Aula 3B. Camada de Enlace de Dados. Disciplina: IF66B Redes de Computadores 2018/1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná Câmpus Curitiba.

Transcrição

1 Camada de Enlace de Dados Disciplina: IF66B Redes de Computadores 2018/1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná Câmpus Curitiba 1 / 30

2 Roteiro 1 2 Enlace Ponto-a-Ponto / 30

3 / O Quadro O Preâmbulo é um padrão de uns e zeros alternados usado para a sincronização da temporização em assíncrona de 10 Mbps e em implementações mais lentas. As versões mais rápidas da são síncronas e essa informação de temporização é mantida para fins de compatibilidade. 3 / 30

4 / O Quadro O campo Endereço de Destino contém um endereço de destino MAC. 4 / 30

5 / O Quadro O campo Endereço de Origem contém um endereço de origem MAC. 5 / 30

6 / O Quadro O campo Comprimento/Tipo suporta dois usos diferentes; O valor do tipo especifica o protocolo da camada superior que recebe os dados depois que o processamento da estiver concluído; Indica também o número de bytes de dados que vêm depois desse campo: Se o valor for inferior a 1536 (decimal), ele indica o comprimento. 6 / 30

7 / O Quadro Os campos Dados e Preenchimento podem ser de qualquer tamanho que não exceda o tamanho máximo permitido para o quadro; Um preenchimento não especificado será inserido imediatamente após os dados do usuário quando não houver dados de usuário suficientes para que o quadro satisfaça o comprimento mínimo; Esse processo de inserção de dados para complementar um quadro muito pequeno é chamado de padding (enchimento). 7 / 30

8 / O Quadro O campo Checksum ou FCS (Frame Check Sequence) contém um valor CRC de 4 bytes que é criado pelo dispositivo emissor e recalculado pelo dispositivo receptor para verificar se há quadros danificados. 8 / 30

9 / O Quadro : como funciona No processo de envio, a camada de pega os dados e os encapsula em um quadro contendo os campos MAC de origem e destino (função de endereçamento), o campo comprimento/tipo (identificação de conteúdos) e o campo Checksum (detecção de erros). Antes de transmitir, ele verifica se tem alguém transmitindo e ao transmitir verifica se houve colisão; 9 / 30

10 / O Quadro : como funciona No processo de recepção, verifica-se se o endereço de destino do quadro é igual ao endereço da placa de rede que o está recebendo, realiza-se novamente o cálculo do Checksum e compara-se com o original (verificação de erros). Por fim, os dados são passados para a camada superior competente (identificação de conteúdos). 10 / 30

11 Enlace Ponto-a-Ponto Temos um transmissor, um receptor e um link: Não há Acesso ao Meio; Não há necessidade de endereçamento MAC expĺıcito; Ex.: discado, linha ISDN 1. Protocolos ponto-a-ponto populares para camada de : PPP (Point-to-Point Protocol); HDLC (High-level Data Link Control); Obs.: A camada de costumava ser considerada de alto nível na pilha de protocolos, por isso o nome high-level. 1 ISDN: conjunto de padrões de comunicação para transmissão digital simultânea de voz, vídeo, dados e outros serviços de rede sobre os circuitos tradicionais da rede pública de telefonia comutada 11 / 30

12 Endereços IP: Endereços rede; Usados para levar o pacote até a rede de destino; IPv4: 32 bits; IPv6: 128 bits. Endereço de LAN (ou MAC ou físico): Usado para levar o pacote de uma interface física a outra fisicamente conectada com a primeira (isto é, na mesma rede); Endereços MAC com 48 bits (na maioria das LANs); Gravado na memória somente de leitura (ROM) do adaptador de rede. 12 / 30

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14 A alocação de endereços MAC é administrada pelo IEEE; O fabricante compra porções do espaço de endereço MAC (para assegurar a unicidade); Analogia: Endereço MAC: semelhante ao número do CPF; Endereço IP: semelhante a um endereço postal. Endereçamento MAC tem portabilidade: É possível mover uma placa de uma rede para outra sem reconfiguração de endereço MAC. 14 / 30

15 Protocolo de Resolução de Endereços (ARP) Questão: Como determinar o endereço MAC de B dado seu endereço IP? Usando o protocolo ARP (Address Resolution Protocol); Cada nó IP (Host, Roteador) de uma LAN possui um módulo e uma tabela ARP; A Tabela ARP faz o mapeamento de endereços IP/MAC para alguns nós da LAN; O mapeamento inclui: endereço IP; endereço MAC; TTL; TTL (Time To Live): tempo depois do qual o mapeamento de endereços será esquecido (tipicamente 20 min). 15 / 30

16 Protocolo de Resolução de Endereços (ARP) 1 A conhece o endereço IP de B e quer descobrir o endereço físico de B; 2 A envia em broadcast um pacote ARP de consulta contendo o endereço IP de B; 3 Todas as máquinas na LAN recebem a consulta ARP; 4 B recebe o pacote ARP e responde a A com o seu endereço físico; 5 A armazena os pares de endereço IP+MAC até que a informação se torne obsoleta (esgota a temporização). Operação em soft state: informação que desaparece com o tempo se não for re-atualizada. 16 / 30

17 Protocolo de Resolução de Endereços (ARP) / Roteamento para outra LAN Caminho: roteamento de A para B via R; Na tabela de roteamento do host origem, os pacotes destinados a B devem ser enviados ao IP ; Na tabela ARP do host origem, com o IP especificado, os quadros devem ser destinados ao endereço MAC E6-E BB-4B. 17 / 30

18 Protocolo de Resolução de Endereços (ARP) / Roteamento para outra LAN 1 A cria o pacote IP com origem A, destino B; 2 A usa ARP para obter o endereço de camada física de R correspondente ao endereço IP ; 3 A cria um quadro com o endereço físico de R como destino, o quadro contém o pacote IP de A para B; 4 A camada de de A envia o quadro ; 5 A camada de de R recebe o quadro ; 6 R remove o pacote IP do quadro, verifica que ele se destina a B; 7 R usa ARP para obter o endereço físico de B; 8 R cria quadro contendo um pacote de A para B e envia para B. 18 / 30

19 A função de um comutador é receber quadros da camada de e repassá-los para s de saída; O comutador em si é transparente aos hospedeiros e roteadores na sub-rede; Filtragem é a capacidade de um comutador que determina se um quadro deve ser repassado ou se deve apenas ser descartado; Repasse é a capacidade de um comutador que determina as interfaces para as quais um quadro deve ser dirigido e então dirigir o quadro a essas interfaces. 19 / 30

20 Filtragem e repasse por comutadores são feitos com uma tabela de comutação: são autodidatas. 20 / 30

21 O comutador aprende a localização do adaptador com endereço / 30

22 Podemos identificar diversas vantagens no uso de comutadores: Eliminação de colisões; Enlaces heterogêneos; Gerenciamento. Processamento de pacotes em comutadores, roteadores e hospedeiros: 22 / 30

23 / Redes locais virtuais (VLANs) Um comutador que suporta VLANs permite que diversas redes locais virtuais sejam executadas por meio de uma única infraestrutura física de uma rede local virtual. 23 / 30

24 / Redes locais virtuais (VLANs) Conectando 2 comutadores da VLAN a duas VLANs: 2 cabos 24 / 30

25 / Redes locais virtuais (VLANs) Conectando 2 comutadores da VLAN a duas VLANs: entroncados 25 / 30

26 / Comutação de Rótulos Multiprotocolo (MPLS) Um roteador habilitado para MPLS é, em geral, denominado roteador de comutação de rótulos; Um quadro melhorado com MPLS só pode ser enviado entre roteadores habilitados para MPLS. 26 / 30

27 / Redes do Datacenter Nos últimos anos, empresas de Internet como Google, Microsoft, Facebook e Amazon construíram poderosos datacenters; Cada datacenter tem sua própria rede do datacenter que interconecta seus hospedeiros e liga o datacenter à Internet; A figura a seguir mostra um exemplo de uma rede do datacenter. 27 / 30

28 / Redes do Datacenter Uma rede do datacenter com topologia hierárquica: TOR: Top of Rack. 28 / 30

29 / Redes do Datacenter As solicitações externas são direcionadas primeiro a um balanceador de carga, cuja função é distribuir as solicitações aos hospedeiros; Para escalar para dezenas a centenas de milhares de hospedeiros, um datacenter normalmente emprega uma hierarquia de roteadores e comutadores; Com um projeto hierárquico, é possível escalar um datacenter até centenas de milhares de hospedeiros. 29 / 30

30 1 Revisão para a P1; 2 Exercícios para entrega via Moodle (até 17/04); 3 Correções de exercícios estarão disponíveis no Moodle quarta-feira (18/04); 4 Prática sobre e ARP. 30 / 30