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REDES DE COMPUTADORES
Tecnologias de LAN - Ethernet
Agenda
� Tecnologias de LANs
� Porque Ethernet
� Origem
� Endereçamento
� FrameFrame
� Ethernet Padrão
� Fast Ethernet
� Gigabit Ethernet
Tecnologias para LANs
Por que Ethernet?
� Mais utilizada atualmente
� Preço
� Performance
� Escalabilidade
Origem
� 1973, quando Robert Metcalfe escreveu um memorando para os seus chefes contando sobre o potencial dessa tecnologia em redes locais
Origem
� 1976, Metcalfe e David Boggs (seu assistente) publicaram um artigo, Ethernet: DistributedPacket-Switching For Local Computer Networks
� 1979, Metcalfe deixou a Xerox e criou a 3Com
� 1980, Convenceu DEC, Intel, e Xerox a trabalhar juntas para promover a Ethernet como um padrãojuntas para promover a Ethernet como um padrão
Evolução
Frame
� Preâmbulo - tem como função criar um padrão de 0s e 1s para a sincronização. em algumas literaturas, não é sonsiderado parte do frame Ethernet pois é adiconado ao frame na camada física.
� SFD (Start Frame Delimiter) - Sinaliza o início do Frame (10101011)
� DA (Destination Address)
�
Frame
� Payload - Transporta dados das camadas superiores encapsulados (entre 46 e 1500 bytes)
� CRC - Transporta a detecção de erro baseado no CRC-32
�
Frame
Endereçamento
� MAC Address
� Endereço físico único associado a placa de rede como identificador universal da estação em uma LAN
Endereçamento
� Como descobrir o MAC ADRRESS de sua estação?� Ipconfig /all (Windows)
� Ifconfig (Linux)
� Como ver os MAC ADDRESS das estações?
C: \ Documents and Settings \ romildo >arp –aC: \ Documents and Settings \ romildo >arp –a
Interface: 192.168.100.157 --- 0x4
Endereço IP Endereço físico Tipo
192.168.100.1 00-02-55-5d-79-af dinâmico
192.168.100.160 00-02-55-5d-0a-f2 dinâmic o
192.168.100.191 00-20-18-8d-79-10 dinâmic o
� É possível alterar o endereço físico de uma estação?
Endereçamento
� Como descobrir o MAC ADRRESS de sua estação?� Ipconfig /all (Windows)
� Ifconfig (Linux)
� Como ver os MAC ADDRESS das estações?
C: \ Documents and Settings \ romildo >arp –aC: \ Documents and Settings \ romildo >arp –a
Interface: 192.168.100.157 --- 0x4
Endereço IP Endereço físico Tipo
192.168.100.1 00-02-55-5d-79-af dinâmico
192.168.100.160 00-02-55-5d-0a-f2 dinâmic o
192.168.100.191 00-20-18-8d-79-10 dinâmic o
� É possível alterar o endereço físico de uma estação?
Endereçamento
� Como garantir que o MAC é único?
� A alocação de MAC address é administrada pelo IEEE
� O fabricante compra porções do espaço de endereço MAC (para assegurar a unicidade)
� Analogia (Livro de Kurose):
� (a) endereço MAC: semelhante ao número do RG� (a) endereço MAC: semelhante ao número do RG
� (b) endereço IP: semelhante a um endereço postal
Endereçamento
� Como garantir que o MAC é único?
� A alocação de MAC Address é administrada pelo IEEE
� O fabricante compra porções do espaço de endereço MAC (para assegurar a unicidade)
� 00-00-0C (Cisco)
� 00-01-02 (3COM)� 00-01-02 (3COM)
� 00-01-41 (Cisco)
� 00-E0-4C (Realtek)
� Analogia (Livro de Kurose):
� (a) endereço MAC: semelhante ao número do RG
� (b) endereço IP: semelhante a um endereço postal
EThernet Padrão (10Mbps)
Ethernet Padrão
� 10Base2
Ethernet Padrão
� 10BaseT
Ethernet Padrão
� 10BaseF
Ethernet Padrão
� 10BASE2 (ThinNet ou Cheapernet) -- Um cabo coaxial de 50-ohm conecta as máquinas, cada qual usando um adaptador T para conectar seu NIC. Requer terminadores nos finais. Por muitos anos esse foi o padrão dominante de ethernet de 10 Mbit/s.
� 10BASE5 (também chamado Thicknet) -- Especificação Ethernet de banda básica de 10 Mbps, que usa o padrão (grosso) de cabo coaxial de banda de base de 50 ohms. Faz parte da especificação de camada física de banda de base IEEE 802.3, tem um limite de distância de 500 metros por segmento.
� 10BASE-T -- Opera com 4 fios (dois conjuntos de par trançado) num cabo CAT-3 ou CAT-5. Um hub ou switch fica no meio e tem uma porta para cada nó da rede. Essa é também a configuração usada para a ethernet 100BASE-T e a Gigabit.também a configuração usada para a ethernet 100BASE-T e a Gigabit.
� 10BASE-F -- um termo genérico para a nova família de padrões de ethernet de 10 Mbit/s: 10BASE-FL, 10BASE-FB e 10BASE-FP. Desses, só o 10BASE-FL está em uso comum (todos utilizando a fibra óptica como meio físico).
� 10BASE-FB -- Pretendia ser usada por backbones conectando um grande número de hubs ou switches, agora está obsoleta.
� 10BASE-FP -- Uma rede passiva em estrela que não requer repetidores, nunca foi implementada.
Fast Ethernet (100Mbps)
Fast Ethernet
� 100BASE-TX
� A forma mais usada na rede Fast Ethernet
� Cabos CAT5e (ou CAT5)
� Padrões de cabeamento TIA/EIA-568
� Cada segmento de rede pode ter uma distância de no máximo de 100 metrosmáximo de 100 metros
� 100 Mbit/s de throughput full-duplex
� Geralmente utiliza topologia estrela
Fast Ethernet
� 100BASE-TX
Gigabit Ethernet (1000Mbps)
Pausa para pensar....
� Antes de continuarmos com 10Gbps e 100Gbps, precisamos pensar em algumas coisas...
� Note que na topologia 10Base2 é utilizada a topologia barramento (meio compartilhado), como tratar a colisão?
� Quais as topologias utilizadas em cada padrão?� Quais as topologias utilizadas em cada padrão?
� Todos os padrões Ethernet precisam tratar colisão?
Como o Ethernet detecta colisões?
� CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection)
� Princípio base: ouvir antes de transmitir
� Procedimento de envio1. O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um
quadro.quadro.
2. Se o adaptador detecta um canal livre, ele começa a transmitir o quadro. Senão espera até ele ficar livre e então transmite.
3. Se o adaptador transmite o quadro todo sem colisão, quadro enviado!
4. Se o adaptador detecta outra transmissão enquanto transmite, eleaborta e envia um jam signal.
5. Após abortar, adaptador entra em exponential backoff e retorna aopasso2.
Como o Ethernet detecta colisões?
� CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection)
� Adaptador não transmite se ele detectar algumoutro adaptador transmitindo, isto é, carrier sense
� O adaptador transmissor aborta quando detectaoutro adaptador transmitindo, isto é, collision outro adaptador transmitindo, isto é, collision detection
� Antes de tentar uma retransmissão, o adaptadorespera um período aleatório, isto é, random access
Como o Ethernet detecta colisões?
� CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection)
� Simulador Online
� Daniel Brushteyn in 1997 as part of course work at the University of Pennsylvania.
� http://wps.aw.com/wps/media/objects/500/512911/c� http://wps.aw.com/wps/media/objects/500/512911/cap5/csma.htm
Diferença entre HUB e Switch
� Hub
� Interconecta computadores ou segmentos de LAN
� Estende a distância máxima entre os nós
� No entanto, domínios de colisão individuais tornam-se um único e grande domínio de colisão
LAN
HUBA
B
C D
Diferença entre HUB e Switch
� Hub
� Exemplo 1: Se A manda uma msg para C?
LAN
HUBA
B
C D
1
Diferença entre HUB e Switch
� Hub
� Exemplo 1: Se A manda uma msg para C?
� Simples repetidor
� Similar a rede barramento
LAN
HUBA
B
C D
11 1
Diferença entre HUB e Switch
� Hub
LAN
HUB
HUB
HUB
SWITCH
Diferença entre HUB e Switch
� SWITCH
� Faz comutação
� Entrada na tabela do switch:
� (endereço MAC, interface, marca de tempo)
� Switch aprende quais hospedeiros podem ser alcançados através de suas interfacesalcançados através de suas interfaces
� Reduz o domínio de colisão
Diferença entre HUB e Switch
� SWITCH
� Exemplo 2:
� Host A manda msg para C
� E agora?
LAN
SWITCHA
B
C D
1 Endereço
(MAC ADDRESS)
interface
B 2
D 4
1
Diferença entre HUB e Switch
� SWITCH
� Exemplo 2:
� Coloca o endereço e porta de A na tabela
� Faz um flood (inundação) - Encaminha para todas as interfaces, exceto para aquela em que o quadro chegou
LAN
SWITCHA
B
C D
Endereço
(MAC ADDRESS)
interface
B 2
D 4
A 1
C 3
1
Diferença entre HUB e Switch
� SWITCH
� O que acontece numa rede com 200 computadores?
� Se eu quiser que apenas o departamento de elétrica acesse o servidor?
LAN
SWITCH
SWITCH
SWITCH
SWITCH
FILE/DHCPSERVER
Diferença entre HUB e Switch
� SWITCH com VLAN (Virtual LAN)
� Geralmente é feita uma segmentação da LAN através das portas
� Permite
� Segmentação
� Desempenho� Desempenho
� Segurança
� Mas como é feito?LAN
SWITCHElétrica
SWITCHMatemática
SWITCH
SWITCHComputação
FILE/DHCPSERVER
Diferença entre HUB e Switch
� SWITCH com VLAN (Virtual LAN)
� Como configurar isso?
� Switch tem que ser gerenciável!
Diferença entre HUB e Switch
� Utilizando o simulador da DLINK
� http://www.dlink.com/support/
� Acesse Emulatores
� Acesse DES-1226G
Diferença entre HUB e Switch
� Mais sobre Switchs
� Trukking – Interconectar dois switchs agrupando duas portas e aumento a largura de banda.
� VLAN trunking protocol (VTP) – um protocolo que os switches usam para se comunicar uns com os outros e trocar informações sobre as configurações da VLAN.trocar informações sobre as configurações da VLAN.
� Quando utilizá-lo?
� Switch Level-3
� Adiciona funções de camada 3 (rede) ao switch tradicional
� Quando utilizá-lo?
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