7.5 Redes Locais Novas Tecnologias em LANs. Redes de Comunicações/Computadores I Secção de Redes de Comunicação de Dados

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1 7.5 Redes Locais Novas Tecnologias em LANs Redes de Comunicações/Computadores I Secção de Redes de Comunicação de Dados

2 Sumário: Novas Técnicas aplicadas na Ethernet Full-duplex na Ethernet Controlo de Fluxo Auto-negociação Power-over-Ethernet (PoE) Auto-MDIX - Auto-Sensing MDI/MDIX UDLD UniDirectional Link Detection 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 2

3 Full Duplex O protocolo CSMA/CD é half-duplex: Uma estação pode transmitir dados ou receber dados, mas nunca ao mesmo tempo. Para o funcionamento a full-duplex é necessário cumprir os seguintes requisitos: Ligações ponto a ponto (hub - máquina) Meios físicos independentes para a transmissão e recepção Acrescentar buffers de transmissão e recepção nos repetidores Consequências: A eficiência é duplicada por permitir transmissão e recepção simultânea. O algoritmo CSMA/CD não é necessário: Nunca acontecem colisões. Deixa de haver limite para a dimensão da rede 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 3

4 Full Duplex Meios físicos suportados 10 BASE T 100 BASE TX, FX, T BASE T, LX, SX, CX A camada MAC para possibilitar a operação em full-duplex requer as seguintes alterações: A transmissão duma trama não é interrompida durante a recepção doutra. A indicação de colisão é ignorada. As tramas podem ser transmitidas quando se quiser, isto é apenas limitado pela separação miníma entre tramas imposta pelo IFG. 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 4

5 Controlo de Fluxo Objectivo: Impedir que os buffers dos equipamentos de rede fiquem cheios e que se percam tramas. Apenas pode funcionar em modo full duplex. As tramas PAUSE permitem a uma estação suspender temporariamente todo o tráfego proveniente da outra estação. Pause (n) Stop transmitting Pause (0) Start transmitting high water mark low water mark 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 5

6 Controlo de Fluxo 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 6

7 Controlo de Fluxo Trama (802.3) PAUSE de controlo de fluxo. Endereço de destino (DA): Endereço Multicast: C Não é encaminhado pelos bridges/switches Ou endereço da estação a enviar PAUSE. Endereço de origem (SA): Endereço MAC da estação que enviou PAUSE Ethernet Type: Significa Mac Control Frame MAC Control Opcode: MAC Control Parameters: Especifica a duração do evento PAUSE em unidades de 512-bit times. Preâmbulo SFD DA SA Type MAC Control Opcode MAC Control Parameters Pad = all zeros FCS 7 bytes 1 byte 2 ou 6 bytes 2 ou 6 bytes 2 bytes 2 bytes 2 bytes 42 bytes 4 bytes 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 7

8 Auto-Negociação Variado número de tecnologias na mesma interface RJ45: 10BaseT, 100BaseTX, 100BaseT4 e 1000BaseT A auto negociação permite estabelecer à partida os modos de operação para a melhor configuração possível: Escolha entre 10Mbps, 100Mbps ou 1000Mbps Escolha entre half e full-duplex A auto negociação é obrigatória em 1000Base-T e opcional nos restantes modos. Vantagens: fornece um upgrade fácil (sem necessidade de configuração) da infraestrutura da rede Previne disrupções de serviço (diferentes modos de operação) 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 8

9 Auto-Negociação A norma 10Base-T assegura a integridade da ligação através de um pulso positivo de 100ns cada 16±8 ms. Funcionamento: A auto-negociação substitui o único pulso (NLT) 10BaseT por uma rajada de impulsos FLP. A interface é inicializada quando são enviados trens de impulsos LT a 100Mps (FLP) que são interpretados pelas estações a 10Mbps como um único impluso LT 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 9

10 Auto-Negociação Em cada trem de impulsos: Os impulsos impares estão sempre presentes (relógio) Os impulsos pares representam 1 bit de informação de negociação. 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 10

11 Auto-Negociação Cada terminal que suportar auto-negociação transmite e recebe o FLP Coloca o bit Ack activo em resposta á recepção de um FLP. Selecciona-se o maior denominador comum negociado (ver tabela). 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 11

12 Gigabit auto-negociação 1000Base-T usa auto-negociação para estabelecer a configuração da ligação. Half-duplex vs. Full-duplex Modo master-slave Relação entre os relógios das duas estações que partilham um segmento é definida durante a auto-negociação. 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 12

13 Exemplos de auto-negociação 10/100 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 13

14 Power-over-Ethernet (PoE) Características Implementações proprietárias desde 1998 Norma IEEE 802.3af em desenvolvimento com conclusão prevista no 2 trimestre de 2003 Suporta 48V e 12,95 W por DTE Compativel com 10Base-T, 100Base-TX, 1000Base-T MDIs Mais informação: 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 14

15 Power-over-Ethernet (PoE) Funcionamento Testa se o DTE suporta antes de aplicar PoE Aplica 48V nos pares não usados para dados nos pares usados para dados Testa pedido de potência excessiva e corta Aplicações Alimentar equipamentos WLAN AP, telefones IP, câmaras de segurança, leitores de cartões Standard em desenvolvimento: IEEE P802.3af 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 15

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17 Topologias Power Hub Switches com suporte de PoE 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 17

18 Power-over-Ethernet (PoE) Vantagens Economia de custos PoE reduz de forma signifcativa a necessidade de instalação de circuitos alternativos para alimentação dos equipamentos de redes. Localização flexivel dos pontos de acesso de rede independentemente das tomadas eléctricas. Maior fiabilidade Sistemas com menos fios tendem a ser mais fiáveis. O pessoal da limpeza pode dsligar equipamento de rede das tomadas para poder ligar o aspirador. Os electricistas podem alterar circuitos de forma inadvertida cortando a alimentação a equipamentos de redes que eram alimentados através de circuitos de alimentação de emergência. Suporte operacional melhorado Muitos dispositivos PoE implementam SNMP (simple network management protocol), Permite gestão remota da alimentação dos equipamentos de redes. Desenvolvimento international mais fácil O vendedor deixa de necessitar fornecer diferentes cabos de alimentação, e fontes co diferentes especificações, conforme o país para onde exporta. 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 18

19 Auto-MDIX - Auto-Sensing MDI/MDIX Cada porta Ethernet do switch detectará automaticamente o tipo de cabo Ethernet que está a ser usado (directo (straight-through) ou cruzado (crossover)) e realizará as alterações necessárias para estabelecer a ligação através dele. em hubs e switches anteriores esta funcionalidade estava apenas disponível através de meios mecânicos (MDI/MDIX switch ou Uplink switch). Deixa de haver a necessidade de manter um stock de ambos os tipos de cabos. 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 19

20 UniDirectional Link Detection (UDLD) O protocolo UDLD permite permite a dispositivos Ethernet ligados através de cabos de fibra óptica ou cobre (por exemplo, cablagem UTP Categoria 5) monitorar a configuração física dos cabos e detectar quando existe uma ligação unidirecional. Quando é detectada uma ligação unidirecional, o UDLD desliga a porta afectada e alerta o utilizador. Ligações unidirecionais podem causar vários tipos de problemas, incluindo loops em topologias spanning-tree. 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 20

21 Sumário e bibliografia Sumário Full-duplex na Ethernet Auto-negociação Flow Control Jumbo Frames (1999) Power-over-Ethernet (PoE) Auto-MDIX - Auto-Sensing MDI/MDIX UDLD UniDirectional Link Detection 12/05/05 Redes de Comunicação / Computadores I 21