Redes de Computadores. Tecnologias de Redes de Área Local

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1 Redes de Computadores Tecnologias de Redes de Área Local

2 Tecnologias de redes locais! Arquitecturas específicas para redes locais abrange os dois níveis inferiores do modelo OSI! Normalizadas: IEEE ISO Camada de ligação de dados { Camada física Subcamada LLC Subcamada MAC ISO IEEE ISO IEEE ISO /IEEE ISO IEEE IEEE ISO 9314 ANSI x3t9.5 Ethernet Token Bus Token Ring DQDB FDDI Modelo OSI Definição de LANs 2

3 Tecnologias de Redes Locais! Ethernet! Token bus! Token ring! FDDI! Redes Locais sem Fios 3

4 Tecnologias de Redes Locais! Controlo de acesso ao meio físico técnicas mais usadas CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Passagem do testemunho 4

5 CSMA/CD Aguardar que o meio físico esteja livre Eficiente em redes com carga relativamente baixa Limitações: 1. Comprimento máximo dos segmentos 2. Número máximo de segmentos 3. Tamanho mínimo das unidades de dados É a mais usada nas redes locais 5

6 Passagem do testemunho! É transmitido, de estação em estação, um quadro de controlo designado por testemunho! As estações que pretendam transmitir têm que aguardar que o testemunho seja recebido! Quando uma estação recebe o testemunho pode transmitir um determinado número de quadros ou então durante um determinado período de tempo 6

7 Passagem do testemunho! Variantes: Passagem de testemunho numa rede em anel físico Passagem de testemunho numa rede com configuração física em bus e configuração lógica em anel 7

8 Tecnologias de Redes Locais! Controlo de acesso múltiplo outras técnicas Aloha puro! As estações não verificam a actividade no meio físico antes de transmitirem, acesso livre sem controlo. Aloha ranhurado (melhoramento)! São definidos intervalos de tempo (slot time), as estações só podem transmitir no início de cada intervalo de tempo. Continua com problemas pois podem estar várias estações à espera do início do slot time. 8

9 Ethernet! O controlo do acesso ao meio físico e feito segundo a técnica CSMA/CD! Inicialmente desenvolvida para redes com topologia em bus físico utilizando cabo coaxial! Suporta actualmente uma grande variedade de meios físicos, a topologia também deixou de ser bus físico para passar a ser topologia física em estrela ou árvore! O suporte de diferentes meios físicos e diferentes velocidades levou ao aparecimento de diversas variantes de Ethernet, genericamente designadas por x-base-y 9

10 Configurações Ethernet a 10 Mbps! 10 Base 5 Topologia em bus Comprimento máximo (sem repetidores) de 500 m 4 repetidores no máximo 100 máquinas por segmento, no máximo Cabo coaxial com transceivers Em desuso 10

11 Configurações Ethernet a 10 Mbps (2)! 10 Base 2 Topologia em bus Comprimento máximo (sem repetidores) de 185 m 4 repetidores no máximo 30 máquinas por segmento, no máximo Cabo coaxial com conectores BNC Conectores BNC em T Conectores T ligam directamente à NIC Em desuso 11

12 Configurações Ethernet a 10 Mbps (3)! 10 Base T Topologia física em estrela Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m 4 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo Cabo UTP ou superior com conectores ISO 8877 Uso generalizado 12

13 Configurações Ethernet a 10 Mbps (4)! 10 Base FL Topologia física em estrela Comprimento máximo (sem repetidores) de 2000 m 4 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo Cabo de fibra óptica com conectores ST Uso em backbones e sistemas terminais 13

14 Configurações Ethernet a 10 Mbps (5)! 10 Base FB Topologia física em estrela Comprimento máximo (sem repetidores) de 2000 m 14 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo Cabo de fibra óptica com conectores ST Uso em backbones (em desuso) 14

15 Configurações Ethernet a 100 Mbps Fast Ethernet! Custo apenas duas vezes superior ao custo da Ethernet a 10Mbps (aproximadamente)! Capacidade de auto-negociação do débito a utilizar (10 ou 100) ou o funcionamento em full-duplex! Tecnologia desenvolvida a par das soluções comutadas, que constituíram uma revolução da tecnologia das redes Ethernet! As soluções comutadas, em full-duplex, eliminam o problema das colisões! Topologia em estrela ou em árvore 15

16 Configurações Ethernet a 100 Mbps (1)! 100 Base TX Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m 1 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo Cabo UTP Cat. 5, 2 pares, com conectores ISO 8877 Suporte de full-duplex Utilização crescente 16

17 Configurações Ethernet a 100 Mbps (2)! 100 Base T4 Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m 1 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo Cabo UTP Cat. 3 ou superior, 4 pares, com conectores ISO 8877 Não suporta full-duplex Utilização reduzida 17

18 Configurações Ethernet a 100 Mbps (3)! 100 Base FX Comprimento máximo (sem repetidores) de 160 m 1 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo Fibra óptica multimodo, com conectores ST ou SC Suporte de full-duplex Utilização crescente em backbone 18

19 Configurações Ethernet a 1 Gbps! Custo bastante superior ao custo das tecnologias anteriores! Compatibilidade com as tecnologias anteriores! Funcionamento em half-duplex e full-duplex, a 1 Gbps! Método de acesso continua ser ser CSMA/CD! Suporta um repetidor! Topologia em estrela ou em árvore 19

20 Configurações Ethernet a 1 Gbps (2)! 1000 Base SX Comprimento máximo (sem repetidores) de! 220 m (fo 62.5 µm)! 550 m (fo 50 µm) 1 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo Fibra óptica multimodo, com conectores SC Suporte de half/full-duplex Utilização emergente em backbones curtos 20

21 Configurações Ethernet a 1 Gbps (3)! 1000 Base LX Comprimento máximo (sem repetidores) de! 550 m (fo mult.)! 5 Km (fo mono.) 1 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo Fibra óptica multimodo ou monomodo, com conectores SC Suporte de half/full-duplex Utilização emergente em backbones de edifício ou de campus 21

22 Configurações Ethernet a 1 Gbps (4)! 1000 Base CX Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m 1 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo Cabo UTP Cat. 5, quatro pares, com conectores ISO 8877 Suporte de half-duplex Exige codificação e tecnologias complexas 22

23 Configurações Ethernet a 1 Gbps (5)! 1000 Base CX Comprimento máximo (sem repetidores) de 25 m 1 repetidores no máximo 1 máquinas por segmento, no máximo Cabo STP Suporte de half/full-duplex 23

24 Token Bus! Topologia física em bus! Controlo de acesso ao meio físico por passagem do testemunho 4 níveis de prioridade! Tecnologia com pouca implantação 24

25 Token Ring (IEEE 802.5)! Topologia física e lógica em anel! Meios de transmissão Cabo de par entrançado e fibra óptica! Controlo de acesso ao meio físico por passagem de testemunho Suporte para um esquema de prioridades! Taxas de transmissão de 4, 16 ou 100 Mbps! Custo bastante superior à tecnologia Ethernet 25

26 Token Ring - Topologia! Acesso ao meio! Mecanismo de prioridades B Anel Unidireccional Interface com o anel A C Estação D 26

27 Token Ring - Resumo! O testemunho circula no anel até uma estação querer transmitir! Antes de uma estação começar a transmitir retira o testemunho do anel! Uma estação ao enviar um quadro para o anel ele será repetido por todas as estações! Quando o quadro chega à estação destino copia-o e repete-o para a estação seguinte! O quadro circula até à estação que o inseriu sendo retirado por esta 27

28 Token Ring Resumo (2)! Quando uma estação quer transmitir um quadro com prioridade N deve esperar até que a prioridade do testemunho seja inferior ou igual a N! Quando estão a ser transmitidos dados por uma qualquer estação, outra estação que queira transmitir pode tentar reservar o testemunho escrevendo a prioridade do quadro que tem para transmitir no campo Reservation! A reserva não será aceite se outra prioridade superior tiver sido solicitada! Quando a estação que está a transmitir terminar restaura o testemunho com a prioridade presente no campo Reservation 28

29 FDDI (Fiber Distributed Data Interface)! Funciona a 100Mbps! Tecnologia inicialmente vocacionada para backbone! Configuração em anel duplo (um funciona como backup)! Método de controlo de acesso por passagem de testemunho Dois níveis de prioridade! Distâncias até 100 Km, interligação de até 500 estações! Meios de transmissão são a fibra óptica e os cabos de par entrançados 29

30 Redes locais sem fios! Conhecidas por wireless LANs (WLANs)! Flexibilidade e escalabilidade! Mobilidade! Rapidez e facilidade de instalação! Custo reduzido! Utilização diversificada: Edifícios antigos Eventos Medicina Backup de redes com fios 30

31 Redes s/ fios opções tecnológicas! Transmissão em banda estreita! Transmissão em Spread Spectrum Larguras de banda elevadas Distâncias inferiores a 3 Km (não limitado ao interior do edifício)! Transmissão por infravermelhos Dentro de edifícios Linha de vista entre o emissor e e receptor ou por reflexão 31

32 Redes s/ fios Configurações! Célula única (ad hoc) não requer a utilização de infra-estrutura de comunicação! Configuração em infra-estrutura 32

33 Redes s/ fios Normalização! Tecnologias proprietárias! Norma para débitos de 1 ou 2 Mbps Acesso ao meio CSMA/CA (Collision Avoidance), utiliza um mecanismo do tipo Request-to-send /Clear-to-send! A norma para wireless original era IEEE Diversas variações! b! a! g 33

34 Comparação das diversas normas x! Norma original, fornece 1 a 2 Mbps, usa banda de 2.4GHz, e frequency hopping spread spectrum (FHSS) ou direct sequence spread spectrum (DSSS).! b Também conhecida como High Rate ou Wi-Fi Extensão que fornece capacidades até 11 Mbps (pode degradar a 5.5, 2 ou 1 Mbps) na banda 2.4 GHz. Usa apenas DSSS b foi a ratificação de 1999 da norma , e permite funcionalidades numa rede sem fios semelhantes à da Ethernet.! a Extensão da norma original, fornece até 54 Mbps, usa banda de 5GHz, e sistema de codificação orthogonal frequency division multiplexing (OFDM).! g Extensão mais recente, permite 20 ou mais Mbps na banda de 2.4 GHz (até 54Mbps). Pode ser compatível com b 34

35 Rede de área pessoal (Personal Area Network) Utilização de tecnologias de comunicação sem fios para interligar computadores, periféricos e telefones 35