Arquitetura de Redes Enquadramento da IEEE 802.3 na Interligação de Equipamentos e Redes Locais

Sumário Arquitetura Fisica de Redes Equipamentos de Rede Modelo OSI Apresentação de Protocolos de Rede Ethernet (IEEE 802.3)

Arquitetura - Barramento Facil Implementação Baixo Custo Dificil Expansão Baixo Debito Dominio de Falhas Unico Domino de Colisões Unico Obsoleto

Arquitetura - Estrela Facil Implementação Baixo Custo Facil Expansão Dominio de Falhas Separados Domino de Colisões Unico

Arquitetura - Anel Alto Debito Sem Colisões Ideal para interligação de LANs Dominio de Falhas Unico Dificil Expansão Custo Elevado

Arquitetura - Arvore Facil Implementação Facil Expansão Baixo Custo Separação de Dominios de Falhas. Separação de Dominios de Colisão Debito escalavel

Equipamentos - Hubs Velocidades de 10 Mbits 4/8/16/32 Portas Separação de Dominios de Falhas Barramento Logico Detecção e Reforço de Colisões Comutação de Nivel 1.

Equipamentos - Bridges Velocidades de 10/100 Mbits 2 Portas Filtram o trafego entre 2 areas da LAN Comutação de nivel 1 Analise de nivel 2

Equipamentos - Switchs Velocidades de 10/100/1000 Mbits 4/8/16/32 Portas Separação de Dominios de Falhas Separação de Domino de Colisões Comutação de nivel 1 Analise de nivel 2

Equipamentos - Routers Velocidades de 10/100/1000 Mbits 2/4/8/16 Porta Separação de Dominios de Falhas Inexistencia de Colisões Processamento de nivel 3 Interligação LAN-WAN

Modelo OSI

Modelo OSI - Protocolos

Modelo OSI - Dataflow

Protocolo - Token Ring Garante tempos minimos de acesso ao meio. Usado em estruturas em Anel Não há colisão de pacotes Multiplos Tokens Possibilidade de reservar Tokens para uma estação ou serviço

Protocolo - Token BUS Garante tempos maximo de acesso ao meio. Usado em estruturas em Barramento Não há colisão de pacotes Apenas um Token que percorre a rede.

Protocolo - ATM Muito Alto Debito Largamente utilizado em Backbones Suporta encapsulamento de outros protocolos Suporta dados em Tempo Real Ligações virtuais com reserva de Largura de Banda (Virtual Channel) Rotas virtuais (Virtual Path) Custo Elevado

Ethernet

Origem da Ethernet Criada em 1972 por Dr. Robert M. Metcalfe da Xerox com o nome de “Alto Aloha Network”. Suportava já debitos de 2.94 Mbits. É rebaptizada em 1973 como “Ethernet” e controlada pela Xerox. 1980 DEC, Xerox e Intel criam um consorcio e publicam o “DIX standart” 1985 IEEE publica 1º standart 802.3

Ethernet CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access/Colision Detection Debitos de 10M/100M/1G/10Gbits Acesso ao meio sem gestão centralizada Protocolo preparado para detectar Colisões Codificação de linha Manchester (-0,85, 0, 0,85)

Ethernet - Trama L – Nº de Bits da Trama R – Baud Rate (bits/s) Tempo de Transmissão: Tt=L/R Como o acesso ao meio é partilhado existe um tempo de espera pela diponibilidade do mesmo (Tw) Logo S debito maximo de dados é menor que R

Ethernet - Indicadores Tempo de Transmissão: Tt=L/R L-Trama (bits), R-Bit Rate (bits/s) Como o acesso ao meio é partilhado existe um tempo de espera pela diponibilidade do mesmo (Tw) Logo debito maximo de dados S=L/(Tt+ Tw) é menor que R e a Tx de Utilização do meio U=S/R= Tt/(Tt+ Tw)

Ethernet - Colisões Estação escuta o meio antes de emitir Transmite se o meio está livre Escuta o meio durante a emissão Caso detete a sobreposição à sua tranmissão cessa a transmissão e envia um sinal de jam de 48 bits para reforçar a colisão. Espera um tempo aleatório antes de tentar novamente usando o metodo binary exponencial backoff em que os tempos aletórios de espera são duplicados a cada tentativa falhada.

Tamanho minimo da Trama Para o metodo de detecção de colisões funcionar correctamente temos de garantir que o Tt seja superior ao Tp até ao nó mais afastado. A norma definiu que o tamanho minimo da trama para os 10/100 Mbits será 64 bits para Para 64bits a 10Mbits a distancia maxima é: (64/107) x 3 x 108 = 1920 metros Para 100 Mbits já dá 192 m.

Full Duplex No modo Full Duplex a Detecção de Colisões desativada, é por isso necessário garantir que não existe possibilidade de colisões. Recepção e Envio simultaneo. Este modo é essencialmente usado em interligações de Alto debito.

Tamanho maximo da Rede Limitado pelo tipo de cablagem, pelo debito e pelo modo de funcionamento. Utilizando cabo tipo UTP-5 (RJ45) o maximo comprimento de um braço da rede é de 100m. Para garantir estas distancias, a partir de 1Gbit os dominios de colisão têm de ser separados, isto é, só podemos usar Switches e Routers para a interligação.

Wide Area Network

Referencias http://www.techfest.com/networking/lan/ethernet1.htm