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CENTRO FEDERAL DE ENSINO TECNOLÓGICO DE SANTA CATARINAUNIDADE DE SÃO JOSÉNUCLEO DE TELECOMUNICAÇÕES

REDES DE COMPUTADORES E A CAMADA FÍSICA

MÓDULO 2

CAPÍTULO 7 – O Padrão Ethernet

Prof. Jorge H. B. Casagrande SETEMRO 2008

MÓDULO 2 CAPÍTULO 7– O Padrão Ethernet

SUMÁRIO

7 O PADRAO ETHERNET....................................................................................................................................................2

7.1 A TECNOLOGIA ETHERNET EM REDES LOCAIS.........................................................27.1.1 VISÃO GERAL....................................................................................................................................................27.1.2 ESTRUTURA......................................................................................................................................................37.1.3 Técnica de Acesso ao Meio................................................................................................................................47.1.4 Quadro da Ethernet............................................................................................................................................57.1.5 A Camada Física da Ethernet............................................................................................................................7

7.1.5.1 10Base-T (Par Trançado) ......................................................................................................................... ..................97.1.5.2 100Base-T (FAST ETHERNET).................................................................................................................... .............107.1.5.3 1000Base-T (GIGABIT ETHERNET)................................................................................................... .....................107.1.5.4 Conexões ao Meio................................................................................................................................................... ....10

A Ethernet com cabo coaxial grosso (ethernet padrão 10Base5)............................................................................11 A Ethernet com cabo coaxial fino (ethernet padrão 10 Base 2).............................................................................12 A Ethernet com par trançado não blindado (“UTP-unshielded twisted pair”-10BaseT)......................................13

7.1.5.5 A ethernet com fibra ótica ............................................................................................................................ ............13 Padrão 10Base5 – FOIRL.......................................................................................................................................... ............14 Padrão 10BaseFP................................................................................................................................................... ................14

7.1.6 Diretrizes para a Construção de uma Rede Ethernet......................................................................................157.1.7 CONSIDERAÇÕES SOBRE SEGMENTAÇÃO................................................................................................17

Round-trip delay............................................................................................................................................................. .......187.1.7.1 Modelo 1............................................................................................................................................... ......................187.1.7.2 Modelo 2...................................................................................................................................................... ..............21

7.2 AUTONEGOCIAÇÃO...............................................................................................237.3 CONCLUSÕES..............................................................................................23

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MÓDULO 2 CAPÍTULO 7 – O Padrão Ethernet

7 O PADRAO ETHERNET

7.1 A Tecnologia Ethernet em Redes Locais

Ethernet é uma tecnologia de rede de comunicação de área local (LAN) que transmite informação entre computadores a velocidades de 10 milhões a 10 bilhões de bits por segundo (bps). Em Ethernet um número quase ilimitado de dispositivos pode ser conectado ao mesmo cabo. Os dados são transmitidos a todos os dispositivos simultaneamente, visto que todos estão conectados a um único meio de transmissão. Este arranjo de conexão, ou “topologia”, é denominado “barramento”. Atualmente utiliza-se o conceito de “Switched Ethernet”, no qual cada estação tem um cabo exclusivo conectado a um “hub” (repetidor/concentrador), no entanto os dados continuam atingindo todos os elementos interligados simultaneamente. Neste caso distingue-se a forma de conexão dos dispositivos, dita “topologia física”, da forma de transmissão dos dados, dita “topologia lógica”, ou seja: enquanto a topologia lógica mantém-se na forma de barramento, a topologia física passa a ser do tipo “estrela”.

Ethernet usa um protocolo chamado CSMA/CD (Carrier Sense, Multiple Access, Collision Detect), ou seja, Monitoramento de Portadora, Acesso Múltiplo, Detecção de Colisão. "Acesso Múltiplo" significa que todas estações são conectadas a um único fio de cobre (ou um conjunto de fios que formam um único caminho para os dados). O "Monitoramento de Portadora" significa que antes de transmitir dados, uma estação confere o meio para ver se qualquer outra estação já está enviando algo. Se a LAN parecer estar inativa, então a estação pode começar a enviar dados. “Detecção de Colisão” significa que se duas estações iniciarem uma transmissão simultaneamente, ocorrerá uma colisão que será detectada por ambas estações. Estas, então, recuam, aguardam um intervalo de tempo randomicamente determinado e tentam retransmitir.

Os meios de transmissão para 10 Mbps Ethernet e 100 Mbps Ethernet (Fast Ethernet) incluem o sistema de coaxial grosso original, coaxial fino, par trançado, e sistemas de fibra óptica. O mais recente padrão Ethernet define o 1 Gbps, novo sistema Ethernet que opera em par trançado e fibra óptica.

7.1.1 VISÃO GERAL

Ethernet, uma das principais tecnologias que tornaram possíveis as Rede Locais, foi introduzida através da Corporação Xerox em 1975. Esta versão foi depois refinada por um desenvolvimento em comum entre Digital Equipament Corp., Intel e Xerox, e lançada em 1982 como Versão 2.0. A tecnologia Ethernet foi então adotada adotada como padrão de LAN pelo respectivo comitê do Institute of Electrical and Electronics Engineers sob a designação IEEE 802.

O padrão do IEEE foi publicado primeiro em 1985 com o título formal de "IEEE 802.3 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD)Access Method and Physical Layer Specifications". O padrão IEEE foi

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adotado desde então pela Organização Internacional para Padronização (ISO) o que faz deste um padrão de gestão de redes mundial.

Diferenças entre Ethernet e IEEE 802.3 são sutis. Ethernet provê serviços que correspondem a Camadas 1 e 2 do modelo de referência OSI, enquanto IEEE 802.3 especifica a camada física (Camada 1) e a porção de acesso ao canal da camada de enlace (Camada 2), mas não define um protocolo de controle de enlace lógico. Tanto o protocolo Ethernet quanto o IEEE 802.3 são implementados em hardware, tipicamente através de um cartão de interface instalado em um computador. O termo ”Ethernet” não é formalmente empredado pelo padrão IEEE 802.3, contudo é largamente utilizado no meio técnico para denotar uma rede CSMA/CD que atende ao padrão 802.3.

Quando comparado ao modelo de Interconexão de Sistemas Abertos (OSI – Open Systems Interconection), o Ethernet provê a maioria das funções das duas camadas mais baixas, especificamente, a Camada Física, a interface para a Camada de Enlace de Dados, a Camada de Enlace de Dados, e a interface entre a Camada de Enlace de Dados e a Camada de Rede.

Houve muito debate sobre o desempenho da Ethernet. O desempenho de qualquer rede CSMA/CD (Monitoramento de Portadora, Acesso Múltiplo, com Detecção de Colisão) dependerá de várias considerações, inclusive do método de determinação dos tempos de silêncio depois de uma colisão, o comprimento do cabeamento, o tamanho dos pacotes, e a quantidade de tráfego. O padrão Ethernet define como os períodos de silêncio são determinados, e dificilmente o responsável pela rede pode influenciar esta característica.

O padrão 802.3 é atualizado para incluir novas tecnologias periodicamente. Desde 1985 o padrão cresceu para incluir sistemas de novos meios para 10 Mbps Ethernet (por exemplo par trançado) ou IEEE 802.3a, Fast Ethernet (100Mbps) ou IEEE 802.3u, como também o mais recente conjunto de especificações para 1000 Mbps, o Gigabit Ethernet ou IEEE 802.3z/802.3ab. Ainda em discussão encontram-se as especificação para o 10 Gigabit Ethernet (802.3ae).

7.1.2 ESTRUTURA

O Padrão Ethernet é conhecido como DIX (de Digital, Intel e Xerox) Versão 2 e o IEEE 802.3 como LAN/MAN Information Processing Systems -Local Area Networks- Part 3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications. (ISBN 1-55937-055-X).A Ethernet (IEEE 803 segundo a ISO) é o protocolo mais utilizado a nível de enlace de uma rede local e é baseado em uma tecnologia que transmite a informação entre computadores com velocidade de 10 à 1000Mbps para destinos diferentes sem utilizar fichas (“tokens” - informação de controle que circula entre as estações da rede e que concede ao seu possuidor o direito de transmitir). O sistema é dividido em três elementos:

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a) conjunto de regras de controle de acesso usados em cada adaptador ethernet; b) um pacote (“frame”) que carrega dados sobre o sistema;c) meio físico usado para carregar sinais ethernet entre os computadores;

Os sinais na Ethernet são transmitidos de forma bit serial através de um cabo compartilhado pelas estações da rede. Cada estação presta atenção antes de transmitir e transmite apenas quando há tráfego livre, caso haja uma colisão, ou seja, duas estações começam a transmitir ao mesmo tempo, as estações são notificadas deste evento.

A camada de enlace está ligada essencialmente ao gerenciamento do “link” e ao empacotamento de mensagens. Em LANs a camada de rede é dividida em duas sub-camadas: a LLC para controle de erro e a MAC para acesso ao meio. Na ethernet não existe retransmissão de quadros ficando este procedimento a cargo das camadas superiores.

7.1.3 Técnica de Acesso ao Meio

O CSMA/CD, especificado no padrão IEEE 802, foi adotado pela ISO como a subcamada MAC da camada de enlace. Este protocolo detecta colisão na camada física e fornece acesso democrático ao cabo compartilhado. É importante salientar que as colisões são resolvidas em micro segundos e não resultam em dados perdidos. Após cada transmissão de quadro (“frame”) todas as estações da rede devem esperar igualmente pela próxima oportunidade de transmissão. O mecanismo que faz esse controle do acesso é baseado em um sistema chamado de acesso múltiplo, que é democrático, ou seja, as estações não tem vantagens umas sobre as outras

Um domínio da colisão é definido formalmente como uma única rede de CSMA/CD em que haverá uma colisão se dois computadores unidos ao sistema transmitirem ao mesmo tempo.

O algoritmo de acesso ao meio para uma estação que deseja transmitir um quadro é, de forma simplificada, o seguinte:

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Deve ser observado que o tempo de espera aleatório após uma colisão evita que duas ou mais estações venham a tentar transmitir ao mesmo tempo. Ainda assim existe uma remota possibilidade de isto acontecer, sendo que esta possibilidade aumenta com o número de estações na rede. Antes da transmissão de um quadro, a estação transmissora deve transmitir um preâmbulo de 64 bits a fim de que os receptores se sincronizem na rede. Este preâmbulo constitui-se numa seqüência alternada de 1 e 0 e terminando em 11 (indicador de início de quadro).

7.1.4 Quadro da Ethernet

Um quadro ethernet possui o seguinte formato:

Cada adaptador de rede possui o seu endereço ethernet. A estação transmissora coloca o seu endereço no campo Endereço Fonte e a estação a qual se destina o quadro é identificada no campo Endereço Destino. O campo Tipo pode ser utilizado de diversas formas, mas em geral serve para identificar qual protocolo de rede (da camada acima) deve tratar os Dados (que é a informação propriamente dita). Para uso do protocolo IP, por exemplo, o campo Tipo é 0008H. O campo de Dados possui

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INÍCIO

FIM

Existe alguém transmitindo?

Inicia Transmissãoe Escuta o Meio

Para de Transmitir eEspera Tempo

Aleatório

Erro no Quadro (colisão)?

V

F

V

F

6 bytes

Tipo CRCDadosEndereço Destino Endereço Fonte

46 a 1500 bytes2 bytes6 bytes 4 bytes


tamanho variável O campo CRC é a informação de redundância para verificação de erro, gerado a partir de um polinômio de ordem 32.

O formato de quadro IEEE 802.3 possui algumas diferenças em relação ao quadro ethernet, e se apresenta da forma mostrada na Fig.2.

Os acopladores ethernet observam a chegada de um quadro desde o seu preâmbulo. Assim que o endereço destino é identificado, este é comparado com o endereço da estação em questão. Caso exista coincidência, o pacote é completamente lido e, se não apresentar erros é repassado para a camada superior.

As diferenças entre ethernet e IEEE 802.3 embora pequenas, fazem com que ambos sejam incompatíveis. Isto significa que uma rede deve conter todos os adaptadores (NIC) para ethernet ou para IEEE 802.3. No entanto, esta incompatibilidade não é um problema, dado que atualmente quase todos os fabricantes seguem o padrão IEEE 802.3 (ou com funcionamento dual). A literatura se referencia as duas técnicas como ethernet simplesmente.

A seguir serão detalhados cada um dos campos dos quadros acima:

Campo de Preâmbulo: O propósito deste campo é anunciar a presença do quadro e habilitar todos os receptores ethernet a se sincronizarem com o quadro em questão. A formação básica do mesmo é uma seqüência de 0 e 1 alternados. A presença deste campo garante um espaçamento mínimo de 9,6us entre quadros, permitindo a realização de operações de detecção de erro e de operações de recobrimento.

Delimitador de Início de Quadro: Este campo se aplica somente ao padrão IEEE 802.3 e pode ser visto como uma continuação do preâmbulo, com seqüências alternadas de 1 e 0, terminado em 11. Esta finalização garante a quebra do padrão de sincronização e alerta o receptor da seqüência de quadro de dados.

O adaptador remove os campos de preâmbulo e de delimitação de início de quadro, e coloca o restante do quadro em um buffer.

Campo de Endereço de Destino e de Fonte: O endereço de destino/fonte identifica o receptor/transmissor do quadro. No padrão IEEE 802.3 existem duas opções de tamanho: 2 e 6 bytes (conforme Fig.3).

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preâmbulo Delimitador deInício de quadro

Endereço deDestino

Endereço Fonte

TamanhoDADOS DADOS CRC

2/6 bytes7 bytes 1 byte 2/6 bytes 2 bytes 46-1500 bytes 4 bytes

FIG.2 – Quadro do IEEE 802.3


Onde: • I/G é um subcampo que idêntica um endereço individual (0) ou de grupo (1). É

setado para zero no campo de endereçamento fonte• U/L é um subcampo que indica se o endereçamento é administrado localmente (1)

ou universal (0).Atualmente quase todas as redes se utilizam de endereços com 6 bytes (que é incompatível com o de dois). Os softwares monitores de rede normalmente apresentam um endereço na forma hexadecimal, separados no meio por “:”. Exemplo: 02608D:AF5637. Os três primeiros bytes identificam um fabricante em específico (ex: CISCO: 00000C). Os três últimos bytes determinam um adaptador específico do fabricante.

O bit I/G, quando 0, determina que o endereço de destino é para uma estação em particular. Se 1, o endereço identifica um grupo de estações (endereço de grupo). Um endereço em particular é FFFFFF:FFFFFF, que significa que todas as estações da rede são endereçadas (endereço de broadcast). Muitos serviços se utilizam desta facilidade para o envio de informação simultânea para todas as estações de uma rede (ex.: os servidores Netware, a cada 60s, enviam um pacote do serviço SAP para informar a presença do servidor na rede).

Quanto a terminologia que caracteriza o uso de endereços tem-se portanto:• unicast: identifica uma única estação;• multicast: identifica um grupo de estações;• broadcast: identifica todas as estações de uma rede.

O bit U/L identifica se o endereço em questão foi atribuído pela IEEE (gerenciadora universal de endereços) ou foi atribuída via software localmente. Na realidade, cada adaptador de rede (NIC: Network Interface Card) contém um endereço único, gravado em ROM. Este endereço, para evitar conflitos entre os fabricantes, é administrado universalmente pela IEEE. O administrador de rede pode mudar este endereço, de forma que ele se torne local.

Tamanho de Dados : No padrão IEEE 802.3 o campo de tipo (do ethernet) foi substituído pelo campo de tamanho dos dados, permitindo portanto identificar o número de bytes do campo de dados. Seja no padrão IEEE 802.3 ou ethernet, o tamanho mínimo de quadro (desde o preâmbulo até o CRC) é de 64 bytes. Este tamanho mínimo de quadro garante a detecção de colisão na rede baseado em um tamanho máximo do cabo ethernet.

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15 bits de endereçoI/G 46 bits de endereçoI/G U/L

FIG.3- Campo de Endereço de Destino

16 bits 48 bits


7.1.5 A Camada Física da Ethernet

O meio físico permite o transporte dos sinais Ethernet entre os computadores da LAN. Este meio físico deve ser compatível com a transmissão a 10Mbps, e inclui: o cabo coaxial grosso (“thick ethernet” - considerado o padrão), o cabo coaxial fino, o par trançado (“ twisted-pair”), e o cabo de fibra ótica. A designação dos meios de transmissão segue estas diversas possibilidades (10 ⇒ velocidade de 10 Mbps e BASE ⇒ “base band”):

Par trançado10Base-T 100Base-T (categoria 5 ou 5e)1000Base-T (categoria 6)

CoaxialTwinax 10Base2 10Base5 Broadband (banda larga)

Cabo de Fibra ÓpticaCabo SubmarinoCabo MonomodoCabo Multimodo

Uma parte importante do projeto e instalação de uma rede Ethernet está na seleção do meio apropriado ao ambiente. Há quatro tipos principais de meio, dois deles em uso hoje: Thickwire (cabo coaxial grosso) para redes 10BASE5, cabo coaxial fino (Thin Coax) para redes 10BASE2, cabo de par trançado não blindado UTP (Unshielded Twisted Pair) para redes 10BASE-T, 100BASE-T e 1000BASE-T, e fibra óptica para redes 10Base-FL e de Ligação Entre Repetidores FOIRL (Fiber-Optic Inter-repeater Link). Thickwire foi um dos primeiros sistemas de utilizados em Ethernet mas era difícil de trabalhar e caro. Evoluiu para cabo coaxial fino, mas atualmente ambos encontram-se em desuso.

Hoje, os esquemas de instalação mais populares são 10BASE-T e 100BASE-TX ambos utilizando cabo UTP, semelhante aos cabos telefônicos e com diferentes graus de desempenho. O cabo de nível 6, denominado “categoria 6”, é o melhor, mais caro, porém suporta transmissão a taxas de até 1 Gbps. O cabo nível 5e, ou “categoria 5e”, também suporta transmissão a taxas de até 1 Gbps. Cabos das categorias 5 (para até 100 Mbps), 4 (para até 20 Mbps) e 3 (até 16 M bps) são atualmente considerados obsoletos, apesar da grande maioria dos equipamentos em uso ainda operarem a 100 Mbps, e alguns ainda a 10 Mbps.

Cabo de fibra óptica é mais caro, mas é imprescindível em situações onde radiações eletromagnéticas e perigos ambientais são uma preocupação. Cabo de fibra óptica é freqüentemente usado em aplicações entre edifícios para proteger o

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equipamento da rede contra danos elétricos causados através de descargas atmosféricas, visto que não conduz eletricidade. Também pode ser útil em áreas onde grandes quantidades de interferência eletromagnética estão presentes, como em um chão de fábrica. O padrão Ethernet permite longos segmentos de cabo de fibra óptica, sendo perfeito para conectar nós e edifícios que, caso contrário, não seriam alcançados com meio de cobre.

Os tipos de meio são apresentados através de seus identificadores IEEE. Os identificadores IEEE incluem três campos de informação. O primeiro, "10", representa a taxa de 10 Mbps. A palavra "BASE" significa "baseband", ou seja, banda base, que é um tipo de sinalização. Banda base significa que apenas sinais Ethernet trafegam pelo meio. A terceira parte do identificador provê uma indicação de tipo de segmento ou comprimento. Para cabo coaxial grosso o "5" indica 500 metros de comprimento máximo permitido para segmentos individuais de cabo coaxial (2 indica 185m). "T e "F" representam "par trançado" e "fibra óptica", e simplesmente indicam o tipo de cabo.

Esta larga variedade de meios reflete a evolução sofrida pela Ethernet e também aponta a flexibilidade da tecnologia.

7.1.5.1 10Base-T (Par Trançado)

O propósito do padrão 10BASE-T é prover um meio simples, barato e flexível de conectar dispositivos ao cabo de par trançado. 10BASE-T é uma rede multisegmento de 10 Mbps em banda base operando em um único domínio de colisão. “Único domínio de colisão” pode ser descrito como uma única rede de CSMA/CD, ou seja, um único meio físico. Se duas ou mais subcamadas de Controles de Acesso ao Meio (MAC) estão dentro do mesmo domínio de colisão e ambas transmitem ao mesmo tempo, uma colisão acontecerá. Subcamadas MAC separadas por repetidores (hubs) estão dentro do mesmo domínio de colisão. MACs separas através de pontes (bridges) estão dentro de domínios de colisão diferentes.

O meio para 10BASE-T é o par trançado. Redes 10BASE-T são instaladas utilizando a mesma prática e os mesmos cabos não blindados típicos de telefonia. A infra-estrutura, que inclui tipos diferentes de cabeamento, conectores de cabo, e conexões cruzadas, deve ser considerada. Tipicamente, um DTE (Data Terminal Equipment) conecta-se a uma tomada de parede através de um pequeno cabo de par trançado (patch cord).

O padrão 10BASE-T, conforme definido pelo IEEE contém especificações funcionais, elétricas, e mecânicas detalhadas. A configuração máxima para 10BASE-T segue:

(a) deve operar sobre um meio de par trançado de comprimento igual a 0 m a pelo menos 100 m (328 pés) de 0,5 mm2 [24AWG], sem o uso de um repetidor (hub);

(b) utiliza interconexão ponto-a-ponto entre unidades de conexão ao meio (MAU - medium attachment unit) a dois pares simplex e, quando usado com repetidores que têm múltiplas portas, suporta conexão em topologia estrela;

(c) A perda de um segmento de ligação simplex não deve exceder 11.5 dB. Isto consiste na atenuação dos pares trançados, perdas nos conectores, e perdas de reflexão devido a descasamento de impedância entre os vários componentes do segmento simplex;

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(d) Permite a incorporação física do MAU dentro de um DTE ou repetidor. Por exemplo um adaptador NIC (Network Interface Card) com uma porta 10BASE-T e conector RJ-45 tem a lógica de MAU/transceiver integrada em seu circuito;

(e) O máximo atraso de propagação de um segmento de enlace não deve exceder 1000ns, o atraso de propagação máximo do par trançado é 5,7 ns/metro.

7.1.5.2 100Base-T (FAST ETHERNET)

Um padrão de redes que transfere dados a taxas de até 100 Mbps (100 megabits por segundo). 100BASE-T está baseado no padrão Ethernet 10Base-T, mais velho. Como é 10 vezes mais rápido, é freqüentemente chamado Fast Ethernet, contudo Fast Ethernet engloba também outros tipos de meios físicos. Oficialmente, o padrão 100BASE-T é denominado IEEE 802.3u.

Assim como o Ethernet, o 100BASE-T está baseado na LAN com método de acesso CSMA/CD. Há vários esquemas de cabeamento diferentes que podem ser usados com 100BASE-T, incluindo:

100BASE-TX: dois pares de fios de par trançado de alta qualidade.100BASE-T4: quatro pares de fios de par trançado de qualidade normal.100Base-FX: fibra cabos ópticos.

7.1.5.3 1000Base-T (GIGABIT ETHERNET)

Um padrão de redes relativamente novo que transfere dados a taxas de até 1000 Mbps (1 gigabit por segundo). 1000BASE-T difere dos padrões Ethernet 10Base-T e Fast Ethernet 100Base-T, por utilizar quatro pares de fios. Devido a sua taxa de transmissão, é freqüentemente chamado Gigabit Ethernet, e também utiliza o método de acesso ao meio CSMA/CD. O Gigabit Ethernet engloba também tipos de meios físicos ópticos.

Oficialmente, o padrão 1000BASE-T é denominado IEEE 802.3z/802.3ab.

7.1.5.4 Conexões ao Meio

A transmissão em banda base significa que não existe onda portadora no sistema sendo apenas um canal definido no sistema. No momento em que uma estação estiver transmitindo ela se utiliza da capacidade total de transmissão do meio (10Mbps). O código utilizado para a transmissão nesta velocidade é o Manchester. Este código proporciona uma forte componente de sincronismo, permitindo a fácil recuperação do relógio (existe uma transição no centro de cada bit). Embora não exista portadora no sistema, a característica de constante transição na linha faz com que o sistema se comporte como se houvesse uma, permitindo um fácil monitoramento de sua atividade (desta forma é possível escutar o meio).A conexão ao meio é feita com um dispositivo chamado “interface dependente de meio”, ou MDI (“media dependent interface”). Este dispositivo é usado para uma

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conexão física e elétrica (driver/receiver) direta ao cabo da rede. No exemplo do Ethernet coaxial grosso, o MDI o mais usado é um tipo de braçadeira que é instalada diretamente no cabo coaxial. Para o Ethernet twisted-pair, o MDI é um conector de oito pinos, RJ45 , pois fornece uma conexão aos twisted-pair usados.

A unidade de acesso ao meio, ou MAU (“Media Attachment Unit”), é todo o dispositivo que permitirá a conexão ao meio, e é também chamado de transceiver (transceptor). O MAU inclui o MDI e o encapsulamento.

O cabo AUI (“Attachment Unit Interface”) permite conectar o MAU a um NIC (“Network Interface Card”) que é a placa de rede propriamente dita.

Um MAU pode ser externo ou interno em relação a um DTE. Na configuração externa, uma porta do DTE ou do repetidor é equipada com um conector AUI de 15 pinos. Neste caso, o cabo de AUI e o MAU são ambos situados fora do dispositivo.

Entretanto, é possível também que o MAU e a AUI sejam integrados como parte da eletrônica dentro da porta do DTE ou do repetidor. Neste caso, o único dispositivo exposto é o MDI que conecta diretamente ao meio físico.

A Ethernet com cabo coaxial grosso (ethernet padrão 10Base5)

O cabo coaxial grosso (thick ethernet) possui impedância de 50 ohms, apresenta-se normalmente na cor amarela ou laranja, e possui aproximadamente 0,6 cm de diâmetro. A cada 2,5 m existe uma marca indicando a posição a ser colocada um transceiver ou conversor de mídia (MAU). Não devem existir mais do que 100 dispositivos conectados a um único segmento. O cabo deve possuir terminadores em suas pontas. A conexão ao cabo é realizada através de um furo no cabo, onde um pino é inserido até pressionar o núcleo de cobre (tap tipo “vampire” similar ao apresentado na Fig. 3). O transceiver é responsável pela detecção de colisão, e por isso o cabo AUI (transceiver cable) conduz o chamado ethernet decomposto com 2 fios para saída

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DTE (estação)NIC

AUI

MAU

cabo

FIG.3- Componentes Físicos da Ethernet


de dados, 2 fios para entrada de dados, 2 fios para controle e se necessário dois fios para alimentação (o conector usado é o DB15).

Os segmentos 10Base2, apesar de terem sido as primeiras opções na tecnologia ethernet, são ainda instalados, as vezes, como um segmento da espinha dorsal (“backbone”) para interconectar hubs da Ethernet. Cada segmento pode ter no máximo 500 m. O cabo coaxial grosso é, no entanto, limitado a carregar somente os sinais 10-Mbps. Deve-se substituir o cabo coaxial, se desejar ligar junto os hubs em uma velocidade mais elevada, por par trançado (CAT-5) ou fibra ótica, pois estes podem carregar os sinais 10-Mbps ou 100-Mbps.

A Ethernet com cabo coaxial fino (ethernet padrão 10 Base 2)

O sistema coaxial fino do Ethernet usa um cabo muito mais flexível onde é possível conectar o cabo coaxial diretamente ao NIC Ethernet no computador, através de um conector T tipo BNC. Esta configuração é de baixo custo e de fácil instalação. O cabo deve possuir terminadores. O máximo tamanho de um segmento é de 185 m. com no máximo 35 estações por segmento.

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DTE (estação)NIC

DTE (estação)NIC

DTE (estação)NIC

Conector T BNC terminador

FIG.5- Sinais do cabo transceiver (AUI)

NIC

receptor

colisão

transmissor

12 V1313

6

512

29

10

3

6

512

2

310

9

Alimentação

RX

TX

Colisão MAU

Cabo AUI

Conector DB15

FIG.4- Sinais do cabo transceiver (AUI)

Meio(cabeamento)


No sistema coaxial fino os AUIs, os MAUs, e os MDI são parte do NIC instalado no computador. Isto reduz o número de componentes externos e consequentemente reduz o custo. Entretanto, como o sistema coaxial grosso, o coaxial fino é limitado a carregar somente os sinais 10Mbps. Em redes locais, a instalação com cabo coaxial, especialmente o fino, pode ser fonte de mau contato, levando ao mau funcionamento da rede.

A Ethernet com par trançado não blindado (“UTP-unshielded twisted pair”-10BaseT)

O sistema 10BASET opera sobre dois pares de fios, sendo um par usado para recebe sinais dos dados e o outro para transmitir sinais dos dados. Os dois fios em cada par devem ser torcidos para o comprimento inteiro do segmento. O segmento conecta somente dois MAUs. O padrão 10BaseT suporta transmissões a 10Mbps a uma distância de até 100 metros. Os conectores utilizados são do tipo RJ-45 com 8 pinos, sendo somente 4 deles utilizados.

Pino Sinal1 Transmissão de Dados +2 Transmissão de Dados -3 Recepção de Dados +4 Não utilizado5 Não utilizado6 Recepção de Dados -7 Não utilizado

8 8 Não utilizado

Uma rede 10BaseT pode ser construída com NICs, cabos UTPs e um ou mais concentradores chamados HUBs. Cada estação é ligada ponto a ponto com o hub, que funciona fisicamente como o centro de uma topologia em estrela. Entretanto, logicamente todos os pontos estão interconectados, pois o hub repassa todos os quadros lançados no barramento virtual para cada uma das ligações (barramento lógico). Um sistema baseado em hubs pode tolerar defeitos nas conexões e cabos muito mais do que em sistemas baseados em cabo coaxial. Normalmente, se um cabo coaxial é partido, a rede todo pode ser comprometida. No sistema 10BaseT, o hub se encarrega de detectar segmentos faltosos, desconcertando-os do sistema. Veremos no próximo capítulo mais detalhes sobre este equipamento ativo de rede.

7.1.5.5 A ethernet com fibra ótica

A ethernet com fibra ótica usa pulsos, de luz no lugar da eletricidade, para emitir sinais. A utilização da luz proporciona isolação elétrica superior as redes baseadas na conexão elétrica. Esta isolação elétrica completa fornece imunidade aos perigos

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elétricos como relâmpagos e sobre-tensões. As vantagens do segmento de ligação de fibra ótica é que possibilita conexões a longas distâncias, podendo suportar velocidades de transmissão muito mais elevadas do que 10Mbps.Inicialmente, a alternativa de uso do cabo coaxial apareceu na forma do padrão 10Base5 – FOIRL. Em seguida surgiu o padrão10BaseF que se subdivide em três sub-padrões: 10BaseFP, 10BaseFB e 10BaseFL.

Para aplicações especializadas, os segmentos ethernet com fibra ótica baseados no padrão FOIRL e 10Base-FL são os mais populares. Apesar da fibra ser mais cara, em certas situações onde existe forte emissão eletromagnética (ambientes hostis como por exemplo o chão de fábrica) ela é insuperável. A fibra também é preferida na interconexão entre prédios, isolando os equipamentos de rede e protegendo-os das descargas atmosféricas.

Padrão 10Base5 – FOIRL

O termo FOIRL provém de fiber optic inter repeater link (link repetidor de fibra ótica). Este padrão não determina uma rede ethernet propriamente dita, mas sim uma forma de criar um link repetidor a grande distância (1000 m) para um mesmo domínio ethernet (a conexão é ponto-a-ponto). O FOIRL especifica a transmissão sobre um cabo dual de fibra ótica: um utilizado para transmitir dados e outro para receber.

Desta forma, usando o FOIRL, é possível colocar remotamente, a grande distância, uma única estação usando um transceiver de fibra ótica, ou pode-se ainda conectar um hub 10BaseT para possibilitar uma múltipla conexão. Também é possível a utilização de um hub de fibra ótica. Este hub possui várias portas FOIRL e uma ou mais conexões 10BaseT.

Um outro dispositivo que usa o padrão FOIRL é o Adaptador de Fibra, que permite converter um sinal 10BaseT para o padrão FOIRL. Usando um par destes adaptadores é possível transmitir a partir de um hub 10BaseT à distâncias de até 1000m. Os conectores utilizados com fibra são: ST e F-SMA.

Padrão 10BaseFP

O termo FP advém de Fiber Passive. Neste padrão a idéia básica é construir uma rede ethernet com fibra ótica usando uma topologia em estrela com “splitters” óticos passivos. O máximo comprimento de uma fibra neste caso é de 500m e no máximo 33 estações podem ser interconectadas. Este padrão não está sendo largamente empregado.

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Padrão 10BaseFB

O termo FB advém de Fiber Backbone (espinha dorsal com fibra ótica). A especificação 10BaseFB descreve um segmento tipo espinha dorsal que permite a conexão de um grande número de repetidores. Na realidade este sistema possui hoje um uso restrito no mercado havendo pouca disponibilidade de fornecedores.

Padrão 10BaseFL

Este padrão veio substituir o FOIRL, mantendo porém a compatibilidade com o mesmo. O 10BaseFL fornece um segmento de link para operar até 2000 m. Caso em uma das pontas seja usado um equipamento FOIRL, então a o alcance é limitado a 1000 m.

Um segmento 10BaseFL pode ser usado entre dois computadores, entre dois repetidores, ou entre um computador e uma porta de um repetidor. O sub-padrão 10BaseFL é o mais largamente utilizado do padrão 10BaseF, existindo um grande número de opções de equipamentos de diferentes fabricantes.

7.1.6 Diretrizes para a Construção de uma Rede Ethernet

Tempo de Viagem do Sinal ( Round Trip Delay )

Para o correto funcionamento do algoritmo CSMA/CD é necessário que a estação transmissora tome ciência de uma eventual colisão dentro de um intervalo de tempo chamado janela de colisão (collision window). Este tempo garante a detecção de colisão antes de haver transmitido o pacote mais curto possível da ethernet. Este pacote consiste de 576 bits (incluindo preâmbulo) o que leva a um tempo de transmissão de 57.6 µs (máximo round trip delay). Considerando-se que o tempo de propagação do sinal da rede é de 2/3 da velocidade da luz no vácuo (cerca de 2.108

m/s) e que qualquer pacote transmitido de uma outra estação deve levar no máximo 57.6 µs, tem–se que a extensão máxima de uma rede deveria ser 5 Km (em um mesmo domínio de colisão). Entretanto, a atenuação dos cabos não permite a realização de uma rede desta extensão, sem a utilização de equipamentos repetidores.

Os Repetidores

Um repetidor é o componente de hardware mais simples em termos de projeto, operação e funcionalidade. Este dispositivo opera na camada física do modelo OSI, regenerando um sinal recebido de um segmento de cabo e então retransmitindo o sinal para um outro segmento.

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O processo de regeneração do sinal consiste em gerar um novo sinal a partir do original, removendo distorções e compensando atenuações, habilitando desta forma a transmissão a distâncias maiores.

Um outro tipo de repetidor é um dispositivo eletro-ótico. Nestes repetidores, um sinal elétrico é convertido em um sinal luminoso, conduzido por fibra ótica e reconvertido em sinal elétrico por um outro repetidor. Observe-se que o hub de uma rede 10BaseT se caracteriza como um repetidor.

Finalmente, deve-se verificar que o repetidor, funcionando a nível físico do OSI, é transparente ao fluxo de dados (não verifica o conteúdo de um quadro, por exemplo). Desta forma, o seu uso é restrito a interconexão de redes (segmentos) idênticas. Por exemplo, ligação de dois segmentos ethernet ou ligação entre dois segmentos token ring.

Diretrizes Gerais: Modelo 1 do Padrão IEEE802.3 Essa regra fundamental da Ethernet é também conhecida como a regra 5-4-3-2-1. Cinco sessões de rede, quatro repetidores ou hubs, três seções da rede são segmentos "de mistura" (com hosts), duas seções são segmentos de link (para fins de link) e um grande domínio de colisão. Para as regras que se seguem as seguintes definições se aplicam:Segmento misturado (mixing segment): é um segmento 10Base5, 10Base2 ou BaseFP.Segmento de link (link segment): é um segmento do 10BaseT, 10BaseFB, 10BaseFL ou FOIRL.

O modelo 1 da IEEE 803.3 fornece um conjunto de regras para combinar vários segmentos de ethernet 10Mbps. Veja abaixo algumas delas:• Repetidores são requeridos para todas as interconexões entre segmentos.• MAUs que são partes dos repetidores, contam para o número máximo de MAUs

em um segmento.• caminho de transmissão permitido entre dois quaisquer DTEs pode consistir de até

5 segmentos, 4 repetidores (com uso opcional de AUI), 2 MAUs e 2 AUIs.• Os cabos AUI para 10Base-FP e 10Base-FL não devem exceder 25 m.• Quando um caminho de transmissão consiste de 4 repetidores e 5 segmentos, até

três segmentos podem ser misturados (mixing segments), sendo o restante segmentos de link. Quando 5 segmentos estão presentes, cada link de fibra ótica (FOIRL, 10BaseFB e 10BaseFL) não deve exceder 500 m e cada segmento 10Base-FP não deve exceder 300m.

• Quando um caminho de transmissão consiste de três repetidores e 4 segmentos, as seguintes restrições se aplicam:

máximo comprimento permitido para um segmento de fibra não deve exceder 1000 m para o FOIRL, 10BaseFB e 10BaseFL e 700 m para o 10BaseFP.

máximo comprimento permitido desde um repetidor, até um DTE, via fibra ótica não deve exceder 400 m para um segmento 10BaseFL, 300 m para o 10BaseFP;

Não existe restrições para a mistura de segmentos neste caso.

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Um exemplo de configuração máxima é mostrado na Fig.6.

7.1.7 CONSIDERAÇÕES SOBRE SEGMENTAÇÃO

Apesar de haver limitações para o comprimento dos diversos tipos de meios de comunicação, é possível estender o alcance de uma rede além de tais restrições. Isto pode ser feito introduzindo-se “repetidores” (hubs) que recompõem o sinal deteriorado ao longo do meio. Contudo, ao mesmo tempo em que se recupera a potência e a forma do sinal, introduz-se atrasos adicionais ao mesmo, devido tanto ao tempo de processamento do sinal dentro do repetidor quanto ao tempo extra de propagação no meio, já que o comprimento total dos cabos de interconexão é aumentado.

Assim, surge uma nova preocupação, desta vez com o atraso total máximo permitido dentro de um “domínio de colisão” (assume-se aqui que o aluno conheça este termo) utilizando conexão em modo half duplex. Isto porque, trabalhando com o protocolo CSMA/CD, deve-se garantir que uma mensagem tenha tempo de atingir todas as estações dentro de seu domínio, de modo que qualquer colisão possa ser detectada pelas estações transmissoras. Em outras palavras, o tempo de propagação da mensagem através de todo um domínio de colisão deverá ser sempre menor que o tempo necessário para transmitir a mensagem.

A norma IEEE 802.3 prevê formas de cômputo do atraso total existente em um caminho entre duas estações quaisquer de uma rede e estabelece limites máximos. A tabela 1 apresenta os valores máximos de atraso em termos de múltiplos do “tempo de duração de um bit” para cada um dos padrões Ethernet, Fast Ethernet e Gigabit Ethernet.

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DTEMAU

DTEMAU

Repetidor 1 Repetidor 2 Repetidor 3 Repetidor 4

AUI AUI

10BaseTlink Seg. 100 m Coax. Seg.

500 m 10Base5o

Fig.6-Configuração Máxima

10BaseTlink Seg. 100 m


Tab. 1 – Atrasos (round-trip delay) máximos permitidos por norma para cada padrão de rede ethernet. Valores dados em “tempo de duração de um bit” (bit time).

PadrãoRound-trip delay

Ethernet 575 bit timesFast Ethernet 512 bit timesGigabit Ethernet 4096 bit times

A norma prevê dois modelos de aferição da conformidade da rede quanto ao atraso total dentro de um domínio de colisão: Modelo 1 e Modelo 2. O objetivo final de ambos modelos é prover uma forma de garantir que a configuração da rede escolhida atinja os requisitos de temporização que permitam que o protocolo de acesso ao meio (MAC), baseado em CSMA/CD, funcione adequadamente.

7.1.7.1 Modelo 1

Este modelo é simplificado, correspondendo a um conjunto de regras fixas, representadas nas tabelas abaixo.

7.1.7.1.1 EthernetA tabela 2 apresenta uma regra simplificada para o modelo 1 Ethernet. A figura

1 ilustra uma configuração máxima para este modelo.

Tab. 2 – Modelo 1 para Ethernet (simplificação).

Regra 5 – 4 – 3: trata-se de uma simplificação do modelo, aqui apresentada devido à obsolecência do padrão de 10Mbps.

É possível haver até 5 segmentos na rede, utilizando-se até 4 repetidores, sendo que no máximo 3 segmentos podem ser “misturados”, ou seja, no máximo três segmentos podem conectar diversos DTEs e sendo que os demais segmentos devem se tratar de conexões ponto-a-ponto entre duas MAUs. Cada segmento deve obedecer os limites de alcance impostos pela tecnologia empregada (10Base-T = 100m, 10Base5 = 500m, 10Base2 = 185m, 10Base-FL = 2000m, etc.)

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Fig. 1 – Possível configuração máxima para o modelo 1 Ethernet.

7.1.7.1.2 Fast Ethernet

A tabela 3 apresenta a regra para o modelo 1 Fast Ethernet. A figura 2 ilustra uma configuração máxima para este modelo.

Fig. 2 – Possível configuração máxima para o modelo 1 Fast Ethernet.

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Tab. 3 – Alcance máximo de um domínio de colisão Fast Ethernet com valores em metros conforme o tipo de meio de transmissão do(s) segmento(s).

Tipo de RepetidorApenas Metálico

Apenas Fibra

Metálico e Fibra Misturados (p. ex.: T4 e FX)

Metálico e Fibra Misturados (p. ex.: TX e FX)

Um Segmento DTE-DTE 100 412 N/A N/AUm Repetidor Classe I 200 272 231 260.8Um Repetidor Classe II 200 320 N/A 308.8Dois Repetidores Classe II

205 228 N/A 216.2

Cabe aqui lembrar que os repetidores são classificados conforme seus tempos de retardo, a saber: classe 1 com retardo de 1,4ms (equivalente a 140 bits), e classe 2 com retardo de 0,92ms (equivalente a 92 bits). A segmentação em Fast Ethernet é limitada ao uso de dois repetidores, contudo, com o crescente uso de equipamentos Fast Ethernet do tipo “switching hub”, que implementam ligações full duplex, as quais não sofrem restrições quanto aos tempos de atraso focados pelos modelos 1 e 2, tal limitação tem perdido importância prática.

7.1.7.1.3 Gigabit Ethernet

A tabela 4 apresenta a regra para o modelo 1 Gigabit Ethernet.

Tab. 4 – Alcance máximo de um domínio de colisão Gigabit Ethernet com valores em metros conforme o tipo de meio de transmissão do(s) segmento(s).

Tipo de RepetidorUTP Categoria 5

1000BASE-CXFibra Óptica 1000BASE-SX/LX

Categoria 5 e Fibra Óptica

1000BASE-CX e 1000BASE-SX1000BASE-LX

Um Segmento DTE-DTE 100 25 316 N/A N/AUm Repetidor 200 50 220 210 220

A segmentação em Gigabit Ethernet é limitada ao uso de um repetidor, contudo, como os equipamentos Gigabit Ethernet atualmente encontrados no mercado são do tipo “switching hub”, que implementam ligações full duplex, as quais não sofrem restrições quanto aos tempos de atraso focados pelos modelos 1 e 2, tal limitação tem perdido importância prática.

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7.1.7.2 Modelo 2

Este modelo é corresponde a um conjunto de regras para cômputo do atraso total de um dado caminho específico entre dois DTEs dentro de um domínio de colisão. O caminho em particular a ser utilizado para este cálculo deve ser identificado como sendo crítico ou de pior caso, ou seja, aquele que apresenta a maior distância e maior número de repetidores entre os DTEs. Em outras palavras, deve ser aquele que apresenta o maior atraso de propagação de uma mensagem entre os terminais.

7.1.7.2.1 Ethernet

Devido à complexidade de cálculo e ao seu elevado grau de obsolescência, não será apresentado o modelo 2 do padrão de 10Mbps.

7.1.7.2.2 Fast Ethernet

Inicialmente determina-se o caminho crítico de pior caso, então calcula-se o atraso total de propagação (round-trip delay) de todo o trajeto através da soma dos atrasos individuais de cada segmento e dos equipamentos (DTEs e repetidores). A tabela 5 apresenta os atrasos padronizados para os tipos de meios previstos em norma em termos da característica de “tempos de um bit por metro” de cabo, e para os equipamentos em termos do atraso máximo dado em “tempos de um bit”.

Para calcular o tempo de atraso de um segmento de cabo basta multiplicar seu comprimento pelo valor característico tabelado. Para os equipamentos utiliza-se diretamente o valor dado na tabela.

O valor final será, então, o somatório de todos os valores individuais obtidos. A norma sugere que se adicione, ainda, de 0 a 4 tempos de bit como margem de erro. Consultando-se a tabela 1, caso o valor total obtido seja menor ou igual a 512 tempos de bit a rede estará adequadamente configurada.

Tab. 5 – Atrasos dos componentes 100BASE-T

ComponenteRound-Trip Delay em Tempos de Um Bit por Metro

Máximo Round-Trip Delay em Tempos de Um Bit

Dois DTEs TX/FX N/A 100Dois DTEs T4 N/A 138Um DTE T4 e um TX/FX N/A 127Cabo Categoria 3 1.14 114 (100 meters)Cabo Categoria 4 1.14 114 (100 meters)Cabo Categoria 5 1.112 111.2 (100 meters)Cabo STP 1.112 111.2 (100 meters)Cabo Fibra Óptica 1.0 412 (412 meters)Repetidor Classe I N/A 140Repetidor Classe II com todas as portas TX/FX

N/A 92

Repetidor Classe II com qualquer porta T4

N/A 67

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Exemplo:Tomando-se o exemplo da figura 2 e os valores da tabela 5 acima, obtém-se a

planilha dada na tabela 6.

Tab. 6 – Atrasos (Round-Trip Delay) no caminho crítico (A-B-C) da rede representada na figura 2 utilizando-se os valores padronizados pela norma.

Segmento ou equipamento AtrasoDois DTEs TX 100Segmento Cat. 5 de 100 metros 111.2Segmento Cat. 5 de 100 metros 111.2Segmento Cat. 5 de 5 metros 5.56Atraso do repetidor Class II com todas as portas TX ou FX

92

Atraso do repetidor Class II com todas as portas TX ou FX

92

Atraso Total = 511.96

Repara-se que neste caso não foi adicionada qualquer margem de erro. Isto se deve ao fato de ter sido utilizado os valores padronizados pela norma, que já consideram o pior caso, sendo desnecessário adicionar quaisquer fatores. Portanto a rede da figura 2 está corretamente configurada.

7.1.7.2.3 Gigabit Ethernet

Inicialmente determina-se o caminho crítico de pior caso, então calcula-se o atraso total de propagação (round-trip delay) de todo o trajeto através da soma dos atrasos individuais de cada segmento e dos equipamentos (DTEs e repetidor). A tabela 7 apresenta os atrasos padronizados para os tipos de meios previstos em norma em termos da característica de “tempos de um bit por metro” de cabo, e para os equipamentos em termos do atraso máximo dado em “tempos de um bit”.

Os procedimentos para cálculo são idênticos, exceto pelo fato da margem de erro indicada variar de 0 a 40 tempos de bit (a norma sugere 32 tempos de bit). Também, como o padrão Gigabit Ethernet limita o uso de um único repetidor, o cálculo torna-se bastante simples. Além disso, os equipamentos Gigabit Ethernet do tipo “switching hub” (full duplex), dispensam tais cálculos.

Consultando-se a tabela 1, caso o valor total obtido seja menor ou igual a 4096 tempos de bit a rede estará adequadamente configurada.

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Tab. 7 – Atrasos dos componentes 1000BASE-T

ComponenteRound-Trip Delay em Tempos de Um Bit por Metro

Máximo Round-Trip Delay em Tempos de Um Bit

Dois DTEs N/A 864Segmento com Cabo UTP Categoria 5

11.12 1112 (100 m)

Cabo Shielded Jumper (CX) 10.10 253 (25 m)Segmento com Cabo Fibra Óptica 10.10 1111 (110 m)Repetidor N/A 976

7.2 Autonegociação

A autonegociação é uma parte opcional do padrão ethernet e que torna possível que dispositivos de um determinado segmento de link possam trocar informações sobre suas características de funcionamento. Desta forma fica possível a configuração automática dos mesmos de modo a atingir o melhor modo de operação possível no link. No caso de dispositivos capazes de funcionar a diferentes velocidades, é possível que os mesmos se ajustem de forma a compatibilizar as velocidades do link.

O protocolo de autonegociação permite também o ajuste automático de outras capacidades. Por exemplo, um hub que é capaz de suportar operação full-duplex em suas portas pode levar os adaptadores de rede a ele conectados se ajustarem ao funcionamento full-duplex. É claro que o adaptador ser também capaz de manter a conexão full-duplex.

Na realidade existe uma seqüência de prioridade a ser seguida para a realização do protocolo, com os seguintes modos de funcionamento (prioridade maior em cima):

1000BaseTX Full-Duplex 1000BaseTX 100BaseTX Full-Duplex 100BaseT4 100BaseTX 10BaseT Full-Duplex 10BaseT

7.3 CONCLUSÕES

Durante anos, Ethernet foi a tecnologia de gestão de redes de escolha para a maioria das organizações e é em uso a tecnologia de LAN de camada física mais popular hoje, possuindo centenas de milhões de usuários espalhados pelo mundo. Outros tipos de LAN incluem Token Ring, Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Asynchronous Transfer Mode (ATM), e LocalTalk. O Ethernet é popular porque

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apresenta bom equilíbrio entre velocidade, custo e facilidade de instalação. Estes pontos fortes, combinados com larga aceitação no mercado de computadores e a habilidade para apoiar virtualmente todos protocolos de rede populares, fazem dos padrões Ethernet, Fast Ethernet e Gigabit Ethernet tecnologias de redes ideais para a maioria os usuários de computador.

O cabo UTP (100Base-T) é barato, fácil de instalar e relativamente fácil de administrar. Mas da mesma maneira que a popularidade Ethernet aumentou, aumentaram as exigências das redes. Novas estações de trabalho mais poderosas, PCs com maior poder de processamento e aplicações de dados intensivas estão excedendo a capacidade da tecnologia 100Base-T, e no futuro da tecnologia 1000Base-T, ambas baseadas em cabeamento metálico. Novos padrões já em estudo, que buscam atingir velocidades de até 10Gbps, prevêem apenas a utilização de meios ópticos.

Quando da necessidade de segmentação de uma rede, deve-se utilizar um dos modelos, 1 ou 2, para validar a configuração escolhida para a rede.

QUESTIONÁRIO

1. Como é composta basicamente a ethernet?2. Qual é o princípio de funcionamento da sub-camada MAC da ethernet?3. O que é domínio de colisão?4. Como é formado um quadro ethernet?5. Qual a principal diferença entre o quadro ethernet e o IEEE802.3?6. O que significa endereço de broadcast?7. Como é tratada a questão de formação de um endereço ethernet?8. Quais as opções de padrão, a nível físico, existentes na ethernet a 10Mbps?9. Qual a codificação utilizada na ethernet e por que ela é interessante para esta

aplicação?10.O que é um dispositivo MAU ou transceiver?11.Para que serve o cabo AUI e quando ele é utilizado?12.Descreva o padrão 10Base5?13.Descreva o padrão 10Base2 e compare com o 10Base5 em termos de vantagens e

desvantagens.14.Qual é a topologia física utilizada no padrão 10BaseT?15. O uso do padrão 10BaseT acarreta criação de vários domínios ethernet? Explique.16.Quando é necessário cruzar um cabo e quando é necessário do uso de um cabo

direto no padrão 10BaseT?17.Quais as vantagens e onde se aplica a fibra ótica na ethernet?18.Quais os dois padrões de fibra ótica que são os mais utilizados na ethernet.

Comente sobre cada um deles.19.Quais são os fatores limitantes da extensão de uma rede ethernet (em um único

domínio de colisão)?20.O que é um repetidor, a nível de rede local e qual camada da OSI a que ele se

aplica?21. De forma geral, quais as regras básicas para configuração de uma rede ethernet?

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Documents

CENTRO FEDERAL DE ENSINO TECNOLÓGICO DE SANTA …msobral/RCO2/docs/casagrande/MODULO2/cap7/cap7.pdf · distingue-se a forma de conexão dos dispositivos, dita “topologia física”,