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Redes I ndash Ethernet 1
Ethernet (IEEE 8023)Ethernet (IEEE 8023)
Faculdade de Tecnologia Senac PelotasFaculdade de Tecnologia Senac Pelotas
Curso Superior de Tecnologia em Redes de ComputadoresCurso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores
Prof Eduardo Marontildeas MonksProf Eduardo Marontildeas Monks
Unidade Curricular - Redes IUnidade Curricular - Redes I
Redes I ndash Ethernet 2
SumaacuterioSumaacuterio
bull Camada de Enlace de Dados Camada de Enlace de Dados
bull Redes EthernetRedes Ethernet
bull ReferecircnciasReferecircncias
Redes I ndash Ethernet 3
Algumas terminologiasAlgumas terminologias Hospedeiros e Hospedeiros e
roteadores satildeo roteadores satildeo noacutesnoacutes Canais de comunicaccedilatildeo Canais de comunicaccedilatildeo
que conectam noacutes que conectam noacutes adjacentes ao longo do adjacentes ao longo do caminho de comunicaccedilatildeo caminho de comunicaccedilatildeo satildeo satildeo enlacesenlaces Enlaces com fioEnlaces com fio Enlaces sem fioEnlaces sem fio LANsLANs
Pacote de camada-2 eacute um Pacote de camada-2 eacute um quadroquadro encapsula o encapsula o datagramadatagrama
Camada de enlace introduccedilatildeo
A camada de enlace tem a responsabilidade de transferir um datagrama de um noacute para o noacute adjacente sobre um enlace
Redes I ndash Ethernet 4
Enquadramento acesso ao enlace Enquadramento acesso ao enlace
Encapsula datagramas em quadros acrescentando Encapsula datagramas em quadros acrescentando cabeccedilalhos e cabeccedilalhos e trailertrailer
Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado
ldquo ldquoEndereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos Endereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros quadros
Diferente do endereccedilo IPDiferente do endereccedilo IP
Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente conectados conectados
Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)
Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro (fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)(fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)
Enlaces sem fio (wireless) altas taxas de erroEnlaces sem fio (wireless) altas taxas de erro
Serviccedilos da camada de enlace
Redes I ndash Ethernet 5
Controle de fluxo Controle de fluxo
Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor
Detecccedilatildeo de erros Detecccedilatildeo de erros
Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos
O receptor detecta a presenccedila de erros O receptor detecta a presenccedila de erros
Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido
Correccedilatildeo de erros Correccedilatildeo de erros
O receptor identifica O receptor identifica e corrigee corrige o bit com erro(s) sem o bit com erro(s) sem recorrer agrave recorrer agrave retransmissatildeoretransmissatildeo
Half-duplex e full-duplexHalf-duplex e full-duplexbull Com Com half-duplexhalf-duplex os noacutes em ambas as extremidades do enlace os noacutes em ambas as extremidades do enlace
podem transmitir mas natildeo ao mesmo tempopodem transmitir mas natildeo ao mesmo tempobull Full-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamenteFull-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamente
Serviccedilos da camada de enlace
Redes I ndash Ethernet 6
Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211
Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc
Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor
Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo
Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica
Comunicaccedilatildeo de adaptadores
Redes I ndash Ethernet 7
ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)
TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP
ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum
NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip
Checksum da Internet
Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip
Redes I ndash Ethernet 8
Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces
Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)
Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)
Ethernet Ethernet tradicionaltradicional
Upstream HFCUpstream HFC
80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio
Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos
The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt
Redes I ndash Ethernet 9
Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado
Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia
ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo
Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso
Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir
Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo
Protocolos de acesso muacuteltiplo
Redes I ndash Ethernet 10
Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes
Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo
Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)
Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD
Protocolos de acesso aleatoacuterio
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
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CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 2
SumaacuterioSumaacuterio
bull Camada de Enlace de Dados Camada de Enlace de Dados
bull Redes EthernetRedes Ethernet
bull ReferecircnciasReferecircncias
Redes I ndash Ethernet 3
Algumas terminologiasAlgumas terminologias Hospedeiros e Hospedeiros e
roteadores satildeo roteadores satildeo noacutesnoacutes Canais de comunicaccedilatildeo Canais de comunicaccedilatildeo
que conectam noacutes que conectam noacutes adjacentes ao longo do adjacentes ao longo do caminho de comunicaccedilatildeo caminho de comunicaccedilatildeo satildeo satildeo enlacesenlaces Enlaces com fioEnlaces com fio Enlaces sem fioEnlaces sem fio LANsLANs
Pacote de camada-2 eacute um Pacote de camada-2 eacute um quadroquadro encapsula o encapsula o datagramadatagrama
Camada de enlace introduccedilatildeo
A camada de enlace tem a responsabilidade de transferir um datagrama de um noacute para o noacute adjacente sobre um enlace
Redes I ndash Ethernet 4
Enquadramento acesso ao enlace Enquadramento acesso ao enlace
Encapsula datagramas em quadros acrescentando Encapsula datagramas em quadros acrescentando cabeccedilalhos e cabeccedilalhos e trailertrailer
Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado
ldquo ldquoEndereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos Endereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros quadros
Diferente do endereccedilo IPDiferente do endereccedilo IP
Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente conectados conectados
Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)
Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro (fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)(fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)
Enlaces sem fio (wireless) altas taxas de erroEnlaces sem fio (wireless) altas taxas de erro
Serviccedilos da camada de enlace
Redes I ndash Ethernet 5
Controle de fluxo Controle de fluxo
Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor
Detecccedilatildeo de erros Detecccedilatildeo de erros
Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos
O receptor detecta a presenccedila de erros O receptor detecta a presenccedila de erros
Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido
Correccedilatildeo de erros Correccedilatildeo de erros
O receptor identifica O receptor identifica e corrigee corrige o bit com erro(s) sem o bit com erro(s) sem recorrer agrave recorrer agrave retransmissatildeoretransmissatildeo
Half-duplex e full-duplexHalf-duplex e full-duplexbull Com Com half-duplexhalf-duplex os noacutes em ambas as extremidades do enlace os noacutes em ambas as extremidades do enlace
podem transmitir mas natildeo ao mesmo tempopodem transmitir mas natildeo ao mesmo tempobull Full-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamenteFull-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamente
Serviccedilos da camada de enlace
Redes I ndash Ethernet 6
Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211
Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc
Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor
Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo
Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica
Comunicaccedilatildeo de adaptadores
Redes I ndash Ethernet 7
ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)
TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP
ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum
NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip
Checksum da Internet
Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip
Redes I ndash Ethernet 8
Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces
Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)
Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)
Ethernet Ethernet tradicionaltradicional
Upstream HFCUpstream HFC
80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio
Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos
The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt
Redes I ndash Ethernet 9
Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado
Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia
ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo
Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso
Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir
Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo
Protocolos de acesso muacuteltiplo
Redes I ndash Ethernet 10
Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes
Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo
Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)
Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD
Protocolos de acesso aleatoacuterio
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
Redes I ndash Ethernet 12
CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 3
Algumas terminologiasAlgumas terminologias Hospedeiros e Hospedeiros e
roteadores satildeo roteadores satildeo noacutesnoacutes Canais de comunicaccedilatildeo Canais de comunicaccedilatildeo
que conectam noacutes que conectam noacutes adjacentes ao longo do adjacentes ao longo do caminho de comunicaccedilatildeo caminho de comunicaccedilatildeo satildeo satildeo enlacesenlaces Enlaces com fioEnlaces com fio Enlaces sem fioEnlaces sem fio LANsLANs
Pacote de camada-2 eacute um Pacote de camada-2 eacute um quadroquadro encapsula o encapsula o datagramadatagrama
Camada de enlace introduccedilatildeo
A camada de enlace tem a responsabilidade de transferir um datagrama de um noacute para o noacute adjacente sobre um enlace
Redes I ndash Ethernet 4
Enquadramento acesso ao enlace Enquadramento acesso ao enlace
Encapsula datagramas em quadros acrescentando Encapsula datagramas em quadros acrescentando cabeccedilalhos e cabeccedilalhos e trailertrailer
Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado
ldquo ldquoEndereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos Endereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros quadros
Diferente do endereccedilo IPDiferente do endereccedilo IP
Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente conectados conectados
Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)
Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro (fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)(fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)
Enlaces sem fio (wireless) altas taxas de erroEnlaces sem fio (wireless) altas taxas de erro
Serviccedilos da camada de enlace
Redes I ndash Ethernet 5
Controle de fluxo Controle de fluxo
Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor
Detecccedilatildeo de erros Detecccedilatildeo de erros
Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos
O receptor detecta a presenccedila de erros O receptor detecta a presenccedila de erros
Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido
Correccedilatildeo de erros Correccedilatildeo de erros
O receptor identifica O receptor identifica e corrigee corrige o bit com erro(s) sem o bit com erro(s) sem recorrer agrave recorrer agrave retransmissatildeoretransmissatildeo
Half-duplex e full-duplexHalf-duplex e full-duplexbull Com Com half-duplexhalf-duplex os noacutes em ambas as extremidades do enlace os noacutes em ambas as extremidades do enlace
podem transmitir mas natildeo ao mesmo tempopodem transmitir mas natildeo ao mesmo tempobull Full-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamenteFull-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamente
Serviccedilos da camada de enlace
Redes I ndash Ethernet 6
Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211
Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc
Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor
Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo
Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica
Comunicaccedilatildeo de adaptadores
Redes I ndash Ethernet 7
ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)
TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP
ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum
NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip
Checksum da Internet
Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip
Redes I ndash Ethernet 8
Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces
Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)
Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)
Ethernet Ethernet tradicionaltradicional
Upstream HFCUpstream HFC
80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio
Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos
The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt
Redes I ndash Ethernet 9
Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado
Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia
ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo
Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso
Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir
Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo
Protocolos de acesso muacuteltiplo
Redes I ndash Ethernet 10
Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes
Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo
Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)
Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD
Protocolos de acesso aleatoacuterio
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
Redes I ndash Ethernet 12
CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 4
Enquadramento acesso ao enlace Enquadramento acesso ao enlace
Encapsula datagramas em quadros acrescentando Encapsula datagramas em quadros acrescentando cabeccedilalhos e cabeccedilalhos e trailertrailer
Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado Implementa acesso ao canal se o meio eacute compartilhado
ldquo ldquoEndereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos Endereccedilos fiacutesicosrdquo usados nos cabeccedilalhos dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros para identificar a fonte e o destino dos quadros quadros
Diferente do endereccedilo IPDiferente do endereccedilo IP
Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente Entrega confiaacutevel entre dois equipamentos fisicamente conectados conectados
Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)Jaacute aprendemos como isso deve ser feito (Capiacutetulo 3)
Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro Raramente usado em enlaces com baixa taxa de erro (fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)(fibra alguns tipos de par de fios tranccedilados de cobre)
Enlaces sem fio (wireless) altas taxas de erroEnlaces sem fio (wireless) altas taxas de erro
Serviccedilos da camada de enlace
Redes I ndash Ethernet 5
Controle de fluxo Controle de fluxo
Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor
Detecccedilatildeo de erros Detecccedilatildeo de erros
Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos
O receptor detecta a presenccedila de erros O receptor detecta a presenccedila de erros
Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido
Correccedilatildeo de erros Correccedilatildeo de erros
O receptor identifica O receptor identifica e corrigee corrige o bit com erro(s) sem o bit com erro(s) sem recorrer agrave recorrer agrave retransmissatildeoretransmissatildeo
Half-duplex e full-duplexHalf-duplex e full-duplexbull Com Com half-duplexhalf-duplex os noacutes em ambas as extremidades do enlace os noacutes em ambas as extremidades do enlace
podem transmitir mas natildeo ao mesmo tempopodem transmitir mas natildeo ao mesmo tempobull Full-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamenteFull-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamente
Serviccedilos da camada de enlace
Redes I ndash Ethernet 6
Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211
Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc
Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor
Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo
Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica
Comunicaccedilatildeo de adaptadores
Redes I ndash Ethernet 7
ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)
TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP
ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum
NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip
Checksum da Internet
Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip
Redes I ndash Ethernet 8
Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces
Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)
Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)
Ethernet Ethernet tradicionaltradicional
Upstream HFCUpstream HFC
80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio
Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos
The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt
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Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado
Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia
ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo
Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso
Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir
Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo
Protocolos de acesso muacuteltiplo
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Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes
Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo
Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)
Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD
Protocolos de acesso aleatoacuterio
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
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CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
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Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
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A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
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Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 5
Controle de fluxo Controle de fluxo
Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor Limitaccedilatildeo da transmissatildeo entre transmissor e receptor
Detecccedilatildeo de erros Detecccedilatildeo de erros
Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos Erros causados pela atenuaccedilatildeo do sinal e por ruiacutedos
O receptor detecta a presenccedila de erros O receptor detecta a presenccedila de erros
Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido Avisa o transmissor para reenviar o quadro perdido
Correccedilatildeo de erros Correccedilatildeo de erros
O receptor identifica O receptor identifica e corrigee corrige o bit com erro(s) sem o bit com erro(s) sem recorrer agrave recorrer agrave retransmissatildeoretransmissatildeo
Half-duplex e full-duplexHalf-duplex e full-duplexbull Com Com half-duplexhalf-duplex os noacutes em ambas as extremidades do enlace os noacutes em ambas as extremidades do enlace
podem transmitir mas natildeo ao mesmo tempopodem transmitir mas natildeo ao mesmo tempobull Full-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamenteFull-Duplex ambos os noacutes podem transmitir simultaneamente
Serviccedilos da camada de enlace
Redes I ndash Ethernet 6
Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211
Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc
Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor
Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo
Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica
Comunicaccedilatildeo de adaptadores
Redes I ndash Ethernet 7
ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)
TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP
ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum
NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip
Checksum da Internet
Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip
Redes I ndash Ethernet 8
Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces
Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)
Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)
Ethernet Ethernet tradicionaltradicional
Upstream HFCUpstream HFC
80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio
Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos
The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt
Redes I ndash Ethernet 9
Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado
Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia
ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo
Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso
Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir
Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo
Protocolos de acesso muacuteltiplo
Redes I ndash Ethernet 10
Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes
Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo
Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)
Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD
Protocolos de acesso aleatoacuterio
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
Redes I ndash Ethernet 12
CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
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A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
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Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
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bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
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Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
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Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
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Ethernet - Exemplo
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PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
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Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
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EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
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bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
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bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
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Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
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Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
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Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 6
Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC)Camada de rede implementada no ldquoadaptadorrdquo (isto eacute NIC) Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211Cartatildeo Ethernet cartatildeo PCMCI cartatildeo 80211
Lado transmissorLado transmissor Encapsula o datagrama em um quadroEncapsula o datagrama em um quadro Adiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etcAdiciona bits de verificaccedilatildeo de erro rdt controle de fluxo etc
Lado receptorLado receptor Procura erros rdt controle de fluxo etcProcura erros rdt controle de fluxo etc Extrai o datagrama passa para o lado receptorExtrai o datagrama passa para o lado receptor
Adaptador eacute semi-autocircnomoAdaptador eacute semi-autocircnomo
Camadas de enlace e fiacutesicaCamadas de enlace e fiacutesica
Comunicaccedilatildeo de adaptadores
Redes I ndash Ethernet 7
ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)
TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP
ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum
NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip
Checksum da Internet
Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip
Redes I ndash Ethernet 8
Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces
Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)
Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)
Ethernet Ethernet tradicionaltradicional
Upstream HFCUpstream HFC
80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio
Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos
The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt
Redes I ndash Ethernet 9
Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado
Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia
ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo
Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso
Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir
Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo
Protocolos de acesso muacuteltiplo
Redes I ndash Ethernet 10
Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes
Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo
Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)
Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD
Protocolos de acesso aleatoacuterio
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
Redes I ndash Ethernet 12
CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 7
ObjetivoObjetivo detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado detectar ldquoerrosrdquo (ex bits trocados) num segmento transmitido (nota usado apenasapenas na camada de transporte) na camada de transporte)
TransmissorTransmissor Trata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bitsTrata o conteuacutedo de segmentos como sequumlecircncias de nuacutemeros inteiros de 16 bits Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do Checksum adiccedilatildeo (soma em complemento de um) do conteuacutedo do segmento conteuacutedo do segmento Transmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDPTransmissor coloca o valor do checksum no campo checksum do UDP
ReceptorReceptor Computa o checksum do segmento recebidoComputa o checksum do segmento recebido Verifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksumVerifica se o checksum calculado eacute igual ao valor do campo checksum
NAtildeO mdash erro detectadoNAtildeO mdash erro detectado SIM mdash natildeo detectou erro SIM mdash natildeo detectou erro Mas talvez haja erros apesar dissoMas talvez haja erros apesar disso Depoishellip Depoishellip
Checksum da Internet
Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - Exemplo de utilitaacuterio para verificaccedilatildeo de integridade - http1921682003softwarefsumzip
Redes I ndash Ethernet 8
Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces
Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)
Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)
Ethernet Ethernet tradicionaltradicional
Upstream HFCUpstream HFC
80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio
Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos
The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt
Redes I ndash Ethernet 9
Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado
Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia
ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo
Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso
Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir
Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo
Protocolos de acesso muacuteltiplo
Redes I ndash Ethernet 10
Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes
Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo
Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)
Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD
Protocolos de acesso aleatoacuterio
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
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CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
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Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
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A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
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bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
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Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
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Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
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Ethernet - Exemplo
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PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
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bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 8
Dois tipos de Dois tipos de enlacesenlaces
Ponto-a-ponto (fio Ponto-a-ponto (fio uacutenico uacutenico ex ex PPPPPP SLIP)SLIP)
Broadcast Broadcast (fio ou (fio ou meio meio compartilhado)compartilhado)
Ethernet Ethernet tradicionaltradicional
Upstream HFCUpstream HFC
80211 LAN sem 80211 LAN sem fiofio
Enlaces de acesso muacuteltiplo e protocolos
The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - The Point-to-Point Protocol (PPP) ndash RFC 1661 - httpwwwietforgrfcrfc1661txt
Redes I ndash Ethernet 9
Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado
Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia
ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo
Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso
Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir
Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo
Protocolos de acesso muacuteltiplo
Redes I ndash Ethernet 10
Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes
Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo
Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)
Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD
Protocolos de acesso aleatoacuterio
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
Redes I ndash Ethernet 12
CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 9
Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado Canal de comunicaccedilatildeo uacutenico e compartilhado
Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia Duas ou mais transmissotildees simultacircneas pelos noacutes interferecircncia
ColisatildeoColisatildeo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo se um noacute receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo
Protocolo de muacuteltiplo acessoProtocolo de muacuteltiplo acesso
Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees Algoritmo distribuiacutedo que determina como as estaccedilotildees compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo compartilham o canal isto eacute determinam quando cada estaccedilatildeo pode transmitirpode transmitir
Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar Comunicaccedilatildeo sobre o compartilhamento do canal deve utilizar o proacuteprio canal o proacuteprio canal Nenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeoNenhum canal fora-de-banda para coordenaccedilatildeo
Protocolos de acesso muacuteltiplo
Redes I ndash Ethernet 10
Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes
Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo
Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)
Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD
Protocolos de acesso aleatoacuterio
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
Redes I ndash Ethernet 12
CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 10
Quando o noacute tem um pacote a enviarQuando o noacute tem um pacote a enviar Transmite com toda a taxa do canal RTransmite com toda a taxa do canal R Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo Natildeo haacute uma regra de coordenaccedilatildeo a prioria priori entre os noacutes entre os noacutes
Dois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquoDois ou mais noacutes transmitindo -gt ldquocolisatildeordquo
Protocolo MAC de acesso aleatoacuterioProtocolo MAC de acesso aleatoacuterio determina determina Como detectar colisotildeesComo detectar colisotildees Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via Como as estaccedilotildees se recuperam das colisotildees (ex via retransmissotildees atrasadas)retransmissotildees atrasadas)
Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterioExemplos de protocolos MAC de acesso aleatoacuterio slotted ALOHAslotted ALOHA ALOHAALOHA CSMA e CSMACDCSMA e CSMACD
Protocolos de acesso aleatoacuterio
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
Redes I ndash Ethernet 12
CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 11
CSMACSMA escuta antes de transmitir escuta antes de transmitir
Se o canal parece vazio transmite o pacoteSe o canal parece vazio transmite o pacote
Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo Se o canal estaacute ocupado adia a transmissatildeo
Analogia humana natildeo interrompa os outrosAnalogia humana natildeo interrompa os outros
CSMA Carrier Sense Multiple Access
Redes I ndash Ethernet 12
CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
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Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
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Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
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Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
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EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
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bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
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Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
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bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 12
CSMACDCSMACD detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA detecccedilatildeo de portadora deferecircncia como no CSMA
Colisotildees Colisotildees detectadasdetectadas num tempo mais curto num tempo mais curto
Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o Transmissotildees com colisotildees satildeo interrompidas reduzindo o desperdiacutecio do desperdiacutecio do canal canal Detecccedilatildeo de colisatildeo Detecccedilatildeo de colisatildeo Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal Faacutecil em LANs cabeadas mediccedilatildeo da intensidade do sinal comparaccedilatildeo dos comparaccedilatildeo dos sinais transmitidos e recebidossinais transmitidos e recebidos
Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto Difiacutecil em LANs sem fio receptor desligado enquanto transmitindotransmitindo
Analogia humana o ldquobom de papordquo educadoAnalogia humana o ldquobom de papordquo educado
CSMACD (detecccedilatildeo de colisatildeo)
Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute Em transmissatildeo full-duplex o CSMACD natildeo eacute necessaacuterionecessaacuterio
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 13
Endereccedilos IP de 32-bit Endereccedilos IP de 32-bit
Endereccedilos da Endereccedilos da camada de rede camada de rede
Usados para levar o datagrama ateacute a rede de Usados para levar o datagrama ateacute a rede de destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)destino (lembre-se da definiccedilatildeo de rede IP)
Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico) Endereccedilo de LAN (ou MAC ou fiacutesico)
Usado para levar o datagrama de uma interface Usado para levar o datagrama de uma interface fiacutesica a outra fisicamente conectada com a fiacutesica a outra fisicamente conectada com a primeira (isto eacute na mesma rede) primeira (isto eacute na mesma rede)
Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) Endereccedilos MAC com 48 bits (na maioria das LANs) gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de gravados na memoacuteria fixa (ROM) do adaptador de rederede
Endereccedilos de LAN e ARP
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
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Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 14
A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo A alocaccedilatildeo de endereccedilos MAC eacute administrada pelo IEEEIEEE
O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo O fabricante compra porccedilotildees do espaccedilo de endereccedilo MAC (para assegurar a unicidade)MAC (para assegurar a unicidade)
AnalogiaAnalogia
(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG(a) endereccedilo MAC semelhante ao nuacutemero do RG
(b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal (b) endereccedilo IP semelhante a um endereccedilo postal
Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade Endereccedilamento MAC eacute ldquoflatrdquo =gt portabilidade
Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede Eacute possiacutevel mover uma placa de LAN de uma rede para outra sem para outra sem reconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MACreconfiguraccedilatildeo de endereccedilo MAC
Endereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevelEndereccedilamento IP ldquohieraacuterquicordquo =gt NAtildeO portaacutevel
Depende da rede na qual se estaacute ligadoDepende da rede na qual se estaacute ligado
Endereccedilos de LAN (mais)
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
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Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
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Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
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Ethernet - Exemplo
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PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
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Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
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Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
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EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
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bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
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bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
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Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
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Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 15
Questatildeo como determinar o endereccedilo MAC de Bdado o endereccedilo IP de B Cada noacute IP (hospedeiro roteador) numa LAN tem um moacutedulo e uma tabela ARP Tabela ARP mapeamento de endereccedilos IPMAC para alguns noacutes da LAN lt endereccedilo IP endereccedilo MAC TTLgt
lt IP address MAC address TTLgt TTL (Time To Live) tempo depois do qual o mapeamento de endereccedilos seraacute esquecido (tipicamente 20 min)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 16
bullARP ARP (Address Resolution Protocol)(Address Resolution Protocol)bullProtocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo Protocolo responsaacutevel por encontrar o endereccedilo
MAC correspondente ao endereccedilos IPMAC correspondente ao endereccedilos IPbullUtiliza transmissotildees em broadcastUtiliza transmissotildees em broadcast bullNecessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais Necessaacuterio na comunicaccedilatildeo de hosts locais
(diretamente conectados) e entre hosts em (diretamente conectados) e entre hosts em diferentes redes (gateway)diferentes redes (gateway)
ARP Address Resolution Protocol (Protocolo de resoluccedilatildeo de endereccedilos)
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
Protocolo ARP
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
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bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 17
Destino na mesma LANDestino na mesma LANDestino em outra LANDestino em outra LAN
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Redes I ndash Ethernet 18
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esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
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Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 18
Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo Tecnologia de rede local ldquodominanterdquo
Barato R$20 por 100 MbitsBarato R$20 por 100 Mbits
Primeira tecnologia de LAN largamente usadaPrimeira tecnologia de LAN largamente usada
Mais simples e mais barata que LANs com token e ATMMais simples e mais barata que LANs com token e ATM
Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (Velocidade crescente 10 Mbits ndash 10 Gbits (40Gbits e 100Gbits40Gbits e 100Gbits))
esboccedilo da Ethernetpor Bob Metcalfe
Ethernet (padratildeo IEEE 8023)
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 19
Ethernet - Exemplo
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 20
PadratildeoPadratildeo AnoAno FunccedilatildeoFunccedilatildeo
Exp EthernetExp Ethernet 19721972 294 Mbits - barramento de cabo coaxial294 Mbits - barramento de cabo coaxial
Ethernet II (DIX Ethernet II (DIX V20)V20)
19821982 10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)10 Mbit Ethernet ndash cabo coaxial fino (DIX ndash Digital Intel Xerox)
IEEE 8023IEEE 8023 19831983 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC 10BASE5 (10Mbits) cabo coaxial grosso (cabeccedilalho 8022 LLC segue ao cabeccedilalho 8023)segue ao cabeccedilalho 8023)
IEEE 8023aIEEE 8023a 19851985 10BASE2 - Chipernet10BASE2 - Chipernet
IEEE 8023bIEEE 8023b 19851985 10BROAD3610BROAD36
IEEE 8023cIEEE 8023c 19851985 10Mbits repeater specification10Mbits repeater specification
IEEE 8023dIEEE 8023d 19871987 FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)FIORL (Fiber Optic Inter-Repeater Link)
IEEE 8023eIEEE 8023e 19871987 1BASE5 Star LAN1BASE5 Star LAN
IEEE 8023iIEEE 8023i 19901990 10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair10BASE-T ndash 10Mbitsover twisted pair
IEEE 8023jIEEE 8023j 19931993 10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic10BASE-F ndash 10Mbits over Fiber-Optic
IEEE 8023uIEEE 8023u 19951995 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto 100BASE-TX 100BASE-T4 100BASE-FX Fast Ethernet Auto sensesense
IEEE 8023xIEEE 8023x 19971997 Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)Full Duplex and Flow control (tambeacutem acaba com frames DIX)
IEEE 8023yIEEE 8023y 19981998 100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair100BASE-T2 100Mbits over low quality twisted pair
IEEE 8023zIEEE 8023z 19981998 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic 1000Base-X 1Gbits Ethernet over Fiber-Optic
IEEE 8023 - 1998IEEE 8023 - 1998 19981998 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
Ethernet ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 21
IEEE 8023abIEEE 8023ab 19981998 1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado1000BASE-T 1Gbits sobre par tranccedilado
IEEE 8023acIEEE 8023ac 19991999 Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Tamanho maacuteximo do Frame estendido para 1522 para permitir Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade Q-tag que inclui informaccedilatildeo do 8021Q VLAN e prioridade do 8021p do 8021p
IEEE 8023adIEEE 8023ad 20002000 Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link Agregaccedilatildeo paralela de enlaces (Link aggregation)aggregation)
IEEE 8023 - 2002IEEE 8023 - 2002 20022002 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023aeIEEE 8023ae 20032003 10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -10Gbits Ethernet over Fibre 10BASE-SR (-LR -ER ndashSW -LW -EW)EW)
IEEE 8023afIEEE 8023af 20032003 Power over EthernetPower over Ethernet
IEEE 8023ahIEEE 8023ah 20042004 Ethernet in the First (or last) mileEthernet in the First (or last) mile
IEEE 8023akIEEE 8023ak 20042004 10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable10BASE-CX4 10Gbits over twin coaxial cable
IEEE 8023 - 2005IEEE 8023 - 2005 20052005 Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros Revisatildeo do Padratildeo incorporando todas atualizaccedilotildees e erros acimaacima
IEEE 8023anIEEE 8023an 20062006 10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)10GBASE-T 10Gbits over UTP (unshielded twisted pair)
IEEE 8023apIEEE 8023ap ExpExp Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Backplane Ethernet over printed circuit boards (1 ou 10 Gbits)Gbits)
IEEE 8023aqIEEE 8023aq ExpExp 10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber10GBASE-LRM 10 Gbits Ethernet over multimode fiber
IEEE 8023arIEEE 8023ar ExpExp Congestion ManagementCongestion Management
IEEE 8023asIEEE 8023as ExpExp Frame ExpansionFrame Expansion
IEEE 8023atIEEE 8023at ExpExp Power over Ethernet enhancementsPower over Ethernet enhancements
IEEE 8023auIEEE 8023au ExpExp Isolation Requeriments for power over EthernetIsolation Requeriments for power over Ethernet
IEEE 8023avIEEE 8023av EstdoEstdo 10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)10 Gbits EPON (Ethernet Passive Optical Network)
Ethernet - ndash Histoacuterico dos padrotildees
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 22
Topologia de bus popular em meados dos anos 90Topologia de bus popular em meados dos anos 90
Agora a topologia em estrela prevaleceAgora a topologia em estrela prevalece
Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)Opccedilotildees de conexatildeo hub ou switch (mais adiante)
Topologia em estrela
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 23
Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro Adaptador do transmissor encapsula o datagrama IP (ou outro pacote de protocolo da camada de rede) num pacote de protocolo da camada de rede) num quadro Ethernetquadro Ethernet
PreacircmbuloPreacircmbulo
bull 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 7 bytes com padratildeo 10101010 seguido por um byte com padratildeo 1010101110101011
bull usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do usado para sincronizar as taxas de reloacutegio do transmissor e do receptorreceptor
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 24
EndereccedilosEndereccedilos 6 bytes 6 bytes
Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino Se o adaptador recebe um quadro com endereccedilo de destino coincidente ou coincidente ou com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) com endereccedilo de broadcast (ex pacote ARP) ele passa o dado no quadro ele passa o dado no quadro para o protocolo da camada de redepara o protocolo da camada de rede
TipoTipo indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o indica o protocolo da camada superior geralmente eacute o protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell protocolo IP mas outros podem ser suportados tais como Novell IPX e AppleTalk)IPX e AppleTalk)
CRCCRC verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute verificado no receptor se um erro eacute detectado o quadro eacute simplesmente descartadosimplesmente descartado
Estrutura do quadro Ethernet
Lista de OUI (IETF) - Lista de OUI (IETF) - httpstandardsieeeorgdevelopregauthouipublichtml
Busca por fabricante de MACBusca por fabricante de MAC - - httpwwwcoffercommac_find
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 25
bull Quadro EthernetQuadro Ethernet
Estrutura do quadro Ethernet
Tamanho miacutenimo de quadro 64 BytesTamanho miacutenimo de quadro 64 Bytes
Tamanho maacuteximo de quadro 1518 BytesTamanho maacuteximo de quadro 1518 Bytes
O tamanho maacuteximo do quadro pode O tamanho maacuteximo do quadro pode chegar a 1522 Bytes com o uso de VLANschegar a 1522 Bytes com o uso de VLANs
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 26
bull Tipos de quadrosTipos de quadrosndash UnicastUnicast
bull1 para 11 para 1ndash BroadcastBroadcast
bull1 para todos1 para todosndash MulticastMulticast
bull1 para um grupo1 para um grupobull Distribuiccedilatildeo de tamanhosDistribuiccedilatildeo de tamanhos
ndash Maacuteximo 1518 BytesMaacuteximo 1518 Bytesndash Miacutenimo 64 BytesMiacutenimo 64 Bytes
Estrutura do quadro Ethernet
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
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Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 27
Tipos de Transmissatildeo
bullBroadcastBroadcastndashTodos os hosts Todos os hosts ligados na mesma ligados na mesma rede (mesmo rede (mesmo domiacutenio de domiacutenio de broadcast) broadcast)
receberatildeo o quadroreceberatildeo o quadro bullEndereccedilo MAC Endereccedilo MAC FF-FF-
FF-FF-FF-FF-FFFF-FF-FF-FF-FF
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Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 28
Tipos de Transmissatildeo
bullMulticastMulticastndash Permite o envio de Permite o envio de pacotes para um grupo de pacotes para um grupo de hostshostsndashRepresentaccedilatildeo na camada Representaccedilatildeo na camada de rede 224000 ateacute de rede 224000 ateacute 239255255255239255255255
bull Usa um endereccedilo MAC Usa um endereccedilo MAC especial que comeccedila com especial que comeccedila com 01-00-5E01-00-5E
bull O final do valor eacute montado O final do valor eacute montado usando os uacuteltimos 23 bits usando os uacuteltimos 23 bits do IP do grupo de multicastdo IP do grupo de multicast
(RFC 1112) (RFC 1112)
bull O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute O uacuteltimo bit do endereccedilo eacute sempre 0sempre 0
RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - RFC 1112 ndash Host extensions for IP Multicasting - httpwwwietforgrfcrfc1112txthttpwwwietforgrfcrfc1112txt
IP ndash MAC Calculator -IP ndash MAC Calculator - httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-httpwwwaqwnetcomindexphptoolsip-mac-calculatorcalculator
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 29
Sem slotsSem slots Adaptador natildeo transmite se ele detectar Adaptador natildeo transmite se ele detectar algum outro adaptador transmitindo isto eacute algum outro adaptador transmitindo isto eacute carrier sensecarrier sense
O adaptador transmissor aborta quando O adaptador transmissor aborta quando detecta outro adaptador transmitindo isto eacute detecta outro adaptador transmitindo isto eacute collision detectioncollision detection
Antes de tentar uma retransmissatildeo o Antes de tentar uma retransmissatildeo o adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute adaptador espera um periacuteodo aleatoacuterio isto eacute random accessrandom access
Ethernet usa CSMACD
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 30
1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um 1 O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um quadroquadro
2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o 2 Se o adaptador detecta um canal livre ele comeccedila a transmitir o quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre quadro Se ele detecta o canal ocupado espera ateacute ele ficar livre e entatildeo transmitee entatildeo transmite
3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra 3 Se o adaptador transmite o quadro todo sem detectar outra transmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumpridatransmissatildeo sua missatildeo com esse quadro estaacute cumprida
4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite 4 Se o adaptador detecta outra transmissatildeo enquanto transmite ele aborta e envia um ele aborta e envia um jam signaljam signal
5 Apoacutes abortar o adaptador entra em5 Apoacutes abortar o adaptador entra em exponential backoffexponential backoff apoacutes a m- apoacutes a m-eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2eacutesima colisatildeo o adaptador escolhe um K aleatoacuterio de 012hellip2mm--1 O adaptador espera K1 O adaptador espera K512 tempos de bit e retorna ao passo 2512 tempos de bit e retorna ao passo 2
Algoritmo CSMACD da Ethernet
Redes I ndash Ethernet 31
Jam signalJam signal garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes garante que todos os outros transmissores estatildeo cientes da colisatildeo 48 bitsda colisatildeo 48 bitsBit timeBit time 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbps 01 microsseg para Ethernet de 10 Mbpspara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegpara K = 1023 o tempo de espera eacute cerca de 50 msegExponential backoffExponential backoff ObjetivoObjetivo adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da adaptar tentativas de retransmissatildeo para carga atual da rederede Carga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longaCarga pesada espera aleatoacuteria seraacute mais longa
Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
Ethernet CSMACD
Applet CSMACD Applet CSMACD httpmediapearsoncmgcomawaw_kurose_network_2appletscsmacdcsmacdhtml
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
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Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 31
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Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute Primeira colisatildeo escolha K entre 01 espera eacute K x 512 tempos de transmissatildeo de bitK x 512 tempos de transmissatildeo de bit
Apoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellipApoacutes a segunda colisatildeo escolha K entre 0 1 2 3hellip Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023Apoacutes 10 ou mais colisotildees escolha K entre 0 1 2 3 4hellip1023
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11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
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Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
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ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
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bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
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1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 32
bull Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de Negocia paracircmetros tais como velocidade tipo de transmissatildeo e controle de fluxofluxo
bull Reside na camada fiacutesicaReside na camada fiacutesicabull Utiliza o protocolo NLP (Utiliza o protocolo NLP (Normal Link PulsesNormal Link Pulses) para a negociaccedilatildeo de paracircmetros) para a negociaccedilatildeo de paracircmetrosbull Prioridade das configuraccedilotildees negociadasPrioridade das configuraccedilotildees negociadas
11 1000BASE-T full duplex1000BASE-T full duplex22 1000BASE-T half duplex1000BASE-T half duplex33 100BASE-T2 full duplex100BASE-T2 full duplex44 100BASE-TX full duplex100BASE-TX full duplex55 100BASE-T2 half duplex100BASE-T2 half duplex66 100BASE-T4100BASE-T477 100BASE-TX half duplex100BASE-TX half duplex88 10BASE-T full duplex10BASE-T full duplex99 10BASE-T half duplex10BASE-T half duplex
bull Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex Podem ocorrer problemas de ajustes entre Half-duplex e Full-Duplex (Duplex Mismatch)(Duplex Mismatch)
Autonegociaccedilatildeo (NWay)
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
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Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
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Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
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Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 33
bull Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface Por meio de detecccedilatildeo automaacutetica a interface descobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzadodescobre se o cabo remoto eacute reto ou cruzado
bull Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores Eacute o padratildeo atualmente em switches roteadores access points e etcaccess points e etc
bull Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o Se natildeo houver o auto MDIMDI-X deveraacute ser feito o ajuste manual com um cabo crossover ou retoajuste manual com um cabo crossover ou reto
bull Nos primeiros hubs e switches haviam portas Nos primeiros hubs e switches haviam portas especiais chamadas de uplink para fazer o especiais chamadas de uplink para fazer o cascateamento devido a natildeo existir o recurso do cascateamento devido a natildeo existir o recurso do Auto MDIMDI-XAuto MDIMDI-X
Auto MDIMDI-X
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 34
Camada Fiacutesicabull As diferenccedilas entre os padrotildees As diferenccedilas entre os padrotildees
Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet Fast Ethernet Gigabit Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem Ethernet e 10 Gigabit Ethernet ocorrem na camada fiacutesica na camada fiacutesica
bull O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE O Ethernet eacute coberto pelo padrotildees IEEE 80238023
bull Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados Satildeo 4 taxas de transmissatildeo de dados definidas para uso com fibra oacutetica e definidas para uso com fibra oacutetica e para tranccediladopara tranccedilado
ndash10 Mbps - 10Base-T 10 Mbps - 10Base-T ndash100 Mbps - Fast Ethernet 100 Mbps - Fast Ethernet ndash1000 Mbps - Gigabit Ethernet 1000 Mbps - Gigabit Ethernet ndash10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet10 Gbps - 10 Gigabit Ethernet
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 35
10 Mbps Ethernet10 Mbps Ethernetbull Implementaccedilotildees principaisImplementaccedilotildees principais
ndash10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em 10BASE5 usando cabo coaxial grosso (Thicknet) em topologia de barramentotopologia de barramentondash10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia 10BASE2 usando cabo coaxial fino (Thinnet) em topologia de barramentode barramentondash10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia 10BASE-T usando cabeamento par tranccedilado em topologia estrelaestrela
bull 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T 10 Mbps Ethernet - 10BASE-T ndashAs primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento As primeiras implementaccedilotildees usavam cabeamento categoria 3categoria 3ndashUtiliza dois pares dos quatro existentes para a Utiliza dois pares dos quatro existentes para a comunicaccedilatildeocomunicaccedilatildeo
bullPar 1 e 2 para transmissatildeoPar 1 e 2 para transmissatildeobullPar 3 e 6 para recepccedilatildeoPar 3 e 6 para recepccedilatildeo
ndashUtiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos Utiliza a codificaccedilatildeo Manchester para a representaccedilatildeo dos bitsbitsndash Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o Alcance de 100 metros que podem ser aumentados com o uso de switches hubs ou repetidoresuso de switches hubs ou repetidoresndashQuando conectado a um switch pode operar em full-duplex Quando conectado a um switch pode operar em full-duplex ou half-duplexou half-duplex
bullEm hubs somente em half-duplexEm hubs somente em half-duplex
Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - Simulador da codificaccedilatildeo Manchester - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarrEncodingsEncodingshtml
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
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1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
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1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
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Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
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Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
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Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
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Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
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Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 36
100 Mbps Fast Ethernet100 Mbps Fast EthernetbullAs implementaccedilotildees mais comuns satildeoAs implementaccedilotildees mais comuns satildeo
ndash100BASE-TX (Cat5 ou superior)100BASE-TX (Cat5 ou superior)bullUtiliza dois pares em cabos tranccedilados ou Utiliza dois pares em cabos tranccedilados ou duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) duas fibras oacuteticas formando um par (TXRX) bullUsa a mesma pinagem do 10BASE-TUsa a mesma pinagem do 10BASE-TbullOs bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo Os bits satildeo representados com a codificaccedilatildeo 4B5B4B5BbullUsa uma topologia estrela tal como o Usa uma topologia estrela tal como o 10BASE-T10BASE-T
ndash100BASE-FX (fibra oacutetica)100BASE-FX (fibra oacutetica)bullUsa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em Usa o mesmo tipo de sinalizaccedilatildeo do 100BASE-TX em fibra oacutetica ao inveacutes de par tranccediladofibra oacutetica ao inveacutes de par tranccedilado
ndash A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos A forma de transmissatildeo na fibra se daacute por pulsos luminosos ao inveacutes de eleacutetricosluminosos ao inveacutes de eleacutetricos
bullSatildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica Satildeo utilizados conversores para adaptar a fibra oacutetica a rede em par tranccediladoa rede em par tranccedilado
Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - Simulador da codificaccedilatildeo 4B5B - httpwwwfrontiernetnet~prof_tcarr4B-5Bapplethtml
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
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Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 37
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo Utiliza os 4 pares para prover comunicaccedilatildeo em full-duplex com cabeamento categoria 5e em full-duplex com cabeamento categoria 5e ou superiorou superior
ndashTransmite 125 Mbits por par chegando a Transmite 125 Mbits por par chegando a 500 Mbits em 4 pares500 Mbits em 4 paresndashCada par eacute sinalizado em full-duplex Cada par eacute sinalizado em full-duplex chegando ao 1000Mbitschegando ao 1000MbitsndashUtiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a Utiliza a codificaccedilatildeo 4D-PAM5 para a representaccedilatildeo de bitsrepresentaccedilatildeo de bits
Dell Power Connect 8100 - Dell Power Connect 8100 - httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-httpencommunitydellcomtechcenternetworkingwwiki3980dell-powerconnect-
8100aspx8100aspx
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
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G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 38
1000BASE-T Ethernet1000BASE-T Ethernet
bull Cabo crossover em 1000BASE-TCabo crossover em 1000BASE-T
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 39
1000BASE-SX e 1000BASE-LX1000BASE-SX e 1000BASE-LX
bullTodas as versotildees do 1000BASE-SX e Todas as versotildees do 1000BASE-SX e 1000BASE-LX possuem 1000BASE-LX possuem
ndashA representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo A representaccedilatildeo dos bits se daacute pelo uso da codificaccedilatildeo 8B10Buso da codificaccedilatildeo 8B10BndashAs principais diferenccedilas entre o SX e As principais diferenccedilas entre o SX e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e LX estatildeo no tipo de miacutedia conectores e o tamanho de onda do sinal oacuteticoo tamanho de onda do sinal oacutetico
bullO padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores O padratildeo LX alcanccedila distacircncias maiores sem repeticcedilatildeo de sinalsem repeticcedilatildeo de sinal
ndashFaz uso de conversores padratildeo GBIC Faz uso de conversores padratildeo GBIC (miniGBIC)(miniGBIC)
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Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
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Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
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Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
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bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 40
Ethernet ndash Opccedilotildees FuturasEthernet ndash Opccedilotildees Futurasbull O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10 O padratildeo IEEE 8023ae foi adaptado para incluir 10
Gbits em fibra oacuteticaGbits em fibra oacuteticandashO uso eacute para rede do tipo WAN e MANO uso eacute para rede do tipo WAN e MAN
bull Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes Em comparaccedilatildeo com os demais tipos de redes ethernet o 10Gbits possuiethernet o 10Gbits possui
ndashO formato do quadro eacute o mesmoO formato do quadro eacute o mesmondashHouveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e Houveram adptaccedilotildees para o uso de fibras de 40 Km e interoperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibrainteroperabilidade com outros tipos de tecnologias de fibra
bull Velocidades futurasVelocidades futurasndashO IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando O IEEE e a 10-Gigabit Ethernet Alliance estatildeo trabalhando na padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbitsna padronizaccedilatildeo do 40 100 e 160 Gbits
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 41
Hubs satildeo essencialmente repetidores de Hubs satildeo essencialmente repetidores de camada fiacutesicacamada fiacutesicaBits que chegam de um enlace se Bits que chegam de um enlace se propagam para todos os outros enlacespropagam para todos os outros enlacesCom a mesma taxa de transmissatildeo em Com a mesma taxa de transmissatildeo em todas as portas (10 ou 100 Mbits)todas as portas (10 ou 100 Mbits)Transmissotildees em Half-DuplexTransmissotildees em Half-DuplexNatildeo possuem Natildeo possuem armazenagem de quadrosarmazenagem de quadrosNatildeo haacute CSMACD no hub adaptadores Natildeo haacute CSMACD no hub adaptadores detectam colisotildeesdetectam colisotildees
Hubs
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 42
Hub de backbone interconecta segmentos de LANHub de backbone interconecta segmentos de LAN
Estende a distacircncia maacutexima entre os noacutesEstende a distacircncia maacutexima entre os noacutes
No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-No entanto domiacutenios de colisatildeo individuais tornam-se um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeose um uacutenico e grande domiacutenio de colisatildeo
Natildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseTNatildeo pode interconectar 10BaseT e 100BaseT
Interconexatildeo com hubs
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 43
Dispositivo de camada de enlaceDispositivo de camada de enlace Armazena e encaminha quadros Armazena e encaminha quadros EthernetEthernet
Examina o cabeccedilalho do quadro e Examina o cabeccedilalho do quadro e seletivamenteseletivamente encaminha o quadro encaminha o quadro baseado no endereccedilo MAC de destinobaseado no endereccedilo MAC de destino
Quando um quadro estaacute para ser Quando um quadro estaacute para ser encaminhado no segmento usa encaminhado no segmento usa CSMACD para acessar o segmentoCSMACD para acessar o segmento
TransparenteTransparente Hospedeiros satildeo inconscientes da Hospedeiros satildeo inconscientes da presenccedila dos switchespresenccedila dos switches
Plug-and-play self-learning (auto-Plug-and-play self-learning (auto-aprendizado)aprendizado) Switches natildeo precisam ser configuradosSwitches natildeo precisam ser configurados
Switch
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 44
Como determinar para qual segmento da LAN encaminhar o quadro Parece um problema de roteamento
Encaminhamento
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
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Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
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Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 45
Um switch possui uma Um switch possui uma tabela de switchtabela de switchEntrada na tabela do switch Entrada na tabela do switch
(endereccedilo MAC interface marca de tempo)(endereccedilo MAC interface marca de tempo)
Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas Entradas expiradas na tabela satildeo descartadas (TTL pode ser 60 min) (TTL pode ser 60 min)
Switch Switch aprendeaprende quais hospedeiros podem ser quais hospedeiros podem ser alcanccedilados atraveacutes de suas interfacesalcanccedilados atraveacutes de suas interfaces
Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a Quando recebe um quadro o switch ldquoaprenderdquo a localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que localizaccedilatildeo do transmissor segmento da LAN que chegachega
Registra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabelaRegistra o par transmissorlocalizaccedilatildeo na tabela
Self learning (auto-aprendizado)
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
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Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
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Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
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bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 46
Quando um switch recebe um quadroQuando um switch recebe um quadro
indexa a tabela do switch usando end MAC de destinoindexa a tabela do switch usando end MAC de destino
if if entrada for encontrada para o destinoentrada for encontrada para o destinothenthen
ifif dest no segmento deste quadro chegoudest no segmento deste quadro chegou thenthen descarta o quadro descarta o quadro
elseelse encaminha o quadro na interface indicada encaminha o quadro na interface indicada
elseelse flood floodEncaminha para todas as interfacesexceto para aquela em que o quadro chegou
Filtragemencaminhamento
Redes I ndash Ethernet 47
Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEG
1123
12 3
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 48
Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
ABEGC
11231
Switch exemplo
Redes I ndash Ethernet 49
A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
Switches acesso dedicado
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
Comparativo de Switches cut-through de 10G Comparativo de Switches cut-through de 10G httpwwwnetworkworldcomreviews2010011810-ethernet-switch-test-latencyhtml
Redes I ndash Ethernet 52
Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
bull The Ethernets Evolution from 10 to 10000 MbpsThe Ethernets Evolution from 10 to 10000 Mbps - - ftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdfftpftpiolunhedupubgectrainingethernet_evolutionpdf
bull PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma PETERSON L DAVIE B Redes de Computadores ndash Uma Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004Abordagem de Sistemas 3ordf Ed Campus 2004
bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
bull TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed TANENBAUM A Redes de Computadores 4ordf Ed Campus 2003Campus 2003
bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
httpethernethistorytypepadcomhttpethernethistorytypepadcom
bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
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Suponha que C envia um quadro para DSuponha que C envia um quadro para D
Switch recebe o quadro de CSwitch recebe o quadro de C Anota na tabela que C estaacute na interface 1Anota na tabela que C estaacute na interface 1 Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro Como D natildeo estaacute na tabela o switch encaminha o quadro
para as interfaces 2 e 3para as interfaces 2 e 3
Quadro recebido por D Quadro recebido por D
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
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12 3
Switch exemplo
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Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
EF
G H
I
endereccedilo interface
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Switch exemplo
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A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
hub hub hub
switch
domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
domiacutenio de colisatildeo
Switch isolamento de traacutefego
Redes I ndash Ethernet 50
Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
Switching Switching A-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildeesA-para-Arsquo e B-para-Brsquo simultaneamente sem colisotildees
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Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
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Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
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IEEE 8023af (Power over Ethernet)
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Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
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Isolamento Isolamento dede
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oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
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Resumo comparaccedilatildeo
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Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
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bull KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a KUROSE J ROSS K Redes de Computadores e a Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson Internet ndash Uma Abordagem top-down 3ordf Ed Pearson 20062006
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bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
bull Linha do tempo ndash Ethernet Linha do tempo ndash Ethernet ndashhttptimelineethernethistorycomndashhttptimelineethernethistorycom
bull Ethernet History - Ethernet History -
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httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
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Suponha que D responde com um Suponha que D responde com um quadro para C quadro para C
Switch recebe quadro de DSwitch recebe quadro de D Anota na tabela que D estaacute na interface 2Anota na tabela que D estaacute na interface 2 Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas Como C estaacute na tabela o switch encaminha o quadro apenas
para a interface 1para a interface 1
Quadro recebido por C Quadro recebido por C
hub hub hub
switch
A
B CD
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I
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Switch exemplo
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A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
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domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
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Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
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Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
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Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
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Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
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Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
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oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
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Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
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A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de A instalaccedilatildeo do switch quebra as sub-redes em segmentos de LANLAN Switch Switch filtrafiltra pacotes pacotes Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo Alguns quadros do mesmo segmento de LAN natildeo satildeo usualmente encaminhados para outros segmento de LANusualmente encaminhados para outros segmento de LAN
Segmentos se tornam separados em Segmentos se tornam separados em domiacutenios de colisatildeodomiacutenios de colisatildeo
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domiacutenio de colisatildeo domiacutenio de colisatildeo
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Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
Sem colisotildees full-duplexSem colisotildees full-duplex
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Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
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Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
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Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
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Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
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cutcut
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Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
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bull CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1CISCO Curso Oficial CCNA ndash Moacutedulo 1
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Switch com muitas interfacesSwitch com muitas interfaces
Hospedeiros possuem conexatildeo direta ao switchHospedeiros possuem conexatildeo direta ao switch
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Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
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Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
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Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
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Isolamento Isolamento dede
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Redes I ndash Ethernet 57
Referecircnciasbull Evolution of Ethernet -Evolution of Ethernet -
httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-httpwwwnetworkworldcomslideshows2009042009-terabit-ethernethtmlterabit-ethernethtml
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bull Ethernet History - Ethernet History -
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bull Computer History Museum - NetworkingComputer History Museum - Networking
httpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworkinghttpwwwcomputerhistoryorgrevolutionnetworking1938119381
bull Evolution of Ethernet - Evolution of Ethernet -
httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8httpwwwyoutubecomwatchv=q42kuK126z8
Redes I ndash Ethernet 51
Cut-through switchingCut-through switching quadro quadro encaminhado da porta de entrada ateacute encaminhado da porta de entrada ateacute a porta de saiacuteda sem ter de primeiro a porta de saiacuteda sem ter de primeiro coletar o quadro todocoletar o quadro todo Ligeira reduccedilatildeo na latecircnciaLigeira reduccedilatildeo na latecircncia
Combinaccedilotildees de interfaces Combinaccedilotildees de interfaces 101001000 Mbps 101001000 Mbps compartilhadasdedicadascompartilhadasdedicadas
Mais sobre switches
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Usado com injetores ou switches com portas PoEUsado com injetores ou switches com portas PoE Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)Dispositivos de baixa potecircncia (48V e 350mA)
Access pointsAccess points RaacutediosRaacutedios Telefones VoIPTelefones VoIP CacircmerasCacircmeras
IEEE 8023af (Power over Ethernet)
Redes I ndash Ethernet 53
Redes corporativas
Redes I ndash Ethernet 54
Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
cabeccedilalhos da camada de rede)cabeccedilalhos da camada de rede) Switches satildeo dispositivos da camada de enlaceSwitches satildeo dispositivos da camada de enlace
Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam Roteadores mantecircm tabelas de roteamento implementam algoritmos de algoritmos de roteamentoroteamento Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem Switches mantecircm tabelas de switch implementam filtragem algoritmos de algoritmos de aprendizagemaprendizagem
Switches vs roteadores
Redes I ndash Ethernet 55
hubshubs roteadoresroteadores switchesswitches
Isolamento Isolamento dede
traacutefegotraacutefegonatildeonatildeo simsim simsim
plug amp playplug amp play simsim natildeonatildeo simsim
roteamentoroteamento
oacutetimooacutetimonatildeonatildeo simsim natildeonatildeo
cutcut
throughthroughsimsim natildeonatildeo simsim
Resumo comparaccedilatildeo
Redes I ndash Ethernet 56
Referecircnciasbull Charles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) SiteCharles Spurgeons Ethernet (IEEE 8023) Site - -
httpwwwethermanagecomethernethttpwwwethermanagecomethernet
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bull Ethernet History - Ethernet History -
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Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica Permite transmissatildeo de energia eleacutetrica juntamente com os dados para um dispositivo juntamente com os dados para um dispositivo remoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeoremoto atraveacutes do cabo de par tranccedilado padratildeo
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Ambos satildeo dispositivos store-and-forwardAmbos satildeo dispositivos store-and-forward Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam Roteadores dispositivos de camada de rede (examinam
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Switches vs roteadores
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Isolamento Isolamento dede
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