FACULDADES OBJETIVO

A EVOLUÇÃO DO

PROTOCOLO ETHERNET (802.3)

NOVEMBRO/2002

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JOSÉ ALVES DE LIMA

LUCINÉIA GONÇALVES DA COSTA

A EVOLUÇÃO DO

PROTOCOLO ETHERNET (802.3)

Trabalho de aproveitamento para a disciplina de Redes de Computadores, ministrada pelo professor Eduardo Souto, do Curso de Tecnologia em Processamento de Dados das Faculdades Objetivo, para fins de avaliação e complementação de nota no 6º período.

MANAUS-AM

NOVEMBRO/2002

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO.....................................................................................................................041 HISTÓRIA DO PADRÃO ETHERNET.......................................................................052 O PADRÃO ETHERNET (IEEE 802.3)........................................................................06

2.1 SUPLEMENTOS DO IEEE.......................................................................................072.2 ORGANIZAÇÃO DO PADRÃO IEEE.....................................................................07

3 CARACTERÍSTICAS GERAIS.....................................................................................083.1 MEIO FÍSICO.............................................................................................................08

3.1.1 Especificações de Mídia....................................................................................083.1.2 Repetidores........................................................................................................093.1.3 Modos de Transmissão......................................................................................09

3.2 REGRAS DE CONTROLE DE ACESSO AO MEIO...............................................103.2.1 Sub-Camada MAC, IEEE 802.3........................................................................10

3.2.1.1 Endereçamento MAC............................................................................103.2.2 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)............103.2.3 Topologias.........................................................................................................12

3.3 QUADRO ETHERNET..............................................................................................134 A EVOLUÇÃO DA ETHERNET...................................................................................14

4.1 ETHERNET – 10 Mbps..............................................................................................144.2 FAST ETHERNET – 100 Mbps.................................................................................154.3 GIGABIT ETHERNET – 1 Gbps...............................................................................15

4.3.1 Transmissão em Half-Duplex............................................................................154.3.2 Transmissão em Full-Duplex............................................................................16

4.4 FAST GIGABIT ETHERNET (10 Gbps)...................................................................16CONCLUSÃO.......................................................................................................................17REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................................................18

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INTRODUÇÃO

Ao longo da evolução da informática, a necessidade de que a comunicação entre computadores e, conseqüentemente entre pessoas, aumentou de forma significativa, o que veio a proporcionar o surgimento de algumas formas de comunicação. Uma das primeiras experiências de comunicação foi a estabelecida entre as isoladas Ilhas Havainas, o que inspirou Metcalfe a desenvolver o padrão de comunicação Ethernet, acrescentando algumas regras que melhoravam sensivelmente a qualidade e a confiabilidade deste tipo de comunicação.

Desde o primeiro esborço feito por Metcalfe até hoje, o padrão Ethernet sofreu muitas modificações, passando de uma comunicação a 2,94 Mbps para os atuais 10 Gbps. Estas modificações mostram o quanto o padrão Ethernet evoluiu. O que vale observar ao longo deste trabalho é que o padrão Ethernet somente obteve resultados positivos graças a padronização pelo Institute of Electrical and Eletronics Engineers.

Ao longo deste trabalho, serão mostradas todas as características do padrão Ethernet bem como o processo evolutivo que o mesmo sofreu.

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1 HISTÓRIA DO PADRÃO ETHERNET

Em 22 de maio de 1973, Bob Metcalfe (Xerox Palo Alto Research Center, PARC, na Califórnia) escreveu um memorando descrevendo o sistema de rede Ethernet. Este memorando descrevia um sistema de rede baseado em uma experiência anterior com redes, chamada rede Aloha. A rede Aloha foi iniciada na Universidade do Havaí no final dos anos 60, quando Norman Abramson e seus colegas desenvolveram uma rede de rádio para comunicação entre as Ilhas Havaianas, sendo a primeira experiência no desenvolvimento de mecanismo para compartilhar um canal de comunicação comum.

Metcalfe observou que poderia melhorar o sistema Aloha de arbitragem de acesso para um canal de comunicações compartilhado. Ele desenvolveu um outro sistema que incluía um mecanismo para detectar quando ocorria uma colisão (collision detect). O sistema também incluía o conceito de “ouvir antes de falar”, em que as estações ouviam a atividade (carrier sense) antes de transmitir e aceitavam o acesso a um canal compartilhado por várias estações (multiple access). Metcalfe também desenvolveu um algoritmo mais sofisticado que, em combinação com o protocolo CSMA/CD, permitiu que o sistema Ethernet funcionasse com até 100 por cento de carga.

A primeira rede experimental de Metcalfe foi denominada Alto Aloha Network, mais tarde sendo chamada de Ethernet, com uma taxa de transmissão de 2,94 Mbps. Em 1976, Metcalfe desenhou o diagrama da figura a seguir para apresentar o Ethernet pela primeira vez.

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2 PADRÃO ETHERNET IEEE 802.3

O padrão Ethernet original de 10 Mbps foi publicado pela primeira vez em 1980, pelo consórcio de empresas DEC-Intel-Xerox (DIX). O padrão, intitulado “The Ethernet, a Local Área Network: Data Link Layer and Physical Layer Specifications”, continha as especificações para a operação do Ethernet e também para o sistema de uma única mídia, baseada em cabo coaxial grosso. Este padrão posteriormente foi revisado para incluir algumas mudanças técnicas, correções e pequenas melhorias.

Um novo esforço realizado pelo Institute of Electrical and Eletronics Engineers (IEEE) para desenvolver padrões de rede abertos. Conseqüentemente, a variedade de cabo coaxial grosso do Ethernet acabou sendo padronizada duas vezes - primeiro pelo consórcio entre a DEC, a Intel e a Xerox e uma segunda vez pelo IEEE. O padrão IEEE foi criado sob a direção do IEEE Local and Metropolitan Networks (LAN/MAN) Standards Comittee, que identifica todos os padrões de rede que desenvolve com o número 802.

O padrão do IEEE 802.3 assumiu o sistema de rede descrito no consórcio DIX original e o usou como base para um padrão IEEE. O padrão Ethernet foi publicado inicial-mente em 1985, com o título “IEEE 802.31 Carrier Sense Multiple Access with Collision De-tection (CSMA/CD) Access Method and Physical Layer Specifications.”

O padrão Ethernet é o padrão oficial, podendo ser encontrados outros “padrões” de tecnologia Ethernet desenvolvidos por grupos ou consórcios de empresas. No entanto, se a tecnologia não estiver especificada dentro do padrão Ethernet, ela não é uma tecnologia Ethernet oficial. Periodicamente, os padrões Ethernet mais recentes são apresentados no American National Standardization (ISO). A adoção pela ISO significa que o padrão Ethernet também é um padrão mundial.

Após a publicação do padrão Ethernet original para o Ethernet grosso, o próximo desenvolvimento em mídia Ethernet foi a variedade Ethernet coaxial fino, inspirada pela tecnologia comercializada inicialmente pela 3Com Corporation. Quando o comitê do padrão Ethernet padronizou a tecnologia Ethernet fina, eles lhe deram um identificador abreviado, 10BASE-2.

Depois do desenvolvimento do Ethernet coaxial fino vieram diversas novas variedades de mídia, incluindo o par de fios trançados e a fibra ótica para o sistema de 10 Mbps. Em seguida foi desenvolvido o sistema Fast Ethernet de 100 Mbps, que também incluía diversas variedades de sistemas de mídia de par trançado e fibra ótica. Recentemente, foi desenvolvido o sistema Gigabit Ethernet, usando cabeamento de fibra ótica e par trançado. Todos esses sistemas foram desenvolvidos como suplementos do padrão Ethernet do IEEE.

1 A partir de agora o padrão IEEE 802.3 será tratado como padrão Ethernet.

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2.1 SUPLEMENTOS DO PADRÃO ETHERNET

Quando o padrão Ethernet precisa ser alterado para incluir um novo sistema de mídia ou uma nova capacidade, o IEEE emite um suplemento que contém uma ou mais seções, ou “cláusulas”. O suplemento pode conter uma ou mais cláusulas inteiramente novas, mas também pode realizar mudanças nas cláusulas já existentes no padrão. Suplementos novos ao padrão são avaliados por especialistas de engenharia nas várias reuniões antes de ser considerado padrão completo.

Novos suplementos recebem uma designação de letra quando são criados. Quando o suplemento tiver completado o processo de padronização, ele se torna parte do padrão básico e não mais publicado como um documento suplementar separado. A tabela abaixo relaciona diversos suplementos e a que eles se referem. As datas indicam quando ocorreu a aceitação formal do suplemento ao padrão.

Suplemento Descrição

802.3a-1985 10BASE-2 thin Ethernet802.3c-1985 10 Mbps repeater specifications, clause 9802.3d-1987 FOIRL fiber link802.3i-1990 10BASE-T twisted-pair802.3j-1993 10BASE-F fiber optic802.3u-1995 10BASE-T Fast Ethernet and Auto-Negotiation802.3x-1997 Full-Duplex standart802.3z-1998 1000BASE-X Gigabit Ethernet802.3ab-1999 1000BASE-T Gigabit Ethernet over twisted-pair802.3ac-1998 Frame size extension to 1522 bytes for VLAN tag802.dad-2000 Link aggregation for parallel links

2.2 ORGANIZAÇÃO DO PADRÃO ETHERNET

Os padrões do IEEE são organizados de acordo com o modelo OSI (Open Systems Interconection). O padrão Ethernet preocupa-se com os elementos das duas primeiras camadas do modelo OSI, física e enlace de dados respectivamente, descrevendo diversas entidades. Para ajudar os detalhes, subcamadas extras foram definidas, que se encaixam nas duas camadas inferiores do modelo OSI, o que significa que o padrão Ethernet inclui algumas camadas mais detalhadas do que o modelo OSI, conforme a figura a seguir.

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3 CARACTERÍSTICAS GERAIS

A tecnologia Ethernet, basicamente, consiste de três elementos básicos: o meio físico, as regras de controle de acesso ao meio e o quatro Ethernet.

3.1 MEIO FÍSICO

3.1.1 Especificações de Mídia

A norma IEEE 802.3 padronizou as seguintes especificações para a camada física do Ethernet:

Característica Camadas FísicasMídia 10Base2 10Base5 10BasetTipo de cabo Coaxial AUI Par TrançadoTipo de conector da estação BNC DB-15 RJ-45Quantidade máxima de nós 30 100 1Comprimento máximo do segmento 185 metros 500 metros 100 metros

Um detalhamento melhor dos tipos de mídia da camada física é mostrado abaixo:

- 10Base2: cabo coaxial fino, com limite de comprimento de 185 metros por segmento. Opera a 10 Mbps.

- 10Base5: Cabo coaxial grosso, com limite de comprimento de 500 metros por segmento. Opera a 10 Mbps.

- 10BaseT: Cabo par trançado sem blindagem, com limite de comprimento de 100 metros por segmento. Opera a 10 Mbps.

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Camada 1

Camada 2

Camada 3

Camada 4

Camada 5

Camada 6

Camada 7

Física

Enlace de dados

Rede

Transporte

Sessão

Apresentação

Aplicativo

Especificações de mídia

Subcamadas desinalização física

Subcamada Media AccessControl (MAC)

Subcamada LogicalLink Control (LLC)

- 10BaseFL: Fibra óptica de modo múltiplo, com limite de comprimeto de 2 Km por segmento. Opera a 10 Mbps.

- 100BaseT: Cabo par trançado sem blindagem, com limite de comprimento de 100 metros por segmento, operando a 100 Mbps. Esse padrão é também chamado Fast Ethernet.

- 100BaseTX: Fibra óptica de modo múltiplo, operando a 100 Mbps, com limite de comprimento de 412 metros por segmento, caso seja usada apenas uma fibra e comunicação half-duplex. Caso sejam usada duas fibras, a comunicação é full-duplex e o limite de comprimento passa a ser de 2 Km por segmento.

- 1000BaseT: Cabo par trançado sem blindagem, operando a 1 Gbps. Esse padrão é também chamado Gigabit Ethernet. O limite de comprimento é de 100 metros por segmento.

- 1000BaseSX: Fibra óptica de modo múltiplo, operando a 1 Gbps. O limite de comprimento do cabo é de 220 metros por segmento. Esse é o padrão mais usado na montagem de redes Gigabit Ethernet usando fibras ópticas.

- 1000BaseLX: Esse padrão de fibras ópticas permite um comprimento maior do cabo: 550 metros caso seja usada fibra de modo múltiplo ou 5 Km caso seja usada fibra óptica de modo único.

3.1.2 Repetidores

O repetidor é um dispositivo responsável por ampliar o tamanho máximo do cabeamento da rede. Ele funciona como um amplificador de sinais, regenerando os sinais recebidos e transmitindo esses sinais para outro segmento de rede. Com o uso do repetidor, podemos interligar vários segmentos em uma única rede, ampliando o comprimento máximo possível da rede. Na ligação entre repetidores pode ou não haver máquinas instaladas.

3.1.3 Modos de Transmissão

O modo de transmissão é uma característica importante da Ethernet, podendo ser:

- Simplex: durante todo o tempo apenas uma estação transmite. A transmissão é feita unilateralmente;

- Half-duplex: cada estação transmite ou recebe informações, não acontecendo transmissão simultânea.

- Full-duplex: cada estação transmite e/ou recebe, podendo ocorrer transmissões simultâneas.

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3.2 ACESSO AO MEIO

3.2.1 SUB-CAMADA MAC DO PADRÃO ETHERNET

O papel primordial da camada de Controle de Acesso ao Meio (MAC) é gerar o quadro Ethernet, pegando os dados passados pela camada imediatamente superior a ela (Controle de Link Lógico), e acrescentado um cabeçalho a esses dados. Nesse quadro são inseridas as informações de qual a placa de rede o quadro esta sendo enviado. Após gerar o quadro Ethernet, essa camada envia o quadro para a camada Física, que é responsável pela transmissão desse quadro para o cabeamento de rede.

3.2.1.1 Endereçamento MAC

Na arquitetura Ethernet todas as placas de rede recebem um endereço chamado MAC. Esse endereço é físico, gravado em uma memória ROM dentro da placa de rede, ou seja, não existem duas placas de rede com um mesmo endereço MAC no mundo. Com isso, quando um quadro é enviado para determinada máquina, somente aquela máquina o captura, pois somente ela terá o endereço MAC descriminado no campo Endereço MAC de Destino do quadro Ethernet.

O endereço MAC consiste em seis bytes, como mostra a figura abaixo. Os três primeiros bytes são chamados de OUI (Organizationally Unique Indentifier) e identifica o fabricante da placa de rede e são padronizados pelo IEEE, os três últimos bytes são definidos e controlados pelo fabricante.

3.2.2 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

O protocolo CSMA/CD controla a transmissão em modo half-duplex, que requer que apenas uma estação transmita enquanto todas as outras aguardam em silêncio (Carrier Sense), isto significa que, antes de transmitir, cada interface precisa esperar até que não haja sinal no canal. Com Multiple Access, todas as interfaces Ethernet têm a mesma prioridade quando se trata de enviar quadros na rede, e todas as interfaces podem tentar acessar o canal a qualquer momento. O protocolo CSMA/CD possui o seguinte algoritmo para tratamento das transmissões:

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1 byte 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte 1 byte

Código OUI definido peloIEEE (indica quem é o fabricante)

Definido pelo fabricante

O protocolo CSMA/CD possui o seguinte algoritmo para tratamento das transmissões: Como cada interface Ethernet possui a mesma oportunidade de acessar a rede Ethernet, é possível que várias interfaces sintam que a rede está ociosa e comecem a transmitir seus quadros simultaneamente, havendo assim uma colisão (Collision Detect). Quando isto acontece, os dispositivos de sinalização Ethernet conectados ao canal compartilhado sentem a colisão de sinais, indicando às interfaces Ethernet que devem parar de transmitir. Cada uma das interfaces escolherá então um tempo de retransmissão aleatório e enviará novamente seus quadros, em um processo chamado backoff (espera). O algoritmo que controla a recepção no protocolo CSMA/CD é o seguinte:

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t ransm it fra me

done: excessivecoll is io n err or

done : tran smit Ok

assemble frame

defer r ing on?

coll is io n detect?

too man y att empt s?

t ransm iss ion d one?

sta rt tra nsmi ssion

send jam

compu te ba ckof f

increme nt at tempts

wait ba ckof f time

yes

no yes

no

no

y es

no

re ceive fram e

d one : rece ive O K do ne: lengh t error

s t art re ceivi ng

do ne re ceivi ng?

fram e to o sm all?(coll ision)

reco gniz e adr ess?

extra bits?

valid framecheck sequence?

valid leng ht fie ld?

disassemble frame

yes

yes

yes

yes

yes

no

no

no

no

no

done: fram e c heck erro r

done: align men t er ro r

yes

yes

O protocolo CSMA/CD foi projetado para fornecer acesso junto ao canal compartilhado, para que todas as estações tenham a chance de usar a rede e nenhuma estação fique travada devido a alguma outra estação estar pretendendo o canal. Após cada transmissão de pacote, todas as estações usam o protocolo CSMA/CD para determinar qual estação usará o canal Ethernet em seguida. O protocolo CSMA/CD apresenta o seguinte algoritimo para transmissão:

3.2.3 Topologias

As redes Ethernet podem usar basicamente dois tipos de topologia: linear (também chamada em barramento) e estrela. Independente do tipo de topologia usada, uma coisa é certa, todos os dispositivos de rede, direta ou indiretamente, estão conectados a um mesmo cabo.

3.2.3.1 Topologia Linear

Na topologia linear os micros são ligados fisicamente a um mesmo cabo, como mostrado na figura abaixo. Como todos os micros estão compartilhando o mesmo cabo, fica bastante claro que nenhum micro pode usar o cabo enquanto uma comunicação sendo efetuada.

A grande desvantagem da topologia linear é que, se o cabo partir, todos os micros deixam de ter acesso à rede, às vezes, não é preciso ter um rompimento visível (basta que o cabo apresente mal-contato para a rede deixar de funcionar). Esse tipo de topologia é implementada através de cabo coaxial fino (10 Base2) e cabo coaxial grosso (10 Base5).

3.2.3.1 Topologia em Estrela

A topologia em estrela utiliza um periférico concentrador, normalmente um hub, interligando todas as máquinas da rede, como mostra a figura abaixo, acontece que essa ligação em estrela é apenas física. Logicamente, ou seja, dentro do hub, a rede continua funcionando como se fosse com topologia linear. Um outro tipo de concentrador utilizado é o switch (chaveador), esse equipamento estabelece somente a conexão entre a máquina de

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origem e a máquina de origem e a máquina de destino, não replicando os quadros recebidos por toda a rede.

3.3 QUADRO ETHERNET

O núcleo do sistema Ethernet é o quadro. O hardware da rede – que é composto das interfaces Ethernet, cabos de mídia etc. – existe simplesmente para mover quadros Ethernet entre os computadores, ou estações. Os bits nos quadros Ethernet são distribuídos em campos especificados. A figura abaixo mostra os campos básicos do quadro.

Os campos existentes no quadro são os seguintes:

- Preâmbulo: marca o início do quadro. São 7 (sete) bytes 10101010. Junto com o SFD forma um padrão de sincronismo, isto é, ao encontrar sete byttes 10101010 e um byte 10101011, o dispositivo receptor sabe estar diante do início de um quadro. Na realidade esse padrão 10101010 irá gerar, por causa da codificação Manchester, um sinal de clock de 10 MHz (no caso do uso da velocidade Ethernet padrão de 10 Mbps), utilizado no sincronismo entre o transmissor e o receptor.

- SFD (Start of Frame Delimiter): é um byte 10101011. - Endereço MAC de destino: neste campo é incluído o endereço MAC da placa de

rede da máquina de destino, que possui os seis bytes.

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Preâmbulo(7 bytes)

SFD(1 byte)

MAC Destino(6 bytes)

MAC Origem(6 bytes)

Comprimento(2 bytes)

Dados e PAD(de 6 a

1500 bytes)

FCS(4 bytes)

- Endereço MAC de origem: neste campo é informado o endereço MAC da placa de rede que está gerando o quadro. É um número de seis bytes.

- Comprimento: indica quantos bytes estão sendo transferidos no campo de dados do quadro, já que o campo de dados de um quadro Ethernet tem tamanho variável e não fixo.

- Dados: são os dados enviados pela camada acima da camada de controle de acesso ao meio. Esse campo possui um comprimento mínimo de 46 bytes e máximo de 1500 bytes.

- PAD: se a camada de controle do link lógico (LLC) enviar menos do que 46 bytes de dados para a camada de controle de acesso ao meio (MAC), então são inseridos dados chamados PAD para que o campo de dados atinja o seu tamanho mínimo de 46 bytes.

- FCS (Frame Check Sequence): contém informações para controle de correção de erros. Possui quatro bytes (32 bits).

Como o campo de dados do quadro usado em redes Ethenet é variável (pode ter entre 46 e 1.500 bytes), o tamanho do quadro Ethernet é variável. O tamanho mínimo de um quadro Ethernet é de 72 bytes e o tamanho máximo, 1.526 bytes.

Se dois quadros forem enviados em seqüência e não houver colisões, haverá um “espaço em branco” entre esses dois quadros, chamado gap, que dura 9,6 us.

4 A EVOLUÇÃO DA ETHERNET

Desde sua criação por Metcafe até hoje, o protocolo IEEE 802.3 passou por muitas mudanças. Estas mudanças muitas vezes foram oriundas pela necessidade de novas aplicações, como as que são encontradas agora (tráfego de voz e vídeo). Os padrões Ethernet, que são o de 10 Mbps ou Ethernet, o de 100 Mbps ou Fast Ethernet, o de 1 Gbps ou Gigabit Ethernet e, agora mais recentemente, o de 10 Gbps ou Fast Gigabit Ethernet possuem cada um suas características particulares, apresentadas a seguir.

4.1 ETHERNET – 10 Mbps

O padrão Ethernet opera a 10 Mbps, com quadros que possuem tamanho entre 64 e 1518 bytes. O endereçamento é feito através de uma numeração que é única para cada host com 6 bytes sendo os primeiros 3 bytes para a identificação do fabricante e os 3 bytes seguintes para o número seqüencial da placa. Esta numeração é conhecida como endereço MAC – Media Access Control.

O modo de transmissão é em half-duplex, sendo o controle feito pelo método de acesso CSMA/CD. O padrão Ethernet de 10 Mbps utiliza cabo coaxial fino, coaxial grosso e par trançado sem blindagem, com transmissão no modo half-duplex, suportando topologias linear e estrela.

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4.2 FAST ETHERNET – 100 Mbps

O padrão Fast Ethernet manteve do padrão Ethernet o endereçamento, o formato do pacote, o tamanho e o mecanismo de detecção de erro. As mudanças mais significativas em relação ao padrão Ethernet de 10 Mbps são o aumento de velocidade que foi para 100 Mbps e o modo de transmissão que pode ser half-duplex ou full-deplex.

Com modo de operação half-duplex não aconteceram mudanças no método de acesso – CSMA/CD. Porém no modo full-duplex aconteceram as seguintes mudanças:

- Criação de pause frames, que são pacotes que a máquina que está recebendo a informação envia à fonte para avisá-la que deve pausar a transmissão durante um período de tempo;

- Não existe mais diferenciação entre estar transmitindo e estar recebendo;- Não é mais necessário “perceber” o silêncio da linha. A transmissão se faz quando

o receptor se diz apto;- Aumento da banda para 200 Mbps.

O padrão Fast Ethernet suporta cabo coaxial fino, par trançado sem blindagem e fibra óptica (multimodo ou monomodo). Quanto à topologia, é suportada tanto a topologia linear quanto a estrela, sendo para esta utilizado cabo par trançado sem blindagem.

4.3 GIGABIT ETHERNET – 1 Gbps

Este novo padrão agregou valor não só ao tráfego de dado como também ao de voz e vídeo. O Gigabit Ethernet foi desenvolvido para suportar o quadro padrão Ethernet, isto significa manter a compatibilidade com a base instalada de dispositivos Ethernet e Fast Ethernet e não requerer tradução de quadro. Possui taxa de transmissão de 1 Gbps e, na sua essência, segue o padrão Ethernet com detecção de colisão, regras de repetidores. Aceita modo de transmissão half-duplex e full-duplex. Algumas mudanças foram necessárias para obter o suporte ao modo half-duplex.

4.3.1 Transmissão em Half-Duplex

O controle da transmissão em modo half-duplex é realizado pelo CSMA/CD, com a finalidade de tornar possível a comunicação e a recuperação devido a colisões. Os princípios do CSMA/CD utilizados no Ethernet e no Fast Ethernet são os mesmos dos utilizados no Gigabit Ethernet, isto é permitiriam a utilização do gigabit em redes que utilizassem hubs.

O fato do CSMA/CD utilizar o tempo de espera, torna necessária a criação de um quadro mínimo para o domínio de colisão. Um domínio de colisão é determinado pelo tempo de transmissão do menor quadro válido. Esta transmissão determinará o valor máximo entre duas estações terminais em um segmento compartilhado. O crescimento da taxa de transmissão leva ao decréscimo do tempo de transmissão de um quadro, assim como diminui o diâmetro máximo de

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colisão. O tamanho do menor quadro para um domínio de colisão é determinado pelo atraso máximo dos vários dispositivos da rede, como repetidores, pela camada MAC das estações e pelo meio físico em si.

O crescimento de 10 Mbps para 1 Gbps criou alguns impasses em relação a implementação do CSMA/CD. Para taxas acima de 100 Mbps, os menores pacotes são menores que o tamanho do slot-time - unidade de tempo MAC Ethernet para verificar colisões. Com a finalidade de resolver este problema foram adicionados bits ao quadro Ethernet - um processo chamado carrier extension.

Outra mudança foi a introdução da rajada de quadros -frame burst. A rajada de quadros é uma característica opcional, através da qual uma estação pode transmitir vários pacotes para o meio físico sem perder o controle. A transmissão em rajada é feita preenchendo-se o espaço entre os quadros com bits, de maneira que o meio físico não fique livre para as outras estações tarnsmitirem.

4.3.2 Transmissão em Full-Duplex

Sua utilização no Gigabit Ethernet aumenta a banda de l Gbps para 2 Gbps, aumenta as possíveis distâncias para meio e elimina a colisão. O controle não será mais feito pelo CSMA/CD e sim pelo Flow Control.

O mecanismo Flow Control deve ser utilizado em enlaces ponto-a-ponto. Quando a estação receptora se torna congestionada, ela envia de volta um quadro chamado pause frame, este quadro contem instruções para que seja parado o envio de informações durante um intervalo de tempo específico. A estação que estava enviando aguarda o tempo requisitado e então re-inicia a transmissão, ou a estação receptora envia um outro pacote com time-to-wait igual a zero e instruções para recomeçar o envio de informações.

Os tipos de cabos suportados pela Gibabit Ethernet são o coaxial fino, o par trançado sem blindagem e a fibra ópitca (monomodo e multimodo), com as topologias de barramento e estrela.

4.4 FAST GIGABIT ETHERNET (10 Gbps)

O órgão que comanda as pesquisas e a padronização é "10 Gigabit Ethernet Alliance". O padrão 10 Gigabit Ethernet, na sua essência, segue o padrão Gigabit Ethernet, porém seu modo de transmissão é, única e exclusivamente, full-duplex e o meio físico é a fibra ótica - mutimodo ou monomodo. Em virtude do aumento da distância abrangida pela fibra ótica (40 km), o Fast Gigabit Ethernet já está sendo utilizado em redes metropolitanas. A sua limitação de meio físico, por enquanto somente a fibra ótica, só permite ligações ponto-a-ponto.

Os tipos de cabos que podem ser suportados pela Fast Gigabit Ethernet são a fibra óptica monomodo ou multimodo, o cabo par trançado, que ainda estão em estudos para padronização. A topologia a ser utilizada será a estrela, com ligações ponto-a-ponto com dispositivos de rede.

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CONCLUSÃO

A evolução da Ethernet tem sido nos últimos anos impulsionada por vários fatores, dentre eles pode-se destacar a necessidade de se ter à disposição uma banda maior, um serviço de melhor qualidade e mudanças no perfil do tráfego de informações.

O meio físico também veio a sofrer algumas alterações, dentre elas a utilização de materiais novos, como a fibra óptica e a possibilidade de um alcance maior das redes que utilizam o padrão Ethernet em sua comunicação. Com isto, aumenta cada vez mais o número de redes metropolitanas.

Como se pode observar, as mudanças sofridas no padrão Ethernet foram feitas para suprir necessidades que o mercado começava a desmonstrar. O que vale salientar é que devido às constantes mudanças foi necessária uma padronização a fim de manter compatibilidades entre os diferentes níveis desta tecnologia.

O que se conclui é que o padrão Ethernet ainda é um padrão de comunicação bastante utilizado e que vem recebendo constantes modificações que sempre dão um pouco mais de “vida” e perspectivas de utilização, fazendo com que ele ainda permaneça no mercado por um longo período.

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

TORRES, Gabriel. Rede de Computadores – Curso Completo. Rio de Janeiro: Axcel Books, 2001.

SPURGEON, Charles. Ethernet – O Guia Definitivo. Rio de Janeiro: Editora Campus, 2000.

SPURGEON, Charles. Charles Spurgeon´s Ethernet Web Site [on-line]. www.ethermana-ge.com/ethernet/ethernet.html. [15/10/2002].

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