Redes de Computadores Ano 2002 Profª. Vívian Bastos Dias Aula 7 IEEE 802.3 Padrão Ethernet 10BASE5 É o padrão IEEE 802.3 original, taxa de transmissão de 10Mbps. Utiliza um tipo de cabo coaxial grosso de 50?, geralmente amarelo, com um diâmetro de 10mm. O cabo deve ser terminado em um resistor de 50? /1W. Emprega uma topologia em barramento e são permitidas até 100 estações por segmento de cabo com comprimento máximo de 500m sem o uso de repetidores. A interface de rede da estação é conectada a um cabo AUI através de um conector DB-15. O cabo AUI, por sua vez, conecta-se a uma MAU conhecida como conector do tipo vampiro. 1
IEEE 802.3 Padrão Ethernet 10BASE5 A distância mínima entre os conectores vampiro é de 2,5m. Cabo AUI >=2,5m Conector Vampiro Terminador (resistor) <=500m IEEE 802.3 Padrão Ethernet 10BASE5 Até 4 repetidores podem ser inseridos na rede 10BASE5 (regra 4 repetidores/5 segmentos) de tal forma que sua extensão é limitada a 2500m no total. Repetidor Repetidor Repetidor 2
IEEE 802.3 Padrão Ethernet 10BASE2 É bastante semelhante ao padrão 10Base5 e foi criado originalmente para reduzir o custo e a complexidade de instalação do padrão 10BASE5. Utiliza um cabo coaxial mais fino e mais barato (também conhecido como padrão Cheapernet). A placa de rede integra a função do cabo AUI. O conector utilizado é o BNC. Sua distância 185m sem repetidor - é mais limitada que o padrão 10BASE5, principalmente devido à qualidade do cabo. Permite apenas 30 estações por segmento e a regra 4 repetidores/5 segmentos também se aplica neste padrão É muito mais fácil de instalar que o 10BASE5. Padrão Ethernet 10BASE2 IEEE 802.3 Cabo Coaxial BNC Interface de Rede Funções do AUI integradas na interface de rede 3
IEEE 802.3 Padrão Ethernet 10BASE-T Adotado como padrão à partir de 1990, a camada física do padrão 10BASE-T é completamente diferente dos padrões anteriores. Utiliza dois pares trançados (tipo fios de telefone) um para transmitir e outro para receber dados. Os conectores RJ-45 de oito pinos são empregados neste caso. Incorpora uma função de verificação da integridade do enlace que avalia o status do meio constantemente. O máximo de comprimento do segmento de cabo sem repetidor é 100m. A regra 4 repetidores/5 segmentos também vale neste caso. MAUs externas são permitidas, porém, geralmente a função da MAU é incorporada pela interface de rede. A especificação de normas de cabeamento estruturado, que recomendam o uso da topologia em estrela, auxiliaram no sucesso deste tipo de rede. Padrão Ethernet 10BASE-T A topologia física é em estrela. IEEE 802.3 4
IEEE 802.3 Padrão Ethernet 10BASE-F 10BASE-F se tornou um padrão oficial em 1993. Pode ser empregada com fibra multimodo ou monomodo com conector ST. 3 especificações: 10BASE-FL (mais utilizado, 400-2000m, com até 4 repetidores) 10BASE-FP (muito raro, 500m ou 300m) 10BASE-FB (muito raro, 2000m) IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring - Intodução A rede Token Ring foi desenvolvida pela IBM no final dos anos 70 e foi padronizada como parte dos padrões IEEE 802 no início dos anos 80. As estações são interligadas em um loop. 5
IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring - Introdução Meios de transmissão: STP (4 e 16Mbps) UTP (4Mbps) Cada estação possui um repetidor que recebe a informação (frame) e a transmite para a próxima estação. Assim, a informação circula no anel passando de estação em estação até chegar a estação que deu origem ao frame, responsável por retirar o frame do anel. Quando a rede encontra-se inativa, um token de três bytes circula pelo anel. O token é como um frame que não transporta dados, exceto pelo fato de que o quarto bit no segundo byte indica que alguma estação pode se apoderar do token. IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring Formato do Frame O protocolo Token Passing é empregado para controlar a inserção de bits no anel. Formato do frame: SD AC FC DA SA INFO FCS ED FS P P P 1 M R R R Formato do token: SD AC ED P P P 0 M R R R 6
IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring Modo de Operação Quando uma estação deseja transmitir, ela aguarda a chegada do token. Quando algum mecanismo de pioridade é implementado, os três bits de prioridade indicam se a estação pode se apoderar do token. Se a prioridade do token é maior que a prioridade do frame a ser transmitido, o token não pode ser capturado por esta estação. A estação transmite seu frame tão logo ela ganhe controle sobre o token. Ela altera o quarto bit do segundo byte do token (AC) de zero para um, transformando-o em um frame que contém dados. Cada nó sucessivo transmite o frame até que ele retorne ao nó de origem. Somente um frame por vez pode circular no anel. As informações transmitidas pela estação que se apodera do token são: O endereço de destino e seu próprio endereço, os dados, um checksum e alguma informação de controle de fim de quadro. IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring - Prioridade Se nenhum mecanismo de prioridade é implementado, os bits de prioridade são configurados com valor zero. 7
IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring Campos do Frame Start-of-Frame Delimiter - SD (1byte): Delimitador de início do quadro Access Control - AC (1byte): contém os bits de prioridade (P e R) o bit de monitor (M), e o bit de token (T) Frame Control - FC (1byte): Informa se o frame contém informação de gerenciamento ou dados. Destination Address DA (pode ser de 16 ou 48 bits): O primeiro bit contém o valor 1 caso o frame seja destinado a um grupo. Source Address - SA (pode ser de 16 ou 48 bits): contém o endereço unicast da estação que enviou o frame. INFO: Contém os dados recebidos das camadas superiores. Frame Check Sequence FCS (4bytes) : Checagem de erro End-of Frame Delimiter ED (1byte) : Delimitador de fim do frame, contém o bit de detecção de erro (bit E). Frame Status FS (1byte): Indica se a estação receptora reconheceu (bit A) e copiou o frame para um buffer local (bit C). IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring Protocolo Token Ring Aguardar Token Frame pronto para ser transmitido? Não Encaminhar Token Sim Prioridade do Token <= Prioridade do Frame? Não Bit R < Prioridade do Frame? Não Sim Transmitir Frame Sim Remove o frame após circular no anel. Bit R = Prioridade Frame Token Hold Timer expirou? Sim Transmite o token 8
IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring Checagem de erros e reconhecimento Cada estação pode checar a existência de erros no frame e alterar o valor do bit E caso um erro seja encontrado. Quando o frame passa pela estação de destino da mensagem, esta copia a mensagem e altera os valores dos bits em FS (bit A = 1 e bit C = 1), indicando para a estação de origem, o reconhecimento e cópia do frame. Destino não existe ou não está ativo (A = 0, C = 0). Destino encontrado, mas frame não copiado (A = 1, C = 0). Frame recebido (A = 1, C = 1). Quando a estação de origem recebe o frame que ela transmitiu, ela remove o frame do anel e retransmite um token livre, caso o Token Hold Timer da estação tenha expirado ou ela não tenha mais dados para transmitir. IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring - Monitor Função Monitor: Quando a estação que enviou o frame recebe-o de volta, ela sabe que o frame atravessou o anel e deveria ter sido recebido pela estação de destino. A desvantagem do token passing é sua susceptibilidade a certos tipos de erros. Quando um nó falha, ele pode deixar um token circulando infinitamente, o que afetaria toda a rede. Ele pode, também, não conseguir transmitir um token livre. Devido a este tipo de problemas, cada rede Token Ring precisa conter um nó que além de suas funções normais, realiza a função de monitor. Este nó monitora o tráfego no anel com o intuito de detectar falhas e tomar medidas corretivas. 9
IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring - ETR Early Token Release: Quando uma estação transmite um frame, se o comprimento do frame é menor que aquele suportado para uma volta inteira do anel, ou seja, o primeiro bit chega ao emissor após o encerramento da transmissão do frame, desperdiçando a capacidade do anel. Para permitir um uso mais eficiente do anel, a opção de Early-Token Release (ETR) foi adicionada ao padrão IEEE 802.5. ETR permite que a estação que originou o frame transmita um token tão logo a transmissão se encerre, mesmo que o frame ainda não tenha retornado a ela. A prioridade configurada no token neste caso é a do último frame recebido. IEEE 802.5 IEEE 802.5 Token Ring Vantagens x Desvantagens Vantagens do Token Ring Fácil instalação do cabeamento UTP Fácil detecção e correção de falhas no cabo Determinística Tráfego pode ser priorizado Não possui PAD no frame Desempenho bom com cargas altas Anéis podem ser de grandes distâncias Desvantagens do Token Ring Custo alto Não possui bom desempenho com cargas baixas. 10
FDDI FDDI Introdução Desenvolvido pela ANSI (American National Standards Institute) em meados dos anos 80, foi o primeiro padrão de rede Local e Metropolitana a suportar taxa de transmissão de 100Mbps. Atualmente é um padrão ISO e é totalmente compatível com a família de padrões IEEE 802 uma vez que sua arquitetura é semelhante a arquitetura MAC do IEEE 802 e emprega a mesma estrutura de endereço de 48bits. FDDI foi construída como uma rede de meio compartilhado e emprega a topologia de anel duplo, com o controle do acesso ao meio regido pelo Token Passing. FDDI suporta até 500 estações no anel, operando a 100Mbps, e cada estação é conectada aos dois anéis. FDDI FDDI Introdução Arquitetura do protocolo FDDI Medium-Access Control (MAC): é a porção da arquitetura que controla o acesso ao meio físico de transmissão. Physical: é a porção da camada física independente do meio que inclui a codificação de dados digitais. Physical Layer Medium Dependent: caracteriza os aspectos dependentes da camada física. Gerenciamento da estação: fornece o controle necessário no nível de estação para gerenciar o processo sob as várias camadas FDDI. IEEE 802.2 LLC Medium Access Control MAC Physical PHY Physical Medium Dependent PMD Station Management SMT 11
FDDI FDDI Método de Acesso A sequência na qual as estações acessam o meio é pré-determinada. Uma estação gera uma sequência de sinalização chamada token que controla o direito de transmissão. Este token é continuamente passado ao longo do anel, de estação em estação. Quando uma estação tem algo a transmitir, ela captura o token, envia o frame e, então, devolve o token. FDDI - Canal duplo O propósito do canal duplo é fornecer muito mais confiabilidade e fácil reconfiguração em caso de falha de um anel. Transmissão pode ocorrer em ambos os anéis ao mesmo tempo. FDDI Formato do Frame Formato do Token FDDI PA SD FC ED PA: Preâmbulo (para sincronização do receptor) SD: Delimitador de início de quadro FC: Controle de Frame Indica o tipo de token, dados do usuário ou informações de gerenciamento. ED: Delimitador do fim de frame Formato do Frame PA PA: Preâmbulo SD: Delimitador de início de quadro FC: Controle de Frame Descreve o tipo de informação DA: Destination Address SA: Source Address INFO: Campo de informação FCS: Checagem de erro ED: Delimitador do fim de frame FS: Indica Fim de uma sequencia de frames SD FC DA SA INFO FCS ED FS 12