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1 Redes de Computadores 3º Ano Sistemas de Informação 2008 Aula 05: Camada de Enlace e Redes Locais Prof. Msc. Ricardo Slavov

2 Roteiro Pedagógico Introdução e serviços Detecção e correção de erros Protocolos de múltiplo acesso Endereçamento da camada de enlace Ethernet Lab: Mac/Arp, Demo11 e Internet Fonte: Capítulo 5: Redes de computadores e a Internet Atualizado em: 28/01/2008 By Slavov 2

3 Camada de enlace: Introdução Algumas terminologias: Hospedeiros e roteadores são nós Canais de comunicação que conectam nós adjacentes ao longo do caminho de comunicação são enlaces Enlaces com fio Enlaces sem fio LANs Pacote de camada-2 é um quadro, encapsula o datagrama camada de enlace tem a função de detectar e, opcionalmente, corrigir os erros que por ventura ocorram no nível físico. By Slavov 3

4 Agente turista Analogia Exemplo de um sistema de transporte: SP Vancouver Aeroporto Aeroporto Analogia de Transporte Viagem para Vancouver taxi: SP para GRO Avião: GRO até TOT Trem: Toronto até Vancouver turista = datagrama Segmento de trasnporte = enlace de comunicação Meio de transporte = protocolo de enlace agente = protocolo de roteamento By Slavov 4

5 Visão Geral 02608c Alguns dos serviços fornecidos pela camada de enlace de dados à camada de rede são: Enquadramento, que diz respeito à partição de dados em quadros e troca desses quadros por meio da ligação; Seqüenciamento dos quadros (se necessário). Que diz respeito a manter a ordem correta dos quadros durante a troca; Estabelecimento e manutenção de níveis aceitáveis de controle de fluxo enquanto os quadros são trocados através de uma ligação; Detecção de erros da camada física, o que inclui notificação de erros detectados e não corrigidos; seleção de parâmetros para qualidade de serviços (QoS) associados a uma transmissão especifica, o que inclui garantir largura de banda suficiente e que os atrasos de transmissão sejam previsíveis e garantidos. By Slavov 5

6 Serviços da camada de enlace Enquadramento, acesso ao enlace: Encapsula datagramas em quadros acrescentando cabeçalhos e trailer Implementa acesso ao canal se o meio é compartilhado endereços físicos usados nos cabeçalhos dos quadros para Identificar a fonte e o destino dos quadros Diferente do endereço IP! Entrega confiável entre dois equipamentos fisicamente conectados: Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro (fibra, alguns tipos de par de fios trançados de cobre) Enlaces sem fio (wireless): altas taxas de erro By Slavov 6

7 Serviços da camada de enlace Controle de fluxo: Limitação da transmissão entre transmissor e receptor Detecção de erros: Erros causados pela atenuação do sinal e por ruídos O receptor detecta a presença de erros: Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Correção de erros: O receptor identifica e corrige o bit com erro(s) sem recorrer à retransmissão Half-duplex e full-duplex Com half-duplex, os nós em ambas as extremidades do enlace podem transmitir, mas não ao mesmo tempo... By Slavov 7

8 Comunicação de adaptadores Camada de rede implementada no adaptador (isto é, NIC) Cartão Ethernet, cartão PCMCI, cartão Lado transmissor: Encapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificação de erro, rdt, controle de fluxo etc. Lado receptor Procura erros, rdt, controle de fluxo etc Extrai o datagrama, passa para o lado receptor Adaptador é semi-autônomo Camadas de enlace e física By Slavov 8

9 Enlaces de protocolos de acesso múltiplo Dois tipos de enlaces: Ponto-a-ponto (fio único, ex.: PPP, SLIP) Broadcast (fio ou meio compartilhado); Ethernet tradicional Upstream HFC LAN sem fio By Slavov 9

10 Protocolos de acesso múltiplo Canal de comunicação único e compartilhado Duas ou mais transmissões simultâneas pelos nós: interferência Colisão se um nó receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo Protocolo de acesso múltiplo: Algoritmo distribuído que determina como as estações compartilham o canal, isto é, determinam quando cada estação pode transmitir. Regulam sua transmissão pelos canais broadcast compartilhados Comunicação sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o próprio canal! Nenhum canal fora-de-banda para coordenação Como seres humanos, temos uma série elaborada de protocolos para compartilhar o canal broadcast!!! By Slavov 10

11 Classificação dos Protocolos de acesso múltiplo Três grandes categorias: 1) Particionamento de canal Protocolos de divisão de canal Divide o canal em pedaços menores (compartimentos de tempo, freqüência) Aloca um pedaço para uso exclusivo de cada nó 2) Acesso aleatório Protocolo de Acesso Aleatório Canal não dividido, permite colisões recuperação das colisões 3) Passagem de permissão Protocolo de Revezamento Nós transmitem nos seus turnos, mas com mais volume para enviar podem usar turnos mais longos By Slavov 11

12 1) Protocolos de divisão de canal TDMA: acesso múltiplo por divisão temporal Acesso ao canal é feito por turnos" Cada estação controla um compartimento ( slot ) de tamanho fixo (tamanho = tempo de transmissão de pacote) em cada turno Compartimentos não usados são desperdiçados Exemplo: rede local com 6 estações: 1, 3, 4 têm pacotes, compartimentos 2, 5, 6 ficam vazios FDMA: acesso múltiplo por divisão de freqüência O espectro do canal é dividido em bandas de freqüência Cada estação recebe uma banda de freqüência Tempo de transmissão não usado nas bandas de freqüência é desperdiçado Exemplo: rede local com 6 estações: 1, 3, 4 têm pacotes, as bandas de freqüência 2, 5, 6 ficam vazias By Slavov 12 bandas de freqüência

13 2) Protocolos de acesso aleatório Quando o nó tem um pacote a enviar: Transmite com toda a taxa do canal R. Não há uma regra de coordenação a priori entre os nós Dois ou mais nós transmitindo -> colisão, Protocolo MAC de acesso aleatório especifica: Como detectar colisões Como as estações se recuperam das colisões (ex., via retransmissões atrasadas) Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatório: slotted ALOHA ALOHA (requer que todos os nós sincronizem suas transmissões para que comecem no início de um intervalo) CSMA e CSMA/CD By Slavov 13

14 Acesso Baseado em Contenção Numa rede baseada em contenção não existe uma ordem de acesso e nada impede que dois ou mais nós transmitam simultaneamente provocando uma colisão, o que acarretará, geralmente, a perda das mensagens. A estratégia de controle de contenção vai depender da habilidade que uma estação tem para a detecção de colisão e retransmissão da mensagem. Assumindo que o tráfego da rede consome apenas uma pequena percentagem da vazão máxima, o número de colisões e retransmissões será pequeno e o protocolo, bastante eficiente. Detecção de Portadora (ouça antes de fala) e Detecção de Colisão (falar ao mesmo tempo, pare de falar). Aloha, Slotted-Aloha, CSMA, np-csma, p-csma, CSMA/CD, CSMA/CA, M- CSMA e Rec-Ring. By Slavov 14

15 Slotted ALOHA Suposições Todos os quadros de mesmo tamanho Tempo dividido em slots de mesmo tamanho, tempo para transmitir 1 quadro Nós começam a transmitir quadros apenas no início dos slots Nós são sincronizados Se 2 ou mais nós transmitem no slot, todos os nós detectam a colisão Operação Quando um nó obtém um novo quadro, ele transmite no próximo slot Sem colisão, o nó pode enviar o novo quadro no próximo slot Se há colisão, o nó retransmite o quadro em cada slot subseqüente com prob. p até o successo By Slavov 15

16 Slotted ALOHA Prós Um único nó ativo pode transmitir continuamente com a taxa completa de canal Altamente descentralizada: somente slots em nós precisam ser sincronizados Simples Contras Colisões, desperdício de slots Slots ociosos Nós podem detectar colisão em menos tempo do que o tempo para transmitir o pacote Sincronização de clock Legenda C = Intervalo de colisão E = Intervalo vazio S = Intervalo bem-sucedido By Slavov 16

17 Eficiência do slotted Aloha Eficiência é a fração de slots bem-sucedidos quando há muitos nós ativos, cada um com muitos quadros para enviar Suponha N nós com muitos quadros para enviar, cada um transmite no slot com probabilidade p Prob. de o nó 1 obter sucesso num slot = p(1-p) N-1 Prob. de qualquer nó obter um sucesso = Np(1-p) N-1 Para máxima eficiência com N nós, encontre p* que maximiza Np(1-p) N-1 Para muitos nós, o limite de Np*(1-p*) N-1,com N indo ao infinito, resulta 1/e =.37 No máximo: uso do canal para envio de dados úteis: 37% do tempo! (Capacidade máxima de utilização do canal) 100 Mbps = 37 Mbps By Slavov 17

18 Aloha puro (unslotted) Unslotted Aloha: operação mais simples, não há sincronização Pacote necessita transmissão: Enviar sem esperar pelo início de um compartimento (independente de o canal estar sendo utilizado ou não) A probabilidade de colisão aumenta: Pacote enviado em t 0 colide com outros pacotes enviados em [t 0-1, t 0 +1] Cada terminal só pode ouvir o canal de transmissão do comp. para o terminal, não tendo condições de saber se o outro canal está sendo utilizado por outro terminal ou não. By Slavov 18

19 CSMA: Carrier Sense Multiple Access CSMA: Acesso múltiplo com detecção de portadora - escuta antes de transmitir: Se o canal parece vazio: transmite o pacote Se o canal está ocupado, adia a transmissão Analogia humana: não interrompa os outros! Colisões podem ocorrer: o atraso de propagação implica que dois nós podem não ouvir as transmissões do outro Colisão: todo o tempo de transmissão do pacote é desperdiçado Note: papel da distância e do atraso de propagação na determinação da probabilidade de colisão. arranjo espacial dos nós na rede By Slavov 19

20 CSMA/CD (com detecção de colisão) CSMA/CD: detecção de colisão é realizada durante a transmissão. Colisões detectadas num tempo mais curto Transmissões com colisões são interrompidas, reduzindo o desperdício do canal. Detecção de colisão: Fácil em LANs cabeadas: medição da intensidade do sinal, comparação dos sinais transmitidos e recebidos Difícil em LANs sem fio: receptor desligado enquanto transmitindo Analogia humana: o bom de papo educado By Slavov 20

21 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance Detecção de Portadora) Depois de cada transmissão com ou sem colisão, a rede entra em um modo onde as estações só podem começar a transmitir em intervalos de tempo a elas pré-alocados. Ao findar uma transmissão, a estação alocada ao primeiro intervalo tem o direito de transmitir sem probabilidade de colisão. Se não o faz, o direito passa à estação alocada ao segundo intervalo e assim sucessivamente até que ocorra uma transmissão, quando todo o processo se reinicia. Se todos os intervalos não são utilizados, a rede entra então no estado onde um método CSMA comum é utilizado para acesso, podendo ocorrer colisões. By Slavov 21

22 Subcamada de Controle de Acesso a Meios (MAC) As redes locais usam topologia de difusão, o que significa que os nós de uma rede local compartilham um canal de comunicação único e precisam disputar o mesmo meio para transmitir os dados. Em decorrência do caos que pode resultar de uma disputa como essa, as redes locais usam protocolos que definem quem, como, quando e por quanto tempo ocorrerá o uso do canal. A subcamada MAC oferece aos protocolos a forma como os nós compartilham o meio único de transmissão física Duas categorias: Acesso não-seqüencial e passagem de mensagens By Slavov 22

23 Subcamada de Controle de Acesso a Meios (MAC) Protocolos de Acesso não-seqüencial Definem como um nó pode acessar um canal de comunicações. Se baseiam na filosofia de que um nó pode transmitir sempre que tiver dados para transmitir; Implica em disputa; O que um nó faz quando detecta uma colisão? Emprega-se diversos protocolos para transmitir dados em um ambiente de meio compartilhado. Protocolos sensíveis a transporte: exige que primeiro escutem a transmissão do outro nó antes de começar a transmitir os dados. Existem protocolos sensíveis a transporte: CSMA,CSMA/CD e CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access By Slavov 23

24 Subcamada de Controle de Acesso a Meios (MAC) 1-Persistente CSMA Ele primeiro ausculta o canal para determinar se o outro nó está transmitindo. Se estiver livre, o nó inicia a transmissão. Ocupado? Entram em modo auscultar e capturar, eles continuam buscar um canal livre. Ex: Telefone com rediscagem automática Ocorrem colisões se mais de um nó quiser transmitir no mesmo instante. Não-persistente CSMA É similar ao anterior, porém um nó não monitora continuamente o canal quando tem dados para transmitir. Em vez disso, se um nó detecta um canal ocupado, espera por um tempo aleatório e reverifica o canal. Persiste o problema com colisões By Slavov 24

25 Subcamada de Controle de Acesso a Meios (MAC) CSMA com Detecção de Colisão (CSMA/CD) Um nó que está transmitindo ouve o canal enquanto transmite. Se ele detectar que o outro nó está transmitindo um quadro interferente, ele parará de transmitir, enviam um sinal identificador para alertar sobre a ocorrência da colisão e esperam por um tempo aleatório antes de tentar nova transmissão. Usado nas redes Ethernet/IEEE CSMA com Prevenção de Colisão (CSMA/CA) É similar ao CSMA/CD, porem ele implementa a prevenção de colisão em vez da detecção de colisão. Primeiro verificam se o canal está liberado para enviar os dados; Usado em redes locais sem fio IEEE e em LocalTalk da Apple. By Slavov 25

26 3) Protocolos de Revezamento - Protocolo de Seleção - Polling: Nó mestre convida os escravos a transmitirem um de cada vez Tem nó mestre para cuidar... Ele envia mensagem ao nó 1 dizendo que ele pode transmitir até um certo número máximo de quadros. Depois nó 2, etc. Problemas: Polling overhead Atraso de seleção Latência Ponto único de falha (mestre) Protocolo de Passagem de permissão - Token passing: Controla um token passado de um nó a outro seqüencialmente. Mensagem token Não há mestre. Problemas: Token overhead Latência Ponto único de falha (token) IEEE e FDDI By Slavov 26

27 continuação Passagem de permissão Diferentemente dos protocolos de acesso não-seqüencial, os protocolos de passagem de permissão não usam detecção de colisão. Baseiam-se em concessão aos nós de permissão para transmitir. O nó que possui a mensagem pode acessar o meio; Ausência de disputa e de colisões; Dois protocolos que utilizam: IEEE Barramento de mensagens IEEE Anel de mensagens ou Token Ring Não definido pelo IEEE FDDI By Slavov 27

28 Sumário dos protocolos MAC Como se faz com um canal compartilhado? Particionamento de canal, no tempo, por freqüência ou por código. Divisão temporal, divisão por código, divisão por freqüência. Particionamento aleatório (dinâmico), ALOHA, S-ALOHA, CSMA, CSMA/CD Detecção de portadora: fácil em alguns meios físicos (cabos) e difícil em outros (wireless) CSMA/CD usado na rede Ethernet CSMA/CA usado em Passagem de permissão Polling a partir de um site central, passagem de token By Slavov 28

29 Projeto 802.x O IEEE iniciou o desenvolvimento de seus padrões para redes locais com um modelo de arquitetura, definido no IEEE Corresponde às duas camadas mais baixas do modelo OSI. Foi dividido em dois subníveis para os protocolos de LAN: LLC > Função de enquadramento, controle de fluxo e controle de erros. Provê a transparência para os níveis superiores da tecnologia de rede utilizada (Ethernet, Token Ring, FDDI); Media Access Control (MAC) É responsável pela política de acesso a meios compartilhados e pelo endereçamento físico. By Slavov 29

30 Resumo dos Padrões do Projeto Define uma visão geral da arquitetura das redes locais Controle de vínculo lógico (LLC) Lan (Ethernet) de Acesso Múltiplo com Percepção de Portadora e Detecção de Colisão (CSMA/CD) Lan de Barramento Token Lan Token Ring Rede Metropolitana (MAN) Grupo Consultivo Técnico de Banda Larga Grupo Consultivo Técnico de Fibra Óptica Redes Integradas de Voz e Vídeo Segurança da Rede interoperaveis entre LANs e MANs Redes sem Fio Lan de Acesso Prioritário de Demanda, 100Base VG-AnyLan Supersticiosos Comunicação de banda larga para TV a cabo By Slavov 30

31 Tipos Controle de Enlace Lógico (LLC) Modelo OSI e gerenciamento de rede Controle de Enlace Lógico CSMA/CD Controle de Acesso de Midia (MAC) Token bus Token Ring Demand priority By Slavov 31

32 Subcamada de Controle Lógico de Ligações (LLC) Essa camada é responsável pelo enquadramento, controle de fluxo e controle de erros. Enquadramento Refere-se ao processo de particionar uma seqüência de bits em unidade discretas ou blocos de dados denominados quadros. Portanto é a maneira como uma rede específica formata os bits enviados para o cabo. Torna-se possível as máquinas emissoras e receptoras sincronizar a transmissão e a recepção de dados; Facilita a detecção e correção de erros; Marcador início-parada: (seis bits consecutivos de 1) Conjunto de dados: O quadro será: By Slavov 32

33 Continuação LLC Controle de Fluxo Refere-se a um processo de controle de taxa de troca de dados entre dois nós. O controle de fluxo requer um mecanismo de retro alimentação que informa à máquina de origem a capacidade da máquina de destino para suportar o fluxo corrente de transmissão de dados. Um nó de origem pode não transmitir quadros até que receba permissão da máquina de destino. O controle de fluxo garante que um nó emissor não sobrecarregue um nó receptor durante a transmissão dos dados. Ex: PC e um servidor PC Pentium Com buffers cheios, o cliente descarta os dados subseqüentes recebidos, e isso pode levar a retransmissões pelo nó emissor, exacerbando o congestionamento da rede. By Slavov 33

34 Continuação LLC Protocolos de Controle de Fluxo Protocolo de Controle de Fluxo Parar-e-Esperar Requer que o emissor transmita um quadro e espere pela confirmação de recepção por parte do nó receptor. A confirmação é um quadro básico. Transmissão simplex Protocolo de Controle de Fluxo por Janela Móvel Uma melhoria do P.C.F.P.E.E Melhora o fluxo de dados ao colocar o receptor informando ao emissor seu espaço disponível de buffer. Isso possibilita ao emissor transmitir quadros continuamente sem precisar esperar por confirmações dos quadros, considerando que o número de quadros enviados não ultrapasse os buffers do receptor. É implementado requisitando ao emissor a enumeração seqüencial dos quadros de dados emitidos e fazendo com que emissor e receptor mantenham informações sobre o número de quadros que eles podem respectivamente emitir ou receber. By Slavov 34

35 Continuação LLC Controle de Erro Refere-se ao processo de garantir a entrega confiável dos dados. Existem duas estratégias básicas para lidar com os erros. Correção de erros por retransmissão Requer informação apenas suficiente no fluxo de dados para que o nó receptor possa detectar um erro ocorrido durante a transmissão Correção autônoma de erros Requer informação redundante no fluxo de dados para que o nó de destino possa detectar e corrigir os erros de forma autônoma. O controle de erros é necessário porque as redes são sistemas complexos sujeito a falhas, e os erros que ocorrem durante a transmissão de dados são parte inerente a esses sistemas. Erros intermitentes??? By Slavov 35

36 Continuação LLC Controle de Erro Um exemplo de controle de erros é uma estratégia de detecção de erros de único bit baseado no conceito de paridade. Paridade refere-se ao uso de um bit extra para detectar erros de único bit em transmissões de dados. A paridade pode ser especificada como par, ímpar ou nenhuma Cadeia de bits do caractere A Para pares, o bit de paridade é Para ímpares, o bit de paridade é By Slavov 36

37 Tecnologias de LAN Camada de enlace até agora: Serviços, detecção de erros/correção, acesso múltiplo A seguir: tecnologias de redes locais (LAN) Endereçamento Ethernet hubs, pontes, switches PPP By Slavov 37

38 Endereços de LAN e ARP Endereços IP de 32-bit: Endereços da camada de rede Usados para levar o datagrama até a rede de destino (lembre-se da definição de rede IP) Endereço de LAN (ou MAC ou físico): Usado para levar o datagrama 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) gravados na memória fixa (ROM) do adaptador de rede By Slavov 38

39 Endereços de LAN (mais) A alocação de endereços MAC é administrada pelo IEEE O fabricante compra porções do espaço de endereço MAC (para assegurar a unicidade) Analogia: (a) endereço MAC: semelhante ao número do RG (b) endereço IP: semelhante a um endereço postal Endereçamento MAC é flat => portabilidade É possível mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem reconfiguração de endereço MAC Endereçamento IP hierárquico => NÃO portável Depende da rede na qual se está ligado By Slavov 39

40 Endereço MAC 24 bits 24 bits Código do fabricante 00AA00.2CFACA IEEE. Fabricantes de cada interface MAC tem 48 bits, representados no formato hexadecimal. C:\> Arp -a Número de controle Exemplos de códigos de fabricantes: C CISCO B Novell D Cabletron 00-AA-00 Intel C 3Com By Slavov 40

41 ARP: Address Resolution Protocol (Protocolo de resolução de endereços) Questão: como determinar o endereço MAC de B dado o endereço IP de B? Cada nó IP (hospedeiro, roteador) numa LAN tem um módulo e uma tabela ARP Tabela ARP: mapeamento de endereços IP/MAC para alguns nós da LAN < endereço IP; endereço MAC; TTL> < IP address; MAC address; TTL> TTL (Time To Live): tempo depois do qual o mapeamento de endereços será esquecido (tipicamente 20 min) By Slavov 41

42 A Roteamento para outra LAN R B objetivo: envia datagrama de A para B via R supõe que A conhece o endereço IP de B Duas tabelas ARP no roteador R, um para cada rede IP (LAN) A cria o pacote IP com origem A, destino B A usa ARP para obter o endereço de camada física de R correspondente ao endereço IP A cria um quadro Ethernet com o endereço físico de R como destino, o quadro Ethernet contém o datagrama IP de A para B A camada de enlace de A envia o quadroethernet A camada de enlace de R recebe o quadro Ethernet R remove o datagrama IP do quadro Ethernet, verifica que ele se destina a B R usa ARP para obter o endereço físico de B R cria quadro contendo um datagrama de A para B e envia para B By Slavov 42

43 A História da Ethernet Norman Abramson, da Universidade do Havaí, no final dos anos 60 e início dos anos 70 desenvolveu uma rede denominada ALOHA, que conectava o campus principal em Oahu a sete outros campi espalhados. Usando uma tecnologia denominada contenção, Abramson demonstrou que múltiplos nós na rede podiam usar o mesmo canal para comunicação e enviar dados a qualquer momento. As diferenças fundamentais entre a ALOHA e a Ethernet é que a ALOHA permitia que qualquer nó transmitisse dados a qualquer momento, não permitia que um nó detectasse que outro nó estava transmitindo dados e não apresentava procedimentos para lidar com colisões. By Slavov 43

44 Ethernet V2 x IEEE Ethernet é um protocolo para redes locais desenvolvido em conjunto pela Xerox, Intel e Digital no centro de Pesquisa em Palo Alto durante os anos 70. O nome Ethernet deriva da antiga substancia eletromagnética teórica denominada éter luminífero, que supostamente era o elemento universal invisível que ligava todo o universo e suas partes associadas. Robert Metcalfe e D. R. Boggs, criaram a Ethernet em IEEE modificou a Ethernet V2.0 e desenvolveu a especificação IEE IEEE corresponde ao padrão ISO IS88023 As duas especificações são similares, mas existe algumas diferenças técnicas na versão IEEE que tornam os dois padrões incompatíveis. Ex: Tamanho do cabo, função do transceptor, formato dos quadros e topologia. By Slavov 44

45 Quadro Ethernet esboço da Ethernet por Bob Metcalf Fonte: Desenho do sistema Ethernet original. [Kurose, 2002] Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernet By Slavov 45

46 Topologia em estrela Topologia de bus popular em meados dos anos 90 Agora a topologia em estrela prevalece Opções de conexão: hub ou switch (mais adiante) Tecnologia de rede local dominante : Barato R$20 por 100Mbps! Primeira tecnologia de LAN largamente usada Mais simples e mais barata que LANs com token e ATM By Slavov 46 Velocidade crescente: 10Mbps 10Gbps

47 Serviço não confiável, sem conexão Sem conexão: não ocorre conexão entre o adaptador transmissor e o receptor. Não confiável: adaptador receptor não envia ACKs ou nacks para o adaptador transmissor O fluxo de datagramas que passa para a camada de rede pode deixar lacunas Lacunas serão preenchidas se a aplicação estiver usando TCP. Caso contrário, a aplicação verá as lacunas Todas as tecnologias Ethernet fornecem serviço não orientado à conexão à camada de rede. By Slavov 47

48 Ethernet usa CSMA/CD Sem slots Adaptador não transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo, isto é, carrier sense O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo, isto é, collision detection Antes de tentar uma retransmissão, o adaptador espera um período aleatório, isto é, random access By Slavov 48

49 Transmissão Banda-Base O adaptador envia um sinal digital diretamente ao canal broadcast; Os nós são interconectados por um canal broadcast, de modo que, quando um adaptador transmite um quadro, todos os adaptadores de LAN recebem o quadro. Usa-se CSMA/CD CSMA/CD r Um adaptador pode começar a transmitir a qualquer tempo; r Um adaptador nunca transmite um quadro quando percebe que outro adaptador está transmitindo, usa detecção de portadora; r O adaptador aborta sua transmissão logo que percebe outro adaptador transmitindo, usa detecção de colisão; r Antes de tentar retransmitir, o adaptador espera por um período de tempo aleatório. By Slavov 49

50 Comunicação entre adaptadores Nó recptor datagram link layer protocol Nó transmissor frame adapter frame adapter adaptador (aka NIC) Ethernet card, PCMCI card, card Nó transmissor: Encapsula o datagrama em um quadro Adiciona bit de paridade, controle de fluxo, etc. Receptor: Procura por erros, controle de fluxo, Extrai o datagrama e passa para a camada de rede Adaptador é uma unidade semi-autônoma By Slavov 50

51 Complemento Exemplos de protocolos de camada de enlace, temos: Ethernet Token Ring FDDI PPP ATM Frame Relay Equipamentos da camada de enlace são: Bridges e os Switches Organiza os bits (1 e 0) da camada Física em unidades lógicas de informação denominados quadros (Frames), NÃO PACOTES!!! By Slavov 51

52 Ethernet Technologies: 10Base2 10: 10Mbps; 2: 185 metros tamanho máximo, cabo coaxial thinnet na topologia barramento Repetidores são usados para conectar outros segmentos Repete para outra interface somente na camada 2 By Slavov 52

53 10BaseT e 100BaseT Taxa de 10/100 Mbps; chamado mais tarde de fast ethernet T significa Twisted Pair (par de fios trançados de cobre) Nós se conectam a um hub: topologia em estrela ; 100 m é a distância máxima entre os nós e o hub By Slavov 53

54 Gigabit Ethernet Usa o formato do quadro do Ethernet padrão Permite enlaces ponto-a-ponto e canais de múltiplo acesso compartilhados No modo compartilhado, o CSMA/CD é usado; exige pequenas distâncias entre os nós para ser eficiente Usa hubs, chamados aqui de Distribuidores com Armazenagem Buffered Distributors Full-Duplex a 1 Gbps para enlaces ponto-a-ponto 10 Gbps agora! By Slavov 54

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