URL: http://ppgia.pucpr.br/~jamhour CSMA/CD Prof. Edgard Jamhour email: jamhour@ppgia.pucpr.br URL: http://ppgia.pucpr.br/~jamhour

LAN – LOCAL AREA NETWORKS A tecnologia de redes locais (Ethernet) baseia-se no princípio de comunicação com broadcast físico. A B DADOS CRC A B C quadro

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

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.

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

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

eficiência100Mbits e 2Km = 9,1% Exemplo Quadro de 100 bit e Taxa de Transmissão = 10 Mbit/s: Tempo para transmitir um quadro T = 10 10-6 s Velocidade de propagação no meio: 200 000 Km/s Tempo de propagação: t = 1 10-6 s para 200 m Tempo de propagação: t= 10 10-6 para 2 Km eficiência = T/(T+t) HALF-DUPLEX eficiência200m = 91% L eficiência2Km = 50% eficiência100Mbits e 2Km = 9,1% A B

PROBLEMA 2: COLISÃO A B C A C COLISÃO DETECTADA POR A A TRANSMITE t RECEBIDO DE C COLISÃO DETECTADA POR C C t RECEBIDO DE A C TRANSMITE

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

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.

HUBS Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a construção dos barramentos físicos. HUB A C A C A C B C A

SWITCH Hubs ou concentradores são dispositivos que simulam internamente a construção dos barramentos físicos. SWITCH PORTA COMPUTADOR 1 A 1 2 3 A C A C 3 C C A C A A B C

SWITCH SWITCH HUB HUB A B C D E F G 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. SWITCH HUB HUB A B C D E F G

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

Roteamento/Comutação broadcast roteador Ligação ponto a ponto

Comutação POR CIRCUITO POR PACOTES NÃO DATAGRAMA COMUTAÇÃO ORIENTADA A CONEXÃO? POR PACOTES SIM CIRCUITO VIRTUAL

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. A banda é reservada, independente do tráfego. A B REDE COMUTADA POR CIRCUITO D C

Redes de comutação 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. REDE COMUTADA POR PACOTE

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 OUTRAS INFORMAÇÕES DE CONTROLE DADOS PACOTE NUMA REDE ORIENTADA A CONEXÃO

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 ENDEREÇO DE DESTINO OUTRAS INFORMAÇÕES DE CONTROLE DADOS PACOTE NUMA REDE NÃO ORIENTADA A CONEXÃO

REDES IP: Não orientadas a conexão ATM: Orientadas a conexão roteador Utiliza o endereço dos computadores switch Utiliza um identificador de conexão