Redes de comunicação. Mod 2 Redes de computadores. Professor: Rafael Henriques

Transcrição

1 Redes de comunicação Mod 2 Redes de computadores 1 Professor: Rafael Henriques

2 Apresentação 2 Professor: Rafael Henriques Introdução às redes de computadores; Tipos de rede; Diagramas de encaminhamento; Modelo geral de comunicação; Componentes da camada 1 do modelo OSI; Segmentação, colisão e domínios de colisão; Camada 2 do modelo OSI;

3 ETHERNET VS TOKEN RING Ethernet Mais simples (cabeçalho pequeno); Mais eficiente em redes com pouco tráfego; Tempo de Acesso ao Meio não é determinístico (é probabilístico); Muitas colisões; Não permite o estabelecimento de prioridades de acesso ao meio. 3

4 ETHERNET VS TOKEN RING Token Mais eficiente em redes com tráfego elevado; Permite o estabelecimento de prioridades; Tempo de acesso ao meio é determinístico (bom para aplicações Real Time); Mecanismos de criação e gestão do Token complexos; Pouco eficiente em redes com baixo tráfego (Overhead elevado) Não há colisões. 4

5 ETHERNET VS TOKEN RING As técnicas baseadas em tokens mostram vantagens relativamente à Ethernet, sobretudo porque não apresentam colisões. No entanto, devido ao seu cabeçalho ser grande não é tão eficiente com pouco tráfego. O grande problema desta técnica ainda se relaciona com a sua complexidade. 5

6 ETHERNET VS TOKEN RING Uma das vantagens da técnica Token é ser determinista, sendo possível conhecer previamente o tempo necessário para transmitir uma determinada quantidade de informação. Permite também, estabelecer prioridades, permitindo que diferentes nós detenham o token durante períodos de tempo diferentes. Em Ethernet nem sequer é garantido que um dado nó tenha alguma vez oportunidade de transmitir. 6

7 Funções e operações de camada 2 das placas de rede, Bridges e Switchs Os componentes mais importantes são as: Placas de Rede; Bridges; Switchs; Estas são responsáveis por garantir a interface entre a camada 2 e as camadas 1 e 3. 7

8 Funções e operações de camada 2 PLACAS DE REDE Muitas vezes dominado de NIC (Network Interface Card); Funciona na camada 1 do modelo OSI, promovendo o acesso ao meio físico da rede; 8

9 Funções e operações de camada 2 9 PLACAS DE REDE Responsável na camada 2 por disponibilizar endereços de baixo nível (MAC Adress); É constituída por componentes eletrónicos que usam um meio físico (cobre, FO) Na camada 2 funciona sobre uma técnica de comunicação standard como Ethernet, Token ou FDDI.

10 Funções e operações de camada 2 BRIGDE Equipamentos que permitem interligar dois ou mais segmentos de rede; A diferença substancial para o modo de funcionamento do Hub é que a bridge interliga segmentos da camada 2 enquanto o Hub interliga segmentos da camada física (OSI camada 1); 10

11 Funções e operações de camada 2 BRIGDE Funciona como um filtro, que durante uma comunicação verifica o endereço MAC do destinatário e se ele se encontrar no outro segmento efetua a transferência, de outro modo não efetua a transferência. Assim é possível evitar a propagação de informação sem interesse de uns segmentos para outros, aumentando a performance da rede. 11

12 Funções e operações de camada 2 BRIGDE COMO FUNCIONA? Contém uma tabela de encaminhamento. Nessa tabela constam os endereços MAC das estações de cada segmento. Consequentemente, apenas repetem tramas entre segmentos se o destinatário não se encontrar no mesmo segmento que o emissor. 12

13 Funções e operações de camada 2 BRIGDE COMO FUNCIONA? Como são do tipo Store & Forward, fazem o controlo de erros (FCS), o que torna a comunicação um pouco mais demorada, mas mais fiável 13

14 Funções e operações de camada 2 SWITCH Um switch ou comutador difere do hub porque comuta as suas portas para permitir que a estação de origem fique apenas ligada à de destino. Contudo, se duas estações quiserem comunicar com outra em simultâneo então esse meio será partilhado por todos os intervenientes. 14

15 Funções e operações de camada 2 SWITCH Os switchs aprendem quais as estações que estão ligadas às suas portas, examinando o tráfego de entrada, descobrindo assim os endereços MAC de todas as estações a ele ligadas. 15

16 Funções e operações de camada 2 SWITCH 16 Posteriormente, usam esta informação para construir uma tabela de endereçamento, à semelhança do que acontece na Bridge. Os frames recebidos, em vez de serem propagados para todas as portas, são enviados apenas para a porta correspondente ao endereço de destino. No caso do endereço ainda não constar na tabela, o switch repete o frame para todas as portas em broadcast.

17 Funções e operações de camada 2 SWITCH Se o endereço existir, ele associa-o a uma porta e adiciona à tabela de endereçamento, caso contrário termina a comunicação. 17

18 Funções e operações de camada 2 SWITCH 18 Na camada 2, os Switchs podem fazer o encaminhamento das seguintes formas: Stores and forward O switch coloca o frame no buffer e verifica o FCS antes de o encaminhar; Cut through Lê o endereço de destino do frame e faz logo o encaminhamento sem haver lugar para o FCS;

19 Funções e operações de camada 2 SWITCH Na camada 2, os Switchs podem fazer o encaminhamento das seguintes formas: Fragment free Somente lê os primeiros 64 bytes do frame e verifica se estão corretamente formatados fazendo posteriormente o encaminhamento baseado no endereço MAC de destino; 19

20 Segmentação da rede através de Bridge, Switch e Router Como vimos anteriormente os elementos da camada 1 como os repetidores e os HUBs conseguem segmentar a rede, porém não separam domínios de colisão (porque a segmentação é realizada na camada 1). Estes são usados para aumentar a extensão de uma rede. 20

21 Segmentação da rede através de Bridge, Switch e Router Os equipamentos da camada 2 fazem um pouco mais (separam os domínios de colisão). Vantagens da segmentação: Aumenta a segurança; Permite um controlo mais eficiente do tráfego; Routers restrigem o tamanho dos domínios de difusão (limitr o broadcast); Bridges/Switchs restringem o tamanho dos domínios de colisão; 21

22 Segmentação da rede BRIDGE É constituída por duas portas, uma de entrada outra de saída; 22 Permite a segmentação da rede e a separação de domínios de colisão entre segmentos; Não permite criar domínios de broadcast, por mais bridges que existam, o domínio de broadcast é sempre o mesmo.

23 Segmentação da rede SWITCH Cada porta do switch cria o seu próprio domínio de colisão (microsegmentos); Os switchs não isolam o tráfego broadcast ou multicast nem evitam broadcast storms (um host que não pare de fazer broadcast satura toda a rede). 23

24 Segmentação da rede 24 SWITCH Alguns switchs têm a capacidade de segmentar as redes através de VLANs (Virtual Local Area Network). Desta forma os domínio de broadcast divide-se em vários, aumentando a performance da rede, devido à diminuição de de broadcast. As VLANS são também responsáveis por conferir maior segurança a uma rede.

25 Segmentação da rede ROUTER Funcionam na camada 3 da rede. Interligam redes diferentes, bem como redes a trabalhar sobre técnicas diferentes (Ethernet, Token Ring, FDDI) 25

26 Segmentação da rede ROUTER Encaminha os pacotes de forma inteligente (determina o percurso mais rápido) baseado no seu endereço lógico (IP). São também responsáveis por restringir o tamanho dos domínios de broadcast não os propagando. 26

27 Segmentação da rede ROUTER Ocorre porque os routers baseiamse em endereçamentos IP (segmentação na camada 3) e não em endereçamento MAC (camada 2). Por exemplo, as broadcast storms não são propagadas entre redes, aumentando assim o desempenho da rede. 27

28 Segmentação da rede ROUTER Aspetos importantes encarados como desvantagens da utilização dos routers: Existem maior capacidade de processamento (nivel 3); Introduzem maior atraso na comunicação; São os equipamentos mais caros da rede; 28