Redes de Computadores

Especificação EthernetE

Padrões IEEE

IEEEInstituto dos Engenheiros Eletricistas

e EletrônicosÉ uma organização profissional sem fins lucrativos, fundada nos Estados Unidos. É a maior (em número de sócios) organização profissional do mundo. O IEEE foi formado em 1963 pela fusão do Instituto de Engenheiros de Rádio (IRE) com o Instituto Americano de Engenheiros Elétricistas (AIEE). O IEEE tem filiais em muitas partes do mundo, sendo seus sócios engenheiros eletricistas, engenheiros da computação, cientistas da computação, profissionais de telecomunicações etc. Sua meta é promover conhecimento no campo da engenharia elétrica, eletrônica e computação. Um de seus papéis mais importantes é o estabelecimento de padrões para formatos de computadores e dispositivos.

Motivação

• O projeto IEEE 802 resultou na publicação de uma família de padrões, relacionados aos níveis 1 e 2 do modelo OSI;

• O modelo de referência elaborado pelo IEEE definiu uma arquitetura com 3 camadas;

• Tal modelo possui funções de comunicação mínimas e essenciais de uma rede local que correspondem as níveis 1 e 2 do modelo OSI;

• Padrões para redes LANs e MANs;

Funções do Modelo da IEEE

• Fornecer um ou mais SAP (pontos de acesso) para os usuários da rede;

• Na transmissão, montar os dados a serem transmitidos em quadros com campos de endereços e detecção de erros;

• Na recepção, desmontar os quadros, efetuando o reconhecimento de endereço e detecção de erros;

• Gerenciar a comunicação no enlace;

Funções do Modelo da IEEE

• Essas funções são fornecidas pelo nível de enlace de dados do modelo OSI;

• Em um nível mais baixo estão as funções normalmente associadas ao nível físico:

– Codificação/decodificação de sinais;

– Geração e remoção de preâmbulos para sincronização;

– Transmissão e recepção de bits

Subcamadas do Nível 2

• LLC - Logical Link Control – Inclui informações do protocolo de alto nível que

entregou o pacote de dados a ser transmitido.

• MAC - Medium Access Control– Na transmissão, montar o quadro de dados a ser

transmitido pela camada física com campos de endereços e detecção de erros;

– Na recepção, desmontar os quadros, efetuando o reconhecimento de endereço e detecção de erros;

– Gerenciar a comunicação no enlace;

Modelo IEEE 802

• Padrão 802.1:– Escreve o relacionamento entre os diversos padrões

IEEE 802 e o relacionamento deles como modelo de referência OSI;

– Contém padrões para gerenciamento da rede e informações para a ligação inter-redes.

• Padrão 802.2:– Descreve a subcamada superior do nível de enlace

Demais padrões:– Diferentes opções para o nível físico e MAC.

Modelo IEEE 802

• Padrão IEEE 802.3

– Rede em barramento usando o CSMA/CD como método de acesso ao meio;

• Padrão IEEE 802.4

– Rede em barramento usando passagem de permissão como método de acesso ao meio;

• Padrão IEEE 802.5

– Rede em anel usando passagem de permissão como método de acesso ao meio;

Padrão IEEE 802.3

• Topologia : Rede em barramento (físico ou lógico);

• Método de acesso: CSMA/CD– Quando o meio está sendo usado por alguma máquina,

nenhuma outra máquina poderá usá-lo ao mesmo tempo;

– Primeiro passo para transmitir: verifica se o meio está livre. Isso é feito pela placa de rede;

– Não gera nenhum tipo de prioridade;

– Caso haja uma colisão, todas as placas de rede param de transmitir e esperam um tempo aleatório para realizarem uma nova tentativa de transmissão.

• O desempenho da rede piora quanto maior o número de máquinas conectadas.

Padrão IEEE 802.3

• Taxa de Transferência dos dados:– 10 Mbps Ethernet Padrão

– 100 Mbps Fast Ethernet

– 1 Gpbs Gigabit Ethernet

Padrão IEEE 802.3

• Cada estação ou dispositivo conectado a rede deve possuir um endereço que o identifique de modo único;

• O projeto IEEE 802.3 permite duas formas de endereçamento:– Localmente administrado:

• É de responsabilidade da empresa que instala a rede.

– Endereçamento universal:• Blocos de endereços distintos são distribuídos entre os

fabricantes que responsabilizam-se pela atribuição dos endereços aos produtos que fabricam.

Padrão IEEE 802.3

• Endereçamento universal facilita o gerenciamento (MAC);

• Garante que não haja duplicação mesmo quando redes distintas são interligadas;

• Os campos de endereços especificam os endereços das estações de destino e origem;

• Cada campo de endereço tem 16 ou 48 bits de endereços;

• Os endereços devem ter o mesmo comprimento para todos as estações de uma rede;

Padrão IEEE 802.3

• Especificação 10Base 2• Especificação 10Base 5• Especificação 10Base T• Especificação 10BaseFL

Especificação 10Base5

• Especificação 10Base5– Define as características funcionais, elétricas e

mecânicas da unidade de conexão ao meio;

Placa de RedeCabo Coaxial Grosso

Cabo AUI

Especificação 10Base5

• O meio físico de transmissão definido nesta especificação é o cabo coaxial grosso (thicknet);

• Impedância de 50 ohms + 2 ohms;

• O comprimento máximo do cabo é 500 metros;

• Nas extremidades do cabo devem ser instalados terminadores com impedância de 50 ohms + 1 ohms, para minimizar as reflexões;

• A especificação define que devem ser efetuadas no máximo 100 ligações ao cabo;

Especificação 10Base2

Placa de Rede

Cabo Coaxial Fino

Conector BNC Macho

Conector T BNC

Terminador BNC Macho

Especificação 10Base2

• Utiliza cabos coaxiais finos(thinnet) e conectores BNC;

• Menos custo na implementação;• Provém um meio simples e barato para ligar

dispositivos a uma rede local;• O comprimento máximo do cabo é de 185 metros;• Podem ser conectados até 30 placas de rede ao

cabo coaxial fino;

• Taxa de transmissão de 10 Mbps.

Especificação 10BaseT

Placa de Rede

HUB

Par Trançado

Plug RJ45

Especificação 10BaseT

• É dirigido a aplicações em escritórios onde já existem cabos com pares trançados instalados;

• Menos custo na implementação;• Taxa de transmissão de 10 Mbps;• Atinge distâncias de até 100 metros;• Tal especificação considera que um número

significativo de redes seja implantado com base em sistemas de cabeamento telefônico previamente instalados;

Especificação 10BaseFL

• Especificação para operar Ethernet através de cabos de fibras óticas;

• Taxa de transmissão de 10 Mbps;• Atinge distâncias de até 2000 metros;

EquipamentosSwitch

Capacidade do backplane

A capacidade de repasse de pacotes do backplane de um switch deverá ser de pelo menos a metade da soma das taxas máximas de transmissão de todas as portas do switch

Por exemplo, um switch de 12 portas fast ethernet half duplex deverá possuir um backplane com a capacidade de efetuar o repasse dos quadros a uma velocidade mínima de 600 Mbps

Aprendizagem dos endereços MAC Os switches possuem tabelas onde armazenam os endereços MAC “conhecidos” da rede, e sua correspondente porta de origem, chamadas de source address tables (SAT).

Toda vez que chega um quadro cujo endereço MAC não consta nas tabelas, é necessário que o quadro seja enviado a todas as portas do switch, como se fosse um broadcast.

Aprendizagem dos endereços MAC Os switches possuem tabelas onde armazenam os endereços MAC “conhecidos” da rede, e sua correspondente porta de origem, chamadas de source address tables (SAT).

Toda vez que chega um quadro cujo endereço MAC não consta nas tabelas, é necessário que o quadro seja enviado a todas as portas do switch, como se fosse um broadcast.

Aprendizagem dos endereços MAC Porém, se as tabelas dos switches possuírem uma capacidade de aprendizagem de endereços MAC inferior ao número de dispositivos da rede, é possível que estas já estejam cheias

IEEE 802.1D Spanning Tree O Spanning Tree é um protocolo para sistemas baseados em bridges/switches, que permite a implementação de caminhos paralelos para o tráfego de rede.

Determina qual é o caminho mais eficiente entre cada segmento separado por bridges ou switches

Links ResilientesÉ possível “forçar” um determinado link a ficar ativo, mesmo que este não seja o caminho que proporcione a maior largura de banda

Links AgregationLink Agregation é um tipo de conexão especial que possibilita aos dispositivos comunicarem-se utilizando mais de um link em paralelo.

Podem multiplicar a largura de banda

Podem prover um nível de redundância.

Espelhamento de tráfegoEsta característica é desejável se o administrador da rede pretende conectar um analisador de protocolo diretamente à uma porta do switch, e monitorar o tráfego de outras portas do equipamento.

Classes de serviço· Norma que visa estabelecer priorização de tráfego, de acordo com a definição de classes de serviço. Pode-se desta forma dar um tratamento preferencial a “dados críticos”, e aplicações que necessitam tempo de resposta imediato, como sistemas em “real time”.