1. PLACA DE REDE E TRANSMISSÃO NA CAMADA 2

1. PLACA DE REDE E TRANSMISSÃO NA CAMADA 2
Tecnologia de Redes de Computadores Prof. Sidney Nicolau Venturi Filho 1. PLACA DE REDE E TRANSMISSÃO NA CAMADA 2

Placa de Rede Uma placa de rede é uma placa de circuito impresso que se encaixa no slot de expansão de um barramento em uma placa mãe do computador ou em um dispositivo periférico. Sua função é adaptar o dispositivo de host ao meio da rede. As placas de rede são consideradas dispositivos da camada 2 porque cada placa de rede em todo o mundo transporta um código exclusivo, chamado de um endereço Media Access Control (MAC). Esse endereço é usado para controlar as comunicações de dados do host na rede. Você depois vai aprender mais sobre o endereço MAC. Como o nome sugere, a placa de rede controla o acesso do host ao meio físico (cabeamento). Funções: Preparar dados do computador para o cabo de rede Enviar dados para outro computador Controlar fluxo de dados entre o computador e o sistema de cabeamento Barramentos: os dados trafegam nos computadores por barramentos em paralelo nos cabos de rede, os bits trafegam um após outro (fluxo) - serial (uma direção por vez - enviando ou recebendo dados)

Placa de Rede A placa e o fluxo de bits: transceptor:
a placa de rede capta os dados reestrutura os dados de // para serial (um bit por vez) transceptor: - transmissor / receptor - converte sinais digitais do computador para sinais elétricos - estes podem trafegar nos cabos da rede

Placa de Rede Endereço de rede: Endereço MAC:
cada placa possui um número que a diferencia das demais ( endereço MAC) divulga seu endereço para o restante da rede cada placa possui um endereço exclusivo na rede Endereço MAC: já vem configurado pelo fabricante formado por 48 bits (6 bytes) usado pelos protocolos para identificar as máquinas origem e destino de uma mensagem exemplo: 08:00:AF:CC:55:2A são determinados pelo IEEE blocos de endereços são destinados a cada fabricante - queima de endereço de placa - os endereços são associados ao chip da placa

ENDEREÇOS MAC

Placa de Rede Funcionamento: Antes da transmissão:
envia dados através da rede para ajustes com a placa receptora - tamanho máximo dos grupos de dados a serem enviados - quantidade de dados a serem enviados antes da confirmação - intervalo de tempo entre os envios de porções de dados - período de tempo a esperar antes da confirmação - tamanho do buffer de cada placa - velocidade de transmissão placas diferentes fazem ajustes ao nível mais baixo envio e recebimento ocorre quando os parâmetros estão ajustados

Transmissão em uma Rede
Conforme já tivemos oportunidade de estudar, os dados a serem transmitidos , no computador de origem, fluem através das camadas do modelo OSI ( da camada de aplicação para a camada física). Cada camada encapsula os dados da camada superior na sua unidade de dados e acrescenta os seus dados de configuração ao cabeçalho. Cabeçalho de Aplicação Cabeçalho de Apresentação Cabeçalho de Sessão Cabeçalho de Transporte Cabeçalho de Rede Cabeçalho de Enlace Parãmbulo de Quadro Trailer de Enlace (CRC) Dados Pacote

Transmissão de dados na Camada 2
Em uma rede quando um dispositivo quer enviar dados para outro dispositivo, ele pode abrir um caminho de comunicação com o outro dispositivo usando o seu endereço MAC. Quando uma origem envia dados em uma rede, os dados carregam o endereço MAC do destino pretendido. Como esses dados trafegam pelos meios da rede, a placa de rede em cada dispositivo na rede verifica se o seu endereço MAC corresponde ao endereço de destino físico carregado pelo pacote de dados. Se não corresponder, a placa de rede descarta o pacote de dados. Se não houver correspondência, a placa de rede ignora o pacote de dados e permite que ele continue sua viajem pela rede até a estação seguinte. À medida que os dados trafegam pelo cabo, a placa de rede faz essa verificação em cada estação. A placa de rede verifica o endereço de destino no cabeçalho do pacote para determinar se o pacote está endereçado adequadamente. Quando os dados passam pela sua estação de destino, a placa de rede dessa estação faz uma cópia, retira os dados do envelope e os passa ao computador.

Exemplo de Transmissão
Vamos supor que o computador a direita deseja mandar um pacote para o servidor de impressão

O pacote de dados descerá pelas várias camadas e ao atingir a camada 2 será colocado no quadro o endereço de origem (02608c036592) e o endereço do destinatário.(02608c428197). 02608c428197 02608c036592 Endereço de Destino Informação de Controle Endereço de Origem

O pacote é então transmitido segundo as normas da camada 1. Todo os computadores tem acesso ao pacote e ao recebe-lo verificam se o mesmo é endereçado a ele. Na figura podemos observar que o computador do meio (endereço MAC 02608c741965) compara seu endereço com e o endereço do destinatário.(02608c428197). Como não são iguais ele despreza o pacote. 02608c741965 02608c428197 02608c036592 Endereço de Destino Endereço de Origem

O pacote continua seu percurso no cabo e atinge o servidor de impressão A placa de rede do servidor compara seu endereço MAC com e o endereço do destinatário.(02608c428197). Como são iguais ela copia o pacote e inicia o processo de desencapsulamento. 02608c428197 Endereço de Destino Endereço de Origem 02608c036592

O pacote então sobe pelas camadas do modelo OSI, sendo desencapsulado. Ao atingir a camada de aplicação temos os dados recuperados e o servidor de impressão pode então encaminhar o documento para a impressora. 02608c428197

Prof. Sidney Nicolau Venturi Filho
Tecnologia de Redes de Computadores Prof. Sidney Nicolau Venturi Filho 2. ENTREGA DE PACOTE IP

Protocolos Intra-rede A Protocolos Intra-rede B
Entrega de Pacotes IP IP: X IP: Y IP Protocolos Intra-rede A TCP/UDP Aplicação Inter-rede ( IP ) Protocolos Intra-rede B Roteador Rede B Rede A

Entrega de Pacotes IP Inter-rede ( IP ) IP IP Rede Rede B A Aplicação
Endereçamento Intra-Rede, Algumas vezes chamado de “Endereço Físico” ou também “Endereço MAC” Ex. Ethernet: OD.OA Ex. ATM: c c Inter-rede ( IP ) Protocolos Intra-rede A Protocolos Intra-rede B IP Protocolos Intra-rede B TCP/UDP Aplicação IP Protocolos Intra-rede A TCP/UDP Aplicação Roteador Rede B Rede A

Protocolos Intra-rede Protocolos Intra-rede
Entrega de Pacotes IP Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolos Intra-rede Protocolos Intra-rede Rede A

Entrega de Pacotes IP Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Endereços IP De Origem e destino Protocolos Intra-rede Protocolos Intra-rede Rede A

Entrega de Pacotes IP Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolos Intra-rede Protocolos Intra-rede Rede A Endereçamento Intra-rede de Origem e destino

Entrega de Pacotes IP Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolos Intra-rede Protocolos Intra-rede Rede A É necessário um mecanismo de “mapeamento” entre End. IP e End. Intra-Rede

Entrega de Pacotes IP Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolos Intra-rede Protocolos Intra-rede Rede A O Encaminhamento dentro de cada rede é feito com base no endereçamento próprio daquela rede.

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Tecnologia de Redes de Computadores Prof. Sidney Nicolau Venturi Filho 3. PROTOCOLO ARP

Mapeamento de Endereços
O endereços IP são endereços temporários. O verdadeiro identificador da estação para rede é o endereço MAC endereço físico associado a placa adaptadora de rede: NIC - Network Interface Card. Endereços de 48 bits (6 bytes) IP ( ) NIC MAC ( B3)

Endereço MAC O padrão IEEE 802 define 2 formas de endereçamento MAC
endereços administrados localmente Quem instala a placa de rede. endereços universais Pelo fabricante. 1 2 3 4 5 6 Código do Frabricante Número de Série

Filtragem de Endereços
IP REDE MAC INTERRUPÇÃO FÍSICA MACD = PLACA DE REDE LOCAL MACD = BROADCAST (FF.FF.FF.FF.FF.FF) MACD MACO DADOS CRC

Relação entre IP e MAC

Resolução de Endereços
Técnicas de resolução de endereços pesquisa de tabela (table lookup) os mapeamentos são armazenados em uma tabela em memória em cada estação troca de mensagens as estações trocam mensagens através da rede para resolver um endereço protocolo ARP

Resolução de Endereços
Pesquisa de tabela bom para redes pequenas crescimento da rede, aumenta manutenção das tabelas se a placa de rede muda, tem que mudar na tabela

Address Resolution Protocol - ARP

ARP (Address Resolution Protocol)
Faz o mapeamento entre Endereço IP e Endereço Intra-Rede: Mapeamento de endereços IP em endereços MAC Ethernet, Token-Ring, FDDI, ATM, etc... Efetuado por meio de uma tabela ARP em cada máquina que é construída dinamicamente. É um protocolo que faz a interface entre a camada Inter-Rede e a camada Intra-Rede IP TCP/UDP Aplicação Protocolo Intra-rede Interface de Adaptação

ARP O protocolo ARP compara o endereço IP de todos os datagramas enviados na ARP Cache. Se ele for encontrado, o endereço MAC é copiado da cache. Se não, um pacote ARP Request é enviado em broadcast para subrede. Se o destinatário final for um endereço IP externo, o ARP resolve o endereço para o roteador ao invés do destinatário final. ARP Cache endereço IP endereço MAC tipo B3 dinâmico ca dinâmico

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D

Aplicação Aplicação IP destino = TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D Destino está na mesma rede IP ( ) Como enviar para esta máquina ? Qual o MAC Destino ? A mensagem fica esperando e o protocolo ARP é acionado.

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede ARP Req Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D Qual o endereço MAC de ? Destino Origem Preâmbulo End. Físico Broadcast 0D.0A.12. ARP Dados (ARP Request) FCS

Formato da mensagem ARP
hardware type: Ethernet (1) protocol type: IP (0x0800) hardware size: nr de bytes do endereço físico protocol size: nr de bytes do endereço do protocolo operation: indica se ARP request or ARP reply

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D ARP Req

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D ARP Req ARP Req

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D ARP Req

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA ARP Req 1F.6D

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP ARP Req Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA ARP Reply 1F.6D O endereço MAC de é 1F.6D … Destino Origem Preâmbulo 0D.0A.12. 1F.6D ARP Dados (ARP Reply) FCS

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D ARP Reply Há proxy arp

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D ARP Reply

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP ARP Reply Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D Tabela ARP 1F.6D

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D Tabela ARP OD.OA Note que …

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D Finalmente aquele pacote IP pode ser transmitido carregando uma mensagem TCP que, por sua vez, carrega um comando da Aplicação

Aplicação Aplicação TCP/UDP TCP/UDP IP IP Protocolo Intra-rede Protocolo Intra-rede OD.OA 1F.6D Destino Origem Aplicação TCP Preâmbulo 1F.6D.45. 0D.0A.12. FCS IP

Comando “arp -a” no Windows

ARP Uso da tabela ARP reduz o broadcast na rede. Porém, entradas devem ter time-out para permitir alteração nos endereços Otimização1: no ARP request incluir IP origem para evitar um ARP do destino (resposta) Otimização2: informar o mapeamento para a rede durante o boot

O ARP só funciona na rede local

Detecção de Endereços IP Duplicados
O ARP é utilizado para identificar se existem IP’s duplicados. Quando o endereço IP de uma maquina é configurado, ela envia uma mensagem ARP perguntando o MAC desse IP. Se alguém responder, então o endereço já existe.

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