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Redes de Computadores
Tecnologias de Redes de Área Local
Redes de Computadores - 02/03 Luísa Jorge2
Tecnologias de redes locais
! Arquitecturas específicas para redes locais– abrange os dois níveis inferiores do modelo OSI
! Normalizadas:– IEEE– ISO
Definição de LANsModelo OSI
FDDIDQDBToken RingToken BusEthernet
Camada física
ISO 9314 ANSI x3T9.5IEEE 802.6ISO 8802-5
IEEE 802.5ISO 8802-4 IEEE 802.4
ISO 8802-3 IEEE 802.3
Subcamada MAC
ISO 8802-2/IEEE 8002.2Subcamada LLCCamada de ligação de
dados {
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Tecnologias de Redes Locais
! Ethernet! Token bus! Token ring! FDDI! Redes Locais sem Fios
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Tecnologias de Redes Locais
! Controlo de acesso ao meio físico – técnicas mais usadas– CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with
Collision Detection)– Passagem do testemunho
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CSMA/CD
– Aguardar que o meio físico esteja livre– Eficiente em redes com carga relativamente
baixa– Limitações:
1. Comprimento máximo dos segmentos2. Número máximo de segmentos3. Tamanho mínimo das unidades de dados
– É a mais usada nas redes locais
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Passagem do testemunho
! É transmitido, de estação em estação, um quadro de controlo designado por testemunho
! As estações que pretendam transmitir têm que aguardar que o testemunho seja recebido
! Quando uma estação recebe o testemunho pode transmitir um determinado número de quadros ou então durante um determinado período de tempo
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Passagem do testemunho
! Variantes:– Passagem de testemunho numa rede em anel
físico– Passagem de testemunho numa rede com
configuração física em bus e configuração lógica em anel
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Tecnologias de Redes Locais
! Controlo de acesso múltiplo – outras técnicas– Aloha puro
! As estações não verificam a actividade no meio físico antes de transmitirem, acesso livre sem controlo.
– Aloha ranhurado (melhoramento)! São definidos intervalos de tempo (slot time), as
estações só podem transmitir no início de cada intervalo de tempo. Continua com problemas pois podem estar várias estações à espera do início do slot time.
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Ethernet
! O controlo do acesso ao meio físico e feito segundo a técnica CSMA/CD
! Inicialmente desenvolvida para redes com topologia em bus físico utilizando cabo coaxial
! Suporta actualmente uma grande variedade de meios físicos, a topologia também deixou de ser bus físico para passar a ser topologia física em estrela ou árvore
! O suporte de diferentes meios físicos e diferentes velocidades levou ao aparecimento de diversas variantes de Ethernet, genericamente designadas por x-Base-y
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Configurações Ethernet a 10 Mbps
! 10 Base 5 – Topologia em bus– Comprimento máximo (sem repetidores) de 500
m– 4 repetidores no máximo– 100 máquinas por segmento, no máximo– Cabo coaxial com transceivers– Em desuso
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Configurações Ethernet a 10 Mbps (2)
! 10 Base 2 – Topologia em bus– Comprimento máximo (sem repetidores) de 185 m– 4 repetidores no máximo– 30 máquinas por segmento, no máximo– Cabo coaxial com conectores BNC– Conectores BNC em T– Conectores T ligam directamente à NIC– Em desuso
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Configurações Ethernet a 10 Mbps (3)
! 10 Base T – Topologia física em estrela– Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m– 4 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo UTP ou superior com conectores ISO 8877– Uso generalizado
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Configurações Ethernet a 10 Mbps (4)
! 10 Base FL – Topologia física em estrela– Comprimento máximo (sem repetidores) de 2000
m– 4 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo de fibra óptica com conectores ST– Uso em backbones e sistemas terminais
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Configurações Ethernet a 10 Mbps (5)
! 10 Base FB – Topologia física em estrela– Comprimento máximo (sem repetidores) de 2000
m– 14 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo de fibra óptica com conectores ST– Uso em backbones (em desuso)
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Configurações Ethernet a 100 Mbps – FastEthernet
! Custo apenas duas vezes superior ao custo da Etherneta 10Mbps (aproximadamente)
! Capacidade de auto-negociação do débito a utilizar (10 ou 100) ou o funcionamento em full-duplex
! Tecnologia desenvolvida a par das soluções comutadas, que constituíram uma revolução da tecnologia das redes Ethernet
! As soluções comutadas, em full-duplex, eliminam o problema das colisões
! Topologia em estrela ou em árvore
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Configurações Ethernet a 100 Mbps (1)
! 100 Base TX – Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo UTP Cat. 5, 2 pares, com conectores ISO 8877– Suporte de full-duplex– Utilização crescente
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Configurações Ethernet a 100 Mbps (2)
! 100 Base T4 – Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo UTP Cat. 3 ou superior, 4 pares, com conectores ISO
8877– Não suporta full-duplex– Utilização reduzida
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Configurações Ethernet a 100 Mbps (3)
! 100 Base FX – Comprimento máximo (sem repetidores) de 160 m– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Fibra óptica multimodo, com conectores ST ou SC– Suporte de full-duplex– Utilização crescente em backbone
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Configurações Ethernet a 1 Gbps
! Custo bastante superior ao custo das tecnologias anteriores
! Compatibilidade com as tecnologias anteriores! Funcionamento em half-duplex e full-duplex, a 1 Gbps! Método de acesso continua ser ser CSMA/CD! Suporta um repetidor! Topologia em estrela ou em árvore
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Configurações Ethernet a 1 Gbps (2)
! 1000 Base SX – Comprimento máximo (sem repetidores) de
! 220 m (fo 62.5 µm)! 550 m (fo 50 µm)
– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Fibra óptica multimodo, com conectores SC– Suporte de half/full-duplex– Utilização emergente em backbones curtos
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Configurações Ethernet a 1 Gbps (3)
! 1000 Base LX – Comprimento máximo (sem repetidores) de
! 550 m (fo mult.)! 5 Km (fo mono.)
– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Fibra óptica multimodo ou monomodo, com conectores SC– Suporte de half/full-duplex– Utilização emergente em backbones de edifício ou de
campus
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Configurações Ethernet a 1 Gbps (4)
! 1000 Base CX – Comprimento máximo (sem repetidores) de 100 m– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo UTP Cat. 5, quatro pares, com conectores ISO 8877– Suporte de half-duplex– Exige codificação e tecnologias complexas
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Configurações Ethernet a 1 Gbps (5)
! 1000 Base CX – Comprimento máximo (sem repetidores) de 25 m– 1 repetidores no máximo– 1 máquinas por segmento, no máximo– Cabo STP– Suporte de half/full-duplex
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Token Bus
! Topologia física em bus! Controlo de acesso ao meio físico por
passagem do testemunho4 níveis de prioridade
! Tecnologia com pouca implantação
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Token Ring (IEEE 802.5)
! Topologia física e lógica em anel! Meios de transmissão
– Cabo de par entrançado e fibra óptica! Controlo de acesso ao meio físico por passagem de
testemunho– Suporte para um esquema de prioridades
! Taxas de transmissão de 4, 16 ou 100 Mbps! Custo bastante superior à tecnologia Ethernet
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Token Ring - Topologia
! Acesso ao meio! Mecanismo de prioridades
A
D
C
B
AnelUnidireccional
Interfacecom o anel
Estação
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Token Ring - Resumo
! O testemunho circula no anel até uma estação querer transmitir
! Antes de uma estação começar a transmitir retira o testemunho do anel
! Uma estação ao enviar um quadro para o anel ele será repetido por todas as estações
! Quando o quadro chega à estação destino copia-o e repete-o para a estação seguinte
! O quadro circula até à estação que o inseriu sendo retirado por esta
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Token Ring – Resumo (2)
! Quando uma estação quer transmitir um quadro com prioridade N deve esperar até que a prioridade do testemunho seja inferior ou igual a N
! Quando estão a ser transmitidos dados por uma qualquer estação, outra estação que queira transmitir pode tentarreservar o testemunho escrevendo a prioridade do quadro que tem para transmitir no campo Reservation
! A reserva não será aceite se outra prioridade superior tiver sido solicitada
! Quando a estação que está a transmitir terminar restaura o testemunho com a prioridade presente no campo Reservation
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FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
! Funciona a 100Mbps! Tecnologia inicialmente vocacionada para backbone! Configuração em anel duplo (um funciona como
backup)! Método de controlo de acesso por passagem de
testemunho– Dois níveis de prioridade
! Distâncias até 100 Km, interligação de até 500 estações
! Meios de transmissão são a fibra óptica e os cabos de par entrançados
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Redes locais sem fios
! Conhecidas por wireless LANs (WLANs)! Flexibilidade e escalabilidade! Mobilidade! Rapidez e facilidade de instalação! Custo reduzido! Utilização diversificada:
– Edifícios antigos– Eventos– Medicina– Backup de redes com fios
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Redes s/ fios – opções tecnológicas
! Transmissão em banda estreita ! Transmissão em Spread Spectrum
– Larguras de banda elevadas– Distâncias inferiores a 3 Km (não limitado ao
interior do edifício)! Transmissão por infravermelhos
– Dentro de edifícios– Linha de vista entre o emissor e e receptor ou por
reflexão
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Redes s/ fios – Configurações
! Célula única (ad hoc)– não requer a utilização de infra-estrutura de comunicação
! Configuração em infra-estrutura
Redes de Computadores - 02/03 Luísa Jorge33
Redes s/ fios – Normalização
! Tecnologias proprietárias! Norma 802.11 para débitos de 1 ou 2 Mbps
– Acesso ao meio CSMA/CA (Collision Avoidance), utiliza um mecanismo do tipo Request-to-send /Clear-to-send
! A norma para wireless original era IEEE 802.11– Diversas variações
! 802.11b! 802.11a! 802.11g
Redes de Computadores - 02/03 Luísa Jorge34
Comparação das diversas normas 802.11x
! 802.11– Norma original, fornece 1 a 2 Mbps, usa banda de 2.4GHz, e frequency
hopping spread spectrum (FHSS) ou direct sequence spread spectrum(DSSS).
! 802.11b – Também conhecida como 802.11 High Rate ou Wi-Fi– Extensão que fornece capacidades até 11 Mbps (pode degradar a 5.5, 2
ou 1 Mbps) na banda 2.4 GHz. Usa apenas DSSS. 802.11b foi a ratificação de 1999 da norma 802.11, e permite funcionalidades numa redesem fios semelhantes à da Ethernet.
! 802.11a – Extensão da norma original, fornece até 54 Mbps, usa banda de 5GHz, e
sistema de codificação orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). ! 802.11g
– Extensão mais recente, permite 20 ou mais Mbps na banda de 2.4 GHz (até 54Mbps). Pode ser compatível com 802.11b
Redes de Computadores - 02/03 Luísa Jorge35
Rede de área pessoal (Personal AreaNetwork)
Utilização de tecnologias de comunicação sem fios para
interligar computadores, periféricos e telefones