Arquitetura de Redes de
Computadores
Luiz Paulo Maia
Arquitetura de Redes Locais
Arquitetura de Redes Locais
1
Controle de acesso ao meio
(a)
Arquitetura de Redes Locais
(b)
2
Protocolos de controle
de acesso ao meio
Arquitetura de Redes Locais
3
Freqüência
Protocolo FDMA
Faixa 1
Faixa 2
Faixa 3
:
:
Faixa N
Tempo
Arquitetura de Redes Locais
4
Quadro
Arquitetura de Redes Locais
Quadro
:
:
Slot 4
Slot 3
Slot 2
Slot 1
Slot 4
Slot 3
Slot 2
Slot 1
Freqüência
Protocolo TDMA
Tempo
5
Arquitetura de Redes Locais
Sinal 3
Sinal 1
Sinal 2
Sinal 3
Sinal 2
Sinal 2
Sinal 1
Sinal 2
:
:
Sinal 2
Sinal 1
Sinal 1
Sinal 3
Sinal 3
Sinal 1
Sinal 3
Freqüência
Protocolo CDMA
Tempo
6
Protocolo ALOHA puro
Sim
Espera
Monta
quadro
Transmite
quadro
Terminou?
Sim
Colisão?
Não
Quadro
enviado
Não
Arquitetura de Redes Locais
7
Exemplo do protocolo ALOHA puro
Colisão
QC1
QC1
Estação C
QB1
QB1
Estação B
T0
QA2
QA2
QA1
Estação A
T1
Arquitetura de Redes Locais
T2
T3
T4
T5
T6
8
Protocolo slotted ALOHA
Monta
quadro
Verifica
slot
Início
slot?
Não
Arquitetura de Redes Locais
Sim
Espera
Sim
Transmite
quadro
Terminou?
Sim
Colisão?
Não
Quadro
enviado
Não
9
Exemplo do protocolo
slotted ALOHA
Colisão
Slot
QC1
QC1
Estação C
QB2
QB1
Estação B
T0
QA2
QA2
QA1
Estação A
T1
Arquitetura de Redes Locais
T2
T3
T4
T5
T6
T7
T8
10
Protocolo p-CSMA
Monta
quadro
Verifica
meio
Meio
livre?
Não
Arquitetura de Redes Locais
Sim
Espera
Sim
Transmite
quadro
Terminou?
Sim
Colisão?
Não
Quadro
enviado
Não
11
Protocolo np-CSMA
Monta
quadro
Verifica
meio
Meio
livre?
Espera
Não
Arquitetura de Redes Locais
Sim
Espera
Sim
Transmite
quadro
Terminou?
Sim
Colisão?
Não
Quadro
enviado
Não
12
Protocolo CSMA/CD
Monta
quadro
Verifica
meio
Meio
livre?
Não
Arquitetura de Redes Locais
Espera
Sim
Transmite
quadro
Sim
Colisão
Não
Terminou?
Sim
Quadro
enviado
Não
13
Protocolos CSMA e CSMA/CD
(a)
(b)
T0
Arquitetura de Redes Locais
T1
T2
14
Problema da estação escondida
Dados
X
Arquitetura de Redes Locais
Dados
Y
Z
15
Problema da estação exposta
Dados
X
Arquitetura de Redes Locais
Y
Z
W
16
Protocolo CSMA/CA
com RTS e CTS
RTS
(a)
X
Y
Z
Y
Z
Y
Z
CTS
(b)
X
Dados
(c)
X
Arquitetura de Redes Locais
17
Protocolo baseado em polling
W
X
Y
Z
N
Dados para
transmitir?
Master
Arquitetura de Redes Locais
18
Protocolo baseado em token
X
X
Q
Token
livre
T
Token
ocupado
T
Q
W
(a)
Y
W
(b)
Z
Z
X
X
Y
T
W
(c)
T
Q
Y
W
(d)
Q
Q
Z
Z
Arquitetura de Redes Locais
Y
19
Modelo IEEE 802
Camada de rede
802.16
WMAN
802.15
WPAN
802.11
WLAN
802.5
Token ring
PHY
802.4
Token bus
Física
802.2
802.3
Ethernet
Enlace
LLC
MAC
Meio de transmissão
Arquitetura de Redes Locais
20
Encapsulamento no modelo
IEEE 802
CA
Dado
Usuário
Dado
Aplicação
PDU de aplicação
CT
CA
Dado
Transporte
PDU de transporte
CR
CT
CA
Dado
Rede
Dado
LLC
PDU de rede
Cab.
LLC
CR
CT
CA
Camada
de
enlace
PDU LLC
Cab.
MAC
Cab.
LLC
CR
CT
CA
Dado
MAC
PDU MAC
Arquitetura de Redes Locais
21
PDU LLC
1
1
1 ou 2
Variável
DSAP
SSAP
Controle
PDU de rede
Arquitetura de Redes Locais
22
Quadros Ethernet
7
1
6
6
2
46-1500
4
Preâmbulo
I
Q
Endereço
destino
Endereço
origem
Tam
Dados
Checksum
8
6
6
2
46-1500
4
Preâmbulo
Endereço
destino
Endereço
origem
Tipo
Dados
Checksum
Arquitetura de Redes Locais
(a)
(b)
23
Endereçamento Ethernet
X
Z
(a)
W
X
Y
X
Z
Z
X
Z
(b)
W
X
Y
X
Z
Z
X
Z
(c)
W
X
Y
X
Arquitetura de Redes Locais
Z
Z
X
Z
24
Protocolo CSMA/CD
Monta
quadro
Verifica
meio
Espera
backoff
Calcula
backoff
Não
Não
Meio
livre?
Muitas
colisões?
Sim
Quadro
descartado
Sim
Aguarda
gap
Transmite
quadro
Colisão?
Sim
Envia
jam
Não
Não
Arquitetura de Redes Locais
Terminou?
Sim
Quadro
enviado
25
Tamanho mínimo
do quadro Ethernet
(a)
X
Y
X
Y
X
Y
(b)
(c)
Arquitetura de Redes Locais
26
Camada física do
Ethernet 10 Mbps
Arquitetura de Redes Locais
27
Topologia para
10BASE5 e 10BASE2
Estação
Arquitetura de Redes Locais
Estação
Estação
Estação
28
Topologia para 10BASE-T
Hub ou switch
Estação
Estação
Arquitetura de Redes Locais
Estação
Estação
29
Camada física do
Fast Ethernet
Arquitetura de Redes Locais
30
Camada física do
Gigabit Ethernet
Arquitetura de Redes Locais
31
Quadro Ethernet com
complemento
Endereço
destino
Endereço
origem
Tipo/
Tam
Dados
Checksum
Complemento
64 bytes
512 bytes
Arquitetura de Redes Locais
32
Camada física do
10 Gigabit Ethernet
Arquitetura de Redes Locais
33
Repetidores e hubs
Aplicação
Aplicação
Transporte
Transporte
Rede
Rede
Enlace
Física
Arquitetura de Redes Locais
Repetidor
Hub
Enlace
Física
34
Repetidores em redes Ethernet
Segmento A
Segmento C
Repetidor
Repetidor
Domínio
de colisão
W
X
Z
Segmento B
Y
Arquitetura de Redes Locais
35
Hub Ethernet
Hub
Domínio
de colisão
X
Arquitetura de Redes Locais
Y
36
Topologia em árvore
utilizando hubs
Hub Central
Hub A
Hub B
Hub C
Domínio
de colisão
W
Arquitetura de Redes Locais
X
Y
Z
37
Pontes e switches
Aplicação
Aplicação
Transporte
Transporte
Rede
Ponte
Switch
Rede
Enlace
Enlace
Física
Física
Arquitetura de Redes Locais
38
Pontes Ethernet
Segmento A
Domínio
de colisão
Ponte
W
X
Segmento B
Domínio
de colisão
Y
Arquitetura de Redes Locais
39
Switch Ethernet
Switch
W
Domínio
de colisão
X
Domínio
de colisão
Arquitetura de Redes Locais
Y
Domínio
de colisão
Z
Domínio
de colisão
40
Configuração com switch e hubs
Switch
Domínio
de colisão
Servidor
Hub A
W
Hub B
X
Domínio
de colisão
Arquitetura de Redes Locais
Hub C
Y
Domínio
de colisão
Domínio de
broadcast
Z
Domínio
de colisão
41
Tipos de redes sem fio
WWAN
WMAN
WLAN
WPAN
Arquitetura de Redes Locais
42
Tipos de BSS
Infra-estruturada
Ad hoc
AP
Arquitetura de Redes Locais
43
BSS, ESS e DS
ESS
Sistema de distribuíção
(DS)
AP
BSS
Arquitetura de Redes Locais
AP
BSS
44
Camada Física do IEEE 802.11
Arquitetura de Redes Locais
45
Modelo de camadas
do IEEE 802.11
Logical Link Control (LLC)
Camada
de enlace
PCF
MAC
DCF
Camada física
Arquitetura de Redes Locais
46
Coexistência entre PCF e DCF
B
PCF
CFP
Arquitetura de Redes Locais
DCF
CP
B
PCF
CFP
DCF
CP
47
Seqüência RTS-CTS-Dados-ACK
Transmissor
RTS
Receptor
Arquitetura de Redes Locais
Dados
CTS
ACK
48
Controle de acesso virtual (NAV)
Transmissor
RTS
Receptor
Dados
CTS
ACK
NAV Dados
NAV CTS
Outras
estações
NAV RTS
Tempo
Acesso adiado
Arquitetura de Redes Locais
49
Espaço entre quadros (IFS)
DIFS
Transmissor
SIFS
RTS
Dados
SIFS
Receptor
Outras
estações
SIFS
CTS
ACK
NAV
Tempo
Arquitetura de Redes Locais
50
Transmissão utilizando
fragmentação
DIFS
Transmissor
SIFS
RTS
SIFS
Frag. 0
SIFS
Receptor
SIFS
Frag. 1
SIFS
CTS
Frag. 2
SIFS
ACK0
SIFS
ACK1
ACK2
NAV Frag. 1
NAV CTS
Outras
estações
NAV RTS
NAV ACK0
NAV ACK1
NAV Frag. 0
Tempo
Arquitetura de Redes Locais
51
Quadro 802.11
2
2
6
6
6
2
6
0-2312
4
CQ
D/ID
Endereço 1
Endereço 2
Endereço 3
CS
Endereço 4
Dados
FCS
Arquitetura de Redes Locais
52
Campo CQ (controle do quadro)
2
Ver
2
Tipo
4
Subtipo
Arquitetura de Redes Locais
1
1
1
1
1
1
1
1
T F M R P M W O
D D F B M D B B
53