre endereço físico (MAC address) e endereço lógico (IP). Esta relação é fornecida através de uma tabela gerenciada pelo protocolo ARP (Address Resolution Protocol); Cada nó IP (Estação, Roteador) na rede local possui uma Tabela ARP que contém um mapeamento entre endereços IP/MAC para os nós na rede local; Composição da tabela ARP: Exemplo de Utilização do ARP:. Nó A deseja enviar pacote para endereço IP de destino X.Y.Z.W na mesma rede local;. O Nó A primeiro verifica em sua própria tabela ARP se consta o endereço IP X.Y.Z.W;. Caso conste, ele retira o endereço MAC e encaminha o pacote;. Caso não conste, o protocolo ARP difunde um pacote ARP:. TODOS os nós na rede local aceitam e inspecionam o pacote ARP;. O Nó X.Y.Z.W responde ao nó A com um pacote ARP Unicast (ponto a ponto) informando seu próprio endereço MAC:. O endereço MAC de X.Y.Z.W é inserido na Tabela ARP;. O Nó A transmite o pacote para o nó X.Y.Z.W.

39 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 39 Ciência da Computação – Redes de Computadores ) Padrão IEEE (Ethernet) Definido pelo padrão IEEE CSMA/CD (Ethernet ), tornou-se a mais popular das tecnologias para implementação das camadas de enlace/física em LAN´s; Baixo custo, pois utiliza componentes de uso comum; Foi a precursora das tecnologias de LAN (1979, Bob Metcalfe - EUA); Mais simples e menor custo que as redes Frame Relay ou ATM; Acompanhou a necessidade de aumento de taxa de transmissão: 10, 100 e Mbps; Muitas tecnologias disponíveis (cabo coaxial, par trançado, fibra, etc), mas todas compartilham características comuns (estrutura de quadro, principalmente);

40 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 40 Ciência da Computação – Redes de Computadores ) Padrão IEEE (Ethernet) cont Esboço da Ethernet feito por Bob Metcalf na década de 70, que originou o padrão 10Base5.

41 3) Arquiteturas, padrões e funcionalidades das camadas 41 Ciência da Computação – Redes de Computadores ) Exemplos de Padrões de Cabeamento IEEE TipoTaxaCabo Distância máx./segmento Observações 10Base510 Mbps Coaxial grosso (diâmetro 1,2 cm) 500 mtsPadrão precursor 10Base210 MbpsCoaxial fino200 mtsMenor custo 10BaseT10 MbpsPar trançado 100 mts (nó-hub) Manutenção simples 10BaseF10 MbpsFibra óptica2.000 mtsBackbone 100BaseTX100 MbpsPar trançado 100 mts (nó-hub) Full-duplex(cat 5) 1000BaseT1.000 MbpsPar trançado 100 mts (nó-hub) Alta velocidade (compatível com 10 e 100 Mbps)


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