Camada de Enlace Redes de Computadores

Agenda Enquadramento Quadro IEEE 802.3 Detectando colisões CSMA/CD CSMA/CA

Enquadramento Refere-se ao processo de particionar uma sequência de bits em unidades discretas, quadros É a forma que uma rede formata os bits enviados para o cabo Se torna possível para a origem e destino sincronizar a transmissão e a recepção de dados, quadros têm limites detectáveis

Enquadramento Facilita a detecção e correção de erros Ao inserir o header para formar o quadro, o destino pode calcular a integridade do datagrama Inserção de caracteres de marcação antes e depois da mensagem de dados 01111110 => marcação 11101111 => dados 011111101110111101111110 => quadro

Enquadramento Como origem pode distinguir entre dados e bits de marcação? Alterar o conjunto para garantir unicidade de padrões Preenchimento de bits Preenchimento de um bit 0 após cada sequência de cinco 1s nos dados Destino retira os bits 0 pois sabe do uso desta técnica

Enquadramento Marcador Conjunto de dados a ser transmitido 01111110 Conjunto de dados a ser transmitido 11111100111111011 Quadro a ser enviado ?? 0111111011111010011111001101111110

Quadro IEEE 802.3 Preâmbulo Header Carga Engate Tamanho do quadro (7 bytes) Destino (6 bytes) Origem (6 bytes) Dados (46 a 1500 bytes) CRC (4 bytes) S L P Preâmbulo Header Carga Engate Tamanho do quadro

Quadro IEEE 802.3 Preâmbulo Delimitador de início - S Origem e destino Usado para sincronização Cada octeto (byte) - 10101010 Delimitador de início - S 1 byte - 10101011 Origem e destino 48 bits - endereço MAC, não IP Comprimento - L Comprimento dos dados. 2 bytes

Quadro IEEE 802.3 Dados Protetor Checagem de soma 46 a 1500 bytes Dados adicionais que preenchem o campo de dados até o seu mínimo de 46 bytes 0 a n bytes, n número de bytes necessário Checagem de soma Informação para detecção de erros 4 bytes CRC = checagem de redudância cíclica

Controle de Acesso ao Meio - MAC A função do MAC é permitir que dispositivos compartilhem a capacidade de transmissão de uma rede. Ele controla o acesso ao meio de transmissão de modo a se ter um uso ordenado e eficiente deste meio. CSMA/CD CSMA/CA

CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection Múltiplo Acesso com Verificação de Presença de Portadora e Detecção de Colisão. Protocolo de telecomunicação que organiza a forma como os computadores compartilham o canal.

CSMA/CD CS (Carrier Sense): Capacidade de identificar se está ocorrendo transmissão; MA (Multiple Access): Capacidade de múltiplos nós concorrerem pelo utilização da mídia; CD (Collision Detection): É responsável por identificar colisões na rede;

CSMA/CD Inclui uma técnica de detecção da portadora e um método para controlar colisões: se um posto de transmissão detecta, enquanto transmite que outro sinal foi injetado no canal, pára de transmitir, envia um sinal de dispersão e espera um intervalo de tempo aleatório (backoff) antes de tentar enviar novamente a mensagem original.

Funcionamento – CSMA/CD O CSMA identifica quando a mídia está disponível (idle time) para a transmissão. Neste momento a transmissão é iniciada. O mecanismo CD ao mesmo tempo obriga que os nós escutem a rede enquanto emitem dados, razão pela qual o CSMA/CD é também conhecido por “Listen While Talk“(LWT).

Detectando colisões – CSMA/CD Como o CD tem a capacidade de “ouvir” enquanto “fala”, o mesmo compara se a amplitude do sinal recebido é a mesma do sinal enviado. Desta forma, quando ouve-se algo diferente do que foi dito, é identificada uma colisão.

Detectando colisões – CSMA/CD Colisões são consideradas um problema, ou um erro de transmissão, apenas quando ocorrem mais de 16 vezes consecutivas. Se um determinado nó tenta retransmitir um mesmo frame mais de 16 vezes, resultando sempre em uma colisão, então tal transmissão é cancelada e passa a ser considerada um problema.

Funcionamento – CSMA/CD Se o mesmo detecta uma colisão, toda transmissão é interrompida e é emitido um sinal (“jam” de 48 bits) para anunciar que ocorreu uma colisão. Para evitar colisões sucessivas o nó espera um período aleatório e volta a tentar transmitir.

CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance Uma estação que queira transmitir deve primeiramente ouvir o canal por um período de tempo pré-determinado Se o canal estiver livre então a estação transmiti Se estiver ocupado então a estação atrasa sua transmissão por um intervalo de tempo randômico Reduzindo a probabilidade de colisões no canal Esta é a essência do collision avoidance - evitar colisão

CSMA/CA CSMA/CA é uma modificação do CSMA puro Usado para melhorar a performance do CSMA com o objetivo de ser menos ganancioso em relação ao canal É usado onde o CSMA/CD não pode ser implementado devido ao meio físico do canal 802.11 wireless LANs

CSMA/CA Um dos problemas de redes sem-fio é que não é possível ouvir enquanto a estação estiver enviando, portanto detecção de colisão não se aplica