Detecção de Portadora em Redes de Acesso múltiplo (CSMA)

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1 Detecção de Portadora em Redes de Acesso múltiplo (CSMA) Carrier Sense on Mullti-Access Network CSMA CSMA/CA CSMA/CD CSMA/CD Carrier SenseMulti-Access / CollisionData Computadores ligados Ethernet usam CSMA/CD Um computador espera pela inatividade do éter antes de transmitir um quadro. Se dois computadores transmitem simultaneamente, acontece uma colisão; Os computadores usam backoff exponencial para escolher que computador prosseguirá. Cada computador demora um tempo aleatório antes de tentar transmitir novamente e então dobra a demora para cada colisão sucessiva. 1

2 CSMA/CD Carrier SenseMulti-Access / Collision Data Após a colisão um computador escolhe um atraso aleatório de 0 até d O padrão especifica um atraso máximo d Força cada computador escolher um atraso aleatório menor que d Quando um computador escolhe um atraso aleatoriamente, ele selecionará um valor que difere dos demais computadores O computador que escolher o menor atraso prosseguirá com o envio de um quadro e a rede retornará a operação normal CSMA/CA Carrier Sense Multi-Access / Collision Avoidance Redes sem fio CSMA/CA ativa uma breve transmissão do receptor pretendido antes de transmitir um pacote. Colisões de mensagens de controle podem acontecer mas são tratadas. As estações remetentes aplicam backoff para reenviar as mensagens de controle 2

3 Endereçamento de Hardware MAC ADDRESS (NIC - network interface card) Estático, Configurável e Dinâmico Destinos possíveis Os pacotes podem ser mandados para: Um único destino (unicast) Todas as estações da rede (broadcast) Um sub-conjunto das estações (multicast) O endereço é usado para fazer a distinção Vantagens das alternativas de endereçamento Unicast Eficiente para a comunicação entre dois computadores Broadcast Eficiente para transmitir para todos os computadores Multicast Eficiente para transmitir para um sub-conjunto de computadores 3

4 Cabeçalho e formatos de quadro Cada tecnologia de LAN define um formato de quadro. Cabeçalho Contem a informação do endereço e do tipo Layout fixo Carga útil (payload) Contem os dados sendo enviados (cabeçalhos das camadas superiores e dados da aplicação) Ethernet O preâmbulo de 8 bytes,constituído de "0"s e "1"s alternados, serve essencialmente para sincronizar os receptores. O emissor coloca: O endereço do emissor no source address O endereço do destino no destinationaddress O tipo de dados no frame type O código de redundância cíclica no CRC 4

5 Valor Significado DC Reservado para uso no IEEE LLC/SNAP 0800 Internet IP Versao CCITT X Depurador de rede da Ungermann-Bass Corporation 0BAD VINES da Banyan System Corporation F Encapsulamento Berkeley UNIX Trailer 6004 LAT da Digital Equipment Corporation 6559 Frame Relay 8005 Testador de rede da Hewlett Packard Corporation 8008 AT&T Corporation 8014 Jogos de rede da Silicon Graphics Corporation 8035 RARP da Internet 8038 LANBridge da Digital Equipment Corporation 805C V Kernel da Stanford University 809B Apple Talk da Apple Computer Corporation Licenciatura Plena em Computação Professor Ivan Pires 5

6 Endereçamento Rotas IP Internet Protocol Para fornecer endereçamento uniforme em uma inter-rede, o software de protocolo define um esquema de endereçamento abstrato que atribui a cada host um endereço único. Usuários, programas aplicativos e camadas mais altas de software de protocolo usam os endereços abstratos para se comunicar. 6

7 Endereço de Internet (IP) é um número binário de 32 bits único atribuído a um host e usado para toda a comunicação com o host. Número identificador da Rede Número identificador do Host 7

8 Máscaras CIDR Endereço de Rede Endereço de Broadcast Endereço Loopback Roteadores Um roteador tem conexões com múltipls redes físicas Cada endereço IP contém um prefixo que especifica uma rede física FIGURA

9 Roteadores Um roteador tem conexões com múltipls redes físicas Cada endereço IP contém um prefixo que especifica uma rede física FIGURA 16.8 Arquitetura da Internet ARP e RARP 9

10 DATAGRAMA IP Um pacote enviado através de uma inter-rede TCP/IP é chamado de datagrama IP Cada datagrama consiste em um cabeçalho seguido por dados Os endereços de origem e destino no cabeçalho do datagrama são os endereços IP versão do protocolo IP que foi usada para criar o datagrama(4bits) 10

11 comprimento do cabeçalho, medido em palavras de 32 bits (4 bits) este campo especifica como o datagramapoderia ser manejado e dividido em cinco subcomandos 11

12 Este campo proporciona o comprimento do datagramamedido em bytes, incluindo cabeçalho e dados. 12

13 Fragmentação MTU MaximumTransmission Unit Quantidade máxima que um quadro pode transportar Um datagramadeve ser menor ou igual ao MTU da rede ou ele não poderá ser encapsulado para transmissão. Fragmentação Quanto um datagramafor maior que o MTU da rede através do qual ele deve ser enviado, o roteador divide o datagramaem pedaços pequenos chamados de Fragmentos e envia independentemente de cada fragmento Um fragmento possui um bit no campo FLAGS do cabeçalho para indicar que se um datagramaé um fragmento ou um datagrama completo. O campo FRAGMENT OFFSET no cabeçalho de um fragmento especifica a que lugar, no datagramaoriginal, o fragmento pertence. O campo IDENTIFICATION juntamente com o endereço IP de origem de um fragmento determina a qual datagramao fragment pertence. 13

14 Remontagem Perda do Fragmento IP não garante a entrega de datagramas Quando todos os fragmentos de um datagramachegam, o datagrama pode ser remontado. Um receptor não pode armazenar fragmentos por um tempo longo pois ocupa espaço na memória. Para evitar sobrecarga na memória, o IP especifica um tempo máximo para armazenar fragmentos. Quando o primeiro fragmento de um determinado datagramachega, o receptor inicia um temporaizador. Se os fragmentos chegarem no tempo, então é remontado o datagrama Se o temporizadoresgotar, descarta-se os fragmentos recebidos 14

15 Especifica o tempo em segundos que o datagramaestá permitido a permanecer na Internet. (1 a 255). Cada roteador decrementa 1. Especifica qual protocolo de alto nível foi usado para criar a mensagem que está sendo transportada na área de dados do datagrama. 15

16 TypeOfService (ToS) Precedence: (3 bits) indica precedência de datagramas com valores desde 0 (precedência normal) até 7 (controle da rede), com estes bits permite-se ao transmissor indicar a importância de cada datagrama que ele está enviando. Bits D,T,R: indicam o tipo de transporte que o datagrama deseja, Baixo Retardo(D), Alta Capacidade de Processamento(T) e Alta Confiabilidade(R). 16