Redes de computadores Prof. António dos Anjos

Apresentação em tema: "Redes de computadores Prof. António dos Anjos"— Transcrição da apresentação:

1 Redes de computadores Prof. António dos Anjos
Aulas 10 / 11 – TEC 11ºF Redes de computadores Prof. António dos Anjos

2 Terminologia importante (relembrar)
Meio Canal ao qual está ligada a placa de rede, através do qual os dados viajam. (e.g. Fibra óptica; Cabo coaxial; Cabo TP) Segmento Meio físico de TX partilhado por NICs (Network Interface Cards) Nó Computadores e periféricos ligados aos segmentos através das NICs Trama “Pedaço” de informação que circula, pelo meio físico, na comunicação entre nós. (Frame) Aula 10 / 11

3 O problema Quando é necessário comunicar numa rede, apenas um computador pode aceder ao meio físico. Se dois ou mais computadores tentarem aceder à mesma linha ao mesmo tempo, dá-se uma: COLISÃO Como organizar as transmissões de forma a que todos os computadores possam ter uma oportunidade trocar mensagens? Aula 10 / 11

4 Padrão de Rede Conjunto de regras que define:
Meio físico de transmissão Como os computadores acedem ao meio físico de transmissão Formato dos pacotes que nele viajam Aula 10 / 11

5 Padrões de Rede Ethernet Token-Ring FDDI, etc… Aula 10 / 11

6 Padrão Ethernet Primeira rede Ethernet em 1973 pela Xerox Corporation [Metcalfe] É uma tecnologia de área local Definido pela norma da IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Aula 10 / 11

7 Ethernet – Cablagem (recordar)
Denominação Ethernet Tipo Velocidade Mbps Tam. Max. Cabo Fichas 10BaseT UTP cat.3 10 100m RJ45 10Base2 Coaxial 185m BNC “T” 10Base5 Coaxial “Thick” 500m AUI 10BaseF Fibra Óptica 2Km ? 100BaseTX UTP cat.5 100 100BaseFX Aula 10 / 11

8 Ethernet – MAC MAC – Medium Access Control
O padrão Ethernet define como protocolo de MAC o protocolo: “CSMA/CD” CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection CSMA/CD é um protocolo MAC baseado na contenção Aula 10 / 11

9 MAC baseado na contenção
Não há controle Cada NIC tenta “tomar posse” do meio físico Eficaz em redes com pouco tráfego Pode tornar-se muito lento em tráfego muito elevado Aula 10 / 11

10 CSMA original (analogia)
Grupo de amigos que querem falar Enquanto um fala os outros ouvem Quando ninguém está a falar, outro pode começar Problema: Quando todos estiverem calados, dois podem começar a falar ao mesmo tempo (colisão!!!) Aula 10 / 11

11 CSMA original (algoritmo)
O nó que quer transmitir primeiro “escuta” se o canal está livre (carrier sense) Se o meio estiver a ser utilizado, o nó aguarda; senão transmite O transmissor aguarda aviso de recepção (ACK), se não chegar, reenvia Impede colisões durante transmissões já iniciadas Não evita colisões nas tentativas simultâneas de acesso ao meio PROBLEMA: Quando se dá uma colisão, o meio fica inutilizado durante a duração de ambos os frames. Aula 10 / 11

12 CSMA/CD CSMA com detecção de colisão (Collision Detection)
Escuta o meio enquanto transmite o frame Soluciona o problema da inutilização do meio em caso de colisão de frames de grande dimensão Aula 10 / 11

13 CSMA/CD (algoritmo) 1 – Se o meio estiver livre, transmite o frame e mantém escuta ao canal; senão 2 2 – Se o meio estiver ocupado, aguarda até estar livre e depois 1 3 – Se for detectada uma colisão, interrompe a transmissão e 4 4 – Aguarda uma quantidade aleatória de tempo e 1 Aula 10 / 11

14 CSMA Vs CSMA/CD CSMA não evita colisões CSMA/CD não evita colisões
Então qual é a vantagem do CSMA/CD? Detecta as colisões e aborta a TX de forma a deixar o meio livre, o mais cedo possível Aula 10 / 11

15 Ethernet – Limite do Payload
Então e se o nosso amigo nunca mais se calar? Não temos oportunidade de começar a falar  Um frame Ethernet limita o tamanho dos dados (payload) no frame a 1500 bytes Aula 10 / 11

16 Padrão Token-Ring Criado pela IBM É uma tecnologia de área local
Definido pela norma da IEEE Aula 10 / 11

17 Token-Ring – MAC Utiliza o protocolo de MAC: “Token-Passing”
Método baseado em “Round Robin” Aula 10 / 11

18 Token-Passing (analogia)
Grupo de amigos em círculo Uma bola é passada de amigo para amigo Quando alguém tem a bola, passa-a para o amigo à sua direita Cada amigo só pode falar enquanto tiver a bola Isto garante que só uma pessoa fala de cada vez Aula 10 / 11

19 Token-Passing (analogia 2)
A pessoa que recebe a bola, em vez de falar, escreve a mensagem num papel Incluindo o nome do destinatário Antes de passar a bola passa a carta à pessoa à sua direita Se a pessoa que receber a carta for o destinatário, lê a mensagem e assina-a Assim que a mensagem volta ao remetente, este verifica que a mensagem foi recebida (assinada) e de seguida destrói-a Entretanto a bola continua a circular Aula 10 / 11

20 Token-Passing (algoritmo)
Um conjunto de 3 bytes chamado de “Token” (testemunho) circula de computador em computador Se um computador receber o Token e não tiver mensagem para enviar, passa o Token ao próximo computador Senão, “segura o Token” e envia a mensagem com o endereço do destinatário A mensagem passa de computador em computador até ao destinatário e quando retornar ao remetente, é destruída O destinatário poderá sinalizar a mensagem para o remetente verificar que esta foi bem recebida Assim que a mensagem tiver sido transmitida, o computador “larga” o Token e passa-o para o próximo computador Aula 10 / 11

21 CSMA/CD Vs Token-Passing (protocolos de controle ao acesso do meio)
CSMA/CD (usado pelo padrão Ethernet) Simples Overhead pequeno Eficaz em redes com pouco tráfego Tempo de acesso ao meio não é determinístico (é probabilístico) Não eficaz em redes com muito tráfego Muitas colisões Não permite estabelecimento de prioridades de acesso ao canal (meio) Token-Passing (usado pelo padrão Token-Ring) É justo Eficiente em redes com tráfego elevado É possível o estabelecimento de prioridades Tempo de acesso ao meio é determinístico (bom p/aplicações de tempo real) Mecanismos de criação e gestão do Token complexos Overhead elevado Não é tão eficiente em redes com tráfego baixo Aula 10 / 11