REDES DE COMPUTADORES - ufba.brromildo/downloads/ifba/redes/aula04c.pdf · Cada segmento de rede pode ter uma distância de no máximo de 100 metros 100 Mbit/s de throughputfull-duplex

REDES DE COMPUTADORES

Tecnologias de LAN - Ethernet

Agenda

� Tecnologias de LANs

� Porque Ethernet

� Origem

� Endereçamento

� FrameFrame

� Ethernet Padrão

� Fast Ethernet

� Gigabit Ethernet

Tecnologias para LANs

Por que Ethernet?

� Mais utilizada atualmente

� Preço

� Performance

� Escalabilidade

Origem

� 1973, quando Robert Metcalfe escreveu um memorando para os seus chefes contando sobre o potencial dessa tecnologia em redes locais

Origem

� 1976, Metcalfe e David Boggs (seu assistente) publicaram um artigo, Ethernet: DistributedPacket-Switching For Local Computer Networks

� 1979, Metcalfe deixou a Xerox e criou a 3Com

� 1980, Convenceu DEC, Intel, e Xerox a trabalhar juntas para promover a Ethernet como um padrãojuntas para promover a Ethernet como um padrão

Evolução

Frame

� Preâmbulo - tem como função criar um padrão de 0s e 1s para a sincronização. em algumas literaturas, não é sonsiderado parte do frame Ethernet pois é adiconado ao frame na camada física.

� SFD (Start Frame Delimiter) - Sinaliza o início do Frame (10101011)

� DA (Destination Address)

�

Frame

� Payload - Transporta dados das camadas superiores encapsulados (entre 46 e 1500 bytes)

� CRC - Transporta a detecção de erro baseado no CRC-32

�

Frame

Endereçamento

� MAC Address

� Endereço físico único associado a placa de rede como identificador universal da estação em uma LAN

Endereçamento

� Como descobrir o MAC ADRRESS de sua estação?� Ipconfig /all (Windows)

� Ifconfig (Linux)

� Como ver os MAC ADDRESS das estações?

C: \ Documents and Settings \ romildo >arp –aC: \ Documents and Settings \ romildo >arp –a

Interface: 192.168.100.157 --- 0x4

Endereço IP Endereço físico Tipo

192.168.100.1 00-02-55-5d-79-af dinâmico

192.168.100.160 00-02-55-5d-0a-f2 dinâmic o

192.168.100.191 00-20-18-8d-79-10 dinâmic o

� É possível alterar o endereço físico de uma estação?

Endereçamento

� Como descobrir o MAC ADRRESS de sua estação?� Ipconfig /all (Windows)

� Ifconfig (Linux)

� Como ver os MAC ADDRESS das estações?

C: \ Documents and Settings \ romildo >arp –aC: \ Documents and Settings \ romildo >arp –a

Interface: 192.168.100.157 --- 0x4

Endereço IP Endereço físico Tipo

192.168.100.1 00-02-55-5d-79-af dinâmico

192.168.100.160 00-02-55-5d-0a-f2 dinâmic o

192.168.100.191 00-20-18-8d-79-10 dinâmic o

� É possível alterar o endereço físico de uma estação?

Endereçamento

� Como garantir que o MAC é único?

� A alocação de MAC address é administrada pelo IEEE

� O fabricante compra porções do espaço de endereço MAC (para assegurar a unicidade)

� Analogia (Livro de Kurose):

� (a) endereço MAC: semelhante ao número do RG� (a) endereço MAC: semelhante ao número do RG

� (b) endereço IP: semelhante a um endereço postal

Endereçamento

� Como garantir que o MAC é único?

� A alocação de MAC Address é administrada pelo IEEE

� O fabricante compra porções do espaço de endereço MAC (para assegurar a unicidade)

� 00-00-0C (Cisco)

� 00-01-02 (3COM)� 00-01-02 (3COM)

� 00-01-41 (Cisco)

� 00-E0-4C (Realtek)

� Analogia (Livro de Kurose):

� (a) endereço MAC: semelhante ao número do RG

� (b) endereço IP: semelhante a um endereço postal

EThernet Padrão (10Mbps)

Ethernet Padrão

� 10Base2

Ethernet Padrão

� 10BaseT

Ethernet Padrão

� 10BaseF

Ethernet Padrão

� 10BASE2 (ThinNet ou Cheapernet) -- Um cabo coaxial de 50-ohm conecta as máquinas, cada qual usando um adaptador T para conectar seu NIC. Requer terminadores nos finais. Por muitos anos esse foi o padrão dominante de ethernet de 10 Mbit/s.

� 10BASE5 (também chamado Thicknet) -- Especificação Ethernet de banda básica de 10 Mbps, que usa o padrão (grosso) de cabo coaxial de banda de base de 50 ohms. Faz parte da especificação de camada física de banda de base IEEE 802.3, tem um limite de distância de 500 metros por segmento.

� 10BASE-T -- Opera com 4 fios (dois conjuntos de par trançado) num cabo CAT-3 ou CAT-5. Um hub ou switch fica no meio e tem uma porta para cada nó da rede. Essa é também a configuração usada para a ethernet 100BASE-T e a Gigabit.também a configuração usada para a ethernet 100BASE-T e a Gigabit.

� 10BASE-F -- um termo genérico para a nova família de padrões de ethernet de 10 Mbit/s: 10BASE-FL, 10BASE-FB e 10BASE-FP. Desses, só o 10BASE-FL está em uso comum (todos utilizando a fibra óptica como meio físico).

� 10BASE-FB -- Pretendia ser usada por backbones conectando um grande número de hubs ou switches, agora está obsoleta.

� 10BASE-FP -- Uma rede passiva em estrela que não requer repetidores, nunca foi implementada.

Fast Ethernet (100Mbps)

Fast Ethernet

� 100BASE-TX

� A forma mais usada na rede Fast Ethernet

� Cabos CAT5e (ou CAT5)

� Padrões de cabeamento TIA/EIA-568

� Cada segmento de rede pode ter uma distância de no máximo de 100 metrosmáximo de 100 metros

� 100 Mbit/s de throughput full-duplex

� Geralmente utiliza topologia estrela

Fast Ethernet

� 100BASE-TX

Gigabit Ethernet (1000Mbps)

Pausa para pensar....

� Antes de continuarmos com 10Gbps e 100Gbps, precisamos pensar em algumas coisas...

� Note que na topologia 10Base2 é utilizada a topologia barramento (meio compartilhado), como tratar a colisão?

� Quais as topologias utilizadas em cada padrão?� Quais as topologias utilizadas em cada padrão?

� Todos os padrões Ethernet precisam tratar colisão?

Como o Ethernet detecta colisões?

� CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access withCollision Detection)

� Princípio base: ouvir antes de transmitir

� Procedimento de envio1. O adaptador recebe um datagrama da camada de rede e cria um

quadro.quadro.

2. Se o adaptador detecta um canal livre, ele começa a transmitir o quadro. Senão espera até ele ficar livre e então transmite.

3. Se o adaptador transmite o quadro todo sem colisão, quadro enviado!

4. Se o adaptador detecta outra transmissão enquanto transmite, eleaborta e envia um jam signal.

5. Após abortar, adaptador entra em exponential backoff e retorna aopasso2.



� Adaptador não transmite se ele detectar algumoutro adaptador transmitindo, isto é, carrier sense

� O adaptador transmissor aborta quando detectaoutro adaptador transmitindo, isto é, collision outro adaptador transmitindo, isto é, collision detection

� Antes de tentar uma retransmissão, o adaptadorespera um período aleatório, isto é, random access



� Simulador Online

� Daniel Brushteyn in 1997 as part of course work at the University of Pennsylvania.

� http://wps.aw.com/wps/media/objects/500/512911/c� http://wps.aw.com/wps/media/objects/500/512911/cap5/csma.htm

Diferença entre HUB e Switch

� Hub

� Interconecta computadores ou segmentos de LAN

� Estende a distância máxima entre os nós

� No entanto, domínios de colisão individuais tornam-se um único e grande domínio de colisão

LAN

HUBA

B

C D


� Hub

� Exemplo 1: Se A manda uma msg para C?

LAN

HUBA

B

C D

1


� Hub

� Exemplo 1: Se A manda uma msg para C?

� Simples repetidor

� Similar a rede barramento

LAN

HUBA

B

C D

11 1


� Hub

LAN

HUB

HUB

HUB

SWITCH


� SWITCH

� Faz comutação

� Entrada na tabela do switch:

� (endereço MAC, interface, marca de tempo)

� Switch aprende quais hospedeiros podem ser alcançados através de suas interfacesalcançados através de suas interfaces

� Reduz o domínio de colisão


� SWITCH

� Exemplo 2:

� Host A manda msg para C

� E agora?

LAN

SWITCHA

B

C D

1 Endereço

(MAC ADDRESS)

interface

B 2

D 4

1


� SWITCH

� Exemplo 2:

� Coloca o endereço e porta de A na tabela

� Faz um flood (inundação) - Encaminha para todas as interfaces, exceto para aquela em que o quadro chegou

LAN

SWITCHA

B

C D

Endereço

(MAC ADDRESS)

interface

B 2

D 4

A 1

C 3

1


� SWITCH

� O que acontece numa rede com 200 computadores?

� Se eu quiser que apenas o departamento de elétrica acesse o servidor?

LAN

SWITCH

SWITCH

SWITCH

SWITCH

FILE/DHCPSERVER


� SWITCH com VLAN (Virtual LAN)

� Geralmente é feita uma segmentação da LAN através das portas

� Permite

� Segmentação

� Desempenho� Desempenho

� Segurança

� Mas como é feito?LAN

SWITCHElétrica

SWITCHMatemática

SWITCH

SWITCHComputação

FILE/DHCPSERVER


� SWITCH com VLAN (Virtual LAN)

� Como configurar isso?

� Switch tem que ser gerenciável!


� Utilizando o simulador da DLINK

� http://www.dlink.com/support/

� Acesse Emulatores

� Acesse DES-1226G


� Mais sobre Switchs

� Trukking – Interconectar dois switchs agrupando duas portas e aumento a largura de banda.

� VLAN trunking protocol (VTP) – um protocolo que os switches usam para se comunicar uns com os outros e trocar informações sobre as configurações da VLAN.trocar informações sobre as configurações da VLAN.

� Quando utilizá-lo?

� Switch Level-3

� Adiciona funções de camada 3 (rede) ao switch tradicional

� Quando utilizá-lo?