Redes Aula 8

1. RedesAula 8 Professor: • Marcelo Maia

2. Modelo de Referência: IEEE • Breve Histórico: • O padrão Ethernet surgiu em 1972 nos laboratórios da Xerox com Robert Metcalfe e David Boggs. • Com uma rede onde todas as estações compartilhavam do mesmo meio de transmissão, um cabo coaxial; a configuração utilizada para esta conexão foi a de barramento, utilizava uma taxa de transmissão de 2,94 Mbps.

3. Ethernet • Depois Bob Metcalfe fundou a 3COM e popularizou a Ethernet como um padrão para diversos fabricantes de equipamentos e cabeamentos de rede; • Sua padronização definitiva através do IEEE ocorreu em 1982, possuindo então 10 Mbps; • Seu protocolo de acesso foi o CSMA/CD e seu padrão foi intitulado IEEE 802.3. • O sub-comitê IEEE 802.3, especificou uma rede: • Com topologia em barra (bus), • Utilizando o protocolo de acesso CSMA/CD, • Padrão inspirado no projeto ETHERNET.

4. Ethernet • Inicialmente o padrão IEEE 802.3 utilizava o cabo coaxial grosso, depois evoluíram para o cabo coaxial fino; • Depois surgiram os pares trançados sem blindagem e com blindagem; • E finalmente surgiram as fibras óticas; • Redes com cabeamento par trançado se tornaram as mais utilizadas juntamente com o protocolo CSMA/CD; • E com isso vários fabricantes passaram a construir seus equipamentos de rede em cima desta tendência.

5. Ethernet - Características Gerais • A Ethernet é um padrão de camada física e camada de enlace, opera à 100 Mbps, com quadros que possuem tamanho entre 64 e 1518 bytes. • O endereçamento é feito através de uma numeração que é única para cada host com 6 bytes sendo os primeiros 3 bytes para a identificação do fabricante e os 3 bytes seguintes para o número seqüencial da placa. Este numeração é conhecida como endereço MAC – Media Access Control. • A sub-camada MAC, pertencente a camada 2 da pilha de protocolos OSI, controla a transmissão, a recepção e atua diretamente com o meio físico, conseqüentemente cada tipo de meio físico requer características diferentes da camada MAC.

6. Ethernet • As caracterísitcas da camada de MAC: - Modo de transmissão half-duplex, evoluindo para full-duplex; - Encapsulamento dos dados vindos das camadas superiores; - Desencapsulamento dos dados indo paras as camadas superiores; - Transmissão dos quadros; - Recepção dos quadros.

7. Formato e Transmissão em LANs Ethernet • Abaixo as diferenças e entre os quadros dos padrões Ethernet e IEEE 802.3: Quadro Ethernet IEEE 802.3

8. Formato e Transmissão em LANs Ethernet Quadro Ethernet • As funções do quadro acima são: • Preâmbulo: é formado por 64 bits e inicia o quadro ethernet, composto por 0s e 1s ele permite ao destinatário sincronizar o quadro enviado pelo remetente; • Endereço do destinatário e origem: são campos de 48 bits e contém os endereços físicos do destinatário e do remetente respectivamente, a primeira metade identifica o fabricante e a segunda a placa; • Tipo: possui 2 bytes de tamanho e permite que o equipamento transmissor indique que protocolo está sendo usado; • Dados: contém os dados que estão sendo enviados; • FCS: realiza a verificação de erros através do CRC.

9. Formato e Transmissão em LANs Ethernet Quadro IEEE 802.3 • As funções do quadro acima são: • Preâmbulo: idem slide anterior ; • SFD (Start of Frame Delimiter): responsável por indicar o início do quadro; • Endereço do destinatário e origem: idem slide anterior ; • Tamanho: indica quantos bytes ocupa o campo dados, o limite está entre 0 e 1500. O padrão indica 46 bytes como o mínimo para que uma colisão seja detectada com mais facilidade. • Dados: idem slide anterior ; • FCS: idem slide anterior .

10. Quadro Ethernet O quadro ethernet é dividido em campos. - Destination Address: contem o endereço MAC do destinatário; - Source Address: contem o endereço MAC do remetente; - Type/Length: indica o tamanho em Bytes do campo de dados; - Data: contém os dados que deverão ser passados a próxima camada, deve ter tamanho mínino de 46 bytes e máximo de 1500 bytes; - FCS – Frame Check Sequence: contem o Cyclic Redundancy Check (CRC).

11. Evolução Ethernet • Ethernet : 10 Mbps, e transmite em half-duplex, utiliza cabo coaxial grosso, fino ou par trançado • Fast Ethernet: 100 Mbps, e transmite em half-duplex e full-duplex, utiliza par trançado • Gigabit Ethernet: 1 Gbps, e transmite em half-duplex e full-duplex, utiliza par trançado • 10 Gigabit Ethernet: 10 Gbps, somente em full-duplex, utiliza somente fibra ótica

12. 10 Gigabit Ethernet • O perfil de utilização do padrão “10 gigabit ethernet” é mais abrangente do que do “ethernet”, uma vez que o ethernet está limitado a redes locais enquanto que o 10 gigabit ethernet abrange desde redes locais à redes metropolitanas. Alguns exemplos, além da sua utilização em redes locais, são:

13. 10 Gigabit Ethernet • A utilização para enlaces de redes metropolitanas dos padrões “gigabit ethernet” e do “10 gigabit ethernet” fez deles novos concorrentes nesta área, sua utilização tem várias vantagens, tais como: menor curva de aprendizagem, menores investimentos.

14. Protocolo para Ethernet • Dois métodos de controle de acesso ao meio emergiram: • os baseados em contenção, onde todas as estações disputam o acesso ao meio de transmissão; • os baseados em acesso ordenado sem contenção, onde cada estação deve esperar sua vez exclusiva de acesso ao meio de transmissão. • Dos protocolos realizados em contenção, o mais utilizado é o Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection - CSMA/CD.

15. Ethernet O Protocolo CSMA/CD e a rede Ethernet •  A detecção de colisões, Collision Detection, é realizada durante a transmissão das estações através de escuta do canal por parte das mesmas. • Nessa situação, a primeira estação a detectar a colisão, transmite imediatamente um sinal de congestionamento (jamming) para que todas as outras estações em operação, tomem conhecimento da mesma. • As estações que tiveram suas mensagens colididas, abortam suas transmissões e esperam um tempo aleatório para tentar novamente. • O protocolo CSMA/CD é o método de acesso implementado pela rede local ETHERNET.

16. O Protocolo CSMA/CD e a rede Ethernet

17. Exercícios 8 • Fale sobre o endereço MAC. • Explique como funciona o CSMA/CD. • Descreva os campos de um quadro Ethernet. • Qual a diferênça entre um quadro Ethernet e o 802.3? • Descreva as características do padrão 10 Gigabit Ethernet.