Fund. De Redes. Ethernet

Transcrição

1 Fund. De Redes Ethernet

2 Bob Metcalfe do Centro de Pesquisas da Xerox em Palo Alto escreve um memorando esquematizando como conectar os novos computadores pessoais dos pesquisadores a uma impressora compartilhada. O texto indicava as propriedades básicas e nomenclatura da rede ethernet.

3 Patente - Metcalfe e David Boggs (seu assistente) publicaram um artigo, Ethernet: Distributed Packet-Switching For Local Computer Networks. Cabo coaxial grosso com até 2,5 km. Repetidores a cada 500 metros. Até 256 máquinas. Velocidade de 2,94 Mbps.

4 Xerox desenvolveu o X-Wire, uma Ethernet de 10 Mbps utilizando cabo coaxial. Projeto iniciado em 1977 e que pretendia operar em 20Mbps mas teve seu escopo reduzido por restrições físicas. Este projeto não foi comercializado.

5 Bob Metcalfe fundou a 3Com para comercializar a Ethernet e conseguiu apoio da DEC, Xerox e Intel para juntos desenvolver uma especificação para Ethernet tomando como base a X-Wire. Este grupo foi chamado de DIX e a especificação foi chamada de Ethernet II.

6 IEEE formalmente aprovada. Esta foi totalmente baseada na Ethernet II. 10BASE5: 10 Mbps 500 metros de comprimento. 100 usuários por segmento Repetidores de sinais Thick Coax Vantagens: baixa atuação, exelente imunidade a ruídos, boa resistência. Desvantagens: Volumoso, transceptores muito caros.

7 10BASE2 Cheapernet: 10 Mbps 185 metros de comprimento. 30 usuários por segmento Repetidores de sinais Thin Coax (Coaxial mais fino e leve) Vantagens: fácil instalação, redução dos custos em hardware e na instalação (desenvolvimento dos conectores BNC). Desvantagens: não suportava muitas estações (reflexão do sinal causada pelos BNCs em T), fragilidade.

8 1BASE5 StarLAN: 1 Mbps 250 metros de comprimento Interconexão ponto a ponto Hubs utilizados como retetidores (5 níveis) Topologia em estrela Utilização de pares trançados. Simplicidade Baixo custo dos conectores Facilidade de manutenção e de detecção de falhas Fácil expansão Gerenciamento centralizado Maior taxa de transferência de arquivos ( ainda não explorada )

9 10BASE-T (twisted pair): 10 Mbps 100 metros de comprimento sem repetidores 1024 usuários por segmento Mecanismo de acesso CSMA/CD Topologia em estrela (Hub-and-spoke) Permite operações em: Full Duplex Half Duplex Os dois ao mesmo tempo

10 10BASE-F (Fiber-Optic): 10 Mbps 2000 metros de comprimento sem repetidores 1024 usuários por segmento Fibra óptica: Dimensões Reduzidas Capacidade para transportar grandes quantidades de informação ( Dezenas de milhares de conversações num par de Fibra); Atenuação muito baixa, que permite grandes espaçamentos entre repetidores, com distância entre repetidores superiores a algumas centenas de quilômetros. Imunidade às interferências eletromagnéticas; Matéria-prima muito abundante;

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12 Utilização de broadcast físico para transmissão de dados. Redução no custo dos equipamentos Problema: Risco de Colisões A B DADOS CRC quadro A B Fonte: 2000, Edgard Jamhour C

13 Carrier Sense Multiple Access/ Collision Detection Verifica se canal de comunicação está em uso (CS) Múltiplos nós concorrem pela utilização da mídia (MA) Identificar colisões na rede (CD) Fonte:

14 Fonte:BU NECO BOTA ESSA FONTE AI ;)

15 Uma estação sempre ouve o canal antes de transmitir, o envio será efetuado apenas se o meio estiver ocioso A estação também escuta o canal durante a sua transmissão, caso o conteúdo recebido seja diferente do enviado a colisão é detectada Em caso de colisão, a estação pára imediatamente de transmitir, envia um Jam Signal e espera um tempo randômico selecionado entre 0 e T (512 bit times) para tentar a retransmissão Se houver colisão, o intervalo de tempo randômico é dobrado novamente (0 a 2xT) Se houver novamente colisão, o passo anterior é repetido por até 16 vezes

16 A A B COLISÃO DETECTADA POR A A TRANSMITE τ C C RECEBIDO DE C COLISÃO DETECTADA POR C τ RECEBIDO DE A C TRANSMITE Fonte: 2000, Edgard Jamhour

17 Tempo médio para acessar o canal aumenta com o número de computadores da rede. O tempo de propagação entre as estações afeta a taxa de ocupação máxima da rede. A B A TRANSMITE B RECEBE A RECEBE B TRANSMITE tempo para o sinal ir de A para B Fonte: 2000, Edgard Jamhour

18 Media Access Control Associado a um adaptador de rede Burned-in Address (BIA) Endereço único Endereço formado por 48 bits 248 possíveis combinações 256 x 1012 endereços

19 Formado por 48 bits = 12 dígitos hexadecimais Os 6 primeiros dígitos pertencem ao fabricante Os 6 últimos determinam o número de série Ex: 00 1F D0 F0 D1 DC Endereços MAC podem ser descobertos através do ARP (Address Resolution Protocol)

20 Vários formatos padronizados LLC (IEEE 802.2) IEEE Ethernet II

21 Destino Origem EtherTyp e Dados CS

22 EtherType Define o protocolo da camada superior Ex: 0x0800 (IPv4), 0x0806 (ARP) CS CRC Checksum

23 8 bytes de sincronização Destino Origem Total Trama Dados PAD CS

24 Sincronização: 7 bytes ( ) de preâmbulo 1 byte ( ) indica início de um quadro (SFD Start Frame Delimiter) Pad Pode existir para que o frame tenha um tamanho mínimo FCS (frame check sequence) Detecção de erro e colisão

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26 Ethernet com a velocidade de 1 Gbit/s Começou a ser desenvolvida em 1997 Inicialmente com 1000BASE-SX, 1000BASELX e 1000BASE-CX (1998) Mais tarde o 1000BASE-T (1999) IEEE 802.3z [Fusão Ethernet e ANSI X3T11] CSMA/CD e Full Duplex Fibra e cabo Usa o mesmo tipo de desenvolvimento de 100 Mbit Ethernet

27 Existem dois padrões de lasers para GBE sobre fibra 1000BASE-SX (Short-wavelength laser) Multi-modo Laser de 850 nm Alcance de 200 metros sobre 62.5/125-nm Mas pode chegar a 500 metros com 50/125-nm 1000BASE-LX Mono-modo ou multi-modo (Long-wavelength laser) Pode ter um alcance de 2 km com um núcleo de 9μm e um laser 1300-nm em mono-modo Alguns fabricantes garantem distâncias de 10 a 20 km

28 Existem dois padrões para GBE sobre cobre 1000BASE-CX Padrão inicial da GBE sobre cobre 150-Ω em par trançado Usado comumente para curtas distâncias 1000BASE-TX Usa par trançado Distâncias de até 100 m

29 Frame

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31 Half-duplex Controle efetivado pelo CSMA/CD Rajada de quadros Full-duplex Banda aumenta de 1 para 2 Gbps Não usa o CSMA/CD Controle feito pelo Flow Control

32 A popularidade da tecnologia; O baixo custo para a migração; O aumento em 10 vezes da velocidade e desempenho em relação a seu padrão anterior; A tecnologia é a mais utilizada atualmente, economizando dinheiro e recursos na hora de sua migração; O protocolo não possui nenhuma camada em diferente para ser estudada.