Subcamada de Controle
de Acesso ao Meio
Bruno Silvério Costa
1. O Problema de Alocação do Canal
• Alocação estática de canais em LANs e
MANs
• Alocação dinâmica de canais em LANs e
MANs
1.1 Alocação dinâmica de canais
em LANs e MANs
1.
2.
3.
4.
Modelo de Estação.
Premissa de Canal Único.
Premissa de Colisão.
Tempo Contínuo.
(a)Tempo
Segmentado.
(b)Detecção de portadora.
(c)Não há Detecção de Portadora.
2. Protocolos de Acesso Múltiplo
•
ALOHA
• Protocolos com Detecção de Portadora
(Carrier Sense Multiple Access - CSMA)
• Protocolos Livres de Colisão
Protocolos Limited-Contention
• Protocolos Wavelength Division
Multiple Access Wireless LAN
Protocols
2.1.1 ALOHA Puro (1)
No Aloha puro, os quadros são transmitidos em
tempos totalmente arbitrários..
2.1.1 ALOHA Puro (2)
Período de vulnerabilidade do quadro
sombreado.
2.1.1 ALOHA Puro (3)
Throughput em comparação com tráfego
oferecido para sistemas ALOHA.
2.2 Protocolos CSMA (Carrier Sense
Multiple Access – Múltiplo Acesso
com Detecção de Portadora)
Comparação entre a utilização do canal e a carga
de vários protocolos de acesso aleatório
2.2.1 CSMA com detecção de colisões
O CSMA/CD (Collision Detection –
Detecção de colisão) pode estar em um
destes três estados: disputa, transmissão
ou inatividade.
2.3 Protocolos livres de colisão
Um protocolo de mapa de bits.
2.3 Protocolos livres de colisão (2)
O protocolo de contagem regressiva binária.
Um traço indica a inatividade.
2.4 Protocolos de Disputa Limitada
Probabilidade de aquisição de um canal de
disputa simétrico.
2.4.1 Protocolo adaptativo de percurso
em árvore
Árvore para oito estações.
2.5 Protocolos WDMA
Acesso Múltiplo por divisão de comprimento de
onda.
2.6 Protocolos de LANs sem fio
Uma LAN sem fio. (a) A está tramitindo. (b) B está
transmitindo.
2.6 Protocolos de LANs sem fio (2)
O protocolo MACA.
(a) A está enviando um quadro RTS para B.
(b) B está respondendo com um quadro CTS para A.
3. Ethernet
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•
•
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•
•
•
•
•
Cabeamento Ethernet
Codificação Manchester
Protocolo da Subcamada MAC Ethernet
O algoritmo de recuo binário exponencial
Desempenho da Ethernet
Ethernet Comutada
Fast Ethernet
Gigabit Ethernet
IEEE 802.2: Logical Link Control
Retrospectica da Ethernet
3.1 Cabeamento Ethernet
Os tipos mais comuns de cabeamento
Ethernet.
Coaxial Grosso
Coaxial Fino
Par Trançado
Fibra Óptica
3.1 Cabeamento Ethernet (2)
Três tipos de cabeamento Ethernet.
(a) 10Base5, (b) 10Base2, (c) 10Base-T.
3.1 Cabeamento Ethernet (3)
Topologias de cabos. (a) Linear, (b) Em
espinha, (c) Árvore, (d) Segmentada.
3.2 Codificação Manchester
(a) Codificação binária,
(b) Codificação Manchester,
(c) Codificação Manchester Diferencial
FIM
3.3 Protocolo da subcamada MAC
Ethernet
Formato dos quadros. (a) DIX Ethernet, (b)
IEEE 802.3.
3.3 Protocolo da subcamada MAC
Ethernet (2)
A detecção da colisão pode demorar até o tempo 2τ.
Performance da Ethernet
Eficiência da Ethernet a 10 Mbps com 512-bit
de slot de tempo.
Chaveamento Ethernet
Um exemplo simples de chaveamento Ethernet
Fast Ethernet
Cabeamento Fast Ethernet Original.
Gigabit Ethernet
(a) Duas Estações Ethernet. (b) Uma multiestação Ethernet.
Gigabit Ethernet (2)
Cabeamento gigabit Ethernet.
IEEE 802.2: Logical Link Control
(a) Posição da LLC. (b) Formato dos
protocolos
LANs sem Fio
• A Pilha de Protocolos 802.11
• A Camada Física 802.11
• A Subcamada MAC 802.11
• A Estrutura do Quadro 802.11
• Serviços
A Pilha de Protocolos
802.11
Partes da Pilha de Protocolos 802.11.
A Subcamada MAC 802.11
(a) O problema da estação oculta.
(b) O problema da estação
exposta.
A Subcamada MAC 802.11(2)
O uso da detecção de canal virtual com o
CSMA/CA.
A Subcamada MAC 802.11 (3)
Uma rajada de fragmentos..
A Subcamada MAC 802.11(4)
Espaçamento entre quadros no 802.11.
A Estrutura do Quadro 802.11
O Quadro de dados 802.11.
Serviços 802.11
Distribuição dos Serviços
• Associação
• Disassociação
• Reassociação
• Distribuição
• Integração
802.11 Serviços
Serviços Intracelular
• Autenticação
• Desautenticação
• Privacidade
• Entrega de Dados
Redes Sem Fio de Banda larga
• Comparação entre 802.11 e 802.16
• A Pilha de Protocolos 802.16
• A Camada Física 802.16
• A Subcamada de acesso ao meio
802.16
• A estrutura do quadro 802.16
A Pilha de Protocolos 802.16
A Camada Física 802.16
Ambiente de Transmissão 802.16.
A Camada Física 802.16 (2)
Quadros e Slots de Tempo para Duplexação
por divisão de tempo.
A Subcamada MAC 802.16
Classes de Serviços
• Serviços de taxa constante de bits
• Serviços de taxa de bits variável de
tempo real
• Servios de taxa de bits variável de
tempo não real
• Serviço de Melhor Esforço
Estrutura de Quadro 802.16
(a) Um Quadro Genérico. (b) Um quadro de
solicitação de largura de banda.
Bluetooth
• Arquitetura do Bluetooth
• Aplicações do Bluetooth
• A Pilha de Protocolos Bluetooth
• A Camada de Rádio Bluetooth
• A Camada de Banda Base Bluetooth
• A Camada L2CAP Bluetooth
• A Estrutura do Quadro Bluetooth
Arquitetura Bluetooth
Duas piconets podem ser conectadas para
formar uma scatternet.
Bluetooth Applications
Os perfis Bluetooth.
A Pilha de Protocolos Bluetooth
A versão 802.15 da arquitetura de protocolos
Bluetooth.
A Estrutura do Quadro Bluetooth
Um quadro de dados Bluetooth típico.
Comutação na Camada de Enlace de
Dados
• Pontes 802.x para 802.y
• Interligação de Redes locais
• Pontes de Árvores de Amplitude
• Pontes Remotas
• Repetidores, Hubs, Pontes, Switches,
Roteadores, Gateways
• Virtual LANs
Comutação na Camada de Enlace de
Dados
Diversas LANs conectadas por um backbone
para tratar uma carga total maior do que a
capacidade de uma única LAN.
Pontes entre LANs 802.x e 802.y
Operação de uma ponte de LAN entre redes
802.11 e 802.3.
Pontes entre LANs 802.x e 802.y(2)
Os formatos de quadros do IEEE 802. O
desenho não está em escala.
Interligação de Redes Locais
Uma configuração com quatro LANs e duas
pontes.
Pontes de Árvores de amplitude
Duas pontes transparentes paralelas.
Pontes de Árvores de Amplitude (2)
(a) LANs interconectadas. (b) Uma árvore de amplitude
cobrindo as LANs. As linhas pontilhadas não fazem
parte da árvore de amplitude.
Pontes Remotas
As pontes remotas podem ser usadas para
interconectar LANs distantes.
Repetidores, Hubs, Pontes,
Switches, Roteadores, Gateways
(a) Cada dispositivo está em uma camada distinta.
(b) Quadros, pacotes e cabeçalhos.
Repetidores, Hubs, Pontes,
Switches, Roteadores, Gateways(2)
(a) Hub. (b) Ponte. (c) Switch.
Virtual LANs
Um edifício com fiação centralizada, utilizando
hubs e um switch.
Virtual LANs (2)
(a) Quatro LANs físicas organizadas por duas
pontes em duas VLANs, cinza e branca. (b) As
mesmas 15 máquinas organizadas por switches em
duas VLANs.
O Padrão 802.1Q
Transição da Ethernet clássica para Ethernet
capaz de reconhecer uma VLAN. Os
símbolos sombreados são máquinas
conscientes de VLANs, ao contrário dos
símbolos vazios.
O Padrão 802.1Q(2)
Os formatos dos quadros Ethernet 802.3
(legado) e 802.1Q.
Sumário