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Arquitetura de redes
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Fundamentos de Redes
Ciências Exatas e Tecnologia
Fundamentos de Redes de Computadores
Professor: Flávio Galano
e-mail: fgalano@ig.com.br
Arquiteturas e Padrões
�Padronização IEEE�Padrão IEEE 802�Ethernet (IEEE 802.3)
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Ethernet (IEEE 802.3)�Padrões Ethernet�LAN Wireless (IEEE 802.11)
PARTE 6.1
Padronização IEEE
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Padronização IEEE
Arquiteturas e Padrões
�Padronização IEEE
�O IEEE (Institute of Electrical and Eletronic Engineers) é uma organização internacional que desenvolve padrões para as áreas de
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que desenvolve padrões para as áreas de engenharia elétrica, eletrônica e informática;
PARTE 6.1.1
Padrão IEEE 802
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Padrão IEEE 802
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
�Na década de 1980, o IEEE especificou uma série de padrões para redes de computadores que foram adotados mundialmente, inclusive
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que foram adotados mundialmente, inclusive pela ISO;�O mais importante foi o padrão IEEE 802, que define a maneira como é feito o acesso e a transferência dos dados através dos meios físicos;
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
�O padrão IEEE 802 especifica três camadas: Física, MAC e LLC;
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�Essas camadas equivalem às camadas 1 (Física) e 2 (Enlace) do modelo OSI;
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
�O padrão IEEE 802 divide a camada de enlace do modelo OSI em duas:
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�Controle Lógico do Enlace - LLC (Logic Link Control);�Controle de Acesso ao Meio -- MAC(Media Access Control);
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
�Existem vários padrões IEEE 802:�O padrão IEEE 802.2 especifica o
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�O padrão IEEE 802.2 especifica o funcionamento da camada de Controle Lógico do Enlace (LLC);
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
MODELO OSI MODELO IEEE
ENLACE
FÍSICA
LLC 802.2
802.3
MAC
802.4 802.20. . .FÍSICA
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
�Existem vários padrões IEEE 802:�Os demais padrões IEEE 802 (802.3,
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Os demais padrões IEEE 802 (802.3, 802.4, 802.5…802.20) especificam as diversas tecnologias existentes e operam na camada de Controle de Acesso ao Meio (MAC) e na Camada Física;
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
MODELO OSI MODELO IEEE
ENLACE
FÍSICA
LLC 802.2
802.3 (Ethernet)
MAC
802.4(Token Passing)
802.20(WANMóvel)
. . .FÍSICA
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
�Assim, comparando mais uma vez o padrão IEEE 802 com o modelo OSI, verifica-se que:
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verifica-se que:�O padrão IEEE 802.2 (LLC) equivale a uma parte da camada 2 (enlace) do Modelo OSI;
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
�Os demais padrões, 802.3, 802.4, 802.5 … 802.20, equivalem a uma parte da camada 2 (enlace) e à camada 1
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da camada 2 (enlace) e à camada 1 (Física) do Modelo OSI;
Arquiteturas e Padrões
�Padrão IEEE 802
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
MODELO OSI MODELO IEEE
ENLACE
FÍSICA
LLC 802.2
802.3 (Ethernet)
MAC
802.4(Token Passing)
802.20(WANMóvel)
. . .FÍSICA
Arquiteturas e Padrões
�Padrões IEEE 802
�802.1: Interconexão de Redes
�802.2: Camada LLC
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802.2: Camada LLC
�802.3: Ethernet
�802.4: Pasagem de Token em Barramento
�802.5: LAN Token Ring
�802.6: Rede Metropolitana – MAN
�802.8: Grupo Consultivo Técnico de Fibra Ótica
Arquiteturas e Padrões
�Padrões IEEE 802
�802.9: Integração de serviços em redes locais
�802.10: Segurança de Rede
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802.10: Segurança de Rede
�802.11: LAN sem Fio (Wi-Fi)
�802.15: Bluetooth
�802.16: MAN sem fio (WiMax)
�802.20: WAN móvel
PARTE 6.1.2
Camada Física
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Camada Física
Arquiteturas e Padrões
�Camada Física
�A camada física do padrão IEEE 802 pega os quadros formatados pela camada de Controle de Acesso ao Meio (MAC) e os
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Controle de Acesso ao Meio (MAC) e os transmite através do meio físico;
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�Camada Física
�A camada física do padrão IEEE 802 equivale a camada física do Modelo OSI;
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�Trata os elementos físicos e mecânicos do meio de acesso, tais como:
�Tipo de conector; tipo de placa de rede;�Velocidade de transmissão, tipo de meio físico etc;
PARTE 6.1.3
Camada de
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Camada de Controle de Acesso ao Meio (MAC)
Arquiteturas e Padrões
�Camada de Controle de Acesso ao Meio
�Uma das principais funções da camada de Controle de Acesso ao Meio (MAC) é gerar os quadros de dados transmitidos pela
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os quadros de dados transmitidos pela camada física;
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�Camada de Controle de Acesso ao Meio
�Nos quadros, são inseridos os endereços MAC de origem e de destino e o campo de verificação de erro (CRC);
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verificação de erro (CRC);�Após gerar o quadro, a camada MAC o envia para a camada Física, que é responsável pela transmissão dos bits através do meio físico (cabeamento da rede);
Arquiteturas e Padrões
�Camada de Controle de Acesso ao Meio
�Outra função da camada MAC é realizar o controle de acesso ao meio físico, utilizando para isso o protocolo CSMA/CD;
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utilizando para isso o protocolo CSMA/CD;
PARTE 6.1.4
Camada de
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Camada de Controle Lógico do Enlace (LLC)
Arquiteturas e Padrões
�Camada de Controle Lógico do Enlace
�A camada de Controle Lógico do Enlace (LLC) é definida pelo padrão IEEE 802.2;�Se assemelha à camada de enlace (camada 2
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�Se assemelha à camada de enlace (camada 2 do Modelo OSI) nas funções de detecção de erros, controle de retransmissão dos quadros e controle de fluxo;
PARTE 6.2
ETHERNET (802.3)
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ETHERNET (802.3)
Arquiteturas e Padrões
�Ethernet
�Conceitualmente, uma rede Ethernet consiste em um barramento que os nós acessam para realizar suas transmissões;
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acessam para realizar suas transmissões;�Como esse meio é único e compartilhado, torna-se necessário organizar os acessos ao meio físico de forma que cada nó possa transmitir seus quadros;
Arquiteturas e Padrões
�Ethernet (no início)
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Arquiteturas e Padrões
�Ethernet (atualmente)
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Arquiteturas e Padrões
�Ethernet
�A maioria das redes locais, hoje em dia, utiliza a tecnologia Ethernet para conectar nós em alta velocidade, a um custo
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nós em alta velocidade, a um custo relativamente baixo;
Arquiteturas e Padrões
�Ethernet
�Inicialmente, a Ethernet possuía velocidade de 10Mbps;
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�Hoje, utiliza-se principalmente a Ethernet com velocidades de 100Mbps e 1000 Mbps (1Gbps);�Em breve, será utilizada comercialmente velocidades de 10 Gbps ou superiores;
PARTE 6.2.1
O QUADRO ETHERNET
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O QUADRO ETHERNET
O Quadro Ethernet
�O quadro Ethernet é gerado pela camada MAC e passado para a camada Física para então ser transmitido através do meio físico da rede;
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da rede;
O Quadro Ethernet
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O Quadro Ethernet
�Preâmbulo
�Marca o inicio do quadro;�Ao encontrar sete Bytes 10101010 e um
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�Ao encontrar sete Bytes 10101010 e um Byte 10101011, o dispositivo receptor sabe estar diante do início de um quadro Ethernet;
O Quadro Ethernet
�Endereço Destino
�Neste campo é informado o endereço MAC de destino;
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�Endereço Origem
�Neste campo é informado o endereço MAC de Origem;
O Quadro Ethernet
�Comprimento
�Indica quantos Bytes estão sendo transferidos no campo de dados do quadro, pois o campo de dados de um
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quadro, pois o campo de dados de um quadro Ethernet tem tamanho variável;
O Quadro Ethernet
�Dados
�São os dados vindos da camada de Controle Lógico do Enlace (LLC);
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�Esse campo possui um comprimento mínimo de 46 bytes e máximo de 1500 bytes;
O Quadro Ethernet
�CRC (Cyclic Redundancy Check)
�Campo de verificação (paridade) que permite detectar erros na transmissão;
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�Este campo também pode ser chamado de FCS (Frame Check Sequence);
O Quadro Ethernet
�OBS: Como o campo de dados do quadro usado em redes Ethernet é variável (pode ter entre 46 e 1500 bytes), o tamanho do quadro Ethernet é variável;
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quadro Ethernet é variável;�O tamanho mínimo de um quadro Ethernet é de 64 bytes e o tamanho máximo é de 1518 bytes;�OBS: Os campo Preâmbulo não entra na contagem do tamanho do quadro
PARTE 6.2.2
Controle de Acesso ao Meio
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Controle de Acesso ao Meio (CSMA/CD)
Controle de Acesso ao Meio
�A Ethernet utiliza um mecanismo bastante simples para realizar o controle de acesso ao meio físico;�Esse mecanismo recebe o nome de
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�Esse mecanismo recebe o nome de Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA-CD)�ou Acesso Múltiplo Usando Detecção de Portadora com Detecção de Colisão;
Controle de Acesso ao Meio
�Funcionamento do CSMA-CD
�Quando um nó quer realizar uma transmissão, ele escuta o meio físico (através da placa de rede) para se certificar
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(através da placa de rede) para se certificar se o meio físico está livre, ou seja, se nenhum nó está transmitindo neste momento;
Controle de Acesso ao Meio
�Caso o meio esteja livre é iniciada a transmissão;�Como outro nó pode também ter transmitido é possível que haja uma colisão;
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transmitido é possível que haja uma colisão;
�Nesse caso as transmissões interferem uma na outra;
Controle de Acesso ao Meio
�Quando um nó detecta uma colisão, ele pára de transmitir;�Os nós esperam, então, um tempo aleatório (backoff exponencial) antes de
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aleatório (backoff exponencial) antes de tentar transmitir novamente, sem interferência dos demais;
Controle de Acesso ao Meio
�O método CSMA-CD é classificado como um mecanismo de contenção ou disputa, pois os nós disputam a utilização do meio;�É importante observar que colisões podem
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�É importante observar que colisões podem ser eventos absolutamente normais numa rede Ethernet, embora o excesso de colisões diminua sensivelmente o desempenho da rede;
Controle de Acesso ao Meio
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Controle de Acesso ao Meio
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Controle de Acesso ao Meio
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Controle de Acesso ao Meio
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Controle de Acesso ao Meio
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Controle de Acesso ao Meio
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Controle de Acesso ao Meio
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PARTE 6.2.3
Padrões IEEE para a Tecnologia Ethernet
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Padrões IEEE para a Tecnologia Ethernet
PARTE 6.2.3.1
Ethernet Padrão
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Ethernet Padrão
Padrões IEEE para a Ethernet
�Ethernet Padrão (802.3)�10Base5
�Velocidade: 10Mbps
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�Velocidade: 10Mbps�Meio Físico: Cabo Coaxial Grosso�Alcance máximo: 500 metros�Conector: BNC�Transmissão: Half-duplex
Padrões IEEE para a Ethernet
�Ethernet Padrão (802.3)�10Base2
�Velocidade: 10Mbps
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Velocidade: 10Mbps�Meio Físico: Cabo Coaxial Fino�Alcance máximo: 185 metros�Conector: BNC�Transmissão: Half-duplex
Padrões IEEE para a Ethernet
�Ethernet Padrão (802.3)�10BaseT
�Velocidade: 10Mbps
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Velocidade: 10Mbps�Meio Físico: Par Trançado (Cat4 e Cat5)�Alcance máximo: 100 metros�Conector: RJ-45�Transmissão: Half-duplex e Full-Duplex
Padrões IEEE para a Ethernet
�Ethernet Padrão (802.3)�10BaseF
�Velocidade: 10Mbps
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Velocidade: 10Mbps�Meio Físico: Fibra Ótica Multimodo�Alcance máximo: 2 Km�Conector: ST; SC�Transmissão: Half-duplex e Full-Duplex
PARTE 6.2.3.2
Fast Ethernet
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Fast Ethernet
Padrões IEEE para a Ethernet
�Fast Ethernet (802.3u)�100BaseTx
�Velocidade: 100Mbps
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Velocidade: 100Mbps�Meio Físico: Par Trançado (Cat 5e)�Alcance máximo: 100 metros�Conector: RJ-45�Transmissão: Half-Duplex e Full-duplex
Padrões IEEE para a Ethernet
�Fast Ethernet (802.3u)�100BaseFx
�Velocidade: 100Mbps
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Velocidade: 100Mbps�Meio Físico: Fibra Ótica Multimodo/Monomodo
�Alcance máximo: 2 Km�Conector: SC; ST�Transmissão: Half-Duplex e Full-duplex
PARTE 6.2.3.3
Gigabit Ethernet
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
Gigabit Ethernet
Padrões IEEE para a Ethernet
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Gbit Ethernet (802.3ab)�1000BaseT
�Velocidade: 1Gbps�Velocidade: 1Gbps�Meio Físico: Par Trançado (Cat 5e ou Cat 6)
�Alcance máximo: 100 metros�Conector: RJ-45�Transmissão: Half-Duplex e Full-duplex
Padrões IEEE para a Ethernet
�Gbit Ethernet (802.3z
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Gbit Ethernet (802.3z)�1000BaseSX
�Velocidade: 1Gbps�Velocidade: 1Gbps�Meio Físico: Fibra Ótica Multimodo�Alcance máximo: Até 550 metros�Conector: SC; ST�Transmissão: Half-Duplex e Full-duplex
Padrões IEEE para a Ethernet
�Gbit Ethernet (802.3z
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Gbit Ethernet (802.3z)�1000BaseLX
�Velocidade: 1Gbps�Velocidade: 1Gbps�Meio Físico: Fibra Ótica Monomodo�Alcance máximo: Até 5 KM�Conector: SC; ST�Transmissão: Half-Duplex e Full-duplex
PARTE 6.2.3.4
10Gigabit Ethernet
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
10Gigabit Ethernet
Padrões IEEE para a Ethernet
�10Gbit Ethernet/10GEA (802.3ae)�10GBaseLR
�Velocidade: 10Gbps
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Velocidade: 10Gbps�Meio Físico: Fibra Ótica Monomodo�Alcance máximo: Até 10 Km�Conector: SC; ST�Transmissão: Full-duplex
Padrões IEEE para a Ethernet
�10Gbit Ethernet/10GEA (802.3ae)�10GBaseER
�Velocidade: 10Gbps
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Velocidade: 10Gbps�Meio Físico: Fibra Ótica Monomodo�Alcance máximo: Até 80 Km�Conector: SC; ST�Transmissão: Full-duplex
Padrões IEEE para a Ethernet
�10Gbit Ethernet/10GEA (802.3an)�10GBaseT
�Velocidade: 10Gbps
Fundamentos de RedesFundamentos de Redes
�Velocidade: 10Gbps�Meio Físico: Par Trançado (cat 6a)�Alcance máximo: 100 metros�Conector: RJ-45�Transmissão: Full-duplex
Perguntas ?
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