Redes Locais Conteúdo 1. Arquitetura IEEE 802 2. Ethernet 3. Fast Ethernet 4. Gigabit Ethernet 5. 10 Gigabit Ethernet 6. Cabeamento Estruturado 7. Wireless - Wlan 802.11 a/b/g 8. Wireless - Blue Tooth 9. Tecnologias Mortas (Token Ring e FDDI)
Arquitetura IEEE 802 MSG Fluxo da Mensagem através da Arquitetura em Camadas MSG Origem 7 6 5 4 3 2 1 Nó Intermediário 3 2 1 2 1 7 6 5 4 3 2 1 Destino Segmento X Segmento Y Arquitetura IEEE 802 7. Aplicação 6. Apresentação 5. Sessão OSI Comparativo da Arquitetura IEEE 802 com as Arquiteturas OSI e TCP/IP TCP/IP Aplicações (FTP, Telnet, HTTP, DNS, SNMP, Mail, etc) 4. Transporte TCP UDP 3. Rede IP 2. Enlace 1. Física LLC MAC Física LLC - Logical Link Control MAC - Medium Access Control IEEE - Institute of Eletrical and Eletronics Engineers ANSI - American National Standards Institute FDDI - Fiber Distributed Data Interface PPP - Point-to-Point Protocol ATM - Asynchronous Transfer Mode Ethernet (IEEE 802.3) LLC (IEEE 802.2) Token Ring (IEEE 802.5) FDDI (ANSI X3T9.5) Tecnologias de Rede (Ethernet, FDDI, Token Ring, PPP, X25, Frame Relay, ATM, etc) FTP - File Transfer Protocol HTTP - HyperText Transfer Protocol DNS - Domain Name System SNMP - Simple Network Management Protocol TCP - Transmission Control Protocol UDP - User Datagram Protocol IP - Internet Protocol
Arquitetura IEEE 802 TCP/IP Aplicações Composição da Mensagem na Arquitetura de Rede (FTP, Telnet, HTTP, DNS, SNMP, Mail, etc) APL Header DADOS TCP UDP TCP Header INFO IP IP Header INFO LLC LLC Header INFO MAC MAC Header INFO MAC Trailer Física MAC Header LLC Header IP Header TCP Header APL Header DADOS MAC Trailer Segmento TCP Datagrama IP PDU (Protocol Data Unit) LLC Quadro (Frame) MAC Arquitetura IEEE 802: Subcamada LLC LLC MAC Física Oferece interface lógica padrão para a camada superior que utiliza seus serviços através dos SAPs (Service Access Points) Pode implementar controle de erros ou de fluxo Disponibiliza 3 tipos de operação de protocolo: Tipo 1 - Protocolo não orientado à conexão e sem reconhecimento Tipo 2 - Protocolo orientado à conexão com reconhecimento Tipo 3 - Protocolo não orientado à conexão com reconhecimento Formato da PDU (Protocol( Data Unit) ) para o LLC 8 bits 8 bits 8 ou 16 bits 8 * m bits DSAP SSAP CONTROL INFO LLC Header DSAP = Destination Service Access Point SSAP = Source Service Access Point Control = Campo que define o tipo da PDU
Arquitetura IEEE 802: Subcamada LLC A Windows B Windows C Netware FTP Client Netware FTP Client Netware SRVR Netware SPX TCP TCP SPX SPX IPX IP IP IPX IPX (A1) LLC (A2) (B1) LLC (B2) SAP (C1) LLC MAC MAC MAC Física Física Física 1. A pilha TCP/IP do computador A troca mensagens com a pilha TCP/IP do computador B através da conexão estabelecida entre os SAPs (Service Access Points) A2 e B1. 2. A pilha IPX/SPX do computador A troca mensagens com a pilha IPX/SPX do computador C através da conexão estabelecida entre os SAPs A1 e C1. IPX - Internetwork Packet Exchange SPX - Sequenced Packet Exchange Ethernet: : Subcamada MAC (Medium( Access Control) LLC MAC Física Responsável pelo controle de acesso ao meio físico No caso do Ethernet utiliza-se: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Colision Detection) Outras tecnologias utilizam outros métodos de acesso (ex:token Passing) Na transmissão: Recebe a PDU da camada LLC Monta o frame inserindo os campos do Header e Trailer MAC Executa o algoritmo CSMA/CD Envia o frame para a camada física Na recepção: Recebe o Frame da camada física Verifica os campos do Header e Trailer MAC Envia a PD para a camada LLC
Ethernet: : Subcamada MAC (Medium( Access Control) Transmissão de Frames Fluxo de Transmissão de Frames utilizando o CSMA/CD LLC MAC Física Monta Frame Espera tempo de backoff N Meio Livre? S Backoff = random (0,2**num. tentativas) * slottime SlotTime = 51,2 µs (tempo para TX 64 bytes) Calcula tempo de backoff N Inicia Transmissão Colisão? S Envia Jam de 32 bits Incrementa Num tentativas Num Max. Tentativas (16)? S Erro: excesso de colisões N N Fim de Transmissão? S Transmissão OK Ethernet: : Subcamada MAC (Medium( Access Control) Recepção de Frames Fluxo de Recepção de Frames Inicia Recepção Erro Alinhamento S N S N Fim de Recepção? S Frame pequemo? Endereço N S N reconhecido? FCS válido? Bits extras? N Erro: FCS S LLC MAC Física Tamanho válido? S S Desmonta o quadro N Erro: Tamanho Recepção OK
Ethernet: : Subcamada MAC (Medium( Access Control) Formato do Frame MAC para 802.3 Preâmbulo SFD DA SA Tamanho INFO FCS MAC Header MAC Trailer Preâmbulo: Seqüência padrão de bits para sincronização da recepção. SFD (Start Frame Delimiter): Seqüência 10101011 Indica o início do quadro. DA (Destination Address): MAC Address de destino. (Se todos F =broadcast. SA (Source Address): MAC Address de origem. Tamanho: Quantidade de bytes do campo INFO (Protocolo no Ethernet V2) INFO: Contém a PDU recebida da camada LLC. FCS (Frame Check Sequence): Para detectar erros na recepção. Ethernet: : Subcamada MAC (Medium( Access Control) Endereçamento no Ethernet Preâmbulo SFD DA SA Tamanho INFO FCS Endereços MAC Address: 48 bits para identifição da estação no enlace 24 bits para identificação do fabricante 24 bits para identificação seqüencial Unicast Address: Específico de uma interface ethernet Multicast Address: De um grupo de estações em uma rede Broadcast Address: Todos os bits ligados FF.FF.FF.FF.FF.FF Destinado a todas estações na rede
Arquitetura IEEE 802: Camada Física LLC MAC Física Responsável pela transmissão transparente dos bits através do meio físico Leva em conta aspectos relacionados com as seguintes características: Mecânicas: tipos de cabos e conectores e etc Físicas: níveis de tensão e distâncias e etc Funcionais: função de cada pino do conector por exemplo Tipos de Transmissão: Baseband ou Broadband etc Ethernet: : Características Gerais Padrão: IEEE 802.3 Topologia: Barramento e/ou Estrela Taxa de Transmissão: 10 Mbps Método de Acesso ao Meio Físico CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Colision Detection) Meio Físicos Utilizados 10Base5 - cabo coaxial grosso de 50 ohms 500 Metros 10Base2 - cabo coaxial fino de 50 ohms 185 Metros 10BaseT - STP (Shielded Twisted Pair) ou UTP (Unshielded TP) 100 Metros 10BaseF - fibra óptica 2 Km Tipo de Aplicação: dados
Ethernet: : Camada Física 10Base2 Ethernet: : Camada Física 10BaseT CONECTORES RJ45 HUB ou SWITCH TP Cabo TP Cabo TP Placa de Rede Placa de Rede
Ethernet: : Camada Física 10BaseF HUB ou SWITCH FO CONECTORES FO Fibra Óptica Fibra Óptica Conversor TP - FO Conversor TP - FO Cabo TP Cabo TP Placa de Rede Placa de Rede Ethernet: : Camada Física 10BaseF Fibras Ópticas
Ethernet: : Domínio de Colisão SWITCH HUB Servidor DOMÍNIO DE COLISÃO DOMÍNIO DE COLISÃO HUB HUB DOMÍNIO DE COLISÃO DOMÍNIO DE COLISÃO Fast Ethernet Padrão: IEEE 802.3 u Topologia: Estrela Taxa de Transmissão: 100 Mbps Método de Acesso ao Meio Físico CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Colision Detection) Meio Físicos Utilizados 100BaseT4 - par trançado UTP ou STP 4 pares 100 Metros 100BaseTX - par trançado UTP ou STP 2 pares 100 Metros 100BaseFX - fibra óptica 2 vias 400 Metros Tipo de Aplicação: dados, voz e vídeo
Gigabit Ethernet Padrão: IEEE 802.3 z Topologia: Estrela Taxa de Transmissão: 1 Gbps Método de Acesso ao Meio Físico CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Colision Detection) Meio Físicos Utilizados 1000BaseCX - Shielded copper - cabo coaxial - 25 Metros 1000BaseT - UTP - par trançado 4 pares - 100 Metros 1000BaseSX - Short-wave laser - fibra óptica - 500 Metros 1000BaseLX - Long-wave laser - fibra óptica - 5000 Metros Tipo de Aplicação: dados, voz e vídeo 10 Gigabit Ethernet Padrão: IEEE 802.3 ae Topologia: Estrela Taxa de Transmissão: 10 Gbps Método de Acesso ao Meio Físico CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Colision Detection) Meio Físicos Utilizados 10GBASE-SR (Dark Fiber) e 10GBASE-SW (SDH) Multimode Fiber de 2 metros a 300 metros 10GBASE-LR (Dark Fiber) e 10GBASE-LW (SDH) Singlemode Fiber de 2 metros a 10 Kilometros 10GBASE-ER (Dark Fiber) e 10GBASE-EW (SDH) Singlemode Fiber de 2 metros a 40 Kilometros Tipo de Aplicação: dados, voz e vídeo
10 Gigabit Ethernet Ratificado formalmente pelo IEEE em 12 junho de 2002 Novas perspectivas de serviços pois além da velocidade o alcance máximo é de até 40 KM em fibra óptica monomodo O padrão permite apenas o modo de operação full-duplex Ainda bastante caro, mas tende a cair com o tempo Aplicável na construção de backbones rápidos em LANs ou MANS Aplicação dos Diversos Padrões Ethernet Servidor Servidor Servidor Servidor 1Gbps Módulos 10 Gbps 1Gbps SWITCH 10 Gbps SWITCH Módulos 1 Gbps 100 Mbps 100 Mbps SWITCH SWITCH SWITCH SWITCH 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps
Cabeamento Estruturado RACK HUB ou SWITCH PATCH PANEL PATCH CORDS PATCH PANEL TOMADA DE REDE TOMADA DE REDE TOMADA DE REDE TOMADA DE REDE ÁREA DE TRABALHO ÁREA DE TRABALHO ÁREA DE TRABALHO Cabeamento Estruturado Esquema de crimpagem de Cabos TP com conectores RJ-45 568B 568A
Cabeamento Estruturado Wireless LAN (Rede Local sem Fio) O padrão IEEE 802.11 foi desenvolvido para garantir a padronização de comunicação de dados entre dispositivos de redes locais sem fio. É conhecida também pelo nome de Wi-Fi, abreviatura de wireless fidelity (fidelidade sem fios), que é uma marca registrada pertencente à Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Padrão: IEEE 802.11b 11 Mbps IEEE 802.11a 54 Mbps (NÃO compatível com IEEE 802.11b) IEEE 802.11g 54 Mbps (compatível com IEEE 802.11b ) Arquiteturas: Ad-Hoc Infrastructure (utilizando Access Point) Taxa de Transmissão: 11 Mbps e 54Mbps Método de Acesso ao Meio Físico CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
Wireless LAN Wireless LAN: Arquiteturas do IEEE 802.11 Ad-Hoc: a comunicação entre as estações é direta. Não existem pontos fixos (vide figura 1). Infrastructure (utilizando Access Point): existem pontos fixos através dos quais se dá a comunicação (vide figura 2).
Wireless LAN: Problema do Nó Escondido C não consegue escutar A e pode começar a transmitir enquanto A também estiver transmitindo. A e C não conseguem detectar colisão. Apenas o receptor pode auxiliar na detecção de colisões. Wireless LAN: Componentes
Wireless LAN: Método de Acesso ao Meio Físico CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) Se o meio está ocupado, o transmissor aguarda um período randômico de tempo A colisão é evitada através do fluxo acima O RTS contém o endereço do destino e a duração da mensagem Todas as estação aguardam o tempo de duração da mensagem para evitar colisão O ACK é enviado para garantir que o dados foram recebidos Bluetooth: : Características O Bluetooth é a melhor aposta para interligação eletrônica em redes para interligação sem fio. Um celular pode ser usado para sincronizar a agenda de telefones com o PC ou palmtop, e uma câmera digital pode enviar fotos à impressora, por exemplo. Especificação aberta para conexão sem fio em curta distância, via freqüência de rádio Os sinais enviados chegam a 2,4 Ghz A taxa média de transmissão entre os aparelho baseados na tecnologia é de 1 Mbps A distância máxima entre os equipamentos é de 10 metros. As conexões podem ser ponto-a-ponto ou multiponto. Usa o software Bluetooth Conection Manager protocolo de comunicação Bluetooth v1.1
Bluetooth: : Aplicações Você chega ao escritório e coloca sua pasta na mesa. Enquanto em seu escritório, seu Assistente Digital Pessoal (PDA) automaticamente sincroniza com seu PC de mesa e transfere: Arquivos E-mails Informação de agenda de compromissos. Bluetooth: : Aplicações Enquanto em uma reunião, você acessa seu PDA para enviar sua apresentação ao quadro branco eletrônico. Você registra atas da reunião em seu PDA e sem nenhum cabo ligado, transfere as informações aos participantes presentes antes de que eles deixem a reunião.
Bluetooth: : Aplicações Um supervisor de uma fábrica, caminha por ela conferirindo o estado de cada equipamento de teste da linha de produção, carregando uma interface do usuário que instantâneamente acessa qualquer máquina. Ele verifica taxas de defeito de produto e falhas de peças em estações de trabalho selecionadas. Bluetooth: : Aplicações Você chega ao hotel. Quando você entra, você é registrado automaticamente e seu número de quarto e a chave eletrônica é transferida para seu PDA. Quando você chegua no quarto, a porta abre automaticamente.
Bluetooth: : Aplicações Ansioso em ver a estréia do filme, você chega ao cinema e acha fila longa para comprar ingressos. Usando sua tecnologia Bluetooth PDA, ela confirma e paga por seus ingressos, você evita a fila, entra no cinema, em seu assento preferido. Bluetooth: : Aplicações Você chega ao aeroporto e fila enorme é formada para marcar o assento e entregar o bilhete. Você evita a fila, enquanto isso seu PDA apresenta um ingresso eletrônico e automaticamente seleciona seu assento. O sistema de identificação de check-in da companhia aérea confere a identificação pela função embutida de "ID-etiqueta" que está no seu PDA e confirma seu assento reservado.
Tecnologias Mortas: Token Ring Padrão: IEEE 802.5 Topologia: Anel e/ou Estrela Taxa de Transmissão: 4 e 16 Mbps Método de Acesso ao Meio Físico: Token Passing Meio Físicos Utilizados Par trançado STP (Shielded Twisted Pair) ou UTP (Unshielded Twisted Pair) Fibra óptica Tipo de Aplicação: Dados High Speed Token Ring: Taxa de transmissão de 100 Mbps Tecnologias Mortas: FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Padrão: ANSI X3T9.5 Topologia: Duplo Anel com Tolerância a Falhas Taxa de Transmissão: 100 Mbps com taxa efetiva de 80 Mbps Método de Acesso ao Meio Físico: Token Passing Meio Físicos Utilizados: fibra óptica e par trançado Número máximo de estações no anel: 500 Comprimento máximo do anel: 100 Km Serviços de transmissão de dados oferecidos Assíncrono: instante de transmissão desconhecido Síncrono: previsibilidade de quando o token vai passar