Redes de ComputadoresRedes de Computadores · Bits de Paridade Exemplo: paridade impar ... Mensagem de mbits éinterpretada como polinómio M(x) de grau < m Polinómio gerador de

Artur ArsenioRedes de Computadores 2010/2011

Departamento de Engenharia Informtica1

Redes de ComputadoresRedes de Computadores

Camada Lgica


Departamento de Engenharia Informtica2 Camada Lgica

Camada Rede - Reviso

Servios da camada de rede Circuitos virtuais Datagramas

Funcionamento de um encaminhador (router) Camada de rede na Internet: o protocolo IP Princpios de encaminhamento: seleco de um caminho Outros aspectos da camada de rede na Internet

DHCP, NAT, ICMP, IPv6 Encaminhamento hierrquico Encaminhamento na Internet

intra domnio inter domnio

Encaminhamento multicast



Camada Lgica

Introduo e Servios Deteco e correco de erros Protocolos de Acesso Mltiplo Endereamento em LANs Hubs e switches Tecnologias da camada de ligao de dados

Token Ring, PPP Ethernet

Tecnologias da camada de ligao de dados - Virtualizao: ATM MPLS

Objectivos:

Entender os princpios por trs dos servios da camada lgica ou de ligao dados: deteco e correo de erros partilha do canal de difuso: controlo do acesso ao meio endereamento da camada lgica

Instanciao e implementao de diversas tecnologias de camada lgica

Objectivos:

Entender os princpios por trs dos servios da camada lgica ou de ligao dados: deteco e correo de erros partilha do canal de difuso: controlo do acesso ao meio endereamento da camada lgica

Instanciao e implementao de diversas tecnologias de camada lgica

Segue Capitulo 5 do livro de J.F Kurose e K.W. Ross



Os canais de comunicao que interligam dois ns adjacentes so designados por ligaes ou conexes e podem ser de vrios tipos Cabos elctricos ou pticos ponto

a ponto Canais rdio ponto a ponto Canais partilhados com acesso

mltiplo (LANs)

Os pacotes da camada lgica designam-se por tramas

link

A camada lgica responsvel por transferir os datagramas (nas tramas) entre ns adjacentes atravs do canal (link)

Camada Lgica



Datagrama transferido por diferentes protocolos da camada lgica em diferentes ligaes: e.g. Ethernet na primeira

ligao, frame relay em ligaes intermdias e 802.11 na ltima ligao

Cada protocolo de camada lgica fornece servios diferentes e.g. pode ou no fornecer

transporte fivel de dados atravs da ligao

Viagem do Tagus a Madrid Autocarro de aluguer: Taguspark

ao aeroporto da Portela Avio: aeroporto da Portela ao

aeroporto de Madrid Comboio: aeroporto de Madrid ao

centro de Madrid turista = datagrama segmento de transporte = canal

de comunicao modalidade de transporte =

protocolo da camada lgica agente de viagens = algoritmo de

encaminhamento

Analogia de transporte

Camada Lgica: Exemplo e Analogia

5: Camada de Enlace 6



Protocolos da Camada Lgica



Servios da Camada Lgica

Construo e delimitao de tramas Encapsulamento de datagramas numa trama adicionando

cabealho e terminao Acesso ao canal (meio)

Definio dos procedimentos no caso de meio partilhado Gesto de identificadores de origem e destino - endereos MAC

Diferente do endereo IP, no relevante para PPP

Transmisso fivel entre ns adjacentes Dependendo do tipo de ligao pode ser necessrio usar tcnicas

especficas de transmisso fivel raramente usada em canais com baixas taxas de erro (fibra ptica,

alguns tipos de pares tranados) Canais sem fio: altas taxas de erros



Servios da Camada Lgica (cont)

Controlo de Fluxo compatibilizar taxas de produo e consumo de tramas entre

emissores e receptores Deteco de Erros

Tratamento de erros causados por rudo e atenuao do sinal no canal de comunicao

Pedido de repetio de tramas Descarte da trama

Correo de Erros mecanismo que permite o receptor localizar e corrigir o(s) erro(s)

sem precisar da retransmisso Servio Half-duplex ou full-duplex

com half duplex, os ns de cada lado podem transmitir, mas no simultaneamente



Comunicao entre Adaptadores

Lado emissor Encapsula o datagrama numa

trama Adiciona bits de verificao de

erro, transferncia fivel de dados, controlo de fluxo, etc.

Lado receptor verifica erros, transporte fivel,

controlo de fluxo, etc. extrai o datagrama, passa-o para

o n receptor camadas lgica e fsica

trama

n receptor

datagrama

trama

adaptador adaptador

Protocolo da camada lgica

n emissor

Camada de lgica muitas vezes realizada num adaptador autnomo Network Interface Card NIC: Placa Ethernet, carto PCMCI ou 802.11



Introduo e servios Reviso

Introduo e Servios Deteco e correo de erros Protocolos de Acesso Mltiplo Endereamento em LANs Hubs e switches Tecnologias da camada lgica


Tecnologias da camada lgica - Virtualizao ATM MPLS

Camada Lgica Introduo


Comunicao entre adaptadores

Camada Lgica Introduo


Comunicao entre adaptadores



Deteco e Correco de Erros

Introduo de bits calculados em funo dos bits de dados redundncia Principais tcnicas:

Paridade (uni- ou multidimensional) Soma de verificao (checksum) Cdigo cclico de verificao (Cyclic Redundancy Code CRC)

Os erros s so detectados se no receptor, os bits redundantes calculados, forem diferentes dos inscritos na trama deteco no 100% perfeita: protocolo pode no identificar alguns erros, mas raro

Canal com rudo

Dados Bits Resundantes Dados Bits Resundantes

Todos os bits nos Dados OK? N - Deteco de erros

SDatagramaDatagrama



Bit de paridade-Detecta um nmerompar de bits errados-odd parity ou even parity

Paridade bidimensional- dividir d bits em linhas horizontais e verticais- um erro simples pode ser corrigido

Bits de Paridade

Exemplo: paridade imparodd parity

Exemplo paridade par



CRC - Cyclic Redundancy CodesCdigos de Redundncia Cclica

Mensagem de m bits interpretada como polinmio M(x) de grau < m Polinmio gerador de grau r Clculo do CRC

Dividendo xrM(x) Divisor G(x) (=> r+1 bits) Diviso mdulo 2 produz resto R(x), de grau inferior a r Mensagem transmitida T(x) = xrM(x) + R(x) ...notar que T(x) divisvel por G(x)

Deteco de erros Receptor e emissor conhecem G(x) combinado -priori

Se a mensagem recebida for divisvel por G(x) ento no se detectam erros Caso o resto seja diferente de zero: detectado erro!

Usado amplamente na prtica (ATM, HDLC)

Dados R: CRC bits

d bits r bits



CRC - Exemplo

1101 G(x) = x3 + x2 + x0

10011010 M(x) = x7 + x4 + x3 + x1

10011010000 x3M(x) = x10 + x7 + x6 + x4

101 R(x) = x2 + 1

10011010101 x3M(x) + R(x) = x10 + x7 + x6 + x4 + x2 + 1

bit mais significativo de G tem de ser 1

1001-1101 = 1001 XOR 1101 = 0100



CRC Polinmios utilizados

HDLC utiliza um CRC de 16 bits A ARPANET utilizava um CRC de 24 bits no protocolo de ligao

de bit alternado ATM utiliza um CRC de 32 bits em AAL5 Padres internacionais de polinmios G de graus

CRC-8 G(x)= x8 + x2 + x1+ 1 CRC-10 G(x)= x10+ x9 + x5+ x4 +x1 + 1 CRC-12 G(x)= x12+ x11+ x3 + x2 + 1 CRC-CCITT G(x)= x16+ x12+ x5+ 1 CRC-32 G(x)= x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1

GCRC-32 = 100000100110000010001110110110111



CRC Propriedades

Remetente realiza em tempo real por hardware a diviso da sequncia M pelo polinmio G e acrescenta o resto R a M

Mensagem recebida T(x) + E(x), em que E(x) o padro de erros Padro de erros detectado se e s se E(x) no divisvel por G(x) Erros simples so detectados, se G(x) tiver mais do que um termo Nmero mpar de erros so detectados, se G(x) tiver x + 1 como

factor Rajadas de erros de comprimento inferior ou igual a r so

detectadas, se G(x) tiver grau r e incluir o termo 1 Rajadas de erros de comprimento r + 1 s no so detectadas com

probabilidade 1 / 2 r 1, se G(x) tiver grau r e incluir o termo 1



CRC Realizao

CRC fcil de realizar em hardwarerecorrendo a registos de deslocamento



Deteco e correo de erros Reviso



Tecnologias da camada lgica - Virtualizao ATM MPLS


Bits de Paridade

CRC - CyclicRedundancyCodesExemplo

Polinmiosutilizados

Propriedades


Bits de Paridade

CRC - CyclicRedundancyCodesExemplo

Polinmiosutilizados

Propriedades



Contexto dos esquemas de acesso mltiploTrs tipos de ligao:

(a) Ponto-a-ponto (um cabo nico)(b) Difuso (cabo ou meio compartilhado; e.g., Ethernet, rdio, etc.)(c) Comutado (e.g. ATM)

Redes Locais com Fios Redes Locais sem FiosTelefonia celularRedes de pacotes com acesso rdio

Comunicaes via satlite



O problema do Acesso Mltiplo

Objectivos Maximizar o nmero de mensagens transferidas com sucesso por unidade de

tempo (dbito); Minimizar o tempo mdio de espera para obter o acesso ao meio.

Aplicao canal de comunicao de difuso nico interferncia: quando dois ou mais ns transmitem simultaneamente

coliso se um n receber dois ou mais sinais ao mesmo tempo

Protocolo de acesso mltiplo

algoritmo distribudo que determina como os ns compartilham o canal, isto , determina quando um n pode transmitir

comunicao sobre a partilha do canal deve usar o prprio canal! no h canal externo para coordenar a transmisso

Controlo comunicao em meios partilhados por 2 ou + estaes em simultaneo



Protocolo de Acesso Mltiplo Ideal

Canal de difuso com taxa de R bps1. Quando apenas um n quiser transmitir, pode

transmitir com taxa R.2. Quando M ns quiserem transmitir, cada um poder

transmitir em mdia a uma taxa de R/M3. Completamente descentralizado

nenhum n especial para coordenar as transmisses nenhuma sincronizao de relgios ou slots

4. Simples



Mtricas de Desempenho no AcessoMltiplo

Dbito normalizado (Normalized throughput ou goodput ) Ritmo utilizado para transferir informao til. Exclui o overhead dos protocolos, colises e retransmisses.

Atraso mdio (Average Delay) Tempo mdio que um pacote tem de esperar antes de ser

transmitido com sucesso (incluindo o tempo de transmisso)

Justia no acesso (Fairness) Todas as estaes tm de ter igual oportunidade de transmisso

num intervalo de tempo finito

Estabilidade (Stability) Num meio muito sobrecarregado, as colises vo originar

retransmisses de pacotes que podem novamente colidir, gerando novas retransmisses (o dbito normalizado diminui drasticamente)

Um mecanismo de acesso ao meio deve controlar estas situaes, garantindo estabilidade mesmo em perodos de carga elevada



Trs classes gerais:

Partio do Canal Tcnica de atribuio fixa de recursos, por exemplo, TDMA, FDMA, CDMA.

divide o canal em pequenos pedaos (slots de tempo, frequncia, cdigo) aloca pedao a um dado n para uso exclusivo deste para enviar e receber pacotes

Tcnica de acesso centralizado, em que um moderador central interroga cada estao participante cerca da inteno de transmitir.

Acesso Aleatrio Canal no dividido, podem ocorrer colises Recuperao das colises Tcnica de acesso distribuido: todas as estaes tm funes idnticas no

processo de comunicao Testemunho

Ns se alternam passando testemunho Ns com mais dados a transmitir podem demorar mais quando chegar a sua vez

Taxonomia dos Protocolos de Acesso Mltiplo

Problemas Quando existem vrios emissores espera de vez, qual o prximo a transmitir ? Como se evitam as colises (transmisso simultnea) ?



TDMA: mltiplo acesso com diviso de tempo (Time DivisionMultiple Access)

acesso ao canal em turnos" cada estao recebe um comprimento

fixo de slot (comprimento = tempo de tx do pacote) em cada turno

slots no usados permanecem ociosos

E.g. LAN com 4 estaes: slots 1 e 4 com pacotes, slots 2 e 3 ociosos

frequ

ncia

tempo

frame slot

Protocolos MAC de Partio do Canal: TDMA e FDMA na Comutao de Pacotes

FDMA: mltiplo acesso com diviso de frequncia (FrequencyDivision Multiple Access)

espectro do canal dividido em bandas de frequncia

a cada estao atribuda uma banda fixa de frequncia

tempo de transmisso no usado nas bandas permanecem ociosos

examplo: LAN com 4 estaes, bandas 1 e 4 com pcte, 2 e 3 ociosas

Banda

sde

frequ

ncias

tempo



Protocolos MAC de Partio do Canal:

CDMA Code Division Multiple Access

Mltiplo Acesso por Diviso por Cdigo explora esquema de codificao de espectro espalhado

DS (Direct Sequence) ou FH (Frequency Hopping) mais usado em canais de radio difuso (celular, satlite, etc) protege utilizadores de interferncia (usado desde a Segunda Guerra Mundial) protege utilizadores do multipath fading em rdio

Cdigo nico associado a cada canal partio do conjunto de cdigos todos utilizadores partilham a mesma frequncia, mas cada canal tem sua prpria

sequncia de chipping (i.e., cdigo) sequncia de chipping funciona como mscara: usado para codificar o sinal sinal codificado = (sinal original) X (sequncia de chipping)

Descodificao: produto interno do sinal codificado e a sequncia de chipping sequncias de chipping mutuamente ortogonais entre si (produto interno = 0) permite a coexistncia de mltiplos utilizadores e suas transmisses simultneas

com um mnimo de interferncia (se os cdigos deles forem ortogonais)



CDMA

Codificao/Decodificao Interferncia entre dois emissores



Protocolos de Acesso Aleatrio ou Distribuido

Quando n tem um pacote para transmitir transmite na taxa mxima R nenhuma coordenao -priori entre os ns dois ou mais ns a transmitir coliso

O protocolo MAC de acesso aleatrio especifica: como detectar colises como recuperar destas (e.g. atravs de retransmisses retardadas)

estao emissora espera um tempo aleatrio antes de enviar novamente a info cada n envolvido numa coliso escolhe um atraso aleatrio independente

Exemplos de protocolos MAC de acesso aleatrio: ALOHA, S-ALOHA CSMA, CSMA/CA, CSMA/CD



Acesso mltiplo: ALOHA puro- Sem Sincronizao, Descentralizado

ALOHA puro (sem slots): mtodo mais simples acesso ao meio partilhado Os instantes de transmisso so arbitrrios Ao chegar uma trama ao n, transmite imediatamente

Em caso de coliso, retransmite imediatamente c/ probabilidade p ou espera Aps espera, transmite c/ probabilidade p, ou espera (em idle) com prob 1-p Probabilidade de coliso (origina perda dos pacotes que colidem) grande

at em situaes que afectem apenas o ltimo bit de um pacote e o 1 do outro

Perodo de vulnerabilidade t0 1: Incio da transmisso de tramat0: Coliso com o incio da trama It0 + 1: Coliso com o fim da trama

trama enviada em t0 colide com outras tramas enviadas em [t0-1,t0+1]



Anlise simples de Desempenho

Criao de tramas novas de acordo com processo de Poisson com mdia S tramas / tempo de trama;

Modelo de populao infinita de utilizadores; com 0 < S < 1 se S > 1 a taxa de criao de tramas seria superior taxa que o canal poderia escoar

Tentativas de transmisso (incluindo retransmisses) processo de Poisson, com mdia G tramas / Tempo de transmisso de uma trama

Perodo vulnervel: 2 x Tempo de transmisso de uma trama Dbito normalizado

S = G . P0 com S=throughput; G=tentativas de transmisso; P0 = probabilidade de no haver coliso

Probabilidade de serem geradas k tramas durante o perodo vulnervel (Poisson com parmetro 2G): Prob [k] = (2G)k e-2G / k!

Tem-se: P0 = e-2G , S = G e-2G , Smax = 1/(2e) quando G=

Hipteses (simplificativas) ALOHA puro



Eficincia do ALOHA puro

N = nmero de ns que partilham canal

P(sucesso por um dado n) = P(n transmita) . P(nenhum outro n transmita em [t0-1,t0] .P(nenhum outro n transmita em [t0,t0+1]

= p . (1-p)N-1 . (1-p)N-1

= p . (1-p)2(N-1)

escolhendo o valor ptimo de p e deixando N -> infinito ...

= 1/(2e) = 0,18 (18%)



Acesso Mltiplo: ALOHA Sincronizado

Objectivo: aumentar a eficincia da rede relativamente ao esquema ALOHA puro

Estratgia: Reduzir o perodo de vulnerabilidade Mtodo

Dividir o tempo em slots de dimenso T todos os slots do mesmo tamanho - tempo para transmitir 1 trama (T= L bits / R bps)

Quando uma estao pretende enviar uma trama espera pelo prximo slot estao comea a transmitir tramas apenas no incio dos slots

Pressupostos de implementao Sincronizao entre as estaes

existe uma estao que emite um sinal de relgio Mais de 1 estao transmite num slot => todas as estaes detectam a coliso

s h colises para tramas que sejam transmitidas no mesmo slot estao retransmite trama em cada slot posterior com probabilidade p at ter sucesso

S-ALOHA ou Synchronized ALOHA

Perodo de vulnerabilidade



Anlise simples de Desempenho

Tal como anteriormente, gerao de tramas novas S com um processo de Poisson e modelo de populao infinita de estaes

Agora tem-se um perodo vulnervel igual a Tempo de trama Dbito normalizado:

S = G . P0 com S=throughput; G=tentativas de transmisso (incluindoretransmisses); P0 = probabilidade de no haver coliso;

Probabilidade de serem geradas k tramas durante o perodo vulnervel: Prob [k] = (G)k e-G / k! (considerando um intervalo equivalente a

Tempo_de_trama) Portanto P0 = e

-G , S=Ge-G , Smax =1/e quando G = 1

Hipteses (simplificativas): S-ALOHA

Melhor caso (quando G = 1): canal usadopara transmisses teis em 37% do tempo!

37% so sucessos (=1/e) 37% dos slots esto livres e 26% colises.



Assuma N ns com muitas tramas para enviar, cada um transmite num slot com probabilidade p

prob que n 1 tenha sucesso em um slot = p(1-p)N-1

prob que qualquer n tenha sucesso = Np(1-p)N-1

Para eficincia mx com N ns, encontrar p* que maximiza Np(1-p)N-1

Para muitos ns, fazendo limite de Np*(1-p*)N-1

quando N tende a infinito, d 1/e = 0,37

Eficincia a fraco de longo prazo de slots com sucesso quando h muitas estaes, cada uma com muitas tramas para transmitir

Eficincia do S-ALOHA



Vantagens nico n activo pode transmitir

continuamente na taxa mxima do canal

descentralizado: apenas slots nos ns precisam estar sincronizados

simples

Desvantagens colises, slots desperdiados slots ociosos ns podem ser capazes de

detectar colises num tempo inferior ao da transmisso do pacote

sincronizao dos relgios

Acesso Mltiplo: ALOHA SincronizadoC Collision slotE Empty slotS Success slot



ALOHA Puro e Sincronizado

Resumo de operaes

Comparao



A caracterstica bsica introduzida no esquema CSMA consiste na deteco de portadora (Carrier Sense) estao detecta actividade no canal, para transmisso e entra em Collision Detection

Factor importante porqu ento as colises? o tempo de propagao tempo que uma mensagem demora a ser detectada na estao mais remota

CSMA: escuta canal antes de transmitir Se o canal estiver livre (idle): transmite toda a trama Se o canal estiver ocupado, adia a transmisso por um tempo aleatrio

Variantes bsicas (para efeitos de incio de transmisso): Anlise do estado do meio

No persistente: amostra o meio de transmisso em intervalos de tempo aleatrios Persistente: est continuamente a amostrar o meio

Minimizao de colises e controlo da estabilidade do sistena(especialmente importante para o esquema persistente) Algoritmo Binary Exponential Backoff

Acesso Mltiplo CSMA

CSMA Carrier Sense Multiple Access



Mas no CSMA, colises podem ainda ocorrer Distncia e atraso de propagao

2 ns podem no ouvir a transmisso do outro Coliso: todo o tempo de transmisso desperdiado

CSMA/CA: Collision Avoidance A estao s transmite quando recebe a confirmao (pacote CTS) da recepo

correcta do pacote RTS; depois disso transmite os dados Esquema normalizado: IEEE 802.11

Tratamento de Colises

CSMA/CD: deteco da portadora, adia a transmisso como no CSMA. Transmite sempre, detecta colises e tem mecanismos para as resolver

Esquema usado na Ethernet: IEEE 802.3 As colises so detectadas em pouco tempo Transmisses que sofreram colises so abortadas;

reduz o desperdcio do canal

Collision



Desempenho CSMA

Um modelo simplificado para a anlise de desempenho (idntico a um dos modelos anteriores no contexto de ALOHA sincronizado): assume-se que k estaes esto sempre prontas para transmitir, num

dado slot de durao 2, com probabilidade p (em vez de se considerarbinary exponential backoff, para simplificar)

==> probabilidade, A, de que uma estao capture o canal:A = k p (1-p)k-1

O valor de A mximo quando p = 1/k e vale A=1/e quando k ==> probabilidade de que um intervalo de conteno tenhaexactamente j slots: A(1-A)j-1

==> nmero mdio de slots por cada perodo de conteno : 1/A ==> Utilizao do canal:

U = (F/B) / (F/B + 2/A) onde F = tamanho das tramas e B = capacidade do canal



Comparao de desempenhoALOHA e variantes CSMA



Protocolos de atribuio dinmica vs. acesso aleatrio vs partio de canais

Protocolos MAC de partio do canal partilha o canal de forma eficiente e de forma justa em altas cargas Ineficiente em cargas baixas: atraso no canal de acesso, alocao de 1/N da

largura de banda mesmo com apenas 1 n activo!

Protocolos MAC de acesso aleatrio eficiente em baixas cargas: um nico n pode utilizar completamente o canal Altas cargas: overhead com colises requerem controlo contra comportamentos instveis

Protocolos MAC de atribuio dinmica Procuram oferecer o melhor dos dois mundos! permitem uma melhor utilizao do canal (principalmente em perodos de carga

elevada) requerem gesto do testemunho (o que leva atrasos maiores em cargas baixas)



Acesso Mltiplo: Protocolos de Atribuio Dinmica

Polling N mestre convida ns escravos a transmitir em vez Preocupaes

Overhead com as consultas (polling) , Latncia , Ponto nico de falha (mestre)

Passagem de testemunho (Token Passing e.g. Protocolo Token Ring) N detm o testemunho (ou token, ou permisso) => tem acesso exclusivo ao canal

pode transmitir um nmero mximo, pr-acordado, de tramas ou ento deter o testemunho durante um intervalo mximo pr-acordado.

Mensagem de passagem do testemunho depois de usar o canal, n tem de passar o testemunho ao

prximo n de forma sequencial (i.e. repor o testemunho no anel) Preocupaes

Overhead com a passagem do testemunho Latncia Ponto nico de falha (testemunho)



Protocolos de Acesso Mltiplo Reviso


Ethernet PPP

Tecnologias da camada lgicaVirtualizao ATM MPLS

Particionamento do canal por tempo, frequncia ou cdigo

Particionamento Aleatrio (dinmico):

ALOHA, S-ALOHA

CSMA, CSMA/CD Escutar a portadora: fcil

em algumas tecnologias (com fios), difceis em outras (sem fios)

CSMA/CD usado na Ethernet

CSMA/CA usado no 802.11

Atribuio Dinmica Consultas (polling) a partir de um ponto central

Passagem de testemunho

Particionamento do canal por tempo, frequncia ou cdigo

Particionamento Aleatrio (dinmico):

ALOHA, S-ALOHA

CSMA, CSMA/CD Escutar a portadora: fcil

em algumas tecnologias (com fios), difceis em outras (sem fios)

CSMA/CD usado na Ethernet

CSMA/CA usado no 802.11

Atribuio Dinmica Consultas (polling) a partir de um ponto central

Passagem de testemunho



Endereos LAN

Endereo de Difuso = FF-FF-FF-FF-FF-FF

= adaptador

1A-2F-BB-76-09-AD

58-23-D7-FA-20-B0

0C-C4-11-6F-E3-98

71-65-F7-2B-08-53

LAN(com ousem fios)

Cada adaptador na LAN possui um endereo LAN nico

Endereo IP de 32 bits Endereo camada de rede Leva o datagrama subrede IP de destino Endereo IP hierrquico NO porttil (requer

Mobilidade IP) depende da subrede IP qual o n est ligado

Endereo MAC (ou LAN, ou fsico, ou Ethernet) Usado para levar o datagrama de uma

interface at outra interface ligada fisicamente (da mesma rede)

Endereo MAC de 48 bits (maioria das redes)queimado (burned) na ROM do adaptador. nico.

Alocao de endereos MAC gerida pelo IEEEum fabricante compra uma parte do espao de endereos blocos de 224 (para garantir unicidade)

Endereo MAC sem estrutura (flat) => portatilPode-se mover um carto LAN entre LANs

No o n que tem um endereo MAC o adaptador!



Cada interface num n IP (Host ou Router) de 1 LAN possui Tabela ARP

Faz o mapeamento de endereos IP/MAC para alguns ns da LAN

< endereo IP; endereo MAC; TTL>

TTL: tempo para o mapeamento de endereos ser esquecido (valor tpico 20min)

Expedio de tramasUsando o ARP: Address Resolution Protocol

223.1.3.0/24

MAC destino MAC origem

A consulta uma tabela ARP para fazer a traduo (Endereo IP, Endereo MAC) A encapsula o datagrama em trama MAC

5C-66-AB-90-75-B1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4

223.1.1.1

1A-23-F9-CD-06-9B

E6-E9-00-17-BB-4B

A

B

ARP [RFC 826]



A deseja enviar datagrama para B, endereo MAC de B no est na tabela ARP A difunde uma trama ARP de interrogao que contm o endereo IP de B

Endereo MAC destino = FF-FF-FF-FF-FF-FF todas as interfaces na LAN recebem a consulta do ARP

B reconhece o seu endereo IP na trama ARP de interrogao e responde a A com uma trama ARP de resposta que contem o seu endereo MAC,

enviada para o endereo MAC (unicast) de A B fica a saber o par (Endereo IP de A, Endereo MAC de A)

A recebe a trama ARP de resposta e guarda na tabela ARP em memria (cache) o par (Endereo IP de B, Endereo MAC de B) at que a informao fique antiquada (expire) os pares (Endereo IP, Endereo MAC) so datados soft state: informao que expira descartada a menos que seja renovada

ARP: Address Resolution Protocol(Protocolo de Resoluo de Endereos)

Como obter o endereo MAC de B a partir do endereo IP de B?

ARP plug-and-play: ns criam suas tabelas ARP sem a interveno de administrador da rede

ARP apenas traduz end.IP/ MAC na mesma subrede (enquanto DNS traduz nomes/end.IP na internet



passo a passo: envio de datagrama de A para B via Rassuma que A conhece o endereo IP de B

duas tabelas ARP no router R, uma para cada rede IP (LAN)

A

RB

Encaminhamento de um pacote para uma LAN diferente

A cria datagrama com origem A, destino B A usa tabela de encaminhamento para obter interface de saida (e IP) para o router R A usa ARP para obter o endereo MAC de R para 111.111.111.110 A cria trama da camada lgica com o endereo MAC de R como destino

trama contm datagrama IP de A para B

O adaptador de A envia a trama O adaptador de R recebe a trama R remove o datagrama IP da trama Ethernet, verifica que destinado para B R usa ARP para obter o endereo MAC de B R cria trama contendo datagrama IP de A para B e envia este para B

A cria datagrama com origem A, destino B A usa tabela de encaminhamento para obter interface de saida (e IP) para o router R A usa ARP para obter o endereo MAC de R para 111.111.111.110 A cria trama da camada lgica com o endereo MAC de R como destino

trama contm datagrama IP de A para B

O adaptador de A envia a trama O adaptador de R recebe a trama R remove o datagrama IP da trama Ethernet, verifica que destinado para B R usa ARP para obter o endereo MAC de B R cria trama contendo datagrama IP de A para B e envia este para B



Diagrama Temporal

223.1.3.0/24

5C-66-AB-90-75-B1

223.1.1.2

223.1.1.3

223.1.1.4

223.1.1.1

1A-23-F9-CD-06-9B

E6-E9-00-17-BB-4B

A

B

R

E



Endereamento em LANs



Tecnologias da camada lgicaVirtualizao ATM MPLS

Endereos LAN

Expedio de tramas

ARP: AddressResolution Protocol


Endereos LAN

Expedio de tramas

ARP: AddressResolution Protocol


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