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•
•
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•
•
Título do material: Redes de Computadores II
Tipo de material: Transparências
Professor: Eduardo Garcia Pina
Código da disciplina: T806
Nome da disciplina: Comunicação de Dados
Versão: versão 01
Papel: A4
Data da última utilização: 12/04/2002
Número de páginas: 65
Observação: transparências apresentadas em sala de aula. A impressão deverá
ser feita em duas por página.
ACESSO AO MEIO
1
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
- CADA PROTOCOLO DE ACESSO ATENDE A
UMA TOPOLOGIA PARTICULAR
- ATRIBUTOS PARA AVALIAÇÃO
• CAPACIDADE
• JUSTIÇA
• PRIORIDADE
• ESTABILIDADE
• RETARDO DE TRANSFERÊNCIA
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
CAPACIDADE
É A MÁXIMA VAZÃO QUE O MÉTODO DE ACESSO
PODE TIRAR DO MEIO. AFETAM A CAPACIDADE:
• A TAXA DE TRANSMISSÃO
• COMPRIMENTO DA REDE
• NÚMERO DE NÓS
• TAMANHO DO QUADRO
• RETARDO EM CADA ESTAÇÃO
• ETC
2
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
JUSTIÇA
NÃO INDICA AUSÊNCIA DE PRIORIDADE E
SIM IGUALDADE DENTRO DE UMA MESMA
CLASSE DE PRIORIDADE.
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
PRIORIDADE
ACESSO COM PRIORIDADE É DESEJADO EM
APLICAÇÕES QUE ENVOLVEM TEMPO REAL.
3
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ESTABILIDADE
MEDE O COMPORTAMENTO DA REDE
COM VARIAÇÃO DE CARGA DE DADOS.
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
RETARDO DE TRANSFERÊNCIA
É A SOMA DOS ATRASOS DE ACESSO E
DE TRANSMISSÃO. MAIORIA DAS VEZES
É UMA VARIÁVEL ALEATÓRIA.
4
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
TIPOS DE ACESSO
• ACESSO BASEADO EM CONTENÇÃO
NÃO EXISTE ORDEM DE ACESSO
PODE HAVER COLISÕES DE QUADROS
• ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
EXISTE ORDEM DE ACESSO
NÃO HÁ COLISÕES
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO EM CONTENÇÃO
ALOHA E SLOTTED ALOHA
• UM COMPUTADOR CENTRAL COM UM CANAL
DE TRANSMISSÃO (SEM COLISÕES)
• VÁRIOS TERMINAIS E UM CANAL DE
RESPOSTA (COM COLISÕES)
• COLISÕES DETECTADAS PELA FALTA DE
RECONHECIMENTO
5
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO EM CONTENÇÃO
ALOHA E SLOTTED ALOHA
6
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO EM CONTENÇÃO - CSMA
• MÉTODO QUE TENTA EVITAR A COLISÃO
• ESCUTA O MEIO ANTES DE TRANSMITIR
• EM ALGUNS CASOS, ABORTA TRANSMISSÃO
DE QUADROS COLIDIDOS
• EXISTEM VÁRIAS ESTRATÉGIAS
• np-CSMA
• p-CSMA
• CSMA/CD
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO EM CONTENÇÃO - np-CSMA E p-CSMA
• TRANSMITE E ESPERA O RECONHECIMENTO
• ESPERA O TEMPO DE IDA E VOLTA E TEMPO DE
DISPUTA DE ACESSO PARA RECONHECIMENTO
• OS MÉTODOS DIFEREM QUANDO ENCONTRAM
O MEIO OCUPADO
7
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO EM CONTENÇÃO
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
• DETECÇÃO DE COLISÃO É REALIZADA
DURANTE A TRANSMISSÃO
• NO CASO DE COLISÃO A ESTAÇÃO ABORTA A
TRANSMISSÃO ESPERA E TENTA NOVAMENTE
• QUADRO DEVE TER TAMANHO MÍNIMO PARA
QUE TODAS AS ESTAÇÕES SINTAM A COLISÃO
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO EM CONTENÇÃO
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
TAMANHO MÍNIMO DOS QUADROS
M > 2 C tp PARA REDES EM BANDA BÁSICA
M > 4 C tp PARA REDES EM BANDA LARGA
ONDE:M => TAMANHO MÍNIMO PARA QUADRO
C => TAXA DE TRANSMISSÃO
tP => TEMPO DE PROPAGAÇÃO ENTRE OS
NÓS MAIS DISTANTES
9
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO EM CONTENÇÃO
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
A
A
Início da transmissão
B detecta meio livre
e inicia transmissão
A
B
B
A
B
B detecta colisão
A detecta colisão
B
BANDA BÁSICA
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO EM CONTENÇÃO - CSMA/CD
A começa a transmitir
A
B
B começa a transmitir
A
B
A
B
A detecta a colisão
BANDA
LARGA
20
10
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO EM CONTENÇÃO
M-CSMA (Multichannel Carrier Sense Multiple Access)
• MÚLTIPLOS CANAIS PARALELOS
• CANAIS COM BAIXAS TAXAS DE TRANSMISSÃO
• MÚLTIPLOS CANAIS OBTIDOS:
• TDM
• FDM
• WDM
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
POLLING
• USADO NA TOPOLOGIA EM BARRA
• ESTAÇÕES SÓ PODEM TRANSMITIR QUANDO
INTERROGADAS POR UM CONTROLADOR.
• EFICIÊNTES QUANDO AS ESTAÇÕES
TRANSMITEM POUCO E A BARRA É GRANDE.
11
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
POLLING
PRINCIPAL
A
E
C
B
D
G
F
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
SLOT
• UTILIZADO NA TOPOLOGIA EM ANEL
• CADA SLOT POSSUI UMA INDICAÇÃO DE
CHEIO OU VAZIO. PARA TRANSMITIR A
ESTAÇÃO DE ESPERAR EM SLOT VAZIO E
PREENCHÊ-LO COM A MENSAGEM.
12
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
SLOT
25
13
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
FASNET
• ESTAÇÃO TRANSMITE NA BARRA PARA
ESTAÇÕES COM ÍNDICES MAIORES E NA
BARRA B PARA ÍNDECES MENORES.
• ESPERA SLOT VAZIO, PREENCHE SLOT E SLOT
VAI CHEIO ATÉ O FINAL DA BARRA.
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
ATM RING
• COMPATÍVEL COM O ATM.
• PARA MELHORAR A EFICIÊNCIA, OS SLOTS
SÃO LIBERADOS NA PRÓPRIA ESTAÇÃO DE
DESTINO.
14
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
PASSAGEM DE PERMISSÃO EM BARRA (TOKEN BUS)
15
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
PASSAGEM DE PERMISSÃO EM ANEL (TOKEN RING)
31
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
PASSAGEM DE PERMISSÃO EM ANEL (TOKEN RING)
• SINGLE PACKET
APENAS UM QUADRO E UMA PERMISSÃO
NO ANEL.
• SINGLE TOKEN
APENAS UM TOKEN PORÉM PODE TER
MAIS DE UM QUADRO.
• MULTIPLE TOKEN
VÁRIOS TOKENS E VÁRIOS QUADROS.
16
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
TOKEN RING - SINGLE PACKET
R
T
R
T
ESTAÇÃO MUDA PERMISSÃO 33
PARA OCUPADA
ESTAÇÃO RECEBE
PERMISSÃO LIVRE
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
TOKEN RING - SINGLE PACKET
R
T
ESTAÇÃO TRANSMITE
MENSAGEM
R
ESTAÇÃO RETIRA SUA
MENSAGEM DO ANEL
T
34
17
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
TOKEN RING - SINGLE PACKET
R
T
R
ESTAÇÃO INSERE
PERMISSÃO LIVRE
T
35
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
TOKEN RING - SINGLE TOKEN
R
T
ESTAÇÃO RECEBE
PERMISSÃO LIVRE
R
T
ESTAÇÃO MUDA PERMISSÃO 36
PARA OCUPADA
18
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
TOKEN RING - SINGLE TOKEN
R
T
ESTAÇÃO TRANSMITE
MENSAGEM
R
T
ESTAÇÃO RECEBE SUA
MENSAGEM DE VOLTA
37
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
TOKEN RING - SINGLE TOKEN
R
R
R
TT
ESTAÇÃO LIBERA PERMISSÃO
E RETIRA SUA MENSAGEM
T
38
19
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
TOKEN RING - MULTIPLE TOKEN
R
T
R
T
ESTAÇÃO MUDA PERMISSÃO 39
PARA OCUPADA
ESTAÇÃO RECEBE
PERMISSÃO LIVRE
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
TOKEN RING - MULTIPLE TOKEN
R
T
ESTAÇÃO TRANSMITE
MENSAGEM
R
T
ESTAÇÃO INSERE
PERMISSÃO LIVRE
40
20
NÍVEL DE ENLACE
MÉTODOS DE ACESSO AO MEIO
ACESSO ORDENADO SEM CONTENÇÃO
TOKEN RING - MULTIPLE TOKEN
R
T
ESTAÇÃO RECEBE
PERMISSÃO LIVRE
R
T
ESTAÇÃO TRANSMITE E 41
INSERE PERMISSÃO LIVRE
REDES LOCAIS E METROPOLITANAS
21
REDES COM FIO (WIRED LANs)
Escritórios
Estrela
Anel
T opo
Barra
Wired LANs
Hub
Fibra óptica
Ap
lo g ia
s
es
açõ
lic
e
s d são
o
i
e is
M sm
n
t ra
Par trançado
Cabo coaxial
Ac
es
me so a
io o
Slot
Indústrias
Universidades
Hospitais
CSMA/CD
Passagem de ficha
PADRÕES PARA REDES COM FIO
• CSMA/CD bus
• Token ring
• Token bus
22
PADRÕES PARA REDES COM FIO
IEEE
OSI
Enlace
LLC
MAC
Físico
802.2
802.3 802.4 802.5
PADRÕES PARA OS NÍVEIS FÍSICOS E DE ENLACE
• PADRÃO IEEE 802.3 (CSMA/CD BUS)
• PADRÃO IEEE 802.4 (TOKEN BUS)
• PADRÃO IEEE 802.5 (TOKEN RING)
CSMA/CD BUS
Name
Cable
Max. segment
length
Nodes per
segment
10Base5
Thick Coaxial
500m
100
10Base2
Thin Coaxial
185m
30
10BaseT
Twisted Pair
100m
1024
10BaseF
Optical Fibre
2km
1024
23
CABO COAXIAL
Thinnet
Thicknet
24
Unshielded Twisted Pair
Categories of UTP
Category
MHz
Use
1
None
Alarm systems and other non-critical
applications
2
None
Voice, EIA-232, and other low-speed data
3
16
10BaseT Ethernet, 4-Mbits/s Token Ring
LANs, 100Base-T4, 100VG-Any LAN, basic
rate ISDN. Generally the minimum standard
for new installations
4
20
16-Mbits/s Token Ring LANs.
Not widely used.
5
100
6
200 – 250
TP-PMD, SONET, OC-3 (ATM), 100BaseTX. The most popular UTP cable for new
data installations.
622 Mbit/s ATM
Not widely used
7
600 - 750
Not widely used
25
CSMA/CD BUS
Camadas superiores
Aplicação
LLC
Apresentação
MAC
Sessão
PLS
Transporte
DTE
com
DTE
MAU
externo com
MAU e
AUI
internos
Attachment Unit
Interface (AUI)
Rede
Medium Attachment
Unit (MAU)
Medium Dependent
Interface (MDI)
Enlace
Físico
Meio Físico
10 BASE 5 (THICK WIRE)
MAU
Cabo AUI
Conector
de
pressão
(MDI)
Cabo coaxial
grosso
Interface 802.3
comMAU
externo
Conector “N”
macho
Conector AUI
de 15 pinos
Terminador 50 ohm
26
10 BASE 5 (THICK WIRE)
DTE
Sistema de
comunicação
Segmentos
Repetidor
Drop cable
Terminador
Unidade transceptora/
tap integrado
10 BASE 5 (THICK WIRE)
• Funções do transceptor
– enviar e receber dados do meio de transmissão.
– detectar colisões.
– prover isolação elétrica entre o cabo e a
interface.
– proteger o meio de problemas no DTE.
27
10 BASE 5 (THICK WIRE)
Distância mínima
entre os
transceptores 2,5 m
Extensão máxima
do segmento
500 m
Máximo de 5
segmentos
Transceptor
Máximo de 3
segmentos
com estações
Máximo de 100
estações por segmento
Extensão máxima
do cabo transceptor
50 m
Máximo de 4
repetidores
10 BASE 2 (THIN WIRE)
Cabo coaxial fino
Conector BNC
macho
Interface 802.3
com MAU
interno
Conector T BNC
MDI BNC Fêmea
Terminador
BNC macho 50 ohm
28
BNC Connectors
10 BASE 2 (THIN WIRE)
Cada segmento deve ser
aterrado em uma ponta
Não pode haver mais do que
4 repetidores em toda a
rede. Um repetidor também
conta como um PC.
Conector - T
Repetidor
O comprimento máximo total
é de 925 m se cinco
segmentos forem usados
O cabo é RG58A/U ou RG58C/U
Um segmento não pode ter mais
de 30 PCs e deve ter um
comprimento máximo de 185 m
A distância mínima entre
conectores T é de 0,5 m
As pontas de cada segmento
devem ser terminadas
29
10 BASE T (HUB E PAR TRANÇADO)
R
Plugs RJ-45
Par trançado
Interface 802.3
com
MAU interno
Conector AUI
15 pinos
Conector BNC
RJ 45 Connectors
30
10 BASE T (HUB E PAR TRANÇADO)
DTE
DTE
DTE
10 BASE T (HUB E PAR TRANÇADO)
Coluna 10BASE2
ou 10BASE5
Máximo de 99,98 m (328 pés)
31
10 BASE F
Segmento 10Base-FL (2000 m no máximo)
RX TX
MAU
Conector AUI
15 pinos
TX
RX
TX
10BASE-FL
RX
TX
RX
R
Hub repetidor
10Base-FL
Interface 802.3
com
MAU externo
Cabo AUI
10 BASE F
Segmento 10Base-FP (500 metros no máximo)
TX
Conector AUI
15 pinos
Interface 802.3
com
MAU externo
RX
TX
RX
TX
RX
TX
MAU
Estrela passiva
de fibra ótica
10BASE-FP
10BASE-FP
RX
Cabo AUI
32
CSMA/CD BUS - CARTÃO DE REDE
• Unidade de controle de acesso ao meio
– encapsulamento e desencapsulamento de
quadros.
– transmissão e recepção.
– detecção de erros.
– implementação do algoritmo MAC.
• Dual-port random access memory
CSMA/CD BUS - FORMATO DO QUADRO
bytes
7
1
Preâmbulo SFD
2 ou 6 2 ou 6
DA
SA
2
DL
46 a 1500
Info
PAD
4
FCS
33
CSMA/CD BUS - PARÂMETROS
Bitrate
rate
Bit
Slot
time
Slot time
Interframegap
gap
Interframe
Attemptlimit
limit
Attempt
Backofflimit
limit
Backoff
Jamsize
size
Jam
Maximumframe
framesize
size
Maximum
Minimum
frame
size
Minimum frame size
10Mbps
Mbps(Manchester)
(Manchester)
10
512
bit
times
512 bit times
9,6µs
9,6µs
16
16
10
10
32bits
bits
32
1518octetos
octetos
1518
512
bits
512 bits
CSMA/CD BUS - TRANSMISSÃO
Espera um quadro para transmitir
Formata quadro para transmissão
Y
Computa e espera o
backoff time.
Sinal do sensor de
portadora está ON?
N
Espera o tempo de interframe
Inicia a transmissão
Detectou colisão?
Y
N
Termina a transmissão e seta
o status de fim de transmissão
Seta o status de estouro
de attempt limit
Transmite seqüência jam.
Incrementa attempts.
Y
Está no attempt limit?
N
34
CSMA/CD BUS - RECEPÇÃO
N
Detectou sinal
chegando?
Y
Seta o sinal portadora ON.
Espera o SFD e recebe o quadro.
FCS e tamanho do
quadro OK?
Y
Endereço de destino
casa com o seu?
Y
Entrega o quadro para
a camada superior.
N
N
Descarta o quadro.
ETHERNET SWITCHING
• IEEE 802.3 muito difundido.
• Melhorar o projeto do hub para repetir de
forma seletiva.
• Monta tabela de “roteamento” com base no
endereço MAC de estações que transmitem.
• Podem ocorrer transmissões aos pares,
simultaneamente.
35
ETHERNET SWITCHING
Chaveamento
FIFO
FIFO
Tabela
FIFO
FIFO
Controle
FIFO
FIFO
FIFO
FIFO
Di CD Do Di CD Do Di CD Do Di CD Do
FAST ETHERNET
• Base no 10Base T Ethernet.
– Mesmo cabeamento.
– Mesma subcamada MAC.
– Mesmos formatos de quadro.
• Taxa de transmissão de 100Mbps.
36
FAST ETHERNET - 100 BASE 4T
•
•
•
•
•
Cabo categoria 3 UTP com 4 pares de fios.
Cada par trabalha com 33.33 Mbps(3 pares)
Codificação 8B6T.
Sinalização de 25MHz em cada par.
Três níveis +V,0,-V.
FAST ETHERNET - 100 BASE 4T
DTE
HUB
37
FAST ETHERNET - 100 BASE X
• Utiliza meio de melhor qualidade (cabo
STP fibra óptica).
• Codificação 4B5B.
Fast Ethernet Transmission Medium
Name
Cable Type
Segment
length
100Base-TX
2 pair cable
(category 5 UTP or STP)
100m
100Base-T4
4 pair UTP cable
100m
100Base-FX
Optical fibre cable
200m
38
TOKEN RING
• Utilizada em escritórios e ambientes
técnicos.
• Só pode transmitir quando receber a ficha
(token).
• Single packet => 4 Mbps
• Multiple token => 16 Mbps
TOKEN RING - SINGLE PACKET
R
T
39
TOKEN RING - SINGLE PACKET
R
R
T
ESTAÇÃO TRANSMITE
MENSAGEM
T
ESTAÇÃO RETIRA SUA
MENSAGEM DO ANEL
TOKEN RING - SINGLE PACKET
T
R
ESTAÇÃO INSERE
PERMISSÃO LIVRE
40
TOKEN RING - MULTIPLE TOKEN
R
T
ESTAÇÃO RECEBE
PERMISSÃO LIVRE
R
T
ESTAÇÃO MUDA PERMISSÃO
PARA OCUPADA
TOKEN RING - MULTIPLE TOKEN
R
T
R
T
41
TOKEN RING - MULTIPLE TOKEN
R
R
T
ESTAÇÃO TRANSMITE
MENSAGEM
T
ESTAÇÃO INSERE
PERMISSÃO LIVRE
TOKEN RING - MULTIPLE TOKEN
R
T
ESTAÇÃO RECEBE
PERMISSÃO LIVRE
R
T
ESTAÇÃO TRANSMITE E
INSERE PERMISSÃO LIVRE
42
TOKEN RING
DTE EM MODO
BYPASS
DTE
A
B
C
TCU
F
E
D
DTE INSERIDO
TOKEN RING
Ring OUT
Anel Backup
Concentrador
TCU
Ring IN
Estação fora
de anel
Anel principal
43
TOKEN RING - FORMATO DO QUADRO
bytes
1
1
1
2/6
2/6
SD
AC
FC
DA
SA
<5000
Info
4
1
1
FCS
ED
FS
TOKEN RING - FORMATO DO QUADRO
JJKK00JJKK000000
JJKK11JJKK II EE
= Start delimiter (SD)
= End delimiter (ED)
M RRRRRR
PPPPPP TT M
= Access control (AC)
FFFF ZZZZZZZZZZZZ
= Frame control (FC)
AACCxxxx AACCxxxx
= Frame status (FS)
44
TOKEN RING - TRANSMISSÃO
Espera até receber um token.
Possui quadros
para transmitir?
Y
PTOKEN ≤ PQUADRO?
N
N
Y
Bits R < PQUADRO?
Transmite quadro e remove
após circulação no anel.
Passa os bits A e C para
camada superior.
N
Venceu o tempo
do token?
Passa o token para o próximo
DTE com a prioridade certa.
N
Y
Seta bits R para
prioridade do quadro.
Y
Passa o token para o próximo
DTE com a prioridade certa.
TOKEN RING - RECEPÇÃO
Espera até receber um quadro.
É o token?
Y
Entra na rotina de transmissão.
N
Guarda quadro e repete
quadro no anel.
N
Quadro é para
este DTE?
Y
Seta bits A e C e passa
quadro para camada superior
Descarta o quadro
armazenado.
45
TOKEN BUS
A
C
E
G
F
D
B
TOKEN BUS - FORMATO DO QUADRO
0 a 8191
bytes 1, 2 ou 3
1
Preâmbulo SD
1
2/ 6
2/ 6
FC
DA
SA
até 8182
Info
4
1
FCS
ED
46
PERFORMANCE
Atraso de transferência (ms)
10
CSMA/CD
8
6
Token bus
4
Token ring
2
0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Carga (normalizada)
• Taxa de transmissão
• Tamanho do quadro
• Comprimento do cabo
• No de estações
= 10 Mbps
= 512 bits
= 2.5 Km
= 100
PERFORMANCE
Atraso de transferência (ms)
10
CSMA/CD
8
Token bus
6
4
Token ring
2
0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Carga (normalizada)
• Taxa de transmissão
• Tamanho do quadro
• Comprimento do cabo
• No de estações
= 10 Mbps
= 12 000 bits
= 2.5 Km
= 100
47
SERVIÇOS DA SUBCAMADA MAC
• MA_UNITDATA.request
• MA_UNITDATA.indication
• MA_UNITDATA.confirm
SERVIÇOS DA SUBCAMADA MAC
LLC
MAC
LLC REMOTA
MA_UNITDATA.request
MA_UNITDATA.confirm
MA_UNITDATA.indication
MA_UNITDATA.request
MA_UNITDATA.indication
MA_UNITDATA.confirm
48
SUBCAMADA LLC
DTE de origem
REDE
L_DAT.req
(NPDU)
DTE de destino
LLC
MAC
MA_UNI.req
MA_UNI.conf
LLC
REDE
MA_UNI.ind
MA_UNI.req
L_DAT.ind
(NPDU)
MA_UNI.ind
Protocolo LLC
LLC PDU
DSAP SSAP
(NPDU)
Enlace
Protocolo MAC
Preâmbulo SFD DA SA LLC PDU FCS
Físico
L_DAT.req
(NPDU)
MA_UNI.conf
Camada de Rede
Rede
L_DAT.ind
(NPDU)
L_DATA.req
DSAP + DA
SSAP + SA
Classe de serviço
Comprimento
Dados
(NPDU)
MA_UNIDATA.req
DA
SA
Classe de serviço
Comprimento
Dados
(LLC PDU)
Camada Física
49
CAMADA DE REDE
USUÁRIO DE REDE
REDE
N_UNITDATA.request
USUÁRIO DE REDE
N_UNITDATA.indication
Dados
N_UNITDATA.request
N_UNITDATA.indication
N_REPORT.indication
Erros
N_REPORT.indication
REDES DE LONGA DISTÂNCIA
(WAN)
50
PONTO-A-PONTO DEDICADA
Sistema A
Sistema B
Enlace
Enlace
Modem
Modem
Físico
Modem
Modem
Físico
PONTO-A-PONTO COMUTADA
(Comutação de Circuitos)
Sistema A
Sistema B
Enlace
Enlace
Físico
Modem
Modem
Rede
Telefônica
Modem
Modem
Físico
51
COMUTAÇÃO DE PACOTES
Sistema A
Sistema B
Rede de
Pacotes
Enlace
Físico
Enlace
Físico
REDES DE LONGA DISTÂNCIA
(WAN)
•
•
•
•
X.25
FRAME RELAY
REDES IP
ATM
52
RECOMENDAÇÃO X.25 ITU-T
Sistema A
Sistema B
Rede de
Pacotes
PLP
LAP B
PLP
X.75
X.21
LAP B
X.21
FRAME RELAY
• Evolução da X.25
• Filosofia RDSI-FE
• Comutação rápida de pacotes (Fast Packet
Switching)
• Elimina-se a camada de rede na WAN
• Recuperação de erro apenas fim-a-fim
(simplificação do protocolo de enlace)
• Velocidades típicas de acesso E1/T1
53
Interligação de LANs Tradicional
Interligação de LANs com Frame Relay
54
ATM
•
•
•
•
•
Técnica de comutação de células (53 bytes)
Orientado à conexão
Filosofia RDSI-FL
Célula = Pacote de tamanho fixo
Pacote fixo e pequeno, facilita a implementação
por hardware (comutador)
REDES IP
55
Estrutura Física
Linha
transatlântica
Privada
Espinha dorsal
(backbone)
Backbone europeu
Backbone americano
Rede regional
Roteador
Internet no Brasil
• Grandes backbones: RNP, EMBRATEL, Banco Rural,
IBM, Unisys.
• Pontos de presença em quase todo o país.
• Acesso discado via rede telefônica (comutada)
• R$20 a R$40 ou gratuito
• congestionamento das centrais telefônicas
• Outros acessos
•ADSL, Cable Modem, Wireless
56
Arquitetura TCP/IP
Aplicação
Transporte
Inter-rede
TCP/UDP
IP
Interface
Intra-rede
O protocolo IPv4
• O protocolo IP oferece um serviço de
transferência de datagramas não orientado à
conexão e sem mecanismos de recuperação
de erros
• Cada datagrama IP contém os endereços da
fonte e do destino o que permite um
roteamento independente
• A camada IP é também responsável pela
fragmentação de datagramas e seu
reagrupamento no destino
57
O datagrama IP
0
7
15
23
VER IHL Type of service
Identification
Time to live
31
Total Length
Flag
Protocol
Fragment offset
Header Checksum
Source Address
Destination Address
IP Options (if any)
Padding
Data
...
Campos do IP
• Ver (Version) - número da versão
do IP
• IHL (Internet Header Length) tamanho do cabeçalho em palavras
de 32 bits
• Type of service - flags que
especificam parâmetros de
confiabilidade, atraso e throughput
• Total length - tamanho total do
datagrama IP dado em octetos,
incluindo o cabeçalho
• Identification - identificação do
datagrama
• Flags - indica se a fragmentação é
permitida e/ou usada
• Fragment offset - indica a posição,
dentro do datagrama inteiro, deste
fragmento
• Time to live - medido em laços
(hops) de gateway e/ou segundos
• Protocol - identifica o protocolo
que segue o cabeçalho IP (ex.
TCP)
• Header checksum - verificação de
erro que deve ser revista a cada
gateway
• Source address - endereço da
origem
• Destination address - endereço do
destino
• Options - opções do transmissor
(ex. especificação de rota)
• Padding - permite que o cabeçalho
IP termine com 32 bits
• Data - campo de informações,
116
múltiplo de 8 bits
58
Endereçamento IP
1
0
8
32
Network ID
16
1
1 0
Host ID
32
Network ID
1 1 0
Network ID
32
32
Classe D
Multicast Address
1
1 1 1 1
Classe C: 193 - 223
Host ID
1
1 1 1 0
Classe B: 129 - 191
Host ID
24
1
Classe A: 1 - 126
32
Reserved
Classe E
EXEMPLOS
59
ENDEREÇOS IPs
• IP real => 200.131.20.20
• IP falso (local) => 192.168.10.20
• IP dinâmico => acesso discado (dial-up),
pode ser real ou falso.
IPv6 x IPv4
•
•
•
•
•
Cabeçalho mais simples: 8 campos
128 bits para endereço IP
Sem fragmentação
Roteamento mais rápido
Campo prioridade (voz)
60
Transmission Control Protocol
TCP
◆
O TCP oferece serviço de transporte
entre usuários fim a fim:
Endereçamento de processos de camadas
superiores
◆ Controle de erro detectando qualquer perda,
erro de seqüência ou duplicação de datagrama
◆ Controle de fluxo
◆ Controle de conexão, estabelecimento,
terminação, interrupção
◆
Operação TCP
◆
◆
◆
◆
O TCP trata as informações de camadas
superiores como cadeias contínuas de dados
As cadeias são subdivididas em segmentos de
até 64 kbytes
A cada segmento é associado um número de
seqüência para o controle de erro e de fluxo
O segmento é então passado para a camada
IP, que cria e encaminha o datagrama para o
nível de enlace
61
O segmento TCP
0
15
16
31
Source Port
Destination Port
Sequence Number
Acknowledgment Number
offset
reserved
U A
P
Window
R S T
Urgent Pointer
Checksum
Options + Padding
.
.
.
Data
.
.
.
O cabeçalho TCP - I
◆
◆
◆
◆
◆
◆
Source port - número da porta lógica de origem
Destination port - número da porta lógica de destino
Sequence number - número usado na seqüenciação
dos segmentos TCP
Acknowledgment number - número do próximo
segmento TCP esperado
Data offset - tamanho do cabeçalho TCP em palavras
de 32 bits
Reserved - colocado em zero
62
O cabeçalho TCP - II
◆
Flag - Funções de controle:
U - indicador da utilização do campo urgent
pointer
◆ A - indicador da utilização do campo
acknowledgment
◆ P - função push
◆ R - reset da conexão
◆ S - sincronismo dos números de seqüência
◆ F - fim dos dados a enviar
◆
O cabeçalho TCP - III
◆
◆
◆
◆
Window - tamanho da janela de recepção
Checksum - seqüência de verificação de erro
Urgent pointer - aponta o primeiro byte após
os dados urgentes
Options - uma opção está definida
atualmente, o tamanho máximo do segmento
TCP
63
Controle de fluxo
◆
◆
◆
O TCP utiliza o mecanismo de janela para
controlar o fluxo de dados
O campo window no cabeçalho especifica
quantos bytes o transmissor está preparado
para aceitar
Manipulando esse campo, cada lado pode
aumentar ou reduzir a vazão de dados na sua
direção em função da ocupação de seus
buffers
UDP - User Datagram Protocol
• Este protocolo corresponde a um serviço simples,
sem confirmação, do tipo datagrama na camada de
transporte
• As mensagens neste nível são trocadas entre
processos de aplicação, que são identificados por
portas lógicas
• Mensagens UDP podem ser perdidas, duplicadas,
ou chegar fora de ordem
• O envio de uma mensagem exige o conhecimento
do endereço IP e da porta onde o aplicativo de
destino está associado
64
Formato da mensagem UDP
0
15
UDP Source Port
16
31
UDP Destination Port
UDP Checksum
UDP Message Length
Data
...
Os campos Source Port e Destination Port indicam as portas
entre as quais a mensagem é trocada. O campo Length
indica o comprimento do datagrama incluindo dados e
.
.cabeçalho em bytes. O Checksum é opcional e, se utilizado,
.inclui todo o datagrama UDP e um pseudo-header, para
garantir que a mensagem foi entregue ao destino correto.
.
.
.
PROTOCOLOS DE CONTROLE DA
INTERNET
• ICMP(Internet Control Message Protocol)
• ARP (Address Resolution Protocol)
• RARP (Reverse Address Resolution
Protocol)
65