REDES DE COMPUTADORES II
O padrão IEEE 802
O IEEE (Institute of Eletrical and Eletronic Engineers) criou uma
série de protocolos . O mais importante foi a série 802, que é
largamente usada e é um conjunto de protocolos usados no
acesso a rede. Os protocolos IEEE 802 possuem três camadas,
que equivalem as camadas 1 e 2 do modelo OSI. A camada 2 do
modelo OSI no modelo IEEE 802 é dividida em duas: Controle do
Link Lógico(LLC) e Controle de Acesso ao Meio (MAC).
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O padrão IEEE 802
Como a maioria das redes usa o padrão IEEE 802 para acessar a
rede (isto é, o cabeamento), podemos dizer que o modelo de
protocolo é como mostrado na figura:
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As camadas 3 a 7 do modelo OSI serão preenchidas de acordo
com os protocolos usados na rede, que poderão equivaler a
uma ou mais dessas camadas.
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O padrão IEEE 802
Existem vários padrões IEEE 802, como o IEEE 802.2, IEEE 802.3,
etc. o padrão IEEE 802.2 especifica o funcionamento da camada
de Controle do Link Lógico (LLC). Os demais padrões IEEE
operam na camada de Controle de Acesso ao Meio (MAC) e na
camada física, conforme mostra a figura:
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IEEE 802.3 (Ethernet): Usa o conceito de detecção de colisão,
chamado CSMA/CD, onde todos os computadores da rede
compartilham um mesmo cabo. Os computadores só podem
enviar dados para a rede quando o cabo está livre. Caso dois
computadores tentem enviar um dado ao mesmo tempo na
rede, há uma colisão e as placas de rede esperam um período
de tempo aleatório e tentam reenviar o pacote para o cabo de
rede.
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Tipicamente as transmissões de dados desse padrão são de 10
Mbps, embora já existam as revisões para suportar taxas de
transmissão mais altas: 100 Mbps e 1 Gbps.
IEEE 802.5 (Token Ring): Usado em redes com topologia em
anel. Um pacote especial, chamado token (ficha) circula no anel
passando de micro em micro. Somente o computador que
detenha o token pode enviar dados, gravando o seu pacote de
dados dentro do token. A ficha circula no anel até atingir o
destino do dado, quando então será descarregada, ficando livre
para receber um novo dado. Esse padrão de dados não é tão
comum.
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Como dissemos, esses padrões IEEE, além de desempenharem
parte do papel da camada 2 do padrão OSI, desempenham
também o papel da camada 1, a camada física. Com isso, esses
padrões definem outros detalhes como, por exemplo, o tipo de
conector que será usado pela placa de rede.
O padrão IEEE 802.3 é o protocolo mais comum para
transmissão de dados na rede. Em geral, quando usamos o
termo protocolo de rede normalmente estamos nos referindo a
protocolos que trabalham nas camadas 3 e 4 do modelo OSI,
como o TCP/IP, o IPS/SPX e o NetBEUI.
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Em outras palavras, o modelo ISO apresenta um modelo de sete
camadas que, em princípio, poderia usar até sete protocolos
(um para cada camada) para fazer uma rede funcionar. Na
prática, para que computadores consigam trabalhar em rede,
uma série de protocolos são usados, em geral cada um
equivalendo a uma ou mais camadas do modelo OSI. Os
protocolos IEEE 802 trabalham nas camadas 1 e 2 e podem ser
usados em conjunto com outros protocolos comerciais, como e
TCP/IP, o IPX/SPX e o NetBEUI, entre outros.
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Uma representação mais fiel ao mundo real do que ocorre na
maioria das redes pode ser vista na figura a seguir. As
reticencias indicam camadas superiores, isto é, os protocolos de
redes usados na máquina.
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Controle de Cesso ao Meio (MAC)
O controle de acesso ao meio define, entre outras coisas, o uso
de um endereço MAC em cada placa de rede. Quando falamos
anteriormente que cada placa de rede possui um endereço
único gravado em hardware, na verdade estávamos nos
referindo ao seu endereço MAC, já que o padrão IEEE é o mais
usado em redes. Cada placa de rede existente em um
dispositivo conectado á rede possui um endereço MAC único,
que é gravado em hardware e teoricamente não há como ser
alterado.
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Controle de Cesso ao Meio (MAC)
O MAC é padronizado da seguinte forma: os três primeiros
bytes são o endereço OUI (Organizationally Unique Identifier),
que indicam o fabricante da placa de rede. Os três últimos bytes
são controlados pelo fabricante da placa de rede, e cada placa
de rede produzida por cada fabricante recebe um numero
diferente. Assim, o fabricante que quiser produzir uma placa de
rede deverá se cadastrar no IEEE para ganhar o numero OUI.
Cada fabricante é responsável por controlar a numeração MAC
das placas de rede que produz.
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Controle de Cesso ao Meio (MAC)
No quadro enviado à rede, a camada de Controle de Acesso ao
Meio irá incluir o endereço MAC de origem e de destino. A placa
de rede contendo o endereço de destino irá capturar o quadro,
enquanto as demais placas de rede não entrarão em ação
naquele momento.
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Controle de Cesso ao Meio (MAC)
Outra função da camada de MAC é justamente controlar o uso
do cabo. Ela verifica se o cabo está ou não ocupado. Se o cabo
estiver ocupado, o quadro não é enviado. Essa camada espera o
cabo ficar livre para tentar uma retransmissão, esperando um
período aleatório de tempo, para que não ocorra uma nova
colisão. A camada MAC usa um driver para acessar a camada
física. Esse driver é justamente o driver da placa de rede, que
ensina a esta camada como lidar com o modelo da placa de
rede atualmente instalada no dispositivo.
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O IEEE 802.11b utiliza a frequência de 2.4GHz, a mesma
utilizada por outros padrões de rede sem fio e pelos
microondas, todos potenciais causadores de interferência.
A figura a seguir ilustra um adaptador de rede sem fio de
2.4GHz.
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O IEEE 802.11a por sua vez utiliza a frequência de 5GHz, onde a
interferência não é problema.
Graças à frequência mais alta, o padrão também é quase cinco
vezes mais rápido, atingindo respeitáveis 54Mbps. Note que
esta é a velocidade de transmissão “bruta” que inclui todos os
sinais de modulação, cabeçalhos de pacotes, correção de erros,
etc. a velocidade real das redes 802.11a é de 24 a 27Mbps,
pouco mais de 4 vezes mais rápido que no 802.11b.
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Outra vantagem é que o 802.11a permite um total de 8 canais
simultâneos, contra apenas 3 canais no 802.11b. Isso permite
que mais pontos de acesso sejam utilizados no mesmo
ambiente, sem que haja perda de desempenho.
O grande problema é que o padrão também é mais caro, por
isso a primeira produção vai ser destinada ao mercado
corporativo, onde existe mais dinheiro e mais necessidade de
redes mais rápidas.
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Além disso, por utilizarem uma frequência mais alta, os
transmissores 802.11a também possuem um alcance mais
curto, teoricamente metade do alcance dos transmissores
802.11b, o que torna necessário usar mais pontos de acesso
para cobrir a mesma área, o que contribui para aumentar ainda
mais os custos.
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Ao contrário do que o nome sugere, o 802.11a é um padrão
mais recente do que o 802.11b. Na verdade, os dois padrões
foram propostos pelo IEEE na mesma época, mas o 802.11b foi
finalizado antes e por isso chegou ao mercado com
antecedência. Os primeiros periféricos 802.11a foram lançados
em novembro de 2001.
O IEEE 802.11g é um padrão recentemente aprovado pelo IEEE,
que é capaz de transmitir dados a 54Mbps, assim como o
802.11a.
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A principal novidade é que este padrão utiliza a mesma faixa de
frequência do 802.11b atual: 2.4GHz. Isso permite que os dois
padrões sejam intercompatíveis.
A idéia é que se possa montar uma rede 802.11b agora e
posteriormente adicionar placas e pontos de acesso 802.11g,
mantendo os componentes antigos, assim como hoje em dia
temos liberdade para adicionar placas e hubs de 100Mbps a
uma rede já existente de 10Mbps.
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A velocidade de transferência nas redes mistas pode, ou ser de
54Mbps ao serem feitas transferências entre pontos 802.11g ou
de 11Mbps quando um dos pontos 801.11b estiver envolvido,
ou então ser de 11Mbps em toda a rede, dependendo dos
componentes que forem utilizados. Esta é uma grande
vantagem sobre o 802.11a, que também transmite a 54Mbps,
mas é incompatível com os outros dois padrões.
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Exercícios:
1. Relacione as três camadas do modelo IEEE com o modelo
OSI, destacando suas funcionalidades .
2. Comente sobre o protocolo 802.3.
3. Comente sobre o protocolo 802.5.
4. Comente sobre o protocolo 802.11.