Redes de Computadores. Aula: Camada de Enlace Professor: Jefferson Silva

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1 Redes de Computadores Aula: Camada de Enlace Professor: Jefferson Silva

2 Agenda n Recapitulação do modelo OSI n Quais as funcionalidades da camada 2? n Quais as suas características n Endereço MAC n Comunição inter-redes e intra-rede n Equipamentos utilizados nessa camada n Referências 17/08/14 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RN - IFRN

3 Onde estamos no OSI? Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física 17/08/14 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RN - IFRN

4 Características Fornece serviços a camada 3 Encapsula os dados em quadros Controla o acesso ao meio Pode operar a 10, 100, 1000 ou Mb/s Protocolo mais comum da camada 2: ethernet!

5 Ethernet n O padrão Ethernet foi criado pela Xerox n Atua na camada 2 do modelo OSI n Foi normatizado como IEEE com apenas uma sutil diferença n A velocidade de transmissão do Ethernet inicial era de 2,94Mb/s

6 Conceitos básicos Quadro Ethernet As regras de controle de acesso ao meio Acesso ao meio e modos de transmissão

7 Modos de transmissão Half-duplex Ou envia, ou recebe informações Full-duplex Pode enviar e receber simultaneamente

8 Endereço MAC n Composto por 48 bits n Escrito em notação hexadecimal n Tem duas partes n Identifica a fabricante do dispositivo n Identifica o dispositivo n Usado para comunicação intra-rede 17/08/14 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RN - IFRN

9 Endereçamento L2 e L3 17/08/14 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RN - IFRN

10 Formato do quadro Ethernet Preâmbulo Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados FCS

11 Formato do quadro Ethernet Preâmbul o Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados FCS Preâmbulo: 8 bytes Último byte: (SFD)

12 Formato do quadro Ethernet Preâmbul o Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados FCS Endereço de destino: Endereço MAC (48 bits) Endereço do próximo host Endereços MAC são únicos e portáveis!

13 Formato do quadro Ethernet Preâmbulo Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados FCS Endereço de origem: Endereço MAC (48 bits) Endereço do próprio host

14 Formato do quadro Ethernet Preâmbulo Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados FCS Tipo (2 bytes): Se o valor for inferior a 0x600 (1500), representa o tamanho do quadro Se o valor for maior que 0x600 (1500), representa o número do protocolo da camada 3 que deve receber o quadro

15 Formato do quadro Ethernet Preâmbulo Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados FCS Dados (de 46 a 1500 bytes): Onde as informações recebidas da camada 3 são armazenadas Não pode ultrapassar o tamanho de 1500 bytes (limite da unidade de transmissão) Não pode ter comprimento inferior a 46 bytes devido a possibilidade de colisão Caso seja menor do que 46 bytes, deve-se complementar com 0 (padding)

16 Formato do quadro Ethernet Preâmbulo Endereço de destino Endereço de origem Tipo Dados FCS Frame Check Sequence (4 bytes): Valor da soma Utilizado para verificação de integridade

17 Subcamadas n LLC (Logical Link Control) n Compatibiliza os serviços oferecidos a camada de rede n Realiza multiplexação n Faz controle de erros e de fluxo n MAC (Medium Access Control) n Prepara os quadros a serem transmitidos n Inclui informações de endereçamento e detecção de erros n Responsável pelo acesso ao meio REDE ENLACE FÍSICA LLC MAC OBJETIVO: Ser independente da topologia e dos meios de transmissão

18 Acesso ao meio - CSMA/CD n É o algoritmo utilizado para controle de acesso ao meio n Escuta o meio antes de transmitir n Reduz a probabilidade de colisão, mas não a elimina devido ao retardo de propagação n Continua a verificar o meio por um tempo para saber se a transmissão foi bem sucedida (não ocorreu colisão) n Para reduzir a probabilidade de uma nova colisão, a estação espera um tempo (back-off) aleatório para retransmissão

19 Acesso ao meio - CSMA/CD n Na espera exponencial binária, a estação espera um intervalo entre 0 e (2 N - 1) tempo máximo de propagação do sinal no meio, onde N é o número de tentativas transmissão n Estação que tem quadro(s) da transmitir escolhe backoff com N=0 n Ao detectar colisão, envia sinal de congestionamento (jam) para informar as demais estações sobre a colisão, que descartam quadro recebido, e incrementa o N (1) até 15 (transmissão é abortada)

20 Topologias físicas Barramento Presente na Ethernet original e comutada Estrela Topologia mais utilizada atualmente. Opera com um equipamento central (switch ou hub)

21 Evolução do ethernet Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet 10 Gigabit Ethernet

22 Ethernet n Padrões: n 10BASE-5 Cabos Coaxiais n 10BASE-2 Cabos Coaxiais n 10BASE-T Cabos par trançado n 10BASE-F Cabo de fibra óptica n Topologia física: barramento e estrela n Utiliza CSMA/CD n Suporta apenas half-duplex

23 Fast Ethernet n Padrões: n n n n n 100BASE-TX cabos categoria 5 n 100BASE-T4 cabos categoria 3 n 100BASE-FX cabos de fibra óptica Topologia: estrela Quando utilizada com switch, pode operar em full-duplex Opera a 31,25MHz Taxa de transmissão: 100Mb/s Exemplo de cabo de categoria 3

24 Gigabit Ethernet n Padrões: n 1000BASE-LX n 1000BASE-SX n 1000BASE-CX n 1000BASE-T Fibra óptica Cabo metálico n Suporta hubs e Switchs n Topologia física estrela n Pode operar em half ou full-duplex n Opera a 62MHz n Taxa de transmissão: 1Gb/s

25 Equipamentos Switch n Equipamento utilizado para interligar diversos computadores n Possibilita a comunicação sem colisões n Equipamento largamente utilizado nos dias atuais 17/08/14 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RN - IFRN

26 Switchs - Fotos 17/08/14 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RN - IFRN

27 Rack - Switchs 17/08/14 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RN - IFRN

28 Access Point n Dispositivo que converte o meio físico empregado (par metálico para ar) n Difere do roteador sem fio por não executar funções da camada 3 17/08/14 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RN - IFRN

29 Access Point - fotos 17/08/14 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do RN - IFRN

30 Referências DIAS, Beethoven Zanella; ALVES JUNIOR, Nilton. Evolução do padrão Ethernet. Disponível em: < Acesso em: 07 jun KUROSE, James F.; ROSS, Keith W.. Redes de Computadores Uma Abordagem Top-Down. 5. ed. [s. L.]: Pearson, p. MAIA, Ronaldo. Modelo IEEE 802 e a Ethernet. Disponível em: < dietinf.ifrn.edu.br/lib/exe/fetch.php?media=corpodocente:ronaldo:tecnologias: 03._modelo_ieee_802_e_a_ethernet_v2.pdf>. Acesso em: 07 jun MAIA, Ronaldo. IEEE 802.3u - Fast Ethernet. Disponível em: < dietinf.ifrn.edu.br/lib/exe/fetch.php?media=corpodocente:ronaldo:tecnologias: 04._ieee_802.3u_-_fast_ethernet.pdf>. Acesso em: 05 jun TANENBAUM, Andrew S.; WETHERALL, David. Redes de Computadores. 5. ed. São Paulo: Pearson, p. (2). SOARES, Luiz Fernando; COLCHER, Sérgio & SOUZA, Guido Lemos. Redes de Computadores: Das LANs, MANs e WANs às redes ATM. Campus, 5a Ed.