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Ethernet Tradicional em LAN É a tecnologia mais utilizada em redes locais e que popularizou o uso das redes de computadores. Diversos foram os fatores que tornaram esse padrão tão popular - a exemplo de custo, escalabilidade (facilidade de expansão), confiabilidade e ferramentas de gerenciamento disponíveis. Dispositivos Ethernet se conectam a um meio comum que fornece um caminho para os sinais elétricos. Originalmente esse meio era um cabo coaxial, mas hoje se utiliza o cabo de par-trançado ou fibra ótica. 3

Ethernet Tradicional em LAN Na figura abaixo pode ser observado o esboço com o desenho inicial do sistema Ethernet original, feito por Robert Metcalfe em 1976. Em 1985 a tecnologia Ethernet se tornou um padrão aberto e recebeu a denominação IEEE 802.3 CSMA/CD. 4

Ethernet Tradicional em LAN A Ethernet (802.3) se aplica às camadas 1 e 2 do RM-OSI, organizando suas especificações técnicas dentro do escopo de cabeamento (meio físico) e do acesso ao meio (enlace). 5

Ethernet Tradicional em LAN (LLC, IEEE 802.2) Controle do Link Lógico Inclui informações do protocolo de alto nível que entregou o pacote de dados a ser transmitido. Com isso a máquina receptora tem como saber para qual protocolo de alto nível ela deve entregar os dados de um quadro que ela acabou de receber. 6

Ethernet Tradicional em LAN (MAC, IEEE 802.3) Controle de Acesso ao Meio Monta o quadro de dados a ser transmitido pela camada física, incluindo cabeçalhos próprios (endereços). Na Ethernet todas as placas de rede possuem um endereço físico único que é gravado em uma memória ROM também denominado Endereço MAC (MAC Address). Endereço MAC (6 Bytes / 48 bits) 00 : E0 : 91 : 37 : E4 : 31 ID do Fabricante ID da Placa de Rede 7

Ethernet Tradicional em LAN Camada Física Transmite os quadros entregues pela camada MAC usando o método CSMA/CD (que estudaremos adiante). Define como os dados são transmitidos através do cabeamento da rede e também o formato dos conectores usados na placa de rede. 8

Ethernet Tradicional em LAN Os métodos de acesso ao meio são importantes porque definem as regras para que múltiplos computadores possam se comunicar de maneira organizada em uma rede que compartilha o mesmo canal. Sem eles vários computadores tentariam transmitir ao mesmo tempo e isso iria gerar um grande caos na rede, uma vez que os pacotes por eles gerados certamente entrariam em colisão com freqüência. O método empregado na Ethernet tradicional é: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Colision Detection) 9

Ethernet Tradicional em LAN Carrier Sense Multiple Access - Colision Detection É o método de acesso ao meio empregado em redes com topologia lógica de barramento que compartilham o mesmo canal de comunicação, também chamado de domínio de colisão. Obs.: As redes possuem topologia de barramento quando estão fisicamente ligadas pelo cabo coaxial (vide figura) ou quando estão logicamente conectadas através de um HUB. 10

Ethernet Tradicional em LAN Com a adoção de switches na interligação dos computadores e utilização da técnica de comutação, as máquinas se comunicam por pares seguindo uma topologia física de estrela. Redes Ethernet modernas são bem diferentes das redes tradicionais que utilizavam longos cabos coaxiais em barramento. Atualmente as redes são comutadas (estrela) e utilizam cabos de par-trançado e/ou fibra ótica, oferecendo desempenho muito superior... 11

Ethernet Tradicional em LAN Com a adoção de switches na interligação dos computadores e utilização da técnica de comutação, as máquinas se comunicam por pares seguindo uma topologia física de estrela. Dessa forma se torna desnecessário o uso do CSMA/CD, uma vez que o canal de comunicação sempre estará disponível entre duas estações locais. Ou seja, o meio não é mais compartilhado e deixa de existir domínio de colisão na rede. 12

Ethernet Tradicional em LAN Com o desenvolvimento das tecnologias de cabeamento e dos equipamentos de rede (hardware), a tecnologia Ethernet tradicional evoluiu e surgiram diversas derivações: Padrão Identificador Tecnologia Mídia / Cabo Velocidade Topologia 802.3 10BASE5 Ethernet Original Coaxial Grosso 010 Mbps Barramento 802.3a 10BASE2 Ethernet Coaxial Fino 010 Mbps Barramento 802.3i 10BASE-T Ethernet UTP Cat5 010 Mbps Estrela 802.3u 100BASE-TX Fast Ethernet UTP Cat5e 100 Mbps Estrela 802.3z 1000BASE-FX Gigabit Ethernet Fibra Ótica 001 Gbps Estrela 802.3ab 1000BASE-T Gigabit Ethernet UTP Cat5e 001 Gbps Estrela 802.3an 10GBASE-X 10GbE Fibra Óptica 010 Gbps Estrela 13

Ethernet Tradicional em LAN O Padrão IEEE 802.3z (Gigabit-Ethernet) foi desenvolvido para enorme largura de banda nas redes de transporte (backbone), descongestionando os gargalos ao operar com taxas de 1 Gbps. Além de ser indicada para backbones, essa tecnologia se torna uma excelente opção para ambientes em que existem aplicações multimídia que requerem alto desempenho. 14

Ethernet Tradicional em LAN Figura. Cenário de Aplicação de Tecnologia Gigabit-Ethernet 15

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Metro Ethernet Essa nova tecnologia é ideal para conectar backbones metropolitanos a grandes distâncias. Figura. Cenário de Aplicação de Tecnologia 10GbE 17

Metro Ethernet Comparativo de Custos 18

Metro Ethernet 19

Metro Ethernet Figura. Tendência de Migração das Redes Metropolitanas de Transporte (Backbones) 20

Metro Ethernet Custo e Complexidade das Redes é Reduzido Capacidade do Backbone Aumenta p/ 10 Gbps Diminui o Número de Elementos na Rede Diminui o Número de Protocolos na Rede Arquitetura Simplificada da Rede Figura. Tendência de Migração das Redes Metropolitanas de Transporte (Backbones) 21

Metro Ethernet Interfaces Padronizadas pelo IEEE: 22

Metro Ethernet Figura. Redes Metropolitanas c/ Núcleo 10 GbE 23

Metro Ethernet Exemplo de Equipamento O módulo WS-X6501-10GEX4 (da Cisco) pode ser acoplado aos Switches 6500 e 7600. O módulo opera com 10GbE e custa US$ 80.000,00! 24

Metro Ethernet Dificuldades Suporte a QoS: Ethernet não oferece suporte a QoS, que é um dos pontos mais fortes da tecnologia ATM (concorrente). O padrão IEEE 802.1p cria um mecanismo de prioridade parecido com QoS, através de cabeçalhos adicionais (campo CoS) em links trunk (802.1q). 25

Serviços Metro-Ethernet Ethernet Private Line (EPL) Utiliza circuitos ponto-a-ponto do tipo EVC (Ethernet Virtual Circuits) entre duas unidades. Provê conectividade transparente porque utiliza encapsulamento de camada 2 (enlace). Não permite a multiplexação de serviços, ou seja, cada interface física representa um único circuito. 26

Serviços Metro-Ethernet Ethernet Virtual Private Line (EVPL) Através de VLANs uma única interface física pode ser utilizada para criar múltiplos circuitos lógicos. Assim, com múltiplos circuitos P2P é possível construir uma topologia hub-and-spoke para provimento de comunicações de natureza ponto-multiponto. 27

Serviços Metro-Ethernet Ponto-a-Ponto Multiponto Hub-and-Spoke 28

Serviços Metro-Ethernet Ethernet Virtual Circuits (EVC) 29

Serviços Metro-Ethernet Arquitetura Geral da Rede Metro Ethernet 30

VPLS (Virtual Private LAN Services) É um tipo de VPN-L2 (Layer-2) que suporta a comunicação entre múltiplos sites através de um único domínio de broadcast, sobre uma rede IP/MPLS. VPLS emprega uma interface Ethernet nos clientes, denominada UNI (acrônimo de User Network Interface), simplificando a fronteira LAN/WAN para provedores e clientes. Todos os serviços no VPLS parecem estar na mesma LAN, independente da localização geográfica (WAN). 31

VPLS (Virtual Private LAN Services) Topologia Física Visão da Operadora Topologia Lógica (Layer-2) Visão do Cliente 32

Multi-GbE O futuro da tecnologia é promissor... 33

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