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• PROTOCOLO MAC (Media Access Control) – Não existe controlador central
– Entrega por broadcast
– Canal compartilhado
– CSMA/CD • Carrier Sense – escutar canal
• Multiple Access – prioridade igual de acesso ao canal
• Collision Detect – sentir a colisão no canal
ETHERNET
• PROTOCOLO MAC (Media Access Control) • Regras de controle de acesso à mídia – CSMA/CD
– Sinal está sendo transmitido • PORTADORA
– Quando deseja transmitir • AUSÊNCIA DE PORTADORA
– Canal ocioso – espera breve tempo – IFG (InterFrame Gap – 96 bits)
• TRANSMITE QUADRO
– Duas estações transmitem simultaneamente • DETECÇÃO DE COLISÃO • REPROGRAMAR TRANSMISSÃO
ETHERNET
• Regras governam transmissão – Sem portadora, tempo >= IFG
• TRANSMITA • Vários quadros
– Intervalo IFG
– Com portadora • Ouvir até fim portadora
– Detectada colisão • Transmitir + 32 bits (Sinal de Engarrafamento de
Imposição de Colisão) • Espera e reprograma transmissão
ETHERNET
Pacote
começa no
tempo 0
A B
(a)
A B
(b)
Pacote quase
em B em t - ε
A B
(c)
Colisão no
tempo t A B
(d)
Rajada de ruído
volta para A em
2t
ETHERNET
CSMA/CD Tempo t atingir outra extremidade
A medida que a velocidade cresce, o comprimento do quadro mínimo deve aumentar ou o comprimento do cabo diminuir.
Pino Cor Função
1 Branco com Verde +TD
2 Verde -TD
3 Branco com Laranja +RD
4 Azul Não usado
5 Branco com Azul Não usado
6 Laranja -RD
7 Branco Marrom Não usado
8 Marrom Não usado
ETHERNET
Utilização Fios
• Ethernet Full-Duplex
– Comunicação simultânea entre duas estações
– Estações ligadas segmentos ponto a ponto
– Dobra a capacidade agregada do link
– Limite: recursos de mídia
– Especificação IEEE 802.3x
ETHERNET
Requisitos
– Sistema de mídia com percurso de transmissão e
recepção independentes: par trançado e FO
– Duas estações ligadas por links ponto a ponto full-
duplex (CSMA/CD é desativado)
– Duas estações configuradas e são capazes de utilizar
o modo de operação full-duplex
Obs:
– O IFG continua a existir
ETHERNET
Co
ntr
ola
do
ra d
a E
staç
ão
Co
ntr
ola
do
ra d
a E
staç
ão
TX
RX
TX
RX
Operação Full-Duplex
ETHERNET
Maiores Benefícios Verificados:
– Links Backbone
– Servidores / Hub Comutação
Distâncias de Segmento de Mídia Full-Duplex
– Par trançado 100 m (limitação imposta pelas
características de transporte do sinal no cabo)
– Fibra ótica 2 a 20 Km
ETHERNET
• Domínio de Colisão
– Sistema Ethernet cujos elementos (cabos, repetidores, interfaces de estação e outros) fazem parte do mesmo domínio de temporização do sinal.
ETHERNET
• REPETIDOR – Nível de sinal
– Não toma decisões baseada em endereços
– Retransmite sinal
– Limite 1.024 estações
– Somente modo half-duplex
• FUNÇÕES – Impor colisões a todos os segmentos
– Restaurar amplitude sinal
– Fragmentar a extensão
ETHERNET
• REPETIDORES
– Hub de chassi
– Hubs empilháveis
– Hubs gerenciáveis
• Monitorar portas
• Análise tráfego
ETHERNET
Hubs de Comutação (Switch)
– Separam domínios de colisão
– Ligam segmentos de velocidades diferentes
– Baseada no endereço MAC
– Controlam o fluxo
– Aumentam largura de banda
– IEEE 802.3D
ETHERNET
Hubs de Comutação - Funcionamento
– Aprendizagem dos endereços dos quadros
– Decide encaminhamento do quadro
– Portas em modo “promíscuo”
– Interface lê todos os quadros
– Inclui endereço em uma tabela (porta x
estação)
– Endereços não vistos – broadcasting
– Desaprender - período 5 min
ETHERNET
Hubs de Comutação - Recursos
– Gerenciamento (SNMP)
– Filtros personalizados
– Gerenciamento de Tráfego (prioridade)
– LANs Virtuais
– Aspectos de Projeto com Switch
– Recomendação de no máximo 7 saltos no
percurso entre duas estações
ETHERNET
Hubs de Comutação - Vantagens
– Aceitar várias conversações simultâneas entre as
portas
– Melhora desempenho da rede
– Oferece maior largura de banda e muitas portas
– Simples de instalar e operar
– Transparentes à operação Ethernet
– Ligação de segmentos em velocidades diferentes
ETHERNET
Hubs de Comutação
Switch
Porta 1
Porta 2
10 20 30
40 50 60
Estação Porta
10 1
20 1
30 1
40 2
50 2
60 2
ETHERNET
• LANs Virtuais – Agrupamento de fluxo de tráfego de uma
switch em LANs virtuais (VLANs)
• VLAN é um grupo de portas de switch que se comportam como se estivessem em um hub de comutação independente
• VLANs podem também ser criadas baseadas no conteúdo dos quadros
ETHERNET
• Padrão VLAN 802.1Q
– Publicado em 1998
– Modo de implementação de VLAN independente do fabricante
– Informação acrescentada no QUADRO após o endereço de origem e antes do campo de tipo/tamanho
ETHERNET
ETHERNET 56 bits 8 bits 48 bits 48 bits 16 bits
46 a 1500 bits 32 bits
PRE SFD DA SA Len/Type
Data/PAD FCS
TPID TCI
16 bits
TPID Tag Protocol Identifier TCI Tag Control Information
16 bits
• Protocolos de Alto Nível e o Quadro Ethernet
ETHERNET
Address Resolution Protocol (ARP)
– Utilizado para mapear endereço IP (Nível superior) para endereço físico (MAC)
– Permite que o host origem encontre o endereço MAC do host destino
Protocolo ARP
• Address Resolution Protocol
• Utilizado para mapear endereço IP(Nível superior) para endereço físico (MAC)
• Permite que o host origem encontre o endereço MAC do host destino
Protocolo ARP • Funções:
– Determinar endereço físico
– Responder pedidos outros hosts
• Funcionamento – Antes de enviar:
• Verifica cache
• Se encontrar endereço, envia frame
• Se não encontrar, envia broadcast pedido ARP
Protocolo ARP
• O host A, cujo endereço IP é IA e endereço físico PA, deseja enviar dados ao host B, cujo IP é IB porém de endereço físico desconhecido. O host A
envia um datagrama especial em broadcast.
Protocolo ARP
• Apenas o host B responde, pois o datagrama foi endereçado via IP. O datagrama resposta é constituído do endereço IP (IB) mais o endereço físico PB. A partir desse instante o host A passa a endereçar o host B
apenas com seus endereços já conhecidos (PB e IB)
Protocolo ARP • Hardware Type (tipo do hardware): composto de dois octetos,
especifica o tipo de hardware utilizado na rede física. Se for 1, é rede Ethernet.
• Protocol Type (tipo do protocolo): composto de dois octetos, especifica o endereço do protocolo utilizado no nível superior do emissor. Redes TCP/IP sempre = #0800
• Operation (operação) : especifica se o datagrama é um pedido ARP (request 1 ) ou uma resposta ARP (reply 2), ou ainda um RARP (request 3, reply 4).
• HLEN e PLEN: habilitam o ARP para ser usado com redes arbitrárias porque eles especificam o comprimento dos endereços do hardware e dos protocolos do nível superior. O HLEN (Hardware Lenght) é utilizado para identificar o tamanho dos campos SENDER HA(HA emissor) e TARGET HA(HA destinatário). PLEN (Protocol Lenght) especifica o tamanho dos campos SENDER IP(IP emissor) e TARGET IP(IP destinatário).
Protocolo ARP
• SENDER HA (Sender Hardware Address) : endereço físico
(Ethernet) de quem envia o pacote.
• SENDER IP (Sender Protocol Address): endereço lógico (IP) de
quem envia o pacote.
• TARGET HA (Target Hardware Address) : Endereço físico
desejado. Na operação de request vai em branco, e, quem
responder preenche este campo.
• TARGET IP (Target Protocol Address) : Endereço lógico da
máquina desejada
Protocolo RARP • Reverse Address Resolution Protocol
• O endereço IP de uma máquina é conservado em uma área de armazenamento secundário, no disco rígido
• Quando uma máquina sem disco necessitar seu endereço IP ela utiliza o RARP.
Protocolo RARP - Máquinas sem disco precisam saber seu IP
- Servidores RARP possuem um banco de dados
com mapeamento IP X Ethernet
- Enviam requisição broadcast
- Recebe endereço IP fornecido por um servidor
RARP
- Armazena em memória até o próximo reboot
Protocolo RARP
• Host A sem disco envia um pedido RARP broadcast na rede que todos os hosts da mesma recebem
Protocolo RARP
• Os hosts B e D que são servidores RARP, replicam o datagrama RARP, com todos os campos preenchidos endereçados à máquina
• O host A recebe duas respostas RARP mas apenas uma é suficiente
Protocolo de Mensagem de Controle Transferência de mensagens
Indicam ocorrência de problemas na transmissão dos datagramas
Servem a operação de controle
Mensagens são gerados por gateways e estações de destino
Protocolo ICMP(Internet Control Message
Protocol)
Protocolo ICMP(Internet Control Message Protocol)
Formato da mensagem ICMP
Type(Tipo)
Identifica uma mensagem em particular
Code(Código)
Parâmetros da mensagem
Checksum
Código de verificação de erro
Protocolo ICMP(Internet Control Message Protocol)
Mensagem Tipo Código Descrição do Código
Resposta ao Eco 0 0 código não utilizado
Destinatário Inacessível 3
0
1
2
3
4
5
sub-rede inacessível
estação inacessível
protocolo inacessível
porta inacessível
fragmentação necessária e campo flag
não setado
falha na rota especificada
Ajuste de Fonte 4 0 código não utilizado
Redireção 5
0
1
2
3
redireciona datagrama para sub-rede
redireciona datagrama para estação
redireciona datagrama para tipo de
serviço e sub-rede
redireciona datagrama para tipo de
serviço e estação
Eco 8 0 código não utilizado
Tempo Excedido 11 0
1
tempo de vida excedido em transito
tempo de remontagem excedido
Protocolo ICMP(Internet Control Message Protocol)
• Encapsulamento da mensagem ICMP em
um Datagrama IP
• Referências Bibliográficas – ARNETT, Matthen Flint. Desvendando o TCP/IP. Rio de Janeiro: Campus, 1997. – CARVALHO, Tereza Cristina Melo de Brito (Org.). Arquitetura de Redes de
Computadores OSI e TCP/IP. 2. Ed. rev. ampl. São Paulo: Makron Books do Brasil, Brisa; Rio de Janeiro: Embratel; Brasília, DF: SGA, 1997.
– COMER, Douglas E. Interligação em rede com TCP/IP. 2. Ed. Rio de Janeiro: Campus, 1998. v.1.
– GASPARINNI, Anteu Fabiano L., BARELLA, Francisco Rogério. TCP/IP Solução para conectividade. São Paulo: Editora Érica Ltda., 1993.
– TANENBAUM, Andrew S. Redes de computadores. 3. Ed. Rio de Janeiro: Campus, 1997.
– SOARES, Luiz Fernando G. Redes de Computadores: das LANs, MANs e WANs às redes ATM. Rio de Janeiro: Campus, 1995.
– SPURGEON, Charles E. Ethernet: o guia definitivo. Rio de Janeiro: Campus, 2000.
– Gigabit Ethernet White Paper by Gigabit Ethernet Alliance (1997) http://www.gigabit-ethernet.org/ technology/whitepapers/gige_0997/papers97_toc.html
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